氣候學/風
風是大規模的氣體流動。在地球表面，風是指空氣的整體運動。在外層空間，太陽風是指太陽上的氣體或帶電粒子透過空間的運動，而行星風是指行星大氣中輕化學元素向太空的釋氣。風通常按其空間尺度、速度、引起風力的型別、發生的風區以及風的影響來分類。在太陽系中，行星上觀察到的最強風發生在海王星和土星。風具有多個方面：速度（風速）；參與氣體的密度；能量含量或風能。風也是種子和小鳥的重要運輸方式；隨著時間的推移，物體可以隨著風移動數千英里。風可以透過各種風成作用塑造地貌，例如形成肥沃的土壤，如黃土，以及透過侵蝕。來自大型沙漠的塵埃可以被盛行風帶離其源區很遠；由於對這些地區的影響重大，那些被粗糙地形加速並與沙塵暴相關的風在世界各地被賦予了區域性名稱。風也會影響野火的蔓延。
- 水平氣壓（梯度）
- 地球自轉（科里奧利力）
- 摩擦力
- 風的離心作用
氣壓梯度是指沿某條直線單位距離上氣壓的變化。換句話說，它是某一地區沿某一線性方向單位距離上氣壓（一般用每公里毫巴（距離）表示）的平均變化。氣壓梯度決定風吹的方向和強度。風總是從高氣壓區吹向低氣壓區。氣壓梯度可以透過等壓線值的差值計算（一般用每公里毫巴（距離）表示）。
從實際意義上講，科里奧利力不是一種力，而是在旋轉系統中觀察到的對物體質量的影響。它是由地球自轉運動和空氣相對於地球的運動造成的。它作用於地球自轉軸的垂直方向。它由物體的質量及其自轉速度決定。地球繞其軸線從西向東自轉。因此，科里奧利力在南北方向上起作用。科里奧利力在赤道為零，在兩極最大。這一概念最早由法國工程師G. G. 科里奧利於 1835 年解釋，因此以他的名字命名。一次自轉大約需要 24 小時。地球的自轉速度在赤道約為 1670 公里/小時（周長約為 40000 公里），在 600 北緯和南緯處降至一半（835 公里/小時）。我們知道地球不是一個不旋轉的天體，而是繞其軸線自轉。當空氣在旋轉的地球上向赤道方向運動時，由於地球表面本身向前運動，空氣在北半球會向右偏轉。當空氣從赤道向極地運動時，也會發生同樣的現象，即在北半球向右偏轉。
空氣摩擦是指空氣相對於其所吹過的表面粗糙度和不規則性的運動阻力。摩擦力會降低地面附近風的速度。因此，風受到摩擦力的影響最大，並且在地面附近最大。在地面上方，摩擦力急劇減小。地表的粗糙度和起伏會影響吹過的風。在地面以上約 1 公里的高度內，風會產生渦流，直線吹風會受到很大影響。之後速度會增加。向右移動的箭頭表示風的走向和速度。
向心力作用於與風向垂直的方向。它是一種向內拉力的力，即指向旋轉中心。垂直向上，大約在 5.5 公里高度以上，氣壓約為 **500 毫巴**。在此高度，除高地和山區外，摩擦力幾乎消失。科里奧利力等於向心力加上氣壓梯度力。但在高壓情況下，當上層對流層發展出反氣旋時，氣壓梯度力等於科里奧利力加上向心力。在這種情況下，風沿著等壓線吹。這被稱為 **地轉風**，地轉風是噴流產生的原因。
它們被廣泛地分為兩類：-
- 恆定風或不變風或行星風
- 變動風
儘管風向在不同季節的區域會有所變化，但風向全年基本保持一致，這種風被稱為 **恆定風**，它們與熱力學和動力學誘導的氣壓帶以及地球自轉有關，因此被稱為 **行星風**。這些風包括 **信風、西風和極地風**。
位於北緯 30° 和南緯 30° 之間的區域屬於熱帶地區。信風從副熱帶高壓帶吹向赤道低壓帶。在赤道低壓帶有一個平靜帶或無風帶，其特點是 **空氣環流微弱**。
**西風**、**反信風**、**盛行西風** 是 盛行風，它們從西向東吹過 **30° 和 60°** 緯度 之間的 中緯度 地區。它們起源於 馬緯度 的高壓區，並傾向於向 極地 移動，並以這種方式引導 溫帶氣旋。
該圖顯示了地球軸線的傾斜方式，該傾斜方式與北半球 冬至 時的入射陽光一致。無論一天中的時間（即地球繞其軸自轉），北極 都會處於黑暗之中，而 南極 則會被照亮；另見 北極冬季。除了 入射 光線的密度之外，當光線以較小的角度照射時，它在 大氣層 中的 耗散 會更大。
西風非常強勁，特別是在南半球沒有陸地的地區，因為陸地會放大氣流模式，使洋流更偏向南北方向，從而減緩西風的速度。中緯度地區最強的西風可能出現在 **咆哮的四十度** 地區，即 40° 到 50° 緯度之間。西風在將溫暖的赤道水域和風帶到大陸西海岸方面發揮著重要作用，特別是在南半球，因為其海洋廣闊。
赤道無風帶通常位於赤道以北 5° 到 5° 之間，也被稱為 **熱帶輻合帶** 或 **（ITCZ）**。信風在 ITCZ 地區匯合，產生對流風暴，從而形成世界上一些降水最密集的地區。ITCZ 會隨著季節和接收到的太陽能的變化而南北移動。ITCZ 的位置會因陸地和海洋模式的變化而發生變化，可相對於赤道南北移動 40° 到 45°。熱帶輻合帶也被稱為赤道輻合帶或熱帶鋒。
信風吹過北半球 **5°N-30°N** 和南半球 **5°S-30°S** 之間的帶狀區域。我們都知道空氣從高壓區流向低壓區。赤道低壓，副熱帶高壓。因此，空氣從熱帶地區流向赤道。由於科里奧利力和地球自轉，南半球的風向左偏，北半球的風向右偏。
極地風起源於南北極附近。冬季寒冷的空氣下沉到地面，在極地形成高壓區。這些風在兩個半球都存在。極地東風也被稱為 **極地哈德利環流**。它們是乾燥、寒冷的盛行風，從北極和南極的極地高壓區吹向高緯度地區西風的低壓區。
它是當地風的一種型別。當地風是由當地溫度和氣壓條件的變化產生的。因此，它們的範圍更侷限，覆蓋的水平和垂直維度有限，並且侷限於對流層的低層。
地面摩擦在決定地面風的速度和方向方面發揮著重要作用。當風在地面上移動時，風會穿過等壓線吹入低壓中心，並吹出高壓中心。由於地面摩擦的影響，風在區域性地區並不總是表現出與地面天氣圖上的等壓線所預期的速度和方向。這些變化通常是由地形特徵引起的，例如丘陵、山脈和大型水體。除了山區以外，地形特徵導致的當地風變化的影響通常不會超過地面以上約 2000 英尺的高度。
它是由陸地和水體之間的溫差引起的。海風在白天發生，此時陸地區域的升溫速度快於水體表面。這會導致陸地上的氣壓低於水體上的氣壓。氣壓梯度通常足夠強，可以使風從水體吹向陸地。陸風在夜間發生，此時陸地變得更涼爽。然後風會吹向水體上溫暖的低壓區。陸風和海風非常侷限，隻影響沿海狹窄的區域。
山丘和山谷會顯著扭曲與盛行氣壓系統和氣壓梯度相關的 airflow。當空氣流過山丘並流入山谷時，會產生強烈的上升和下降氣流以及渦流。山丘和山脈的線狀排列會起到屏障的作用。如果山脈中有山口，風會像穿過隧道一樣以相當快的速度穿過山口。山坡的白天升溫和夜晚降溫會導致 airflow 的晝夜變化。在夜間，山坡透過輻射冷卻。與之接觸的空氣變得更冷，因此密度更大，並沿著山坡吹入山谷。這是一種山風，也稱為 **下坡風或山風**。如果山坡被冰雪覆蓋，下坡風不僅會在夜間吹，而且也會在白天吹，將寒冷的緻密空氣帶入較溫暖的山谷。未被雪覆蓋的山坡會在白天變暖。與之接觸的空氣變得更暖，密度更小。這是一種 **上坡風或穀風**。在山區， airflow 的區域性扭曲更加嚴重。岩石表面、高脊、陡峭的懸崖、陡峭的山谷，所有這些都會共同產生不可預測的流動模式和湍流。
區域性熱風通常是由下坡壓縮加熱機制產生的，也稱為 **絕熱加熱**。區域性熱風的例子包括奇努克風、哈馬丹風、焚風、西羅科風、西北風、卡姆西風、盧風等。
這些是溫暖乾燥的風，吹過落基山脈的 **東坡（背風坡）**。它們是絕熱加熱的結果，絕熱加熱是由於背風坡的下坡壓縮而發生的，因為山脈屏障會產生摩擦阻力，這種阻力傾向於將高層空氣拉到背風坡，而被向下壓迫的空氣會絕熱加熱，同時其相對溼度也會降低。奇努克風中的溫度非常溫暖，以至於它可以去除下面的積雪/冰，有時這些風非常乾燥。
焚風是一種乾燥溫暖的風，由於山脈背風坡的絕熱加熱而產生。這些風在瑞士阿爾卑斯山北側更為常見，隨著這些風到來，氣溫會迅速上升。焚風全年存在，由於這些風的存在，氣溫升高，瑞士的山谷在冬季被稱作氣候綠洲。
這些熱而乾燥的風起源於撒哈拉沙漠，並吹向非洲幾內亞海岸。由於它們在撒哈拉沙漠上空經過，這些風變得極其乾燥，並且當它們經過撒哈拉沙漠時，它們會拾起更多的沙子，尤其是紅色沙子，並變得塵土飛揚。這些風到達非洲西海岸，之前溫暖潮溼的天氣在它們到來後變得宜人乾燥，相對溼度低，因此給人們帶來了極大的安慰。由於這個原因，它們在西非幾內亞海岸地區也被稱為 **醫生風**。
西羅科風是一種溫暖、乾燥、多塵的區域性風，從撒哈拉沙漠吹過地中海中部、義大利南部和西班牙等地。西羅科風從阿特拉斯山脈的北坡下降，變得極其溫暖乾燥。這些風攜帶來自撒哈拉沙漠的紅色沙粒，因此會導致 **南歐出現紅色降雨**，這種降雨被稱為 **血雨**。西羅科風在西班牙被稱為 **萊韋奇**，在摩洛哥和馬德拉被稱為 **萊斯特**，在利比亞被稱為 **吉布利**，在突尼西亞被稱為 **奇利**。
它起源於塔爾沙漠，方向為西北風到西風。它們在早春的 3 月到 5 月期間占主導地位，並在印度北部和鄰近地區造成熱浪般的條件。它們具有乾燥作用，被認為是環境危害。
區域性冷風是塵土飛揚的風，它們的溫度低於冰點，它們會造成寒潮條件。區域性冷風的例子包括 - 米斯特拉風、博拉風、暴風雪、普加風、拉文特風、潘帕風、比斯風等。
它是一種冷而乾燥的風，從西北方向吹向西班牙和法國的東南方向，主要發生在冬季。由於羅訥河的存在，這些風被引導到羅訥河谷，因此變得極其寒冷。當它們穿過狹窄的羅訥河谷時，它們會變成暴風般的北方冷風，平均速度從 55-65 公里/小時到 128 公里/小時。
這些是冷而乾燥的東北風，從山脈吹向亞得里亞海的東岸。博拉風在義大利北部更為有效，它從阿爾卑斯山的南坡下降，雖然由於下降而絕熱加熱，但其溫度與沿海地區相比仍然很低，這是典型的地形風。這些風以強勁的陣風吹來，風速在 128-200 公里/小時範圍內。
暴風雪是寒冷、猛烈、粉狀的極地風（從地面吹起乾燥的雪）。它們在南北極地區、加拿大、美國、西伯利亞等地普遍存在。由於沒有東西向的山脈屏障，這些風可以到達美國的南部各州。
它是一種極其寒冷的東北風或東風，吹過西伯利亞中部和俄羅斯東部。
急流被定義為在對流層上層以相對狹窄的帶狀蜿蜒流動的快速地轉氣流。它存在於大氣層的高層，高度範圍從 20,000 到 40,000 英尺或更高。中緯度的急流通常是最強的。急流從南北半球的 20 度緯線延伸到極地。急流是在不同溫度的氣團相遇的地方形成的。因此，通常地表溫度決定了急流的形成位置。溫度差異越大，急流內部的風速就越快。
急流有三種類型：
它在冬季和早春形成。它們的最大速度接近 300 節，與極地鋒面急流的合併有關。亞熱帶急流伴隨著下沉運動，並在它們經過的地區產生主要是晴朗的天氣。有時它們會向北漂移並與極地鋒面急流合併。
它發生在夏季的對流層頂附近，經過東南亞、印度和非洲。這種急流意味著急流北部存在深厚的一層暖空氣，而南部在印度洋上空存在較冷的空氣。
它蜿蜒流經極地上空平流層的上層。它們存在於亞極地低壓帶之上的輻合帶中。
- 急流的形成與氣團的熱力反差有關，例如哈得來環流、費雷爾環流。
- 急流的蜿蜒或渦旋運動被稱為羅斯貝波。
- 冬季，急流的赤道延伸更明顯，這是由於氣壓帶南移。
- 冬季，熱力反差增大，極地高壓中心強度增強。這會加強急流的形成，擴大其延伸範圍，並增加其速度。