什么是天气？影响天气的因素有哪些？

天气：变幻莫测的大气舞台

什么是天气？

当我们抬头仰望天空，感受着阳光的温暖、雨滴的清凉、微风的拂过，或者惊叹于雷电的轰鸣、暴雪的肆虐时，我们正在体验着“天气”。

天气，简单来说，就是某一特定地点和时间的大气状况。它是我们日常生活中最常接触到的自然现象，也是一个复杂而动态的系统。天气不是孤立存在的，它与我们生活的方方面面息息相关，从穿着打扮到农业生产，从交通运输到能源利用，都受到天气的深刻影响。

更具体地说，天气是指短时间尺度内（通常是几分钟到几天）大气层的各种物理状态，包括：

• 温度： 空气的冷热程度，通常用摄氏度（℃）或华氏度（℉）表示。
• 湿度： 空气中水汽含量的多少，通常用相对湿度（%）表示。
• 气压： 大气层对地球表面单位面积的压力，通常用百帕（hPa）表示。
• 风： 空气的水平运动，包括风向和风速。
• 云： 大气中水汽凝结或凝华形成的可见集合体，有各种形状和高度。
• 降水： 从云中降落到地面的液态或固态水，如雨、雪、冰雹等。
• 能见度： 大气透明的程度，表示人们能够看清远处物体的距离。
• 特殊天气现象： 如雷暴、雾、霾、沙尘暴等。

天气是一个不断变化的系统，它受到多种因素的影响，这些因素相互作用，共同塑造了我们所经历的各种天气现象。

影响天气的因素

天气之所以变幻莫测，是因为它受到众多因素的综合影响。这些因素可以大致分为以下几类：

1. 太阳辐射：

太阳是地球天气系统的根本能量来源。太阳辐射以短波辐射的形式到达地球，其中一部分被大气层吸收、反射和散射，另一部分到达地面，使地球表面增温。地球表面受热不均是驱动大气运动和天气变化的主要原因。

• 纬度差异： 由于地球是球形的，不同纬度地区接收到的太阳辐射量不同。赤道地区接收到的太阳辐射最多，气温较高；两极地区接收到的太阳辐射最少，气温较低。这种纬度差异导致了全球范围内的温度梯度，驱动了大气环流。
• 季节变化： 地球绕太阳公转的轨道是椭圆形的，且地轴相对于公转轨道平面倾斜23.5度。这导致了地球在一年中不同时间接收到的太阳辐射量发生变化，从而产生了四季更替。

• 昼夜变化： 地球自转导致了白天和黑夜的交替。白天接收太阳辐射，气温升高；夜晚没有太阳辐射，气温降低。这种昼夜变化对天气产生了显著影响。

• 大气环流：

大气环流是指全球范围内大规模的空气运动。它是地球天气系统的重要组成部分，负责将热量、水汽和动量从一个地区输送到另一个地区，从而调节全球气候和天气。

• 三圈环流： 由于地球自转和地表受热不均，全球大气环流形成了三个主要的环流圈：
  • 哈德莱环流（Hadley Cell）： 位于赤道和南北纬30度之间。赤道地区空气受热上升，在高空向两极流动，在南北纬30度附近下沉，形成副热带高压带。
  • 费雷尔环流（Ferrel Cell）： 位于南北纬30度和60度之间。这是一支间接环流，受哈德莱环流和极地环流的影响。
  • 极地环流（Polar Cell）： 位于南北纬60度和极地之间。极地地区空气冷却下沉，在地表向低纬度流动，在南北纬60度附近上升，形成副极地低压带。
• 信风、西风和极地东风： 在地球自转偏向力（科里奥利力）的作用下，三圈环流形成了不同的风带：
  • 信风： 位于南北纬30度之间，从副热带高压带吹向赤道低压带。北半球为东北信风，南半球为东南信风。
  • 西风： 位于南北纬30度和60度之间，从副热带高压带吹向副极地低压带。北半球为西南风，南半球为西北风。
  • 极地东风： 位于南北纬60度和极地之间，从极地高压带吹向副极地低压带。

• 急流： 急流是位于高空（通常在对流层顶附近）的强风带。它们对天气系统的发展和移动有重要影响。

• 下垫面：

下垫面是指地球表面与大气直接接触的部分，包括陆地、海洋、冰雪、植被等。下垫面的性质对天气有重要影响。

• 海陆差异： 海洋和陆地的比热容不同。海洋的比热容较大，升温和降温都比较缓慢；陆地的比热容较小，升温和降温都比较迅速。这种差异导致了海陆之间的温度差异，从而影响了气压分布和风的形成。
• 地形： 山脉、高原、盆地等地形对气流有阻挡、抬升或下沉作用，从而影响降水、温度和风的分布。例如，山脉的迎风坡降水较多，背风坡降水较少。
• 植被： 植被通过蒸腾作用向大气中释放水汽，增加空气湿度，影响降水。植被还可以吸收太阳辐射，降低地表温度。

• 冰雪： 冰雪对太阳辐射的反射率很高，可以减少地表吸收的太阳辐射，降低气温。

• 水循环：

水循环是指水在地球上的不同圈层（大气圈、水圈、岩石圈、生物圈）之间不断循环运动的过程。水循环是天气系统的重要组成部分，它与降水、云的形成、湿度等密切相关。

• 蒸发： 水从液态或固态转变为气态（水汽）的过程。海洋、湖泊、河流、土壤和植被中的水分都可以蒸发。
• 凝结： 水汽在空气中冷却并凝结成液态水滴的过程。当空气中的水汽达到饱和状态时，就会发生凝结。
• 降水： 凝结的水滴或冰晶在重力作用下落到地面的过程。降水有多种形式，如雨、雪、冰雹等。

• 径流： 降水到达地面后，一部分渗入地下，形成地下水；另一部分在地表流动，形成地表径流。

• 天气系统：

天气系统是指在特定区域内具有相似天气特征的大气运动单元。常见的天气系统包括：

• 气旋： 气旋是低压中心，周围空气逆时针旋转（北半球）或顺时针旋转（南半球）。气旋通常伴随着阴雨天气。
• 反气旋： 反气旋是高压中心，周围空气顺时针旋转（北半球）或逆时针旋转（南半球）。反气旋通常伴随着晴朗天气。
• 锋面： 锋面是不同气团之间的过渡带。冷锋是冷空气向暖空气推进的锋面，通常伴随着降温、降水和风向变化；暖锋是暖空气向冷空气推进的锋面，通常伴随着升温、降水和风向变化。

• 台风（飓风）： 台风是发生在热带或副热带海洋上的强烈气旋，伴随着狂风、暴雨和风暴潮。

• 人类活动：

人类活动对天气和气候的影响越来越显著。

• 温室气体排放： 人类燃烧化石燃料（如煤、石油、天然气）和毁林等活动导致大气中温室气体（如二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等）浓度增加，增强了温室效应，导致全球气候变暖。
• 气溶胶排放： 人类活动排放的气溶胶（如硫酸盐、黑碳等）可以吸收或反射太阳辐射，影响地球的辐射平衡，从而影响天气和气候。
• 城市化： 城市化改变了地表性质，导致城市热岛效应（城市气温高于周边郊区）和城市雨岛效应（城市降水量高于周边郊区）。
• 土地利用变化： 森林砍伐、农业开垦、湿地破坏等土地利用变化改变了地表反照率、蒸散发和粗糙度，从而影响天气和气候。

总结

天气是一个复杂而动态的系统，受到多种因素的综合影响。太阳辐射是天气系统的根本能量来源，大气环流负责输送热量和水汽，下垫面影响局地天气，水循环与降水密切相关，天气系统是特定区域内的大气运动单元，人类活动对天气和气候的影响也越来越显著。

了解影响天气的因素，有助于我们更好地理解天气变化的规律，预测未来天气，应对极端天气事件，并采取措施减缓气候变化。天气与我们的生活息息相关，关注天气，就是关注我们自己的生活。