【地理专题】风、城市里的“峡谷风”

一、风向

上几期主题，我们主要探讨了变幻莫测的云，而让云千姿百态的主要原因就与我们今天认识的主题有关，一起来看看变化多端的风吧。

概述

大气的水平运动称之为风，故风也是大气的重要要素。接下来的几期将要从风向，风力以及风对地理环境的影响等方面对风有个基本介绍。这期主要介绍风向。风向是一个相对概念，风向指风的来向，即它从该地的什么方向来，它就是什么风。我们通常利用风向给风命名，如我们通常所说的东南风，西北风等。风向的判断对于我们的生产生活有重要指导意义，那么，风向是如何判断的呢？

知识体系建构

考点精讲

01

风向

风向的成因（图源网络）

特别声明：上图有一处“错误”——一处大家认为“正确”错误，包括好多地图册也是这样印刷的，发现的朋友请文后留言。

等压线图中画风向的步骤：①根据等压线，垂直于等压线作出水平气压梯度力，由高压指向低压；②根据地转偏向力（南左北右）进行偏转30～45度，高空则偏转成和等压线平行。

等压线图上风向的画法（图源网络）

02

风向符号

风向标由风杆和风尾组成，风杆（长线段）上绘有风尾（短线段）的一方指示风向。风尾上的横杠表示风速，一横表示风力二级，最多三横，就是六级，风力再大就用风旗表示。如图所示：

03

风频玫瑰图

“风频玫瑰图”（也称“风向玫瑰图”），是“风向频率玫瑰图”的简称。它是一个给定地点一段时间内的风向分布图，是根据某一地区多年平均统计的各个风向和风速的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用8个或16个罗盘方位表示，由于形状酷似玫瑰花朵而得名。

玫瑰图上所表示风的吹向，是指从外部吹向地区中心的方向。通过它可以得知当地的主导风向和最小风频。最常见的风向玫瑰图是一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与原点之间的距离与这个方向的风频呈正比。

风向玫瑰图在气象统计、城市规划、工业布局等方面有着十分广泛的应用。例如，把居民区布置在主导风向的上风向，空气清新，环境优美；把污染大气的工厂布置在主导风向的下风向，最小风频的上方向；在季风气候区，污染大气的工厂应布局在与季风风向垂直的郊外，以减轻大气对城市的污染。

如图中该地区主导风向为东风，最小风频为西南风。（注意：主导风向的下风向不一定是最小风频）

04

风带与季风

结合气压带的成因来记忆气压带，再根据风向的画法来画出全球的盛行风带：

首先确定高低气压带，然后由高压指向低压，南左北右偏转，偏转30～45度，即是该地近地面盛行风向。

全球气压带风带（图源人教版《高中地理必修1》）

季风也结合季风形成的原因来理解记忆。亚欧大陆东亚季风（夏东南，冬西北）和南亚季风（夏西南，冬东北）

东亚季风（图源人教版《高中地理必修1》）

05

景观图看风向

风作为自然界外力作用的一种，对地表形态和自然界植被等地理要素进行塑造，反过来，我们也可以根据地表形态特征和生物植被特点来推断该地的主导风向。如下图新月型沙丘（迎风坡缓，背风坡陡即可辨别风向）；由于强风形成的旗形树（树枝展开方向与风的来向相反）。

新月形沙丘示意图（图源网络）

树冠迎风招展的旗形树（图源见水印）

二、风力的影响因素

01

水平气压梯度力

风是受三个力共同影响形成：水平气压梯度力，地转偏向力和摩擦力。而影响风力大小的只有摩擦力和水平气压梯度力，地转偏向力仅影响风向。其中，水平气压梯度力是风形成的直接因素。气压差越大，水平气压梯度力越大，一般题目中可以通过等压线密集程度判断，等压线越密集代表气压差越大，水平气压梯度力越强，风力越强。气压差异是因为地表受热不均引起，因而更完整的表述应该把地表的冷热不均的程度表述清楚。例如，我国夏季，南北普遍高温，气压差异小，气压梯度力小，风力较小；冬季南北温差大，气压梯度力大，冬季风势力较强。还有欧洲冬季西风势力强盛也是因为冬季北半球副热带高气压带与副极地低气压带之间的气压梯度较大。

02

摩擦力

03

植被覆盖率

植被覆盖率越高，风力越小。我国冬季风势力强，故在广阔的西北，华北，东北地区，国家兴建了三北防护林来改善当地自然环境，恢复自然植被对环境的保护功能。

兰新铁路沿线两岸的防风林带

04

地形起伏大小

高原起伏和缓，风力大；山谷口，峡管效应（见上期“地理效应”主题），风力大；地形（河谷）延伸方向与盛行风方向基本一致，风力大。

05

离风源地的远近

在东亚的季风气候区，考虑风力大小时，往往要考虑距冬季风距离的远近。距离近，风力大；距离近，风力小。

实战演练题

（2019海南卷）山谷风是山区昼夜间风向发生反向转变的风系。白天太阳辐射导致山坡上的空气增温强烈，暖空气沿坡面上升，形成谷风；反之，则形成山风。祁连气象站位于祁连山中段的山谷中，山谷风环流较为强盛。下图示意2006年8月24日该气象站记录的山谷风风向、风速的变化。据此完成下面小题。

特别声明：上图也有一处“错误”——请把图中的“ＳＳＮ”改为“ＳＳＥ”。

1 祁连气象站所在地谷风的风向是

A. 偏南风 B. 偏东风

C. 偏北风 D. 偏西风

3. 祁连气象站所处山谷段的大致走向及地形特征是

A. 南北走向，西高东低

B. 东西走向，北高南低

C. 南北走向，东高西低

D. 东西走向，南高北低

【答案】1 C 2. D

【解析】

本题主要考查山谷风。

【1题详解】

材料中提到，“白天太阳辐射导致山坡上的空气增温强烈，暖空气沿坡面上升，形成谷风”可知谷风主要出现在白天空气增温之后，图中显示， 11点以后的风向以偏北风为主，即当地谷风的风向是偏北风，故正确答案为C，ABD错误。

【2题详解】

“白天”，“暖空气沿坡面上升，形成谷风”，“反之，则形成山风”，意味着晚上，空气沿坡面下沉，形成山风。图中显示晚上以南风为主，白天以北风为主，说明气象站附近南面为高坡，北面为低谷，得出山谷呈东西走向，且南高北低的地形特点，故正确答案为D，ABC错误。

3.（2017年海南卷）新西兰首都惠灵顿依山坡而建，三面环山，西面朝向大海，有“风城”之称，下图示意惠灵顿的位置。

分析惠灵顿常年多风的原因？（10分）

【参考答案】地处西风带，常年盛行偏西风（4分），两岛之间为海峡，风速加快（3分）；依山面海，迎风（3分）。

01

峡谷风的形成

当气流由开阔地带流入峡谷时，受到山地地形的阻挡，难以直接翻越，由于空气质量不能大量堆积，于是只能取道山口的缝隙。通道变窄使得空气流动速度加快，风力就会骤然加大。当流出峡谷时 ，空气流速又会减缓，这种峡谷地形对气流的影响，称为“峡谷效应”，也叫“狭管效应”。由狭管效应而增大的风，称为峡谷风或穿堂风。

研究表明，“狭管风”的大小，是和一个城市高层建筑的数量、间距和位置有着十分密切关系的。高层建筑物越多、体积越大、间距越近，出现“狭管风”的机会越大，反之则较小。“狭管风”的出现，会对交通、建筑、环境、城市生活等方面造成一定危害。

城市内部的一些风

建筑物屋顶以下到地面叫城市覆盖层，是气象科学中“小尺度”气候，它与建筑物密度、高度、几何形状、门窗朝向、街道宽度和走向、绿化面积、空气中污染物浓度等许多人为因素关系很大。“小尺度”气候中还可以细分为建筑物气候、城市街道峡谷气候、商业区气候、住宅气候和工业区气候等等。

风遇到高层建筑时会改变方向，下沉的风受楼与楼的阻挡，通道变窄，气流穿过时受到挤压，当降到行人的高度就会形成涡流风、穿堂风和角流风三个大风区。

道路两旁高低错落的建筑物构成了街道峡谷，这些风往往都汇合在街道峡谷里，出现乱流涡旋风和升降气流，这就是通常所说的街道风，对于这样的街道风只有保证一定的街道宽度，增加足够的绿化带作为防风隔断，才能减少街道乱流涡旋风和升降气流对人的侵害。

实际上街道风与街道的走向密切相关，当风向与街道走向相一致时，街道峡谷犹如变窄的通道，风受到不同方向的挤压，加速穿过街区，这样街区的“狭管效应”就制造出强风。如果街道的宽度比较窄的话，风大时，强大的乱流涡旋风再加上升降气流就形成了街道风暴，殃及行人。谭老师地理工作室综合整理

吹向街道的风大多数是从侧面刮来的，受街道两旁建筑物的部分阻挡，这种风表现为螺旋型的涡动。风大时，行使在道路上的人流和车辆会遭遇到较大的侧面推力，行人会在风中来回的晃动、严重的还会旋转并且向旁边滚动。

当风沿着低矮楼朝高楼吹来时，楼与楼之间的街道走向与风向相垂直，由于风受到楼的多层阻挡，街道上的风并不是很大，但是翻越高楼顶上的风力是相当大的。

02

狭管效应发生需要的条件

1

地形条件

出现“狭管效应”的地点大多为峡谷地区，或者是在间距极小的城市高层建筑之间。

2

气象条件

比如寒潮、沙尘暴、台风等，都会引起大范围、大规模的空气流动，经过狭管效应的加强，就可能产生灾害性大风。

城市高楼林立不应该是狭管效应风速快吗？为什么说是因高楼林立而风速小，散热慢呢？

如果楼特别多，会造成摩擦力加大，对和空旷地区相比来说，这样城市内对风的阻力大，风速小。但如果与城市内部地表建筑物密集度类似的区域相比，两栋高楼间或者街道突然变窄处的区域就会有明显的狭管效应，所以我们说的城市中的狭管效应产生的大风主要是出现在高层建筑之间的狭长通道。由于狭管效应，高层建筑之间的风力比其他地区更大。地理事物中有很多特性是相比较而言的，要注意前提条件。

知识拓展

近年来，随着低碳经济的发展，清洁能源的开发和应用越来越为人们所重视。其中，风力发电作为一种可再生、无污染而且储量巨大的能源而具有广阔的前景。随着风电事业的飞速发展，风电场选址已成为一个重要的研究课题。“狭管效应”的研究为实现风电场的最优选址，为达到最好的经济效益和社会效益提供了重要的科学依据。例如华南地区最大的高山风电基地——兴安源江风电场，便是利用“狭管效应”而形成建设的。

试题链接

家住我国东部某县城的张女士准备在本地购买一套住宅，在反复比较之后选取了其中四组楼盘，依据下表信息，结合所学知识完成下列各题。

（1）四个楼盘中，“城市广场”均价最高，其原因最有可能是（ ）

A. 离市中心最近

B. 与高等院校相邻

C. 离火车站最近

D. 空气质量最好

（2）城市中高楼林立，如果布局不当，容易导致“狭管效应”，特别是两楼间的狭窄通道，大风在“狭管效应”下可形成威力巨大的瞬时强风。材料中的四个楼盘，最容易由“狭管效应”造成强风的是（ ）

A. 金色家园

B. 湖滨花园

C. 城市广场

D. 东林山庄

（3）张女士决定购买“城市广场”4楼的一套户型，可她上大学的女儿倩倩不同意，倩倩认为，冬至日中午，该楼20,米以下的部分，阳光会被相同高度的前楼遮挡。据此推断，该地区的地理纬度大约是（注：tan60°=1.732）（ ）

A. 26°34′N

B. 21°34′N

C. 6°34′N

D. 36°34′N

【答案】 1.A 2.B 3.D

【解析】

（1）根据名称分析，“城市广场”应位于城市中心区，根据城市地租理论，城市中心区的地价最高，所以“城市广场”均价最高的原因最有可能是离市中心最近，A对。高等院校、空气质量好不是地价高的主要原因，B、D错。离火车站近，噪音大，地价较低，C错。

故本题选A。

（2）根据材料分析，四个楼盘均位于我国东部，我国是季风气候，夏季盛行东南季风，冬季吹西北季风。当建筑物走向与风向垂直时，即两楼间的街道与风向一致时，容易导致风力积聚，产生“狭管效应”。结合表格中的楼房走向，一般与街道走向垂直，所以最容易由“狭管效应”造成的强风的是楼房走向与季风对吹方向垂直的湖滨花园，B对，ACD错。

故本题选B。

（3）根据材料分析，楼高70米，20米以下冬至日无光照，有光照的高度为50米。据三角函数计算，50米楼高，两楼的楼间距是86米，即影长约86米，则正午太阳高度约为30°，冬至日太阳直射点在23°26′S，根据正午太阳高度公式，计算出本地的维度是36°34′N，D对，ABC 错。

故本题选D。

15G备考资源，随问随答，专题设计，优质课件，请扫码加入知识星球

注：本文由谭老师地理工作室综合自我们都爱地理、中学地理研究、中学地理课、匠心地理、轻轻松松学地理、高考地理、讲地又讲理、老丁侃地理、星球地理、如此这般学地理等各地理公众号或文中水印等，在此一并致谢！若引用不当可以随时文末留言联系注明来源或删除。

顺手点击文末四符

分享收藏在看点赞

这是我们坚持不断

持续不停更新动力