热力环流过程图海陆风山谷风城市风

由于地球的体积和质量适中，周围包围着厚厚的大气层，从下到上可以分为对流层、平流层和高层大气，整个大气层的厚度可达2000至3000千米。我们人类生活在对流层的底部，对流层大气的各种变化都会影响到我们人类的生产和生活，这里的变化包括大气的运动和大气的雨雪风霜等天气变化。

海陆风、山谷风和城市风

大气的运动总体上可以分为两种类型，一种是大气的“垂直运动”，包括空气的上升运动和下沉运动；另一种是大气的“水平运动”，也就是我们通常所说的“风”，包括近地面的风和高空的风。地球上的大气无时无刻不在运动之中，推动大气运动的根本能量来源是太阳辐射能，由于太阳辐射在地表分布不均，造成不同纬度区域之间的温度差异，推动了大气的运动，再加上地转偏向力、摩擦力等因素的因素，从而形成了复杂的大气环流。

全球性大气环流

由于地表冷热不均而形成的大气运动，我们称为“热力环流”，热力环流是最简单的大气运动形式。热力环流在大中小各种尺度的区域中都广泛的存在，在全球性大气环流中，也有热力环流的身影存在，在地球表面温度最高的赤道附近和温度最低的两极附近，存在着大范围的热力环流（最终演化为三圈环流）。

热力环流示意图

在热力环流中，受热的区域空气受热膨胀上升，而受冷的区域空气冷却下沉，并造成水平方向的气压差，从而驱动空气流动。在日常生活中，我们也经常能够看到“热力环流”现象，比如海陆风、山谷风和城市风就是三种典型的热力环流。“海陆风”顾名思义是指发生在海边，存在于海洋和陆地之前的风，其实海陆风现象不仅仅存在于沿海地区，在较为广阔的陆地和水域之间，都有类似的现象。

海陆风示意图

海陆风的形成是由于海水（水域）和陆地的比热不同，海水比热大，升温和降温都较慢，而陆地比热小，升温和降温都较快。白天，陆地和海洋共同升温，陆地比热小，升温快，陆地温度比海洋高，在近地面陆地上形成低压，而海洋上形成高压，风从海洋吹向陆地，称为“海风”。晚上，陆地和海洋共同降温，陆地降温快，陆地温度比海洋低，此时陆地为高压，海洋为低压，风从陆地吹向海洋，称为“陆风”。

白天能感受到迎面而来的海风

“山谷风”存在于山区之中，白天山坡阳光照射充足，升温快，空气做上升运动，而谷底由于阳光照射较少，气温较低，谷底上方空气做下沉运动，从而形成热力环流。白天时，我们人站在山坡上，能够感受到从谷底吹上来的风，称为“谷风”。夜晚山坡降温快，空气做下沉运动，而谷底热量聚集，较为温暖，谷底上方空气做上升运动，从而形成热力环流。夜晚时，我们人站在山坡上，能够感受到从山顶吹下来的风，称为“山风”。

山谷风示意图

“城市风”是由于人类活动而形成的，存在于城市的市区和郊区之间，也是一种热力环流现象。城市风与海陆风、山谷风有明显的区别，那就是城市风的方向并不会像前两者那样在白天和晚上发生改变，也就是说城市风的风向是不变的。由于人类活动，城市市区人口更多，产业活动更加集中，从而形成了更多的热量，成为一个“热岛”，导致市区空气做上升运动，而郊区地区温度相对较低，空气做下沉运动。在近地面水平方向上，市区形成低压，而周围郊区形成高压，风从郊区吹向市区，形成热力环流。