气候学/风
风是大规模的气体流动。在地球表面，风是指空气的整体运动。在外层空间，太阳风是指太阳上的气体或带电粒子通过空间的运动，而行星风是指行星大气中轻化学元素向太空的释气。风通常按其空间尺度、速度、引起风力的类型、发生的风区以及风的影响来分类。在太阳系中，行星上观察到的最强风发生在海王星和土星。风具有多个方面：速度（风速）；参与气体的密度；能量含量或风能。风也是种子和小鸟的重要运输方式；随着时间的推移，物体可以随着风移动数千英里。风可以通过各种风成作用塑造地貌，例如形成肥沃的土壤，如黄土，以及通过侵蚀。来自大型沙漠的尘埃可以被盛行风带离其源区很远；由于对这些地区的影响重大，那些被粗糙地形加速并与沙尘暴相关的风在世界各地被赋予了区域性名称。风也会影响野火的蔓延。
- 水平气压（梯度）
- 地球自转（科里奥利力）
- 摩擦力
- 风的离心作用
气压梯度是指沿某条直线单位距离上气压的变化。换句话说，它是某一地区沿某一线性方向单位距离上气压（一般用每公里毫巴（距离）表示）的平均变化。气压梯度决定风吹的方向和强度。风总是从高气压区吹向低气压区。气压梯度可以通过等压线值的差值计算（一般用每公里毫巴（距离）表示）。
从实际意义上讲，科里奥利力不是一种力，而是在旋转系统中观察到的对物体质量的影响。它是由地球自转运动和空气相对于地球的运动造成的。它作用于地球自转轴的垂直方向。它由物体的质量及其自转速度决定。地球绕其轴线从西向东自转。因此，科里奥利力在南北方向上起作用。科里奥利力在赤道为零，在两极最大。这一概念最早由法国工程师G. G. 科里奥利于 1835 年解释，因此以他的名字命名。一次自转大约需要 24 小时。地球的自转速度在赤道约为 1670 公里/小时（周长约为 40000 公里），在 600 北纬和南纬处降至一半（835 公里/小时）。我们知道地球不是一个不旋转的天体，而是绕其轴线自转。当空气在旋转的地球上向赤道方向运动时，由于地球表面本身向前运动，空气在北半球会向右偏转。当空气从赤道向极地运动时，也会发生同样的现象，即在北半球向右偏转。
空气摩擦是指空气相对于其所吹过的表面粗糙度和不规则性的运动阻力。摩擦力会降低地面附近风的速度。因此，风受到摩擦力的影响最大，并且在地面附近最大。在地面上方，摩擦力急剧减小。地表的粗糙度和起伏会影响吹过的风。在地面以上约 1 公里的高度内，风会产生涡流，直线吹风会受到很大影响。之后速度会增加。向右移动的箭头表示风的走向和速度。
向心力作用于与风向垂直的方向。它是一种向内拉力的力，即指向旋转中心。垂直向上，大约在 5.5 公里高度以上，气压约为 **500 毫巴**。在此高度，除高地和山区外，摩擦力几乎消失。科里奥利力等于向心力加上气压梯度力。但在高压情况下，当上层对流层发展出反气旋时，气压梯度力等于科里奥利力加上向心力。在这种情况下，风沿着等压线吹。这被称为 **地转风**，地转风是喷流产生的原因。
它们被广泛地分为两类：-
- 恒定风或不变风或行星风
- 变动风
尽管风向在不同季节的区域会有所变化，但风向全年基本保持一致，这种风被称为 **恒定风**，它们与热力学和动力学诱导的气压带以及地球自转有关，因此被称为 **行星风**。这些风包括 **信风、西风和极地风**。
位于北纬 30° 和南纬 30° 之间的区域属于热带地区。信风从副热带高压带吹向赤道低压带。在赤道低压带有一个平静带或无风带，其特点是 **空气环流微弱**。
**西风**、**反信风**、**盛行西风** 是 盛行风，它们从西向东吹过 **30° 和 60°** 纬度 之间的 中纬度 地区。它们起源于 马纬度 的高压区，并倾向于向 极地 移动，并以这种方式引导 温带气旋。
该图显示了地球轴线的倾斜方式，该倾斜方式与北半球 冬至 时的入射阳光一致。无论一天中的时间（即地球绕其轴自转），北极 都会处于黑暗之中，而 南极 则会被照亮；另见 北极冬季。除了 入射 光线的密度之外，当光线以较小的角度照射时，它在 大气层 中的 耗散 会更大。
西风非常强劲，特别是在南半球没有陆地的地区，因为陆地会放大气流模式，使洋流更偏向南北方向，从而减缓西风的速度。中纬度地区最强的西风可能出现在 **咆哮的四十度** 地区，即 40° 到 50° 纬度之间。西风在将温暖的赤道水域和风带到大陆西海岸方面发挥着重要作用，特别是在南半球，因为其海洋广阔。
赤道无风带通常位于赤道以北 5° 到 5° 之间，也被称为 **热带辐合带** 或 **（ITCZ）**。信风在 ITCZ 地区汇合，产生对流风暴，从而形成世界上一些降水最密集的地区。ITCZ 会随着季节和接收到的太阳能的变化而南北移动。ITCZ 的位置会因陆地和海洋模式的变化而发生变化，可相对于赤道南北移动 40° 到 45°。热带辐合带也被称为赤道辐合带或热带锋。
信风吹过北半球 **5°N-30°N** 和南半球 **5°S-30°S** 之间的带状区域。我们都知道空气从高压区流向低压区。赤道低压，副热带高压。因此，空气从热带地区流向赤道。由于科里奥利力和地球自转，南半球的风向左偏，北半球的风向右偏。
极地风起源于南北极附近。冬季寒冷的空气下沉到地面，在极地形成高压区。这些风在两个半球都存在。极地东风也被称为 **极地哈德利环流**。它们是干燥、寒冷的盛行风，从北极和南极的极地高压区吹向高纬度地区西风的低压区。
它是当地风的一种类型。当地风是由当地温度和气压条件的变化产生的。因此，它们的范围更局限，覆盖的水平和垂直维度有限，并且局限于对流层的低层。
地面摩擦在决定地面风的速度和方向方面发挥着重要作用。当风在地面上移动时，风会穿过等压线吹入低压中心，并吹出高压中心。由于地面摩擦的影响，风在局部地区并不总是表现出与地面天气图上的等压线所预期的速度和方向。这些变化通常是由地形特征引起的，例如丘陵、山脉和大型水体。除了山区以外，地形特征导致的当地风变化的影响通常不会超过地面以上约 2000 英尺的高度。
它是由陆地和水体之间的温差引起的。海风在白天发生，此时陆地区域的升温速度快于水体表面。这会导致陆地上的气压低于水体上的气压。气压梯度通常足够强，可以使风从水体吹向陆地。陆风在夜间发生，此时陆地变得更凉爽。然后风会吹向水体上温暖的低压区。陆风和海风非常局限，只影响沿海狭窄的区域。
山丘和山谷会显著扭曲与盛行气压系统和气压梯度相关的 airflow。当空气流过山丘并流入山谷时，会产生强烈的上升和下降气流以及涡流。山丘和山脉的线状排列会起到屏障的作用。如果山脉中有山口，风会像穿过隧道一样以相当快的速度穿过山口。山坡的白天升温和夜晚降温会导致 airflow 的昼夜变化。在夜间，山坡通过辐射冷却。与之接触的空气变得更冷，因此密度更大，并沿着山坡吹入山谷。这是一种山风，也称为 **下坡风或山风**。如果山坡被冰雪覆盖，下坡风不仅会在夜间吹，而且也会在白天吹，将寒冷的致密空气带入较温暖的山谷。未被雪覆盖的山坡会在白天变暖。与之接触的空气变得更暖，密度更小。这是一种 **上坡风或谷风**。在山区， airflow 的局部扭曲更加严重。岩石表面、高脊、陡峭的悬崖、陡峭的山谷，所有这些都会共同产生不可预测的流动模式和湍流。
局部热风通常是由下坡压缩加热机制产生的，也称为 **绝热加热**。局部热风的例子包括奇努克风、哈马丹风、焚风、西罗科风、西北风、卡姆西风、卢风等。
这些是温暖干燥的风，吹过落基山脉的 **东坡（背风坡）**。它们是绝热加热的结果，绝热加热是由于背风坡的下坡压缩而发生的，因为山脉屏障会产生摩擦阻力，这种阻力倾向于将高层空气拉到背风坡，而被向下压迫的空气会绝热加热，同时其相对湿度也会降低。奇努克风中的温度非常温暖，以至于它可以去除下面的积雪/冰，有时这些风非常干燥。
焚风是一种干燥温暖的风，由于山脉背风坡的绝热加热而产生。这些风在瑞士阿尔卑斯山北侧更为常见，随着这些风到来，气温会迅速上升。焚风全年存在，由于这些风的存在，气温升高，瑞士的山谷在冬季被称作气候绿洲。
这些热而干燥的风起源于撒哈拉沙漠，并吹向非洲几内亚海岸。由于它们在撒哈拉沙漠上空经过，这些风变得极其干燥，并且当它们经过撒哈拉沙漠时，它们会拾起更多的沙子，尤其是红色沙子，并变得尘土飞扬。这些风到达非洲西海岸，之前温暖潮湿的天气在它们到来后变得宜人干燥，相对湿度低，因此给人们带来了极大的安慰。由于这个原因，它们在西非几内亚海岸地区也被称为 **医生风**。
西罗科风是一种温暖、干燥、多尘的局部风，从撒哈拉沙漠吹过地中海中部、意大利南部和西班牙等地。西罗科风从阿特拉斯山脉的北坡下降，变得极其温暖干燥。这些风携带来自撒哈拉沙漠的红色沙粒，因此会导致 **南欧出现红色降雨**，这种降雨被称为 **血雨**。西罗科风在西班牙被称为 **莱韦奇**，在摩洛哥和马德拉被称为 **莱斯特**，在利比亚被称为 **吉布利**，在突尼斯被称为 **奇利**。
它起源于塔尔沙漠，方向为西北风到西风。它们在早春的 3 月到 5 月期间占主导地位，并在印度北部和邻近地区造成热浪般的条件。它们具有干燥作用，被认为是环境危害。
局部冷风是尘土飞扬的风，它们的温度低于冰点，它们会造成寒潮条件。局部冷风的例子包括 - 米斯特拉风、博拉风、暴风雪、普加风、拉文特风、潘帕风、比斯风等。
它是一种冷而干燥的风，从西北方向吹向西班牙和法国的东南方向，主要发生在冬季。由于罗讷河的存在，这些风被引导到罗讷河谷，因此变得极其寒冷。当它们穿过狭窄的罗讷河谷时，它们会变成暴风般的北方冷风，平均速度从 55-65 公里/小时到 128 公里/小时。
这些是冷而干燥的东北风，从山脉吹向亚得里亚海的东岸。博拉风在意大利北部更为有效，它从阿尔卑斯山的南坡下降，虽然由于下降而绝热加热，但其温度与沿海地区相比仍然很低，这是典型的地形风。这些风以强劲的阵风吹来，风速在 128-200 公里/小时范围内。
暴风雪是寒冷、猛烈、粉状的极地风（从地面吹起干燥的雪）。它们在南北极地区、加拿大、美国、西伯利亚等地普遍存在。由于没有东西向的山脉屏障，这些风可以到达美国的南部各州。
它是一种极其寒冷的东北风或东风，吹过西伯利亚中部和俄罗斯东部。
急流被定义为在对流层上层以相对狭窄的带状蜿蜒流动的快速地转气流。它存在于大气层的高层，高度范围从 20,000 到 40,000 英尺或更高。中纬度的急流通常是最强的。急流从南北半球的 20 度纬线延伸到极地。急流是在不同温度的气团相遇的地方形成的。因此，通常地表温度决定了急流的形成位置。温度差异越大，急流内部的风速就越快。
急流有三种类型：
它在冬季和早春形成。它们的最大速度接近 300 节，与极地锋面急流的合并有关。亚热带急流伴随着下沉运动，并在它们经过的地区产生主要是晴朗的天气。有时它们会向北漂移并与极地锋面急流合并。
它发生在夏季的对流层顶附近，经过东南亚、印度和非洲。这种急流意味着急流北部存在深厚的一层暖空气，而南部在印度洋上空存在较冷的空气。
它蜿蜒流经极地上空平流层的上层。它们存在于亚极地低压带之上的辐合带中。
- 急流的形成与气团的热力反差有关，例如哈得来环流、费雷尔环流。
- 急流的蜿蜒或涡旋运动被称为罗斯贝波。
- 冬季，急流的赤道延伸更明显，这是由于气压带南移。
- 冬季，热力反差增大，极地高压中心强度增强。这会加强急流的形成，扩大其延伸范围，并增加其速度。