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地球科学 · 大气 · 气象

海陆风与地表受热差异

陆地与海洋之间的温度差异,会影响沿海地区的风向。同时,地表加热与空气流动之间也存在时间上的差异。

相关实验:海陆风与比热容 →
海陆风与比热容
海陆风与比热容实验场景 →

意义与机制

即使吸收相同的能量,热容量不同的地表也会产生不同的温度变化。陆地通常比海洋升温和降温更快。

白天,陆地上的空气会相对变暖,从而产生上升运动,并且海上的空气可以靠近地表流动。夜晚,与之相反的现象,即陆风,就会发生。

关系与条件

在双箱热模型中,热容量乘以温度变化率等于能量进入率 – 能量损失率。当热容量更大时,相同的热能输入会导致温度变化率降低。

实际的陆地和海风,受到大尺度风和沿海地形的影响。 仅根据温度差异来简单计算压力差或风速的模型,并不能提供现实的结果。

观察实验中需要注意的事物

由于陆地的热容量较小,温度变化迅速且幅度较大。 白天海风和夜晚陆风,都取决于温度差异。

模型包含两个箱体:陆地 C=2 kJ/K,海洋 C=2×比值 kJ/K,k=0.8 kJ/(h·K)。白天的太阳辐射采用半正弦波,并扣除恒定辐射损失。使用预热 10 天后的周期。气压为仅表示温差正负的相对值,省略地形、科里奥利力与实际风速。

关键关系与符号

C·dT/dt = S(t) − k(T−20 °C)

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
C表面箱的热容量J/K
ΔT陆地与海洋之间的温度差异K

工作实例

当土地在清晨时变得寒冷,其循环是什么?

暖侧是相对较低的压力,而冷侧是相对较高的压力。表面风从高压区域吹向低压区域,而在上层,风则反向吹。

常见误解

  • 海风是指从海吹向陆地的风,而从陆地吹向海的风,被称为陆风。

通过实验探索这个概念

参考文献

BCcampus · 物理地质 (英文)