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新能源虚拟博物馆,建设于2009年。全世界的公众都可以通过网络进入新能源虚拟博物馆参观。在馆里,可以了解能源发展历史,还可以深入认识九种代表性新能源,包括生物质能、太阳能、风能、水能、可燃冰、氢能、地热能等等。
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空气流动的能源——风能系列(一)
发表日期:2011-03-28 作者:徐超 【字号:

什么是风?风是从哪来的呢?

我们谈论天气的时候,经常会谈到风。就好像现在是春光明媚的时候,我们会说:“今天阳光真好,风也不大,吹着挺舒服的”。又或者在冬天的时候,我们可能会说:“别出去了,外面风挺大的”。那么,我们经常说的风是什么呢?风又是从哪来的呢?

风其实是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,产生温差,从而引起大气的对流运动形成风。

而我们在生活中所说的“风挺大的”、“没什么风”,其实谈论的就是风速。风速是指空气在单位时间内流动的水平距离。根据风对地上物体所引起的现象将风的大小分为13个等级,称为风力等级,简称风级,以 0~12等级数字记载。我们小时候学习的儿歌里就有对风级的描述:“零级烟柱直冲天,一级青烟随风偏,二级清风吹脸面,三级叶动红旗展,四级枝摇飞纸片,五级带叶小数摇,六级举伞步行难,七级迎风走不便,八级风吹树枝断,九级屋顶飞瓦片,十级拔树又倒屋,十一、十二级陆地很少见。”

台风、龙卷风如何形成?

台风形成于热带的海洋。在热带海洋上,海水受到太阳直射,表面的海水温度升高,海水蒸发成水汽散布到空中。海面上层的空气温度升高、膨胀,向高处抬升。周围的冷空气就会流入到热空气的下方,形成对流,受热后再抬升。冷空气源源不断的补入、抬升,循环不已,形成了温度较高、质量较轻的空气柱。四周空气加快向气柱中漩涡流动,流入越快,形成的风的速度就越快;当近地面风速达到临界点时,台风就形成了。

龙卷风其实是由于云层中的雷暴云引起的,它是雷暴云能量太大进行释放的一种方式。龙卷风形成于巨型积雨云,这种云宽达数十公里,可上升到16公里的高空。我们加热冷水的时候,会发现先热了的水会向上上升,冷水会向锅底下降。正如我们加热水时发生的现象一样,经过阳光照射,地面温度升高后,也会产生同样的对流现象。随着地面温度升高,空气抬升,积雨云内部因为“潜热”(主要指水汽凝结成水或凝华成冰时所释放的热量。比如水烧开时,我们把手放到蒸汽上方,会感觉到热,即水蒸气在手掌凝结成水时放出热量。)不断加温云中的空气,产生强大的上升气流。由于积雨云上下温度相差很大,上面的冷气和下面的热气流形成对流,产生旋转的“能流圈”,逐渐扩大,成长到一定程度时,发展的涡旋到达地面高度时,地面气压就急剧下降,地面风速急剧上升,就仿佛“能量圈”从云中 “坠”到地面,形成了龙卷风。

龙卷风形成过程其实非常复杂,不仅仅与空气低气压有关,还与旋转的风向等等有关联,简短的篇幅难以详细描述。由于龙卷风挟带强风且所经之处气压突然猛烈下降,所以具有非常强烈可怕的破坏力。

 

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