301期

【專題企畫】

清風何處起 自然之風

日暮蒼山遠,天寒白屋貧。

柴門聞犬吠,風雪夜歸人。-唐劉長卿〈逢雪宿芙蓉山主人〉

 

大雪紛飛,作者在山間趕路,未料冬季晝短夜長,天色很快便向晚,無奈只得借宿鄉野人家的簡陋茅屋;夜深時刻,萬籟俱靜,忽聞一陣喧鬧,原來是犬吠人歸。

 

旅途困頓、山居荒涼,全詩僅有一個「風」字,但卻不經意能感受到颯颯寒氣撲面而來,將冬天的情景描寫得相當生動逼真,讀來有如身歷其境,誠然一首好詩。

 

從輕柔到狂暴的樣貌
 

北風蕭蕭,它是帶來寒意的媒介,其實大自然中的陰晴雨雪都少不了風的參與,無論是清風、和風還是熏風、烈風……人類的生活與風息息相關。然而風從哪裡來?風的姿態千變萬化,其中又蘊涵了多少種「風情」呢?

 

簡言之,「風」就是空氣的流動。與水的流動相似,水是從高處往低處流,而空氣則是從高壓區域往低壓區域移動,因此形成了風。不過影響風的速度、強弱及方向之變化,不僅是氣壓,還有地球自轉、溫度、地表摩擦力等因素,由此造成了各式各樣的風。

 

人類對於風的分類通常以強度和方向來定義,例如:從北方吹向南方的北風、輕柔的微風、強勁的暴風……然而風的方向較為明確可辨,風的強度感受似乎較難區隔。直到西元一八○五年,有位英國海軍上將法蘭西斯蒲福(Francis Beaufort)依照風對地面物體或海浪的影響程度而定出風力等級,以強弱將風力從「零」到「十二」劃分成十三個級別,日後的「世界氣象組織」也據此估算風的強度。

 

不過,原先的「蒲福風級」並沒有定義不同級別的風速,而隨著測量儀器的更加完備與精準,至一九五○年代,人類可以實際測量出的自然風力已超出原先的十三個等級,於是擴充「蒲福風級」為「零」到「十七」,並賦予明確的風速,成為今日大眾所常見的風力紀錄標準。

隨著季節而交替的風

 

除了風速的差別,隨著溫度和季節變化而定期改換方向的風,也對氣候產生重大影響,其中最具代表性的就是「季風」。

 

季風的形成有兩種原因,第一種就是和「海風」、「陸風」有關。由於陸地吸收熱能及散熱的速度皆比海洋快,所以白天時,受太陽照射的陸地很快就會增溫,連帶上方的空氣也受熱膨脹,密度降低,氣壓變低;而海洋升溫較慢,上方的空氣較冷,密度高,氣壓也高,空氣便從海面流向較暖的陸地,形成涼爽的「海風」。

 

到了夜間,陸地迅速降溫,上方的空氣變冷,密度升高,氣壓高,而海洋仍能保持相當的溫度,上方的空氣較暖,密度低,氣壓低,於是空氣又會從陸地流向海面,吹起「陸風」。 一天之內,陸地和海洋會有風向的轉換,若延伸到長時間的季節交替,夏季時陸地升溫快、氣壓低,海面上的空氣向陸地移動;冬季時陸地降溫快、氣壓高,陸上的空氣向海面移動。於是形成隨著季節而變換方向的風,這就是「季風」了。

 

亞洲是地表最大的陸塊,而面臨的太平洋又是地表最大的海洋,冬夏的溫差變化遠比其他地區顯著,因此從東北部的堪察加半島到南部的印度半島,自大興安嶺、蒙古高原、青藏高原以南至中南半島、呂宋島,這一大片區域形成地球上最大的季風氣候區,在地理學上稱作「季風亞洲」,而臺灣也正位於其中。

 

是故,冬季受蒙古高原高氣壓影響而南下的強風,到了臺灣就成為凜冽的東北風;夏季來自赤道海洋的西南風,為臺灣帶來豐沛的雨量,例如初夏時節的梅雨。

 

類似季風亞洲氣候的地區,其實還有澳大利亞的北部和西北部沿海,以及北美洲的佛羅里達半島,但範圈較小。至於西非幾內亞灣沿岸也是著名的季風氣候區,但它的成因則是形成季風的第二種類型了。

 

誠實有信的風

 

若談起幾內亞灣的季風,就不得不先來說「信風」。顧名思義,「信」為誠實不欺之意,所以「信風」是指每年規律穩定出現的風,猶如潮汐有信一般。

 

信風的成因源自於赤道地區強烈的陽光,終年酷熱,產生旺盛的上升氣流,造成赤道低壓帶,當氣流升到高空後開始往南北兩極擴散。不過這些氣流到了南北緯卅度時溫度降低,於是又下降,形成亞熱帶高壓。由於空氣是從高壓往低壓移動,在亞熱帶下降的氣流便在低空流回赤道區域,在北半球是由北往南吹、在南半球則是由南往北吹;又受到地球自轉所影響,氣流各自向西偏斜,因此北半球變成東北風、南半球變成東南風。

 

位於赤道附近的幾內亞灣沿岸,冬季時盛行東北信風,但到了春分以後,太陽直射點逐日往北,原來在赤道位置的低壓帶便隨之北移,使得南半球的東南信風越過赤道,但到了北半球之後,又因地球自轉而偏轉成西南方向的赤道西風。於是冬季的東北信風和夏季的赤道西風方向大致相反,這便是此地區的季風來源。

熱情海洋的產物


地球上除了規律出現的季風、信風等,其實也有一些不定期出現的風暴,它們的強度往往造成嚴重的破壞,使人類聞風色變,其中最常見的就是「熱帶氣旋」。

 

在熱帶海洋上,海面的空氣因長期受到日光的強烈照射而溫度較高,使得海水蒸發的水氣也增多,形成高溫、溼度大的狀態,猶如在蒸籠之中。這種溫暖潮溼的空氣會體積膨脹、密度減小,加上赤道附近的氣流本就微弱,所以很容易產生上升現象。此時四周較冷的空氣又流入補充原本的空間,接著再受熱上升,如此循環不已,形成對流作用。最後循環的氣流變成重量輕、密度小的空氣柱,於是就出現了所謂的熱帶性低氣壓。

 

此外,夏季時太陽直射於赤道以北地區,來自南半球之東南信風隨著低壓帶北移而進入北半球,並且轉成西南風,與北半球原來的東北信風相遇後,更迫使輻合帶空氣上升,增強對流作用,於是不同方向的風造成強烈擾動,產生旋渦。如此一來,先前已形成之熱帶性低氣壓的空氣流動會愈來愈快,風速加大,便進一步成為熱帶氣旋了。

 

在全球各大海洋都會出現熱帶氣旋,最常發生的區域為北太平洋、北大西洋和印度洋,且有不同稱呼:西北太平洋稱作「颱風」(typhoon)、大西洋稱作「颶風」(hurricane)、印度洋則稱作「旋風」(cyclone)

 

無論熱帶氣旋的名稱是什麼,它們都是令人膽戰心驚的風。在臺灣,平均一年約有三到四個颱風會來襲,造成豪雨、山崩、坍方、土石流、海水倒灌等災害。不過颱風也是臺灣重要的雨量來源,如果沒有颱風,將可能導致缺水,甚至乾旱。

 

地表最強大的力量


另一個不定期出現的強風則是龍捲風。龍捲風的風力強、破壞力大,但範圍小,直徑從數十公尺到數百公尺不等,存在時間從數分鐘到數小時,行進路徑也大致在十幾公里以內。雖然如此,它所經之處,所有物體難以倖存,可說是地表最厲害的風了。

 

由於龍捲風的風力實在太強大,人類所製造的測量風速儀器根本無法招架,所以很難得到確切的風速紀錄,只能就風災後建築物的受損程度,以及飛揚物體的打擊力來估算,其風速大約是每秒一百公尺左右,甚至可能每秒二百公尺以上。若以「蒲福風級」來看,其強度比表上所訂的最大級別還要強上數倍!

 

既然難以測速,其確切成因也未完全破解,只知龍捲風大多發生於強冷鋒和鋒面前的雷雨帶附近,從遠方看,它就像一個深色的漏斗,自雲層底部向下延伸,有時只在半空中迴盪,有時及於地面,而整個雲柱繞著一中心軸急速旋轉,並向前行進。在臺灣,所幸不常見,僅於春夏間偶會發生,但在北美洲中部的大平原上,龍捲風出現頻率之高、強度之大,均為世界之冠。在西元二○一一年四月廿七日,美國一天之內就出現了二百零八個龍捲風,是目前為止單日最多龍捲風的紀錄。

與風的千姿百態共存


風,時而溫柔、時而暴烈,它幻化成各種樣貌與人相見。我們看不到風的形體,但能見到它形塑萬物的威力,這就是大自然令人敬畏之處。

 

謹願世間的風都能保持溫和的模樣,為植物傳播種子、提供動物飛行的動力,甚至吹動風車與發電風機,為人類傳遞良善的能源。然而風暴雖造成破壞,卻也是大自然中不可避免的一股力量,只要我們時時做好準備工作,將傷害降至最低,那麼就能與之共存,一切都會否極泰來了。