风会很自然地卷裹着空气从高压地区吹向低压地区，或者说它会沿着气压梯度，从高气压向低气压流动。因此，之前提到的陆地和海洋的气压变化，自 然就会对风向产生影响。有一个规律就是，冬天风会从内陆吹向海洋，夏天则 会从海洋吹向内陆。我们其实还能看出来，等温线和等压线在地图上的分布与 走向都很类似，风其实就是大气总体状况的一个综合表征。
70.风
实验77：当某一天室内温度明显高于室外温度的时候，打开房间顶部和 底部的窗户，然后拿一张小薄纸条靠近窗户。会感觉到气流吗？如果会的 话，它在顶部和底部的窗户之间会朝什么方向运动？是什么原因导致了房间内 的气流？
实验78：找两个类似的锡罐，15cm高，直径差不多5？6cm，在靠近顶部和底部各有一个直径1cm的开口管，用两根橡胶管把两个罐子的上下两个开口 管各自对应紧紧地连接，并在每根橡胶管上安一个螺旋开关夹，先将开关夹紧 紧关闭，让液体不能从橡胶管中流向另一个罐子。在一个罐子里加入足量的有 颜色的水，另一个则放入足量煤油或者轻质油品。
尽管罐子中两个液柱在形态上很类似，但装水的罐子底部的压力会比油罐 底部压力更大，因为水比油更重一些。这就和地球上两个地方一个气压高一个 气压低的情形有点类似。这时先后将上下两个开关夹打开，注意观察下面的开 关夹被打开之后，发生了什么现象。水和油混合到了一起，液体在传输的过程 中，是通过上下哪个管道传输的？（如果橡胶管中能有部分玻璃管，实验效果 观察起来会更清楚明白。）实验79：给一个对流装置装满水，再放进少许木屑，让其与水均匀混合。 给管子的一端加热，注意观察管中的对流现象。
在实验78中，我们看到了两种液体交互流动的现象，这是由于水比油更 重，进而挤压了底部的油向上面溢流，又通过上端的开口管流到了另一个罐子 里，并占据着流到油罐里的水的空间。类似的情况也会发生在大气层中，当一 个地方上空的空气比另一个地方上空的空气更重的话，空气对流就会发生了。 这时便会有一股空气沿着地表，从气压高的地方流向气压低的地方，这样的空 气运动就是我们所熟悉的风。
在地球上，靠近地表的风，一般不像它们在高空那样有固定的方向。风力 的大小也决定于空气压力的具体状况。气压可以通过气压计进行测量，因此我 们也常说风是由于气压计压力差，或者说是由气压梯度引起的。人们以风吹来 的方向来给风命名，如西风就是从西边吹来的风。
如果除了气压高低之外，没有其他因素影响空气的流动的话，那风便会从 一个地方到另一个地方沿直线运动，并且人们还可以通过高气压区的所在地， 知道风的确切方向。但实际并不如此，山脉与丘陵就是干扰风向的重要因素。 除此之外，还有很多因素影响风向，其中最主要的，便是地球的自转。
71.风速及其影响--空气运动的速度差别巨大，轻柔拂面的微风连树叶 都吹不动，狂暴的龙卷风则所向披靡，可以席卷沿路一切物体，其风速可达到 每小时上百英里。平常用来测风速的仪器叫做风速计，其通常结构为四个铝制 圆杯，通过四个水平支撑臂连接在一个垂直的转轴上，转轴旋转的圈数通过转 轴上一系列齿轮传动，在一个刻度盘上得到记录，进而得出风速。
当风速特别巨大的时候，风速计就不管用了，这时只能通过它向外施加的压 力来进行估算。海森教授发明了一种不需要仪器设备就可以给风速定级的办法②：
0. 无风--风平浪静。
1. 轻风--只能吹动树叶。
2. 和风--可以吹动树的枝干。
3. 凛风--可以让树枝猛烈摇摆，能扬起灰尘。
4. 疾风--能从地面吹起树枝，可以撼动整棵大树。
5. 狂风--吹断小树枝，让烟囱的砖块出现松动。
6. 飓风--摧毁沿途一切。
尽管风有时会突发性地上演几次极具毁灭性的狂暴，但就其平常面目总 体而言，它依然不失温柔。它是地球的循环系统，就像血液之于动物，以及汁 液之于植物。没有风的话，地球上的许多活动都会陷于停滞。所谓风行天下， 它的足迹不仅遍布于陆地的每一个角落，还经行过海洋的每一处洋面，并将水 从江河湖海蒸发到空中。它夹带着清爽的呼吸，从葱茏伟岸高山与广阔温和的 大海吹来，让炎热的地带变成清凉世界；它也从温暖的海洋与炙热的大地上带 来热量，让严寒地区可以沐浴到融融暖意。它还支撑着人类横跨海洋的商业贸 易，并通过水的运载能力促进了人类的制造业发展。它将植物的种子散播到四 方的旷野，并将人类城市的浊气驱散，让我们可以呼吸到更新鲜的空气。
72.地球自转对风的影响
实验80：让一个地球仪从左向右旋转起来，在其旋转的过程中，拿一支粉 笔轻轻地从北极点向赤道画一条线，然后让地球仪静止下来，观察这条线的形 状，它像一根经线吗？在地球仪的低纬度区域，这条线的大致走向是怎样的？ 地球的自转，会影响到地球表面上所有自由运动物体的运动方向。如果一股气流从北极点开始向南移动，它会在运动过程中向右偏移，当其到达中纬度 地区的时候，便不再是向南运动而是向西南方向运动了。为什么会这样呢？当 我们仔细考虑过风的运动状况之后，便很容易理解这个现象背后的原因了。
由于地球周长大致为25000英里，完成一圈自转需要24小时，因此赤道表 面的物体便以差不多每小时1000英里的速度跟着地球一起自西向东运动，而位 于南北极点的物体则几乎是在原地转圈而已。因此，如果我们从极点向赤道运 动，沿途的每一点都会逐渐增加一个自西向东的速度。
空气由于没有附着在地球表面，因而其自西向东的速度增加会显得慢一 些，但依然还是根源于摩擦力。于是乎，当风从高纬度地区吹向低纬度地区的 时候，它自西向东的速度就会慢于地球表面上的物体，这样看起来就好像风在 自东向西运动一样。这就好比一个坐在火车上的人，在火车开动的时候他会感 觉车窗外的物体在朝相反方向运动一样。气流的南北向与表面上东西向运动的 组合，就让其自身有了一个向东北或者向西南的运动方向。
我们可以对这个现象做一个正式归纳：在地球表面自由运动的物体，当其 位于北半球时会向右偏移，当其位于南半球时会向左偏移。这个结论也被叫做 费雷尔定律。
73.行星风带--由于赤道上的空气所接受到的热量很大，因此它们的温 度也会比较高，从而变得很轻，而极地附近的空气则相对寒冷而滞重。因此地 球上空气的流动就必然出现这么一个趋势：极地表面的空气会始终向赤道运 动，而赤道上层的空气则又会向极地运动，就像前面实验中分别装着水和油的 两个罐子里的液体交互对流一样。但这一运动趋势又会受到地球自转以及某 些大气状况的影响，因此在赤道两边25°到35°的范围内，会存在一些高气压 区，它们在一月和七月的等压线地图上可以明明白白地看出来。
从这些高气压区出发，风会向赤道和极地两个方向运动。但由于地球自 转，风的运动方向就不是纯粹的南北向，而是在北半球呈现东北向和西南向。 这种风向会出现在所有拥有大气层的行星表面上，因此这种类型的风又被叫做 行星风。
由于地球的自转以及赤道空气的受热状况均无法改变，我们这颗行星上就 随之出现了同样永久不变的风带。热赤道带，也即是温度最高的风带，会受到 太阳南北位移的影响而发生位置改变，进而也会让整个地球的风带都联动性地 发生改变。因此受到这类影响的行星风有时也被叫做地面风。
74.地球风带--在炙热的赤道附近，空气总是受热而向上飘升，于是这里的风一般都很平缓，人们便也将这一区域称之为赤道无风带。同时也由于这 里的空气始终处于上升和冷却的过程，其自身便有了较强的水分保持能力，因 此让这一地区变得多云多雨而且高温，地面大部分地区都是沼泽与湿地，草木 极其茂盛，农耕也自然变得困难。
从赤道向南北延伸大约28°纬度的区域内，风总是恒定不变地吹向赤道， 以填补那里因气流上升而空出来的空间。在北半球，它们从东北吹向西南；在 南半球，它们从东南吹向西北。它们是地球上无论强度还是方向都非常恒定的 风，因而被叫做信风。又由于它们是从较冷的地方吹向较暖的地方，因此其保 持水分的能力也不断增强，让沿途的天气变得很不稳定，且十分干燥。全球的 许多大沙漠就位于这一地带。
紧挨信风带并靠近极地的一侧，就是我们之前提到过的高气压区，它们被 叫做马纬度区，或者叫做热带无风带，定义有点不那么准确。这一区域的空气 处于下降趋势，在靠近地表的地方变得很轻且没有规律性，于是便跟赤道无风 带一样，空气运动显得很平静。但它与赤道无风带不同的是，这一地带极为干 燥，因为我们在59节中讲了绝热增温的效应，不断下降的空气的温度会逐渐升 高，因此其保持水分的能力也会显著增强。于是乎，这一带的空气往往趋向于 保持水分而不是释放出来。
在中纬度地带，那里的风没什么规律性，只是大多都从西边吹向东边或者 东北边，并在运动过程中不断被一些旋转气流所阻碍，这些旋转气流的运动直 径很大，可以达到500至1000英里，它们就是我们常说的气旋或反气旋。由于 这一地带的空气总是趋向于向高纬度地区运动，因此它们所形成的西风便也富 含大量水分，显得很潮湿。
在反气旋中，空气会从中心慢慢向下向外移动；而在气旋中，则是会向里向 上运动。因此反气旋中心是一个晴朗并具有高气压的所在，而气旋中心则乌云密 布，但气压会相对较低。故而在反气旋的覆盖地，或者说高压带，风一般干燥、 寒冷、轻柔；而在气旋的覆盖地，或者说低压带，风的特点则是强烈而湿润。
75.大陆与海洋风--由于陆地在太阳光热照射下的受热速度远远快于海 洋，因此在白天，陆地的温度会高于周围的水域温度。这样，水面的冷空气便 会向陆地流动，以取代其受热上升的空气。因此在大的水域周围的陆地上，白 天总会吹着从水上而来的风。到了晚上，同样因为陆地散热也更快，所以风 便会吹向相反的方向。这类海洋风在很大程度上调节了热带海洋沿岸地区的气 候，也让那里成为了令人陶醉的休闲度假胜地。
76.季风--在亚洲大陆的内陆地区，空气在夏天温度很高，于是不断膨 胀，重量也随之减轻，这就让海面的冷空气不断吹向内陆。同时，那里的高温 还让热赤道远远向北偏离于地球赤道，也让西南季风不断吹向地球赤道。这些 不断向右、往赤道北边偏离的气流便形成了西南风，它们无形中极大地加强了 内陆地区的受热效应。
从热带海洋吹来、附带着大量水汽的风，在它们登上印度洋沿岸的高地之 后，开始向高空飘移，然后开始冷却并形成大量雨水，让亚洲南部地区成为了 地球上雨量最大的地方。
在冬季，地球的热赤道逐渐南移，内陆地区也变得寒冷，便导致了空气从 陆地向温暖海洋的强烈运动。这样的气流运动，加强了印度洋上东北信风的力 量。如此一来，在亚洲南部的海岸地区，便出现了很强的季节风，它们夏天吹 向东北，冬天吹向西南，因此被叫做季风。在早期的航海历史中，季风非常重 要，夏天人们可以利用季风的力量向印度扬帆，冬天则可以利用季风之便从印 度出海航行。也正是托季风的福，欧洲诸国才在印度捞到了不少好处。
77.降雨量及其测量
实验81：在空旷的地方放置一个平底盘子，保持边缘水平，大致离地一英 尺距离。将盘子固定，让其不会被风吹翻。待一次降雨完毕，测量一下盘子里 的积水深度，精确到英寸的最小单位刻度。这便是这次降雨的降雨量大小。
在地球的不同地方，每年的降雨量大不相同。一些地方降雨量极其稀少， 比如在秘鲁一些地区，平均五年才有一次降雨。但在印度的卡西山，其年降雨 量可以达到600英寸；而其24小时的持续的降雨量也可以高达40英寸，这差不多 和美国东部地区的年降雨量不相上下了，且这一般都出现在西南季风的季节。
人们仔细测量了全球不同区域的降雨量，并以此绘制了显示各地区平均降雨 量的地图。由于农业生产对降雨量以及其各季节雨量分布的依赖很大，因此这类地 图便在一定程度上反映了各地区农业出产能力的高低。要适合农业生产需要的话， 则该地区的年降雨量不能低于18英寸，且还必须在各个季节有恰当的雨量分布。
通过对降雨量地图的分析，我们可以发现，有大量的地区如果没有人为灌 溉的话，便很不适合农业生产。这些区域一般位于干燥风带，以及远离海洋的 内陆地区。湿润的海风在内陆不断向上飘升，进而不断降温，这让它们还没到 内陆便凝结成了水滴，降落到地面了。
一个地方的降雨量大小会受到如下因素的影响：（1）海拔高度，因为大 部分带雨云都处在低海拔地区；（2）地区的风向及风的类型；（3）周围地区的海拔高度。一些大山的向风面往往都雨量充沛，而背风面则大多干燥荒芜。 以此类推，我们可以在上一页的地图中找到全球五大沙漠的形成根由。
