資料來源之ㄧ 許晃雄 教授課程名稱:天氣與氣候 ( Weather and Climate )
資料來源之二 飛航天氣第九期
資料來源之三 氣象資料
資料來源之三 氣象溫度
焚風
風吹向山脈受地形影響往上爬升而降溫,越過山頂下降增溫。如果空氣是乾燥的,則上升時降溫數等於下降時增溫度數(每公里約10oC),因此空氣經過山脈之後,溫度不變。如果空氣是潮濕的,在上升過程中,水汽凝結成水,放出熱量,抵銷部分降溫效果,結果每公里約只降6.5 oC。在上升過程中如果產生降水則空氣不斷損失水汽,到達山頂時,空氣已經非常乾燥。越過山頂下降時,溫度增加(但是不再凝結或蒸發,因此每公里增加約10oC)。到達平地時,溫度已比過山前高了許多。在某些地區,空氣過山前後溫度差相當大,下山時氣溫很高,叫做焚風(圖6-13)。
(a)(b)
圖6-15 焚風成因示意圖:(a)無焚風,(b)有焚風 (圖片來源:Ahrens,p.262,Fig.10.29)
風吹向山脈受地形影響往上爬升而降溫,越過山頂下降增溫。如果空氣是乾燥的,則上升時降溫數等於下降時增溫度數(每公里約10oC),因此空氣經過山脈之後,溫度不變。如果空氣是潮濕的,在上升過程中,水汽凝結成水,放出熱量,抵銷部分降溫效果,結果每公里約只降6.5oC。在上升過程中如果產生降水則空氣不斷損失水汽,到達山頂時,空氣已經非常乾燥。越過山頂下降時,溫度增加(但是不再凝結或蒸發,因此每公里增加約10oC)。到達平地時,溫度已比過山前高了許多。
降溫率:乾空氣:~10oC/km,飽和空氣:~-6oC/km
美國South Dakota(Spearfish)曾經因焚風經過(圖6-16,圖6-17),氣溫在兩分鐘內增加27oC!!焚風因為又乾又熱,對農作物、人體影響很大。在台灣,如果颱風經過台灣東北部,台東由於地處"後山",經常出現「火燒風」。
恆春的「落山風」則經常發生於冬季,那是因為強勁的東北風受到山脈影響形成激烈的擾動,在背風面(如,恆春)產生強勁的落山風(風速可達13級風)(圖6-18)。
圖6-16 美國西岸聖塔安娜風(Santa Ana wind)的地面天氣圖 (圖片來源:Ahrensp.264,Fig.10.31)
圖6-17 美國聖塔安娜風的衛星圖片 (圖片來源:Ahrens , 5th ,p.274,Fig.10.34)
乾熱的聖塔安那風不但可助長火勢使之不易控制外,還可產生
的亂流和垂直風切對航空器操作造成危害。另外,這種乾暖的風也
會使蔬果乾枯不易生長,更使人產生皮膚異常乾癢的不舒服症狀。
圖一為美國AWC 的西部區域預報席對聖塔安那風發佈的顯著危
害天氣資訊(SIGMET)有關強烈亂流出現的區域。
圖6-18 強勁下坡風(katabatic wind)的成因 (圖片來源:Ahrens,p.262,Fig.10.28)
焚風發生的原因係由溫濕之空氣受山嶺之阻擋,被迫上升而冷卻 (每上升一百公尺氣溫就下降0.65℃),水汽凝結成雲雨,而降在迎風面的山坡上。待空氣越過山嶺後,因下降而變成乾燥空氣(每下降 一百公尺氣溫就上升 1℃),再因下降後,受壓力壓縮而溫度增加, 顯著的比鄰近的空氣溫度為高。
此種下降氣流而形成之風,特稱為焚風,臺灣俗稱火燒風。焚風一般是因為有較強的乾燥下山氣流,因為氣流乾燥下山時絕熱增溫使氣流溫度升高,相對濕度更加降低。
成因通常是環境有較強氣流,其有足夠動能跨越山脈,繞山的分量相對較少(即考慮Frode Number,山高與氣流 動能,另外還要考慮山的尺度),故高山要有較強之氣流才能爬山,一旦強風爬山在迎風岥上升,若有成雲降雨,水汽在迎風面都釋放(濕絕熱冷卻),在山後下岥時就較乾燥,加上強氣流(乾絕熱)下沉增溫明顯就會形成焚風。
焚風吹越山頭後,空氣沿山坡吹下時,會變得乾燥,而溫度昇高
焚風現象:焚風大都發生在高山地區,其中阿爾卑斯山的背風坡最常見。此外美國落磯山山脈東側也有焚風現象,當地稱為"chinook"「欽諾克風」、南美阿根廷的「松達風」,指的都是焚風。
由於氣流越過高山,出現下沉運動造成的。從氣象學上講,某一團空氣從地面升到高空,每升高1000 米,溫度平均要下降6.5℃;相反,當一團空氣從高空下沉到地面的時候,每下降1000米,溫度約平均升高6.5℃。這就是說,當空氣從海拔4000- 5000米的高山下降至地面時,溫度就會升高20℃以上,會使涼爽的氣候頓時熱起來。這就是產生“焚風”的原因。
這種又熱又乾的風,可以在一天之內吹乾六十公分深的積雪,在夏天常使草木枯萎,甚至引起森林大火,冬天又會使山雪融化而造成雪崩,或導致洪水氾濫。焚風通常出現在高山的背風坡。由於溫暖潮濕的風一遇到高山阻擋時,便逐漸上升,溫度開始降低,當到達某一高度時,水氣凝成水滴,降了下來,等風翻月高山,到達背風坡時,已經變得非常乾燥。加上空氣開始下沉,平均每降一百公尺,溫度上升攝氏一度,因此山嶺越高,焚風所造成的災害可能愈大。大氣的擾亂和渦:看起來始終一樣的風,偶爾也會有強化或軟化的時候,而風向也時常在變化,這是由於風受各種因素影響所造成的,以及風中`所含很小的渦影響所致。這種細微的風的變化,我們稱它為「風的呼吸」。風的呼吸中從幾公尺到幾百公尺大的都有,其中有完全受渦影響的風,或者只有風向變化的風。這種由於受微小風的影響,發生風的騷動,我們稱它為「大氣的擾動」。速度快的風和慢的風,相鄰面吹時,風中會發生渦,這是由於風和風之間發生摩擦,而速度快的風,一部分被追回的影響所發生的。相鄰兩種風的速度相差愈大,大氣的擾亂也就隨之越加劇烈。 焚風有時也能給人們帶來益處。北美的洛磯山,冬季積雪深厚,春天焚風一吹,不要多久,積雪會全部融化,大地長滿了茂盛的青草,為家畜提供了草場,因而當地人把它稱為“吃雪者”。程度較輕的焚風,能增高當地熱量,可以提早玉米和果樹的成熟期,所以原蘇聯高加索和塔什干綠洲的居民,乾脆把它叫做“玉蜀黍風”。
所以,綜合以上所說...台東焚風的形成主要是西南氣流越過中央山脈時 , 濕氣遭到阻擋 , 乾熱的風成為 【焚 風 】。
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