风力的影响因素与狭管效应

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风力的影响因素

一、概述

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

一般来讲，下垫面越粗糙，摩擦力越大，摩擦力是风的阻力，摩擦力越大，风力就越小。一般而言，海面比陆地风力更大；陆地地面越平坦开阔，风力越；建筑物越密集，风力较小（峡管效应除外），如城区的风一般比郊区或农村小。

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。

河西走廊附近地形组合形成的狭管效应示意图

狭管效应

一、含义

地形的狭管作用，当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时，由于空气质量不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大。当流出峡谷时，空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响；称为“狭管效应”。由狭管效应而增大的风，称为峡谷风或穿堂风。

二、生活现象

（一）狂风掀翻列车“狭管效应”惹祸

乌鲁木齐开往阿克苏的次旅客列车遭到13级狂风袭击，造成车辆脱轨，人员伤亡，南疆线被迫中断行车9小时。13级狂风是如何将列车掀翻的？13级风属于飓风，风速达37米/秒左右，在一定的天气系统和局地地形的相互配合下，狂风将列车掀翻是完全可能发生的。首先是天气系统影响，如寒潮、沙尘暴、台风等，会引起大范围、大规模的空气流动，但这只会出现大风，还不能造成这么激烈的破坏现象。第二个条件就是当地地形了。此次出事地点是天山南北向的峡谷地区，大风经过这一地形也就是风口时，经过“狭管效应”的迅速放大，风力将成倍加大，其破坏力十分惊人。

这种自然界中出现的“狭管效应”现象，在我们的生活中也会出现。如我们打开室内对开的两扇窗户，会感觉风有所加大，这就是我们常说的“穿堂风”。在高楼大厦林立的城市，两座毗邻的高楼之间也会出现这种情况，高层楼宇间的狭窄地带风力比起平地要强得多，科学家曾经通过物理风洞试验经过数值模拟后发现：平地上3—4级的风，在城市高楼之间，经过“狭管效应”放大后，可达10级以上。

（二）高层建筑引起“狭管效应”

专家称，相比沿海一些多风的城市，成都对强风的抵御能力还较弱。像太平洋百货这种周围多高楼大厦，强风来临时，高层建筑会将高空强风引至地面，造成高楼附近局部强风，形成“狭管效应”，既容易造成飞坠事故，也影响行人的安全，甚至会出现高楼附近大风中行人行走困难、被风吹倒等现象。

“狭管效应”就是由于城市高层建筑间距极小，大风迎面吹来后无法顺畅通过，只能聚集在很小的空间内，气象部门测试显示，在城市刮起六七级大风时，“狭管效应”能使通过高楼之间的瞬间风力达到12级，“身单体薄”的广告牌和一些院墙很难抵御。

据气象专家介绍，是否出现“狭管效应”和其威力大小，是和一个城市高层建筑的数量、间距、建筑物的位置有着十分密切关系的。专家建议，在高层建筑越建越多的情况下，城市规划中应充分考虑到“狭管效应”的危害和避免措施，合理地对高层建筑进行排布，并有意识地加大建筑物的间距，留出风道，给风一些自由，减低“狭管效应”。同时，这样也对大量城市污染物的扩散有着一定的好处。

（三）甘肃民勤吹黑风

年4月24日5时至25日5时，新疆南部和东部、青海北部和西部、甘肃、内蒙古西部和宁夏等地出现6~7级大风，部分地区瞬间风力达到8~9级，并伴有沙尘天气，部分地区出现了沙尘暴，其中甘肃的部分地区出现了强沙尘暴或特强沙尘暴，甘肃民勤24日19时10分瞬间极大风速达到28米/秒，能见度接近0米，称为黑风。

年4月为止，中国出现了12次沙尘天气，与以往同期相比，次数并不多，而且多数沙尘天气的范围较小，虽然3月19日至22日和此次的沙尘暴是强沙尘暴的过程，但仍属于沙尘偏少。就全球范围而言，美国、澳大利亚、蒙古国及非洲沙漠地区、中东地区等国家和地区也分布着沙漠，均会受到沙尘暴的侵袭。

中央气象台首席预报员乔林就此解析说，此次强沙尘暴天气是由于南疆盆地东部、青海北部到甘肃河西地区高空的偏西风风速在该时间段内很大，高空风动量下传使得地面风速大；大风经过的地区是沙漠和多沙土的地区；又由于沙漠地区前期温度升高、降水少，使得沙土表面的水分流失，导致沙土松动，在大风的作用下，产生沙尘天气。

甘肃河西地区由于地形造成的狭管效应，导致近地面风速又有明显的增强，河西地区出现了强沙尘暴或特强沙尘暴。每年3月~5月，蒙古气旋的活跃和冷空气活动的频繁，易产生大风天气；沙漠地区少雨，天气变暖，气温回升，极易于促成沙尘暴的形成。

（四）新疆达坂城“狭管效应”

位于我国新疆天山山脉东侧山脚下的达坂城就是一个存在天然“狭管效应”的地区，达坂城的西部是高大的天山山脉，往东是博格达山，从西两侧的山脉都呈西北东南走向，并呈平行状分布，达坂城所在的地区形成了一个西北东南走向的峡谷。

达坂城“狭管效应”

天山

达坂城就位于这个峡谷的南部，再往南就是南疆地区的吐鲁番盆地，从达坂城往北通过峡谷就能进入宽阔的北疆准噶尔盆地地区。达坂城东西两侧的高大山脉就像是城市里的两幢高楼，从而使达坂城所在的峡谷产生了强烈的“狭管效应”，这里的风力十分强劲，被称为“老风口”。一方面，达坂城一年中的大风日数超过天以上；另一方面，达坂城地区的风力十分强劲，强劲的大风甚至能够把火车吹翻。年2月，由乌鲁木齐开往阿克苏的次旅客列车就曾因“狭管效应”引起的13级大风而被掀翻，11节车厢脱轨。达坂城之所以成为“老风口”，难道仅仅就是因为“狭管效应”吗？

达坂城及周边地形分布图

造成达坂城风力强劲的原因还有以下两方面，其一是达坂城地理位置靠近冬季风的策源地，本身风力较大，影响我国的冬季风主要来自于亚洲高压，距离达坂城较近，产生的影响较大。其二是达坂城深居我国内陆地区，距海十分遥远，属于降水稀少的温带大陆性气候，地表植被荒芜，以荒漠自然带为主，地表摩擦力较小，对于风力的减弱十分有限。所以，本身风力强劲地表摩擦力较小，加上“狭管效应”的影响，使得达坂城成为了我国最著名的“老风口”，同时也意味着达坂城地区蕴藏着极为丰富的风能资源。达坂城风区的面积超过平方千米，有平方千米的区域具备风力开发条件，被称为“中国风电事业的摇篮”。

达坂城风电场

习题链接

1.（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）

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）。

2.我国大力发展清洁能源，在河西走廊建成了风电场，黄河上游实现水能的梯级开发。读图回答下列问题。

（1）河西走廊号称“风电走廊”，请分析其风能资源丰富的原因。

（2）说出右图所示地区有色金属工业发展的区位优势。

（3）简述该地区大力发展水电、风电对区域发展的有利影响。

（1）位于我国西北内陆地区，靠近冬季风源地；地形平坦，植被覆盖率低，风力大；由于地形影响导致狭管效应，地面风速强盛。（3分）参考答案：

（2）有色金属矿产资源丰富(或矿产资源丰富)；铁路运输便利；水能、风能资源丰富。（2分，任答两点得2分）（3）把该地的资源优势转变为经济优势，促进经济发展；清洁能源使用减轻了环境污染；缓解了植被破坏、土地荒漠化，改善生态环境。（3分）

3.(24分)黑河发源于祁连山，流经河西走廊，最终注入内蒙古西部额济纳旗的居延海。阅读图文材料，结合所学知识，回答下列问题。材料一黑河流域示意图

材料二据野外踏勘，史前时期居延海面积达km2，汉时面积km2。水量充足，湖畔是美丽的草原，有着肥沃的土地，丰美的水草，早在汉代这里就有了农垦的历史。20世纪后期居延海曾几度干涸，年西居延海干涸，l年东居延海干涸，造成胡杨林、沙枣林、红柳林、芦苇、芨芨草等优质牧草大面积死亡，生态环境急剧恶化，成为沙尘暴的发源地之一。年起，国务院作出额济纳河跨流域调水的决定，限制上游用水，年蓄水量约万立方米，面积38km2。（1）描述从居延海到黑河源头的气候特征的变化，并分析原因。(5分)（2）比较黑河P、Q两点所在河段水文特征的异同。(6分)

（3）历史上河西走廊是古丝绸之路的必经之路，试分析其地理原因。(4分)（4）说明居延海的干涸带来的危害及恢复居延海生态环境应采取的措施。(5分)（5）河西走廊号称“新能源走廊”，请说出该地一种可开发的新能源并陈述理由。(4分)

（1）从居延海到黑河源头气温降低，降水增加，蒸发减少，太阳辐射减少。（每点1分，答出2点即可得2分）从居延海到黑河源头海拔升高，气温降低，蒸发减少，受地形抬升的影响，降水增加，太阳辐射减少。（每点1分，答出3点即可得3分）（2）

（3）河西走廊位于祁连山山麓地带，地形平坦，（1分）水源充足；（1分）农业基础条件较好（1分）人口较多（1分）（4）居延海的干涸造成植被大面积死亡；生态环境急剧恶化，成为沙尘暴的发源地之一；当地居民的生产生活受到影响。（每点1分，答出2点即可得2分）实施跨流域调水；限制上游的用水；营造防护林体系；发展节水经济；调整农业产业结构，退耕还林还草。（每点1分，答出3点即可得3分）（5）选其中之一：风能（1分）位于我国西北内陆地区，靠近冬季风源地；地形平坦，植被覆盖率低，风力大；由于地形影响，导致狭管效应，地面风速强劲。（3分）

太阳能（1分）位于我国西北内陆地区，属于温带大陆性气候；气候干旱，降水少，晴天多；大气对太阳辐射的削弱作用弱，太阳能丰富。（3分）

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