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在有关天气形势的播报中，我们常常会听到“冬季我国北方大部分地区被强大的西伯利亚高压控制，北太平洋上形成强大的阿留申低压中心”。这两个对应的气压中心是怎样形成的？它们为什么会成为冬季我国大气舞台的主角？除了这两个气压中心外，全球其他地方还有没有这样对全球有巨大影响的气压中心？下面就让我们从气压说起。 空气不“空” 当人们谈到某一件东西质量很轻时，常会说：“它轻得和空气一样。”这种说法其实是习惯性的错误。古希腊时，柏拉图等一些哲学家就已经假定空气是有质量的了，只不过他们并没有找到令人信服的方法来证明。“空气没有质量”的错误概念一直延续至l7世纪，直到伽利略做了一个实验才将其推翻：用气泵向一个大玻璃瓶子里打足气，然后用天平称重。当天平平衡以后，再把瓶口打开，这样，瓶子一侧就变轻了；放砝码那边相对变重了。这是因为打进去的空气逸出一部分，瓶子减轻的质量就是跑走的那部分空气的质量。实验足以说明，空气不“空”，它是有质量的。
伽利略还曾做过测量空气“相对体积质量”的实验，测得单位体积内空气的质量大约是水的质量的1/400。后来，人们进行了更加精密的测量，知道水与空气的质量比是773∶1。
由此说来，空气的质量相当可观，地面上每平方米面积上大约要承受10吨重的大气压力。人类生活在大气的最底层，一个中等身材的人，表面积为1.5平方米，他要承受15吨的大气压力。可是我们为啥感觉不到这些大气压力呢？道理其实很简单，因为人体内也有空气，也受到同样的大气压力，并且这个压力和外面的大气压力一样大，人体内的大气压力和外部的大气压力保持着平衡，所以人体能适应这样大的大气压力。 大气是否存在压力这个问题曾是17世纪德国科学界争论的中心。德国有名的自然哲学家格里克决心用一系列的实验证明大气压力的存在。他制作了两个坚固的铜半球，合起来成为一个空心铜球，其直径为37厘米。这两个铜半球做得很精密。格里克把铜球密封起来，并连接一根导管，通过导管用抽气机把空气抽出，使球内接近真空。球壳外面受到外界的巨大空气压力，两个半球因此而被牢固地挤压在一起，无法掰开。这个力到底有多大呢？
一天，格里克让两名身强力壮的驭手把两匹马分别拴在铜球两边。一声令下，两匹马用尽力气各自向前，力图分开铜球，铜球却安好无恙。紧接着，两名驭手不断增加马匹数，希望拉开铜球，一直增加到16匹马对拉，才把两个铜半球分开。1654年5月8日，身为马德堡市长的格里克在德国雷根斯堡首次表演了对抗赛式的马拉半球实验。人们从四面八方汇集过来，就连神圣罗马帝国的皇帝也来观看表演。人们终于信服了大气压力的存在。 对于气压，我们可以得出这样一个定义：气压是作用在单位面积上的大气的压力，即在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。气压的国际制单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。气象部门可以通过多种仪器准确地测出大气压力。
全球气压怎样分布 我们知道，地球上不同纬度地区所得到的太阳辐射是不同的，因而气温的高低也随纬度而变化，气压也同时跟着变化。风总是由气压高的地方吹向气压低的地方，从而在地球上形成不同的气压带和风带。地球上分布有7个气压带，是根据其所在的地理位置命名的。西伯利亚高压和阿留申低压就分属于这7个气压带中“极地高气压带”和“副极地低气压带”的成员。这7个气压带分别是：
第一，赤道低气压带。在赤道及其两侧南北纬5°之间的地带，是太阳高度角最大的地带。这里接受的太阳光照最多，地面增温也高，接近地面的空气受热膨胀上升，空气减少，气压降低，这样就形成了一个低气压带。
第二，副热带高气压带（南北各一个）。由赤道低气压带上升的气流，因为气温随高度升高而降低，空气渐重，在距地面4~8千米处大量聚集后转向南北方向扩散运动，同时它们还受重力影响，气流边前进边下沉，各在南北纬30°附近下沉到近地面，使低空空气增多，气压升高，形成了南北两个副热带高气压带，属于暖性高压。
第三，副极地低气压带（南北各一个）。这个气压带在南北纬60°附近，处于副热带高气压带和极地高气压带之间，是一个相对的低气压带。
第四，极地高气压带（南北两级各一个）。南北两极及其附近是地球纬度最高的地区，这里的太阳高度角最小，接受的太阳光热也最少，终年低温，空气冷重下沉，地面空气多，气压较高，由此形成南北两个极地高气压带，它是由热力原因形成的冷高压。 上述7个气压带是在假设地球不自转的基础上形成的；可是，地球一直在自转和公转，因此，这7个气压带的形成过程中就伴随着空气的运动。空气运动的方向总是从高压指向低压。大气在从高压区流向低压区的运动过程中，也随着地球自西向东转动。这使得大气还要受到一个由于地球自转而产生的力的影响，这个力就是地球自转偏向力，也叫科氏力，它在北半球总是使运动着的大气向右偏斜，在南半球总是向左偏斜。这样一来，风的运动方向就不是直接由高压指向低压，而是在北半球发生了右偏，北风变成了东北风；南半球发生了左偏，南风变成了东南风。
西伯利亚地区和西伯利亚高压 一提起“西伯利亚”，你一定会联想到“寒冷”二字。西伯利亚是俄罗斯境内北亚地区的一片广阔地带。西起乌拉尔山脉，东迄太平洋，北临北冰洋，西南抵哈萨克斯坦中北部山地，南与中国、蒙古和朝鲜等国为邻，面积1276万平方千米，除西南端外，全在俄罗斯境内。
西伯利亚的气候异常寒冷，北半球两大“寒极”（上扬斯克和奥伊米亚康）均位于此。在奥伊米亚康曾经有过-71.2℃的低温记录，是现时人类居住的地点中所录得的最低气温。在该地区其他没有人居住的地方，气温甚至可低至-90℃。在这样的低温之下，所有的江河湖泊都会结冰。降水时空差异明显，75%～80%的降水主要集中在夏季。这里的植被有苔原、森林沼泽、泰加针叶林、森林草原和无树草原等，自然资源非常丰富。
西伯利亚高压属于前面提到的7个气压带中北半球“极地高气压带”的一部分，是在海陆热力差异作用下形成的。每年秋季以后，日渐短、夜渐长，地面温度和空气温度逐渐降低。西伯利亚地区有利的地理纬度和有利的地形条件及北冰洋冷空气的侵入，导致该地区成为冷空气的聚积地。因为冷空气的密度大，使这个地区气压升高，形成了西伯利亚冷性高压。西伯利亚冷性高压是北半球最强、覆盖面最广的高压，是亚洲季风环流的组成部分、冬季亚洲大陆大气活动中心。高压中心位置在西伯利亚和蒙古一带，春季东移，盛夏时消失。受高压控制的区域天气晴朗、严寒。
西伯利亚高压常常在高空气流的引导下侵入我国。从秋季到冬季，影响的范围自北向南逐渐扩大。冬季，势力强大的西伯利亚高压前沿可影响到南海、菲律宾和琉球群岛；春季，其势力渐弱，影响范围又自南向北缩小；我国夏季很少受其影响。 西伯利亚高压从源地刚移出时速度较快，以后逐渐变慢。在山脉和丘陵地带，其移动较慢；在平原和海上移动较快。我国气象预报人员发现，当西伯利亚高压南下时，沿海可先后出现3种天气：首先来到的是前部的冷锋天气，然后是高压中心天气，最后，高压的整体或分裂成几个小高压接连东移入海，沿海受高压后部天气控制。这时，新的西伯利亚高压前沿的冷锋天气又将来到。西伯利亚高压周期性的活动是冬春季天气变化的主要特点。前后两次冷锋天气的时间间隔为7~10天。
阿留申群岛和阿留申低压 阿留申群岛位于太平洋和白令海之间，是分隔白令海与太平洋的火山岛群，包括14个大岛和众多小岛，属于美国阿拉斯加州，面积1.8万平方千米。群岛多为荒芜岩岛，山岭纵横，地势崎岖，有三四十座火山，且多数是活火山。
阿留申群岛四季温差小，风大、雨多、雾重。群岛上为丛生的杂草和许多开花植物所覆盖，树木极少。美国在阿留申群岛的乌尼马克岛和阿图岛之间建有占地1.1万平方千米的国家野生动物保护区。经过美国人的辛勤建设，本来一片荒凉的阿留申群岛已呈现出一派繁荣景象：一座座新建的水产加工厂、一排排新建的码头、千吨级的现代化渔轮和万吨级货轮以及空中盘旋的飞机……体现了群岛重要的军事地位和巨大的经济价值。
阿留申低压是冬季位于阿留申群岛地区的大范围低气压中心，属于前面提到的7个气压带中北半球“副极地低气压带”的一部分。阿留申低压是由于海陆热力性质差异而形成的。冬季，亚欧大陆比大洋冷却快、气温低，形成西伯利亚高压。副极地低气压带被西伯利亚高压切断，只能待在海洋上，形成北太平洋上的阿留申低压和北大西洋上的冰岛低压。
由于阿留申群岛正处在东亚“高空大槽”的东边，致使槽前的地面气旋经常移到此处发展，导致低压长期维持。冬季低压中心气压可低到950百帕以下，几乎和一般台风中心的最低气压相似，其范围扩及北太平洋的东西两岸，南端可伸到副热带以北的洋面，是冬季西来气旋的总汇。夏季，阿留申低压几乎消失。
阿留申低压的强度及其位置的异常，对包括我国在内的北半球的天气、气候异常有重要影响。阿留申低压中心东、西部的南北气流的位置和强弱变化，直接影响着极地与温带太平洋之间的热量交换,其中心南部西风气流的强弱，会直接影响西风漂流的强度。
气压决定风云变幻 我们在天气形势预报中，常会听到高压、低压、高压脊、低压槽等气象名词。假如某地区的气压比周围地区的气压高，该地区就叫高气压地区；如果某地区的气压比周围地区的气压低，这一地区就叫作低气压地区。这些名词都是指的大气压在某一区域的分布类型，它们与天气预报有密切的关系。
地球表面上的风、云、雨、雪等都与大气运动有关系，造成大气运动的动力就是气压分布的不平衡和气压分布的不断变化。由于地球表面在太阳照射下受热情况不同，各地的空气温度就有较大差别：温度高的地方，空气膨胀上升，空气变得稀薄，气压就低；温度低的地方，空气收缩下沉、密度增大，气压就高。另外，大气流动也是造成气压不平衡和经常变化的重要因素。这样一来，在地理情况千差万别的地球表面上空，就形成各种各样的气压分布类型，如前面提到的7个气压带；多种气压类型的组合就构成了一定的天气形势，决定着未来的风云变幻。 一定的气压类型往往导致一定的天气现象出现。例如，在高气压控制的区域，由于低处的空气不断从高压中心向外流散，上层空气就要下沉填补。空气在下沉过程中压力增大、体积压缩、温度升高，原来空气中的细小水珠就会蒸发消散，不利于云雨的形成。因此高压中心附近地区常常天气晴朗。在低气压控制区域，低层空气从周围流向低压中心，使低层空气堆积上升。空气在上升过程中体积膨胀、温度降低，空气中的水汽凝结，容易形成云雨。所以低气压中心附近往往阴雨连绵。
当然，这些规律都不是绝对的，天气和气候的变化是受多种因素影响的。不过，气象工作者只要掌握了大范围内（一般包括整个欧亚大陆）的气压类型的分布，结合考虑其他一些因素，就可对本地区的风向、风力和晴雨等做出较为准确的预报。 |
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