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西風帶

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盛行西風（藍）、東北信風（黃）、東南信風（棕）。
大氣環流概覽：信風（紅）、盛行西風（白）、南太平洋反氣旋（藍）。

西風帶，又稱盛行西風帶[1]，是中緯度地區（緯度在35°－65°之間）自西向東吹的盛行風，由副熱帶高壓帶的高壓區域吹向極地區域。[2]北半球的西風帶主要吹西南風，南半球則主要吹西北風。當半球處於冬季且極地附近的氣壓較低時，西風帶最強；而當半球處於夏季且極地附近的氣壓較高時，西風帶最弱。南半球的中緯度地區少有會導致西風減速的陸地，因此盛行西風格外強。西風帶中存在着各類溫帶氣旋和反氣旋。越過副熱帶高壓脊線進入西風帶的熱帶氣旋會因西風的增加而轉向，並可能發生溫帶變性。盛行西風還把溫暖的赤道水和空氣帶到中緯度大陸的西海岸，對其氣候特徵起着重要作用。

成因及影響因素

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由於地球的不同地區所接收到的太陽輻射能量分布不均勻，溫暖的亞熱帶大氣和較冷的極地大氣之間存在着溫度梯度，這是盛行西風的主要能量來源。[3]如果地球被太陽潮汐鎖定，中緯度區域的風會吹向極地。然而，由於地球自轉引起的科里奧利力，吹向極地的風會向東偏轉，對於北半球是右偏，對於南半球是左偏。[4]因此，北半球的西風帶主要吹西南風，南半球的西風帶則主要吹西北風。[5]

全年來看，盛行西風的強度隨着極地氣旋的變化而變化。冬季，隨着氣旋達到最強，盛行西風增強；夏季，隨着氣旋達到最弱，盛行西風減弱。[6]當北極濤動指數為正時，極地氣壓較低，盛行西風增強，使得中緯度地區變暖。反之，當北極濤動指數為負時，極地氣壓較高，盛行西風減弱，結果極地冷空氣南下，使中緯度地區變得寒冷。[7]南半球的中緯度地區少有會導致西風減速的陸地，因此盛行西風格外強。[8]由於其多雲、多暴風雨的天氣，根據緯度的不同，此區域分別被人們稱為咆嘯40度、狂暴50度和尖叫60度。[9]其中，西風在處於40°—50°S之間的咆嘯40度最強。[8]

對洋流的影響

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本傑明·富蘭克林繪製的灣流地圖

在大西洋和太平洋洋面上的副熱帶高壓北側，存在着自西向東吹的盛行風，驅動着南北兩半球的洋流以相似的形式流動。[10][11]盛行西風和信風的作用導致大洋環流的西岸強化現象，即洋盆西邊界的洋流比東邊界洋流更強，並向極地方向輸送溫暖的熱帶水。[12]例如，墨西哥灣暖流，作為北大西洋環流的一部分，促使各種強氣旋在盛行西風的基礎上生成。[13][14][15]與灣流相似的還有日本暖流，它是西北太平洋的強西邊界流。[16]

在盛行西風的作用下，有些地區的洋流幾乎常年都向東運動，稱作西風漂流。[17]在南半球，西風漂流主要指南極環流，它是自西向東環繞南極洲的洋流，在南冰洋占主導地位，且是最大的洋流，流量約為1.25×108 m³/s。[18]在北半球，西風漂流則包括北大西洋洋流和北太平洋洋流。[17]

與氣旋的相互作用

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在2009年，颶風比爾轉向離開美洲海岸，圖為其軌跡。

西風帶的一個重要特徵是其中存在着各類氣旋和反氣旋，這是由於西風帶本身具有斜壓性。[3]盛行西風會自西向東引導溫帶氣旋，[19]這是一種天氣尺度的斜壓性低壓天氣系統，既缺乏熱帶特徵也缺乏極地特徵，出現時往往伴隨着鋒面。[20] 溫帶氣旋一般在熱帶以外的行星中緯度地區產生，根據產生地點，溫帶氣旋也被叫做「中緯度氣旋」，[20][21]根據大氣壓強，氣旋也被叫做「低壓」。[22]由於溫帶氣旋在存在溫度和露點梯度的區域生成，它們絕大多數時候被認為是斜壓的，但是溫帶氣旋在它們生命周期的後期有時也可以是正壓的，在此時的氣旋四周，溫度沿徑向的分布相當均勻。[23]若溫帶氣旋在溫暖的水面上停留並發展出中央垂直對流，則其核心會被溫暖，結果其中心區域溫度和露點的梯度逐漸減弱，此時溫帶氣旋可能轉變為亞熱帶風暴，並進一步變為熱帶氣旋。[19]溫帶氣旋和反氣旋將溫度梯度所蘊含的勢能轉化成了空氣運動的動能，可以緩解低緯度地區的潛在能量過剩並將之輸送至中高緯度地區，有助於防止西風帶中斜壓的進一步增加。[3]

西風帶的斜壓和冷空氣也會影響熱帶氣旋，而使之逐漸變性為溫帶氣旋，此過程稱為「溫帶變性」。[24]熱帶氣旋往往經由高壓區域的破裂處越過副熱帶高壓脊線，此時受向極地一側的較低壓區域吹去的風的影響，其軌跡會顯著偏轉，等到變為向極地方向稍偏東移動，氣旋進入西風帶，並開始轉向。[25]例如在太平洋洋面上生成的向亞洲方向移動的颱風，常受西風槽影響而轉向離開日本向北移動，隨後向東北移動。[26]2006年颱風伊歐凱就是一個轉向的熱帶氣旋，其軌跡類似。[27]

對天氣和氣候的影響

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中緯度地區的氣候受地表和高空的盛行西風支配。[28]特定位置的日常天氣，連同表面天氣系統，也都在很大程度上受盛行西風的位置和強度的影響。[29]緯向環流指數衡量西風所占分量，它的變化往往導致中緯度地區氣候異常。[30]

在北半球，中緯度地區存在着大量陸地，因此氣候的東西差異特別明顯。[29]盛行西風把溫暖的赤道水和空氣帶到大陸西海岸，[31]使得西海岸地區常常氣候溫和並有豐富的降水，而在大陸內部則氣候的大陸性更強，全年溫度極差更大，降水也更少，且多在夏季。[29]根據周淑貞氣候分類法，處於緯度40°—60°的中緯度大陸西岸的溫帶海洋性氣候是全年受西風帶影響的氣候，而屬於地中海式氣候的緯度30°—40°的中緯度大陸西岸則主要在冬季受西風帶影響。[32][33]

參見

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參考資料

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