地上的气旋与炉上的气旋
然而,气旋与反气旋还有另一个相接的区域,那并不是在地面上,而是在大气的高处。
事实上,风很少有水平吹动的,直线前进的也同样罕见。不难理解,风吹进死胡同里自然是没法出去的,也不可能在里面自动消散。可是,自然界中根本就没有什么死胡同。如前所述,所有的风都在“循环”,也就是说,空气沿着封闭的曲线打转儿。假如这些曲线围住了地表上的大块区域,这些区域里还可能形成局部的气旋、小气旋或者一种称为龙卷风的个别天气现象。小范围的龙卷风甚至在城里的广场和街道上都能见到,它表现为空气急速盘旋上升,从地上或水上吸走灰尘、沙子、雪或水;与此同时,龙卷风本身也在沿着水平面快速移动着。
既然风能沿着地表循环,它自然也能沿着垂直方向循环:毕竟垂直面上也不可能有什么死胡同。大气旋或龙卷风(气旋变种)里的气流升到一定程度后,就难免会变成反气旋的下降流,在小范围内也可能形成“窟窿”或“陷坑”。遗憾的是,这种情景在天气图上已经不可能形象地表现出来了。但是,如果想了解影响天气的大气现象的实质,就应当清楚地想象出这些情景才行。
有一个人人都能做的小实验,可以在房间里充分地再现上述情景。取一块金属板,下面用酒精灯或煤油灯加热(图1-9),顶上放个装着冰或雪的盒子。由于热空气比较轻,板子中部的空气便会向上流动。但空气升到顶上又会变冷,其中的粒子便会沿着板子两侧沉下去,因为那儿受热比较少。这样就形成了一个完整的循环,要是在板子上空放一片绒毛或轻盈的石松子花粉,就更能轻松地观察到整个过程。板子中部是一幅鲜明的气旋图,而两侧则是反气旋的模式(想象自己身处热源左侧和右侧的情况)。
图1-9 炉上的气旋。
这个实验再现了地球赤道上(特别是赤道的海洋部分,因为海洋的环境比较均一)发生的“全球级”现象。由于赤道温度较高,上升流经常创造出低压的环境。这就形成了气旋的环境,在热带地区产生了稳定而规律的风——信风。热带之外形成的是反气旋,实现着空气的垂直循环(下降流)。地球绕地轴旋转,因此信风会朝右侧偏转:北半球是从东北向西南吹,南半球则是从东南向西北吹。信风(特别是海上的信风)具有很强的规律性,以至于英国人将其称为“贸易风”:从英国前往美洲的贸易船对这种风进行了非常有效的利用。
气旋现象还能解释许多国家都有的局部周期风的情况。尽管这种风在不同的地理和气候条件下有着不同的表现和特点,但它总是相当恼人,有时还非常暴烈,会造成巨大的威胁。意大利本土和西西里的西罗科风(热风)、法国南部的密史脱拉风、阿拉伯的西蒙风(沙风)以及俄罗斯北高加索、库班[13]和黑海北岸那烦人的诺尔多斯风便是一些典型的例子。
不管是整个空中交通,还是导航中的个别问题,充分全面了解大气的各种情况——包括整体情况和局部情况,都具有特别重要的意义。不了解这些基本状况,就不可能搞清楚航空活动中的简单问题。