【专题突破】如何从原理上突破焚风效应

　　当潮湿空气越过高山时，常在山的背风坡山麓地带形成一种干燥高温的气流，称作焚风。焚风往往以阵风形式出现，从山上沿山坡向下吹。焚风在迎风坡成云致雨，在背风坡形成干热风的整个过程称为“焚风效应”。

　　一般来说，空气流动遇山受阻时会出现爬坡或绕流。气流在迎风坡上升时，温度会随之降低。空气上升到一定高度时，水汽遇冷出现凝结，以雨雪形式降落。空气到达山脊附近后，变得干燥，在背风坡一侧顺坡下降，并以干绝热率增温。因此，空气沿着高山峻岭沉降到山麓的时候，气温常有大幅度的升高。焚风强烈时，常常带来一系列灾害。

　　命名起源

　　【焚风】这个名称来自拉丁语中的favonius(温暖的西风)，最早主要用来指越过阿尔卑斯山后在德国、奥地利谷地变得干热的气流。

　　此外，它在世界各地山脉几乎都有类似的风，对类似的现象还有类似的地区性的称呼：

　　在智利的安第斯山脉这样的焚风被称为帕尔希风(Puelche)，

　　在阿根廷同样的焚风被称为Zonda，

　　美国落基山脉东侧的焚风叫钦诺克风(chinook)，在加利福尼亚州南部被称为圣安娜风(Santa Ana)，

　　在墨西哥被称为仓裘风(Chanduy)。

　　焚风的成因

　　在山区，当气流与山地坡向垂直或夹角较大时，湿气流会翻越山坡，对迎风坡和背风坡的气温和降水产生不同的影响。谭老师地理工作室综合整理

　　1、山地两侧降水差别较大

　　在迎风坡，湿空气随气流上升而逐渐降温冷却，空气中的水汽逐渐达到饱和状态。当空气中的水汽达过饱和时，水分子便会凝结成云而形成降水，特别是中海拔地段，常形成多雨中心。在一定高度范围内，降水量随海拔升高而增加，这一范围叫最大降水带;其后因水汽减少，降水量也随之逐渐减少。

　　在背风坡，空气顺山坡下沉气温升高，空气中的水汽不易达到饱和状态，故降水较少。

　　2、山地两侧的气温变化

　　当空气在沿迎风坡运动时，可以把它看成是在做垂直运动，空气的这种运动过程常常是绝热进行的。在所含水汽达到饱和之前按干绝热直减率(1℃/100m)降温;当空气上升到凝结高度(即达饱和状态)以后，水汽凝结时会释放出一部分潜热，对空气加热，使空气上升时冷却的速度减慢，按湿绝热直减率(0.5-0.6℃/100m)降温，并因发生降水而减少水汽含量。

　　空气过山后，在背风坡已经成为缺少水汽的干空气，它顺坡下沉基本上是按干绝热直减率(1℃/100m)进行增温的。故气流过山后的温度比山前同一高度的温度高得多，湿度也显著减少。

　　例如：有一气流，要翻越一座高度为4000米的山脉，假定其在迎风坡山麓处的温度为15℃，凝结高度为1000米，由于在凝结高度以下空气每上升100米气温降低1℃，故在高度为1000米处的气温为5℃;在凝结高度以上，每上升100米降低0、6℃，那么这团空气到达山顶时气温将会降至-13℃。如果凝结出的水汽完全降落到了山前，在空气翻山后，就成了干燥的气团。在无水汽的影响下，气流按每下降100米气温升高1℃进行，当气流到达山底时，将会变成27℃的干热风。

　　焚风的分布

　　在中纬度相对高度不低于800～1000米的任何山地都会出现焚风现象，甚至更低的山地也会产生焚风效应。

　　1、世界分布

　　人们最早发现欧洲阿尔卑斯山脉的焚风效应最为显著。同一时间，在迎风的山南的意大利米兰往往是大雨如注，寒气袭人，而在山北的瑞士却是南风阵阵，碧空万里，干热难熬，呈现出明显的“山前山后两重天”的景象。另外，南美洲南部大陆东侧的巴塔哥尼亚荒漠的形成也与焚风效应有关。

　　在世界上，亚洲的阿尔泰山、欧洲的阿尔卑斯山、北美的落基山和南美的安第斯山等地都是著名的焚风出现区。

　　2、中国分布

　　在中国，焚风现象也到处可见。如在天山南北、秦岭脚下、川南丘陵、金沙江河谷、大小兴安岭、太行山下、皖南山区、台湾的中央山脉等地都能见到其踪迹。

　　焚风现象在中国西南峡谷区表现的尤为明显。例如，云南怒江谷地自然环境具有热带和亚热带稀树草原特征，显然与焚风效应有密切联系。

　　1956年11月13、14日，太行山东麓石家庄气象站曾观测到在短时间内气温升高10.9℃的焚风现象。

　　焚风的影响

　　焚风造成的灾害：

　　在高山地区还可以使大量积雪融化，造成洪水泛滥;

　　焚风天气出现时，许多人会出现不适症状，如疲倦、抑郁、头痛、脾气暴躁、心悸和浮肿等。这是由焚风的干热特性以及大气电特性的变化对人体影响引起的。

　　“焚风”有时也能给人们带来益处：

　　北美的落基山，冬季积雪深厚，春天焚风一吹，不需多久，积雪会全部融化，大地长满了茂盛的青草，为家畜的饲养提供丰富的草场资源，因而当地人把它称为“吃雪者”。

　　程度较轻的焚风， 能增加当地热量，可以提早玉米和水果的成熟期，所以原苏联高加索和塔什干绿洲的居民，干脆把它叫做“玉蜀黍风”。

　　焚风的热力学理论

　　按照热力学理论，焚风与其它风一样是由于气压不同而形成的，山背风面的气压低。在迎风面空气上升，温度干绝热下降(随气压的下降温度下降，热量不散发)，这个下降速度约为每上升1000米气温下降6摄氏度。当气温下降到露点时空气的相对湿度达到100%，在这种情况下空气继续上升就开始进入湿绝热降温的过程了。在这个过程中水不断凝结出来，而空气的相对湿度保持在100%。这个过程中气温下降的速度为略小于0.6度/100米，接近0.5度/100米，使得温度相比没有焚风的时候下降缓慢。以至于焚风会使在足够高的山顶上出现相对高温的情况。凝结出来的水在山的迎风面形成云，假如空气继续不断上升会产生雨和雪。从山的背风面看上去可以看到山脊上形成一堵云墙，而它的后面则是蓝天。假如焚风非常强的话，也有可能将降雨区带到背风面。

　　在山脊背后空气开始下降，按照这个理论空气下降的原因是山两边的气压差。在下降过程中空气隔热升温(随气压上升而温度上升，不吸收热)，但由于空气的相对湿度随温度上升而下降，这个升温过程完全是干的，没有水蒸发的过程，因此升温的速度大约是1度/100米，比空气在迎风面上升时要高。同时空气的相对湿度不断降低，造成了干燥的热风。

　　热力学理论非常形象地解释了焚风形成的原因，因此它也常常被列入教科书中。但是这个理论有许多不足之处，比如：

　　有时焚风在迎风面没有形成云或降水的情况下也会形成;

　　有时迎风面上升的空气并不是在背风面下降的空气，有时迎风面上升的空气甚至会流回;

　　此外热空气下降也是一个不容易理解的事。

　　降水不是焚风的必要条件，1984年发表的一个统计表明，在阿尔卑斯山脉10%的焚风没有降雨伴随。