風是怎么形成的？

　　如果空氣隨著地球在轉(zhuǎn)動，那為什么會有風呢？風，肯定是流動著的空氣�？瓷先ワL是在運動的，也許這是因為空氣不動，而地球卻在空氣的下面不停地轉(zhuǎn)動而造成的。

　　但遺憾的是這種假設(shè)是錯誤的。

　　地球運動的方向是從西向東的，這就是為什么觀察太空中的物體似乎都是從東向西運動的道理。這正像我們在疾駛的火車上看地面上行走的人，火車向前開，而地面上的人好像往后走一樣。在赤道的位置上，地球的轉(zhuǎn)速是每小時1600公里，其方向為由西向東，而在赤道兩側(cè)的南、北極之間，地球是以較小的半徑轉(zhuǎn)動的，所以該地區(qū)的轉(zhuǎn)速就低于上述數(shù)值（而在南極和北極點全然沒有任何運動）。如果假定地球轉(zhuǎn)動時空氣紋絲不動，那么我們在赤道上方就能感覺到一種定向吹動的風，其速度是每小時1600公里，風向由東向西，而在赤道的兩側(cè)，風力就會降低一些。顯然這不符合實際。所以，風不是由地球的轉(zhuǎn)動而形成的。

　　哥倫布于1492年橫渡大西洋時發(fā)現(xiàn)了定向的風（現(xiàn)在稱之為信風），方向是從東邊吹來，這使他順風而行。當他返航回家的時候，他是向北航行，這時他發(fā)現(xiàn)信風是從西邊吹來的。這一發(fā)現(xiàn)非常重要。在這之前，西方航海家認為風的產(chǎn)生、停止和風向完全取決于神的意愿。自哥倫布之后，人們越來越清楚地發(fā)現(xiàn)，風是有規(guī)律性的，這個規(guī)律性對海上貿(mào)易極為有利（這就是人們?yōu)槭裁捶Q之為貿(mào)易風的緣由），而當時人們還不明白風的吹動為什么是有規(guī)律的。

　　這個問題的答案最初出現(xiàn)于1686年，英國科學家埃德蒙·哈雷認為：如果把大氣層升溫到同一溫度上，地球表面的空氣基本上是靜止不動的，更不用說是有風了。然而，太陽直射地帶的空氣溫度遠遠高于北方和南方地區(qū)的空氣溫度，高溫下的空氣將不斷地膨脹，它們變得很輕，并且升向高空，這時從北方和南方飄過來的冷空氣就填補了這塊真空。正是這種冷空氣的侵入才形成了“信風”。有人曾認為冷空氣直接來自于正北方或正南方，事實并非如此，赤道以北的信風來自東北方，赤道以南的信風來自東南方。

　　當時，哈雷對這種現(xiàn)象沒能作出解釋，到了1735年，英國律師喬治·海德萊對這一現(xiàn)象做了正確的剖析：與赤道上空的空氣相比，北方襲來的冷空氣以較慢的速度隨地球轉(zhuǎn)動，當這股冷空氣南下時，它在東西方向上的移動速率仍然沒變，這一速率低于冷空氣所到之處地球從西到東旋轉(zhuǎn)的速率，其結(jié)果將使人們誤以為這股風是從東北方吹來的。同理，人們也會認為由赤道南方襲來的風好像來自東南方。

　　相反，當赤道上空的空氣被迫吹向北方時，它在東西方向上的運動速度高于所到之處的地球轉(zhuǎn)速，因此看上去風似乎來自西方，這就產(chǎn)生了“西風帶”。

　　這套理論后來由法國的物理學家格斯帕德·吉斯塔夫·讓·科奧利斯于1835年通過數(shù)學推算得以證實。至此人們得知：風向的產(chǎn)生來源于地球不同部位的不同轉(zhuǎn)速差，這一結(jié)論稱之為科奧利斯效應(yīng)。這一效應(yīng)可以形成強度不等的“旋風”、“風暴”、“颶風”、“龍卷風”。風是很重要的，它是地球的空氣調(diào)節(jié)器，其作用是分散地球上的熱量，使熱帶地區(qū)不是想象的那么熱，使冷的地方也不是想象的那么冷。隨著溫度的升高，海洋上的水蒸氣帶走了一部分水。一旦溫度降低，水又以雨的形式降落到地面。陸地吸收到了水，才使得陸地上的生物生機盎然。

　　如果我們完全理解了這些主宰空氣和風運動的規(guī)律，我們就能準確地預(yù)測天氣，其中包括溫度的變化、雨及風暴的形成等天氣形勢。問題在于這些規(guī)律相當復雜，以至于時至今日我們?nèi)圆荒軋A滿地進行天氣預(yù)報。

　　事實上，人類還不能準確無誤地預(yù)報天氣，因為人類還不能精確地測定出各地區(qū)天氣的初始狀態(tài)，有時一些微小的變化也會造成巨大的后果。這種現(xiàn)象被人們稱之為“無序”現(xiàn)象。而且相當多的自然現(xiàn)象都明顯地具有這種特性，它使得我們無法去預(yù)測它們，這就是在科學領(lǐng)域中的遺憾之處，是人類知識的局限性造成的。不過，我們至少已在研究的過程中發(fā)現(xiàn)了這些局限之所在。

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