贞元科学 | 学生论文：我想知道风是在哪一个方向吹

贞元数理人文团队贞元教育 2024-01-09

编者按：

在看过了那么多贞元的语数英艺体课程介绍后，今天开始隆重介绍贞元的科学课程。

在贞元学校，各种科学课的目的是要让孩子象科学家一样思考问题和研究问题，科学不能只是一堆知识，更应该成为一种探究世界的方式，一种理性思维的工具，所以贞元的科学课致力于让孩子们通过不断的探究去发现自然世界的规律。

上学期，五年级river教室的科学课的主题是地球科学：地理和天文。我们接下来会连续推出几篇river教室的少年们写的科学小论文，各位从孩子们的描述中去感受他们在学习的过程中的兴趣和热爱吧，我就不多说了，免得老师们骄傲。

五年级薛同学

图文：薛同学

大家好，我是薛，是五年级River教室的一名学生，这学期我们开始研究天文，首先从气压和风入手，生活中也有许多关于风的现象，所以我想跟大家分享一下关于风的故事。

现象：

地球的表面有什么东西？我们当然知道，地球上有空气。但是如何证明空气的存在？我们可以这样说，没了空气，我们人类就无法生存，但是还有其他的办法来证明吗？风就是一个很好的例子。

问题：风是怎么形成的？风又是如何产生的？

首先我们要知道风是什么？风就是空气流动，那空气流动又是怎么产生的？空气之所以能流动，是因为空气分布不均匀，形成了气压差，这样就会有空气去填充，产生空气流动，但是空气为什么会分布不均匀？

猜想：

1 . 首先我觉得和高度有关：在高的地方，空气就特别的稀薄，但是在低的地方空气就很多，有很多的空气可以提供为我们人类使用，这是为什么？这就是因为引力的作用，低处空气受到了引力就大，所以低处空气就多，气压就大；在高处空气受到的引力小，所以高处的空气特别稀薄，气压小。这样上下空气分布就不均匀了，有了气压差，就会有空气流动；

2 . 我觉得还和温度有关：我们都知道太阳会发光，产生热量会使我们发热，那么它也可以使空气发热。比如在一个平面上，本来是一团空气，但是这一团空气中的一块空气它受热了，那么它就很浮躁，特别想要去运动，于是，热空气就会剧烈的运动，这里的空气变少变轻了，那这里空气的气压就变低了！而旁边冷空气气压就高了，这样两边的空气分布不均匀，有了气压差。并且热空气会上升，为什么呢？

我们如何证明猜想呢？

设计实验：我们就以实验来证明——

比如这里有一个蜡烛，把它点燃它的上方有一个蛇形的纸，你手拿着这张纸，现在周围没有人工风，你观察这张纸会怎么样？

结果：

这张纸在蜡烛点燃之前是静止的，但是当蜡烛点燃之后，白纸一直在上下跳动，好像要往上跑，这就可以说明热空气会上升（点燃蜡烛，蜡烛加热空气，产生热空气）。

在这个过程中同时产生了风！

这时候热空气会上升，它这里的气压变小了，但是在旁边的空气没有受热，它的气压就比较高，也就是冷空气，这时候空气就分布不均匀了，会产生气压差，冷空气（气压高的地方）就会往热空气（气压低的地方）那边跑，因为热空气那边更活跃，空气分子分布少，那么冷空气就会往热空气那边跑，在冷空气往热空气往这边走的时候就产生了风。

结论：

最后我们得出了一个结论，空气的垂直分布和空气受热的温度，会产生空气分布不均匀，形成气压差，然后产生风！（大家可以看看我的图解）

在生活中，我们可以用这个来解释许多现象：

有一次我们去开封黄河边进行科学考察，我发现了一个特别神奇的现象：在到黄河旁边有一个约七米高的小山丘，也就相当于是一个小山谷，这时候的风向是从山谷的底部往山谷的谷顶吹的，而且风速也很小，只有2.1到3.5。但是我们真正的来到了沙滩边，这时候的风向也变了，风是从海边往沙滩上吹，而且风速有了巨大的转折，风速竟然高达7.1到8.3。

我的问题是：为什么这两个不同的地方，它们风向和风速都不一样呢？

我先来说风向的问题，可以用我刚才学到的空气的流动来解释。

在山谷的上方，它的高度很高，那么它受到的的太阳的热量也就越大，热空气也就越多，热空气又会上升，气压就变小了；山谷底下是冷空气，气压高，会往热空气那块填充，这就产生了风。这就是为什么我们白天在山谷的时候，风从山谷下往山谷上方吹，我们把它称为谷风。

但是在海边，海的上空是冷空气，气压高，而沙滩上受热多，所以沙滩上是热空气，气压低，那么，风向就是风是从高压吹向低压的，就是从海边向沙滩。这就是为什么两个不同的地方风向不同，因为它们的冷空气的位置和热空气的位置不一样，风向也就不同。

那么，接下来我来说说：为什么两个地方的风速差别如此大？

因为你在山谷的时候，山上和山谷都在陆地上，同样都会受到太阳的热度，气压差也就没有那么大；但是你在海边，毕竟冷空气是在海面上！热空气在陆地上，气压差就会很大！所以两个地方风速不一样，这也就证明了：气压差越大风速也就越大。

这就是风，它的产生还有它的形成，现在这篇论文就要结束了，你还对风有什么了解？可以在下方评论！

最后，来看看科学老师含（骄）蓄（傲）的评语吧：

发现现象 → 提出问题 → 做出猜想 → 设计实验 → 证实（与猜想一致）／证伪（与猜想不一致） → 达成临时性共识／作出新猜想继续探究 → 基于我们达成的共识解释生活中遇到的相关问题 → 在此基础上提出新的问题 → 展开下一步讨论。

我们严格按照科学探究思维流程，让孩子像科学家一样探究自然世界的奥秘，在这个过程中，孩子们收获的是思维的发展与满满的成就感，这样如何能不爱上科学呢～~

编者默默地曰：你就骄傲吧，允许你骄傲。因为，后面，还有更让科学老师骄傲的呢！明天、后天，咱慢慢看。

－ END －