第一节 大气的组成和垂直分层
课标要求 素养目标
运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联系。 1.区域认知:了解低层大气的组成及其作用,认识大气垂直分层。 2.综合思维:综合分析不同大气层的特点及其与人类的关系。 3.人地协调观:充分利用各种大气成分与大气层,发挥对人类生产与生活的积极影响。 4.地理实践力:个人参与减缓全球变暖和臭氧层破坏的生活实践。
一、大气的组成
结合教材第28～30页相关知识,完成以下内容。
1.低层大气的组成
低层大气是由干洁空气、水汽和杂质组成的。
2.现代大气的组成及主要作用
低层大气 的组成 体积 作用
干洁 空气 氮气 78% 氮是地球上生物体的基本元素
氧气 21% 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质
二氧 化碳 0.038% (变动) 绿色植物进行光合作用的基本原料;吸收地面辐射能力强,使气温升高,对地面有保温作用
臭氧 很少 大量吸收太阳光中的紫外线,被誉为“地球生命的保护伞”
水汽 很少 水的相变,产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象,同时伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度
固体杂质 很少 作为凝结核,是成云致雨的必要条件
[思考1] 大气的组成成分是固定不变的吗
答案:不是。从地质作用看,原始大气成分和现代大气成分不同;从当前来看,不同的区域由于地理环境的变化,会导致大气成分的变化;现代生产、生活排放大量的废气,有害气体增加,加剧大气环境的污染。
二、大气的垂直分层
结合教材第31～33页相关知识,完成以下内容。
根据温度、运动状况和密度,大气自下而上划分为对流层、平流层和高层大气。
1.对流层
(1)位置:大气圈的最底层。
(2)组成:集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质,大气中污染物也多集中在这一层。
(3)高度:低纬度地区为17～18千米;高纬度地区仅为8～9千米。
(4)特征。
①气温随高度的升高而递减。
②大气对流运动显著。
③天气现象复杂多变。
[思考2]对流层的高度有何变化特点
答案:对流层的热量主要来自地面,其高度受地面温度的影响。低纬度地区地面温度高,对流运动强,对流层高度大(17～18千米);高纬度地区,地面温度低,空气对流运动弱,对流层高度小(8～9千米)。同一地点,对流层夏季高,冬季低。
2.平流层
(1)位置:对流层顶部至50～55千米高空。
(2)组成:22～27千米含有大量的臭氧,形成臭氧层。
(3)特征。
①气温随高度的升高而升高。
②大气主要以平流运动为主。
③无云雨现象,能见度好。
(4)与人类活动的关系:适合航空飞行。
3.高层大气
(1)位置:平流层以上的大气。
(2)特征。
①气温随高度增加先降后升。
②空气高度电离,存在若干电离层。
(3)与人类活动的关系:电离层能反射无线电波,对无线电通信有重要作用。
[思考3]破坏臭氧层的主要物质是什么 臭氧层破坏对人类的危害是什么
答案:氯氟碳化物。臭氧层破坏,射向地面的紫外线增多,可能会给人类带来疾病,如皮肤癌、白内障等。
1.判断题
(1)氧气是大气中含量最多、最重要的气体组成。( × )
(2)臭氧层因强烈吸收红外线而对地表生物有保护作用。( × )
(3)对流层、平流层的温度变化特征相似。( × )
(4)高层大气中的电离层的存在影响人类的无线电通信。( √ )
2.连线题
3.填空题
在下图的空白处填上大气垂直分层。
探究一 大气的组成
新华社日内瓦2021年7月2日电 世界气象组织1日发布公报说,南极大陆去年2月出现的18.3℃高温新纪录已得到该机构核实确认,此前这一高温纪录为17.5℃。世界气象组织第一副主席塞莱丝特·绍洛表示,这一高温新纪录再次表明,对于气候变化要采取紧急措施,必须继续加强观测、预报和预警系统,以应对由于全球变暖带来的愈加频繁的极端天气。
美国环保局发现臭氧总量每耗减1%,地面紫外线会增加1.5%～2%。他们预测,如果氯氟碳化物的生产和消费不加限制,到2075年,地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。
[思考]
(1)(区域认知)全球气候变暖与大气中的哪种主要成分有关
答案:二氧化碳。
(2)(综合思维)臭氧有什么作用
答案:臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线,使大气增温;减少到达地面的紫外线,保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。
(3)(人地协调观)针对上述问题,你能提出哪些有效的措施
答案:减少化石能源的使用;保护森林;植树造林;研发新型制冷设备,控制氯氟碳化物的产生。
1.大气成分的时空变化
成分 变化特点
二氧化碳 夏季较少,冬季较多;乡村较少,城市较多,重工业发达的城市更多
杂质 一般来说,近地面大气陆地多于海洋,城市多于乡村,冬春季节多于夏秋季节
水汽 因海陆位置、纬度、地势高低而有差异,大致低纬度地区多于高纬度地区,海上多于陆地
辩证分析大气成分对人类活动的影响
大气成分 适量 过量
二氧化碳 光合作用原料,地表保温 全球变暖,气候异常,生态恶化
杂质 成云致雨 大气污染
2.大气主要成分对大气环境影响的因果关系
(1)二氧化碳:吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→射向地面的热量→保温作用。
(2)氧原子和臭氧。
①高层大气中的氧原子→吸收波长较短的紫外线→升温使大气电离→形成电离层。
②平流层中的臭氧→吸收波长较长的紫外线→升温的同时阻挡到达地面的紫外线→保护地球上的生物免受紫外线伤害。
(3)水汽。
①近地面水汽吸收地面热量→大气升温。
②水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、雨、雾、雪等天气现象的发生。
(4)杂质。
①尘埃物质→吸附水汽→雾或降水。
②尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低。
3.人类活动对大气成分的影响
由人类活动引起的大气的成分和含量变化已导致大气污染,并造成了全球性的大气环境问题。
水汽的相变与潜热输送
水汽的相变(气态、液态、固态三者的相互转变)产生了云、雨、雾、雪等一系列天气现象,并伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度。如下图所示:
近年来,生活在沃拉斯顿群岛的许多动物视力严重退化,羊患上了白内障,野兔和鸟类几乎双目失明,渔民捕到的鱼大多是盲鱼。当地居民外出时暴露的皮肤很快就被晒得通红,眼睛也有痒痛感。这种情况是由大气层中臭氧层被破坏而造成的。读图,回答(1)～(2)题。
(1)造成当地环境问题的“臭氧空洞”出现在( )
A.北极上空 B.南极上空
C.赤道上空 D.青藏高原上空
(2)臭氧层能够大量吸收( )
A.太阳辐射中的紫外线
B.太阳辐射中的红外线
C.地面辐射
D.大气辐射
思路点拨:第(1)题,本题考查“臭氧空洞”位置。经纬度位置→沃拉斯顿群岛位于南半球高纬度地区→靠近南极→受南极上空“臭氧空洞”的影响。第(2)题,本题考查臭氧层对生物的作用。臭氧层能够大量吸收紫外线,对生物具有保护作用。
答案:(1)B (2)A
探究二 大气的垂直分层
2018年12月8日,嫦娥四号探测器在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射升空。2019年1月3日,嫦娥四号成功登陆月球背面,这是全人类首次实现月球背面软着陆。
[思考]
(1)(区域认知)嫦娥四号奔月过程中,依次穿过了地球大气的哪几层
答案:对流层、平流层和高层大气。
(2)(综合思维)嫦娥四号奔月过程中,最开始穿过的大气层的气温有何变化特点 奔月过程中,大气温度有何变化
答案:最开始穿过的大气层是对流层,该层气温随高度升高而递减。奔月过程中,气温先降低后升高,再降低再升高。
大气的垂直分层
大气 分层 对流层 平流层 高层大气
高度 低纬度地区17～18千米,中纬度地区10～12千米,高纬度地区8～9千米 自对流层顶部至50～55千米高空 自平流层顶 部至2 000～ 3 000千米高空
气温垂直变化 规律 气温随高度升高而递减,每升高100米,气温降低约0.6℃ 下层气温随高度变化很小,30千米以上气温随高度增加而迅速上升 起初气温随高度增加而递减,后随高度增加而上升
原因 地面是对流层大气主要的、直接的热源,气温随高度升高而递减 该层靠臭氧大量吸收太阳紫外线而增温 高空有氧原子等吸收太阳辐射
空气 运动 对流运动显著 平流运动为主 自下而上先对流后平流
天气 现象 复杂多变 天气晴朗 稳定少变
与人 类的 关系 人类生活在对流层底部;对流层与人类关系最密切 臭氧层大量吸收紫外线,成为人类生存环境的天然屏障;大气稳定,适合航空飞行 存在若干电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用
读大气垂直分层示意图,回答(1)～(3)题。
(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( )
A.① B.② C.③ D.④
(2)对短波通信具有重要意义的电离层位于( )
A.Ⅰ层顶部 B.Ⅱ层底部
C.Ⅱ层中部 D.Ⅲ层
(3)2021年6月17日9时22分,神舟十二号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空,准确进入预定轨道,顺利将3名航天员送上太空。神舟十二号载人飞船运行轨道所在的大气层( )
A.气温在-50℃到20℃之间
B.气温随高度增加平稳下降
C.最低气温约为-80℃
D.最高气温约为40℃
思路点拨:第(1)题,本题考查大气的垂直分层。根据大气垂直分层的依据和大气分层温度变化规律判断即可。第(2)题,本题考查电离层的位置。Ⅲ层为高层大气,该层存在若干电离层,能反射无线电短波。第(3)题,本题考查高层大气特点。人造卫星的运行轨道在高层大气,由此从图中直接读出气温数据即可。
答案:(1)B (2)D (3)C
逆温现象
1.逆温现象的含义
在对流层,气温垂直分布的一般情况是随高度升高而递减,每升高1 000米,气温约降低6℃。这主要是因为对流层大气的主要的、直接的热源是地面,离地面越高,受热越少,气温就越低。但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,称为逆温现象(如图所示)。
2.逆温的类型
类型 发生的条件和过程 出现的地区
辐射 逆温 在晴朗无云或少云的夜晚,地面很快冷却,贴近地面的大气层也随之降温。离地面越近降温越快,离地面越远降温越慢,因而形成了自地面开始的逆温 中高纬度地区,黎明前最强
平流 逆温 当暖空气运动到冷的地面上空时,暖空气与冷地面之间不断进行热量交换,暖空气下层受冷地面影响大,气温降低较快,上层降温较慢,从而形成逆温 中纬度沿海地区
3.辐射逆温的形成过程
无逆温→逆温生成→逆温层最厚→逆温减弱→逆温消失。
辐射逆温厚度从数十米到数百米,在大陆上常年都可出现。夏季夜短,逆温层较薄,消失较快;冬季夜长,逆温层较厚,消失较慢。
4.逆温现象的影响
不利 影响 出现多 雾天气 早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,它使大气能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至导致交通事故
加剧大 气污染 由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康
有利 影响 抑制沙尘 暴的发生 沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动,逆温不利于沙尘扬起
秋冬季节,我国的华北地区会出现雾霾天气。雾霾天气实际上是一种大气污染状态,雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”。下图示意气温垂直分布的4种情形。读图,回答(1)～(2)题。
(1)假设上面四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程,则正确反映雾霾天气生消过程的是( )
A.①→②→③→④ B.④→①→②→③
C.③→④→①→② D.②→③→④→①
(2)图中最有利于大气污染物扩散的情形是( )
A.① B.② C.③ D.④
解题思路:第(1)题,雾霾的形成与逆温有密切的关系,故雾霾的生消过程与逆温过程大体一致。图中②→③→④→①顺序是逆温由出现到消失的过程,所以D项正确。第(2)题,读图可知,①情形时气温随高度的增加而降低,利于空气对流运动及大气污染物的扩散,故A项正确。②③④情形时均存在气温随高度的增加而升高的情况,即大气中均存在逆温层。逆温层底部气温低、顶部气温高,不利于空气的对流运动。
答案:(1)D (2)A
一、选择题
读干洁空气的主要成分(25千米以下)表,回答1～2题。
气体成分 体积分数/% 质量分数/%
氮气 78 75.52
氧气 21 23.15
氩气 0.93 1.28
二氧化碳 0.038(变动) 0.05
1.下列关于表中干洁空气的主要作用,叙述不正确的是( )
A.二氧化碳吸收地面辐射的能力强,使气温升高
B.水汽和杂质是成云致雨的重要条件
C.氮气是绿色植物进行光合作用的基本原料
D.臭氧能够吸收太阳紫外线,对生物具有保护作用
2.下列关于地球各大气垂直分层的叙述正确的是( )
A.干洁空气只分布在对流层
B.平流层适合航空飞行
C.臭氧层分布于高层大气
D.对流层中有若干电离层
解析:1.C 2.B 第1题,二氧化碳吸收地面长波辐射的能力强,使气温升高,A说法正确;空气上升到凝结高度,固体尘埃作为凝结核,使周围水汽凝结,才能成云致雨,水汽和杂质是成云致雨的重要条件,B说法正确;二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,C说法不正确,符合题意;臭氧能够吸收太阳紫外线,对生物具有保护作用,D说法正确。第2题,对流层集中了3/4的大气质量,干洁空气主要分布在对流层,A错误;平流层大气稳定,适合航空飞行,B正确;臭氧层分布于平流层,C错误;电离层分布于高层大气,D错误。
臭氧层是大气层中臭氧浓度较高的区域,主要位于距离地面20～27千米的高空,它能有效吸收紫外线,保护人类健康。下图为大气垂直分层示意图。读图,回答3～5题。
3.臭氧层主要分布在大气垂直分层中的( )
A.对流层 B.平流层 C.中间层 D.热层
4.对流层的主要特点是( )
A.位于地球大气的最外层
B.极光现象出现在该层
C.天气现象复杂多变
D.空气以水平运动为主
5.以下各圈层对人类活动的影响,叙述正确的是( )
A.对流层天气现象多变,与人类关系最密切
B.平流层存在着电离层,可以反射无线电波
C.中间层常有极光发生,是美丽的自然现象
D.热层空气以水平运动为主,利于飞机飞行
解析:3.B 4.C 5.A 第3题,臭氧层主要分布在大气垂直分层中的平流层,能强烈吸收太阳紫外线辐射,使地球上的生命免受过多紫外线的伤害。故选B。第4题,对流层位于地球大气的最底层,A错误;极光现象发生在高层大气,B错误;对流层气温随高度升高而递减,空气以对流运动为主,天气现象复杂多变,C正确,D错误。第5题,对流层分布在地球大气的最底层,天气现象多变,与人类关系最密切,A正确;电离层分布在高层大气,B错误;读图可知,极光发生在中间层以上的热层,C错误;热层海拔高度过高,空气过于稀薄,同时温度很高,在300km高度上,气温高达1 000℃以上,因此飞机无法在热层飞行,D错误。
二、非选择题
6.读大气垂直分层示意图,回答下列问题。
(1)写出图中字母表示大气垂直分层的名称。
A ,B ,C 。
(2)概括A、B层气温在垂直方向上的变化特点。
(3)简述平流层适宜飞机飞行的原因。
(4)某地近地面温度为30℃,这里的对流层高度为12km,那么这里对流层顶部的气温为 ℃。
解析:第(1)题,A层距离地面最近,随海拔升高,气温下降,空气对流显著,为对流层;C层所处海拔最高,为高层大气;B层位于二者之间,随海拔上升,气温升高,下冷上热,空气以水平运动为主,为平流层。第(2)题,读图可知,A层气温随高度增加而递减,B层气温随高度增加而递增。第(3)题,平流层随海拔升高,气温升高,下冷上热,大气以水平运动为主,水汽少,杂质少,因此天气晴朗,能见度高,适合飞机飞行。第(4)题,在对流层,每升高1 000m,气温下降约6℃。对流层厚度为12km,因此与地面相比,气温大约下降72℃,题干显示该地近地面温度为30℃,故该地对流层顶的气温为-42℃。
答案:(1)对流层 平流层 高层大气
(2)A层气温随高度升高而递减,B层气温随高度升高而递增。
(3)平流层大气以水平运动为主,水汽少,杂质少,天气晴朗,能见度高。
(4)零下42或-42
三、选做题
7.读北半球1月和7月下层大气气温(℃)随纬度和高度的变化图,回答(1)～(3)题。
(1)关于对流层气温分布规律的叙述,正确的是( )
A.顶部,南北温差夏季大于冬季
B.从底到顶的温差,各纬度7月小于1月
C.顶部,纬度越高,气温越低
D.从底到顶,气温垂直递减率相同
(2)形成对流层顶高度变化规律的主要原因是( )
A.纬度越高,昼长越短
B.高纬度地区的臭氧含量更高
C.从底到顶的温差,随纬度增加而减少
D.纬度越高,近地面气温越低,对流强度越弱
(3)与平流层相关的叙述,正确的是( )
A.各处都是上暖下冷
B.太阳紫外线强度,随高度上升而递减
C.平流层以上,气温随高度上升而递减
D.低纬度地区气温的垂直递增率大
解析:(1)A (2)C (3)D 第(1)题,冬季,太阳直射点在南半球,北半球太阳高度较小,夜较长,所以北半球近地面南北温差冬季大于夏季,而对流层大气受近地面影响大,A正确;从图中可以看出,从底到顶的温差, 7月大于1月,B错误;对流层顶部,气温大致相同,C错误;从底部至顶部,气温垂直递减率增加,D错误。第(2)题,由图可知,对流层的高度低纬度大,高纬度小,对流层内大气温度在水平方向的差异和在垂直方向上的递减,是造成对流运动的两个主要原因。低纬度地区受热多,气温高,空气对流旺盛,所及高度大,对流层顶高;高纬度地区受热少,对流较弱,所及高度小,对流层顶低。因此从底到顶的温差,随纬度增加而减小,是形成对流层顶高度变化规律的主要原因,C正确。第(3)题,据图可知,平流层高纬度地区上冷下暖,A错误;太阳紫外线强度,随高度上升而递增,B错误;平流层以上,气温随高度上升而递增,C错误;低纬度地区气温的垂直递增率大,D正确。
测控导航
知识点 题号
大气的组成 1、2、3、7、8
大气的垂直分层 4、5、6、9、10、11、12、 13、14、15、16、17、18、19
大气是多种气体的混合物,各成分保持相对稳定。不同的大气成分,作用不同。据此回答1～3题。
1.大气成分中,既能参与光合作用,又具有保温作用的是( )
A.氮气 B.氧气
C.二氧化碳 D.臭氧
2.近地面大气中,时空差异最显著的大气成分是( )
A.氮气和氧气 B.水汽和杂质
C.水汽和氧气 D.二氧化碳和氮气
3.当今,导致大气成分比例发生不合理变化的人类活动有( )
①燃烧煤、石油等矿物燃料 ②大量使用制冷剂 ③植树造林 ④兴修水库
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
解析:1.C 2.B 3.A 第1题,参与光合作用的大气成分主要是氧气和二氧化碳,二氧化碳具有保温作用。第2题,受地表性质的影响,水汽和杂质的时空差异最显著。第3题,燃烧煤、石油等矿物燃料产生大量二氧化碳;大量制冷剂的使用会释放大量的氯氟碳化物,破坏臭氧层;植树造林和兴修水库会使大气成分向良性方向变化。
下图为大气的垂直分层示意图。据此回答4～5题。
4.“天上鲤鱼斑,晒谷不用翻”,谚语中描述的鲤鱼斑状云块位于( )
A.对流层 B.平流层
C.高层大气 D.星际空间
5.平流层中存在臭氧层,臭氧的主要作用是( )
A.能够反射无线电短波
B.吸收大量太阳紫外线
C.成云致雨的必要条件
D.组成生物体的基本元素
解析:4.A 5.B 第4题,云是一种天气现象,发生在对流层,A正确。第5题,高层大气中的电离层能反射无线电短波,A错误;臭氧能吸收大量太阳紫外线,B正确;对流层大气空气对流旺盛,容易成云致雨,C错误;氮是地球上生物体的基本元素,D错误。
6.读图,回答下列问题。
(1)在图中画出对流层和平流层的界线。(甲、乙在不同的大气垂直分层)
(2)甲处位于大气垂直分层的 ,描述该层大气的特点及与人类的关系。
(3)乙处位于大气垂直分层的 ,描述该层大气的特点及与人类的关系。
解析:第(1)题,对流层平均厚度为12 千米,平流层高度大约是从对流层顶部上升至海拔50～55 千米。其中低纬度地区较高,高纬地区较低。故甲位于对流层,乙位于平流层,据此画图即可。第(2)题,甲位于对流层,对流层大气中的水汽、二氧化碳能够吸收地面辐射而增温。所以海拔越高,吸收的地面辐射越少。对流层的气温垂直分布规律是下热上冷,以对流运动为主,水汽和杂质在上升过程中容易成云致雨,导致天气复杂多变。人类生活于对流层底部,因此对流层与人类关系最密切。第(3)题,乙位于平流层。平流层大气中的臭氧层能够吸收太阳紫外线而增温。因此海拔越高,气温越高。平流层大气以水平运动为主,多晴朗天气,有利于高空飞行。
答案:(1)见下图。
(2)对流层 气温随高度的升高而降低;对流运动显著;天气现象复杂多变;与人类关系密切等。
(3)平流层 气温随高度的升高而升高;以平流运动为主;天气晴朗,大气能见度高;有利于高空飞行等。
臭氧层保护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S～80°S平流层臭氧总量多年变化状况。读图,回答7～8题。
7.随年份的推移,臭氧总量( )
A.最大值所在位置南移
B.随纬度的增高而递减
C.在高纬度地区递减明显
D.随大气二氧化碳浓度增加而增加
8.臭氧总量减少直接导致( )
A.太阳紫外线辐射减小 B.平流层气温降低
C.酸雨区面积缩小 D.太阳辐射强度减弱
解析:7.C 8.B 第7题,由图中信息可知,臭氧含量由50°S～60°S向两侧递减;在高纬度地区变化大,低纬度地区变化小,C正确。第8题,臭氧总量减少,到达地面紫外线增加,太阳辐射增强,与酸雨的形成没有关系;因平流层的臭氧减少,平流层吸取太阳辐射的能力减弱,导致平流层气温降低,B正确。
气球作为探空的工具已被广泛使用,右图所示,一探空气球由地面上升至100 km处。据其可能探测到的现象,回答9～10题。
9.同样体积、重量的气球在不同地区进行释放,升空最快的是( )
A.赤道附近地区 B.中纬度地区
C.高纬度地区 D.极地地区
10.从地面到100 km处温度的变化是( )
A.降低—升高—降低—降低
B.升高—降低—升高—降低
C.降低—升高—降低—升高
D.降低—降低—升高—降低
解析:9.A 10.C 第9题,赤道附近地区相对于中、高纬度和极地地区,终年受热多,气温高,盛行上升气流,对流最旺盛,因此同样体积、重量的气球在赤道附近地区上升最快。故选A。第10题,从地面上升到100 km处要经过三个大气分层,每个分层气温垂直变化不同。平均高度12千米以下为对流层,气温随高度升高而降低;对流层顶至50～55千米处为平流层,气温大致随高度升高而升高;平均高度50千米以上为高层大气,气温随高度升高先降低后升高,C正确。
11.从北京飞往纽约的飞机,升空半小时后遇到雷雨天气,此时飞机应该( )
A.迅速着陆
B.降低飞行速度
C.保持原高度飞行
D.升到13 000米以上的高空
解析:D 飞机飞行的纬度位置应该是中纬度地区。雷雨等天气现象多发生在对流层内,因而飞机升空后遇到雷雨,应该提升飞行高度,进入平流层大气就会更加安全,中纬度平流层底部高度约为12 000米,故D正确。
读大气垂直分层示意图,回答12～14题。
12.甲层常能接触到的星际物质是( )
A.流星 B.恒星 C.行星 D.星云
13.乙层大气能量主要来自( )
A.太阳辐射中的可见光 B.太阳辐射中的紫外线
C.太阳辐射中的红外线 D.地面长波辐射
14.图示划分大气垂直分层的标准,未考虑的因素是( )
A.大气温度 B.运动状况
C.大气密度 D.大气成分
解析:12.A 13.B 14.D 第12题,读图可知,甲为高层大气,属于地球的大气层。恒星、行星、星云都是存在于地球大气层之外的宇宙空间,流星是指运行在星际空间的流星体(通常包括宇宙尘粒和固体块等空间物质)在接近地球时由于受到地球引力的摄动而被地球吸引,从而进入地球大气层,并与大气摩擦燃烧所产生的光迹。故选A。第13题,乙是平流层,在平流层内部的臭氧层有大量吸收太阳辐射中紫外线的功能,因此该层气温会随海拔增加而上升,B正确;太阳辐射中的可见光部分被对流层中的大气吸收和反射,大部分到达地面,A错;太阳辐射中的红外线主要被对流层中的二氧化碳和水汽吸收,C错;地面长波辐射主要把地面的热量传递给近地面的大气,D错。第14题,大气层是根据不同海拔大气的温度、密度和运动状况而划分的,与大气成分没有关系。故选D。
下图是某地某日垂直温度变化时空分布图。读图,回答15～17题。
15.该日此地发生大气逆温现象的时段是( )
A.8:00—16:30 B.17:00—23:00
C.16:30—7:00 D.23:00—5:00
16.发生大气逆温现象的最大高度约为( )
A.500米 B.100米 C.350米 D.150米
17.当某地大气发生逆温现象时( )
A.空气对流更加显著
B.抑制污染物向上扩散
C.有利于成云致雨
D.减少大气中臭氧的含量
解析:15.C 16.C 17.B 第15题,逆温指大气在垂直方向上气温随海拔升高而升高的现象,即气温的垂直变化大于0℃,由图可知16:30—7:00为逆温出现的时间,故选C。第16题,逆温出现时气温的垂直变化大于0℃,图中逆温出现的最高上限接近350米,故选C。第17题,逆温现象出现时,大气对流运动减弱,A错误;不利于近地面污染物的扩散,B正确;对流减弱不利于成云致雨,C错误;图中逆温主要出现在近地面对流层,对大气中臭氧含量没有影响,D错误。
18.读图,回答下列问题。
(1)该图反映的是 纬度地区大气的垂直分层,理由是 。
(2)分析A层天气现象复杂多变的原因。
(3)补绘B层气温变化曲线。该层22～27千米高度, 含量达到最大值,形成 层,成为人类生存环境的天然屏障。
(4)图中50～85千米高度范围内,气温随高度变化的特点是 ,依据所学的知识可以推测该高度范围内大气运动以 运动为主。
(5)C层中有 层, 爆发时,会引起该层的扰动,此时传播的 信号会被部分或全部吸收。
(6)A→B→C大气密度的变化趋势是 。
解析:第(1)题,图中对流层上界约12km,判断该地区位于中纬度地区,对流层的厚度在高、低纬度的分布是不均匀的。第(2)题,A层为对流层,由于该层空气对流运动显著,且几乎集中了全部的水汽和杂质,故天气现象复杂多变。第(3)题,B层中存在臭氧层,是人类生存环境的天然屏障。第(4)题,直接根据图示判断50～85km高度,气温随高度增加而下降,则气温上冷下热,故大气运动应以对流运动为主。第(5)题,在太阳活动爆发时,会引起C层的扰动,因为该层中含有电离层,传播的无线电短波信号会被吸收。第(6)题,大气层的密度随着高度的增加逐渐变小。
答案:(1)中 该地对流层的高度为12 km,而对流层的高度在低纬度地区为17～18 km,在高纬度地区为8～9 km
(2)①该层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质。②空气对流运动
显著。
(3)补绘曲线略。 臭氧 臭氧
(4)气温随高度增加而下降 对流
(5)电离 太阳活动(太阳耀斑) 无线电短波
(6)逐渐变小
19.阅读材料,回答问题。
电影《中国机长》改编自真实事件。2018年5月14日7:06四川航空3U8633航班以800km/h的速度飞行至青藏高原东南边缘
9 800米高空时,驾驶舱挡风玻璃突然爆裂,飞机剧烈抖动。机长临危不乱,用冻得发紫的双手迅速手动操作迫降,34分钟后飞机安全降落成都机场,119名乘客无一伤亡,创造了民航史上的一次史诗级壮举。
(1)描述飞机发生事故时所在大气层的特征。
(2)分析引起机舱挡风玻璃爆裂的大气环境条件。
解析:第(1)题,根据所学知识可知,9 800米高空属于对流层。该大气层的特点为:气温随高度的升高而递减,对流运动显著;水汽和固体杂质多,天气现象复杂多变;贴近地面,与人类关系最密切。第(2)题,大气环境条件要从气温、气压、风力等角度描述。9 800米高空,海拔高,气温低、气压低;高空摩擦力小,风力强劲。
答案:(1)气温随高度的升高而递减,大气在垂直方向上对流运动显著;水汽和固体杂质多,天气复杂多变;贴近地面,与人类关系最密切。
(2)海拔高,气温低;位于高空,气压低;风力强劲(大)。第二节 大气受热过程和大气运动
第1课时 大气的受热过程与热力环流
课标要求 素养目标
运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。 1.区域认知:认识不同区域热力环流的差异。 2.综合思维:综合分析大气的受热过程,理解大气的保温作用,分析热力环流现象及其影响。 3.人地协调观:认识大气受热过程原理,并利用原理来指导农业生产实践。 4.地理实践力:利用模拟实验演示大气受热过程和热力环流原理。
一、大气的受热过程
结合教材第34～35页相关知识,完成以下内容。
1.大气的热量来源
(1)地球大气最重要的能量来源是A太阳辐射。
(2)近地面大气主要的、直接的热源是B地面长波辐射。
(3)对流层大气的热量主要来源于地面长波辐射。
[思考1]为什么说地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源
答案:太阳辐射为短波辐射,地面辐射为长波辐射,大气吸收的热量主要为长波辐射,大气对短波辐射吸收很少。因此,地面长波辐射是近地面大气热量的主要的、直接的来源。
2.大气对太阳辐射的削弱作用:吸收、反射。
3.大气的受热过程
A太阳短波辐射透过大气射到地面→地面被加热并以B地面长波辐射的形式射向大气→大气升温。
投射到地球上的太阳辐射,要穿过厚厚的大气才能到达地球表面。太阳辐射在传播过程中,小部分被大气吸收或反射,因此大气对太阳辐射具有一定的削弱作用。
二、大气对地面的保温作用
结合教材第35页相关知识,完成以下内容。
大气保温作用原理
(1)大气增温:对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强,大气在吸收地面长波辐射后会增温。
(2)大气保温:大气逆辐射把热量传给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。
(3)影响大气逆辐射因素:天空有云,特别是浓密的低云时,大气逆辐射更强。
[思考2] 读图分析为什么阴天时气温的日较差较小。
答案:云层具有削弱太阳辐射和增强大气逆辐射的作用。白天多云,云层削弱了太阳辐射,使到达地表的太阳辐射减少,气温不会太高;夜晚多云,云层能增强大气逆辐射,使地面温度不会太低。从而减小了气温日较差。
三、大气热力环流
结合教材第36～38页相关知识,完成以下内容。
1.大气运动
分类 表现
垂直运动 气流上升或气流下沉
水平运动 风
2.大气热力环流
(1)概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流。它是大气运动的一种最简单的形式。
(2)形成过程。
①垂直运动。
②水平运动。
[思考3]气温越高,气压越低,这种说法正确吗
答案:不正确。“气温越高,气压越低”的规律,只适用于热力条件下的下垫面,受动力因素影响的大气环流或者高空不适用于该规律。
1.判断题
(1)近地面大气增温的直接原因是吸收了太阳辐射能。( × )
(2)大气的绝大部分成分都可以直接吸收太阳辐射。( × )
(3)垂直方向的气压值总是近地面大于高空。( √ )
(4)空气也可以由低气压流向高气压。( × )
(5)近地面与高空等压面的凹凸方向相反。( √ )
2.填空题
(1)根据大气受热过程和①②③④所表示的含义,尝试把①②③④序号填写在下面的框图中。
①太阳辐射 ②地面辐射 ③地面升温 ④大气升温
(2)在图中填出近地面的冷热状况和气压高低。
探究一 大气的受热过程
冬季有太阳的晴天,当你走进门窗关闭的封闭阳台,会感到异常温暖。
[思考]
(1)(综合思维)结合图1、图2,分析封闭阳台温度较高的原因。
答案:玻璃对太阳短波辐射几乎是透明体,大部分太阳辐射能够透过玻璃射到地面上,使地面增温;玻璃阻截地面长波辐射,阻止阳台内(暖)外(冷)空气进行热交换,使得阳台内温度高于阳台外。
(2)(地理实践力)中纬度地区的植物园采取什么措施可以使热带植物安全越冬
答案:适宜的时间将植物移入温室;为植物加盖薄膜、草帘等。
1.大气受热的三个过程
包括“太阳暖大地”“大地暖大气”和“大气还大地(即大气逆辐射)”。晴天大气洁净度高,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,最高气温高,晚上保温作用弱,最低气温低,气温日较差大。如下图所示。
大气对太阳辐射的削弱作用
作用 形式 作用 特点 参与作用的 大气成分 削弱的辐射 形成的自然现象
反射 作用 无选 择性 云层和较大颗粒的尘埃 各种波长的太阳辐射 夏季多云的白天,气温不太高
散射 作用 有选 择性 空气分子、微小尘埃 可见光中波长较短的蓝、紫光 晴朗的天空呈蔚蓝色
无选 择性 较大颗粒的尘埃等 各种波长的太阳辐射 阴天的天空呈灰白色
吸收 作用 有选 择性 水汽、二氧化碳(对流层);臭氧(平流层) 水汽和二氧化碳主要吸收红外线,臭氧主要吸收紫外线 平流层中的臭氧能吸收紫外线,对地球生物具有保护作用
2.大气受热过程原理的应用
(1)大气削弱作用原理应用→分析某地区太阳能的多寡。
①高海拔地区:如青藏高原地区。
②内陆地区:如我国西北地区。
③湿润内陆盆地:如四川盆地。
(2)大气保温作用原理应用→分析生产、生活现象。
①解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响。
②分析农业实践中的一些现象。
a.我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。
b.深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。
c.华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。
d.干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石,不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。
(3)分析昼夜温差大小。
天气 状况 晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大
地势 高低 地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大
下垫面 性质 下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小,如海洋的昼夜温差一般小于陆地
(1)大气逆辐射并非只存在于夜晚,也不是夜晚的大气逆辐射强于白天。
大气逆辐射是大气辐射的一部分,白天和夜晚都存在,且白天辐射强度更强。只是白天由于太阳辐射的影响,考虑问题时主要侧重于大气对太阳辐射的削弱作用。夜晚,由于没有太阳辐射,近地面气温主要受大气逆辐射强弱的影响,因而容易产生大气逆辐射只有晚上存在的误解。
(2)太阳辐射强≠温度一定高。
青藏高原所处的纬度较低,海拔较高,空气稀薄,大气透明度好,大气对太阳辐射的削弱作用弱,因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射热量的能力小,通过大气逆辐射返还地面的热量少,造成青藏高原地表热量散失多,温度较低。
下表是我国华北某地天气状况数据。下图是地球表面受热过程示意图。读图表,回答(1)～(3)题。
日期 白天最高气温 天气
11月2日 19℃ 晴
11月3日 17℃ 霾—多云
11月4日 16℃ 霾—雨
(1)图中①～④序号含义正确的是( )
A.①-大气逆辐射 B.②-大气辐射
C.③-太阳辐射 D.④-地面辐射
(2)使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序,排列正确的是( )
A.①—③—④ B.①—②—④
C.③—④—② D.④—②—③
(3)与前两日相比,11月4日白天最高气温较低的原因是( )
A.辐射①减弱 B.辐射④增强
C.作用⑤增强 D.作用③减弱
思路点拨:第(1)题,结合大气受热过程基本原理判断序号所代表的含义。图示①是大气上界的太阳辐射,②是经过大气削弱作用后的太阳辐射,③是大气逆辐射,④是地面辐射,⑤是大气削弱后的太阳辐射。第(2)题,结合大气受热过程原理分析。地面吸收太阳辐射①②升温→大气吸收地面辐射④升温→大气逆辐射③返还地面热量。第(3)题,结合大气受热过程分析。白天气温较低→大气对太阳辐射的削弱作用强→作用⑤增强。
答案:(1)D (2)B (3)C
探究二 大气热力环流
孔明灯(下图)俗称许愿灯,又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛亮(字孔明)发明的。当年,诸葛亮被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救。诸葛亮制成会在空中飘浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后果然脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
[思考]
(1)(地理实践力)观察孔明灯,当我们将其点燃后,灯罩内的空气会如何运动
答案:孔明灯里的空气受热后膨胀上升。
(2)(综合思维)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢
答案:大气热力环流。
(3)(区域认知)判断下图中孔明灯升空位置的点,并比较A、B、C、D四点的气压大小,将四点按气压由高到低的顺序排列,用箭头表示大气运动的方向。
答案:D处。PA>PD>PC>PB。
1.热力环流的形成
其过程可以归纳为:
2.热力环流的几种常见形式
热力环流是一种常见的自然现象。海陆热力性质的差异,山谷、山坡的受热不均,人类活动等都可能导致热力环流的形成。常见形式如下。
常见形式 成因分析 影响与 应用
海陆风 海陆热力性质差异是前提和关键 海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方
山谷风 山坡的热力变化是关键 山谷(小盆地)常因夜间吹冷的山风,使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷(小盆地)地区不宜布局产生污染的工业
城市风 “城市热岛”的形成是突破口 一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布局在下沉距离之外
穿堂风也叫过堂风,是气象学中一种空气流动的现象,是流动于建筑物内部空间的风。我国许多地区民居设计都充分考虑了穿堂风,在炎热的夏季,太阳高挂,不需要空调同样取得了纳凉的效果。下面左图为四川某山区的传统民居景观图,民居坐北朝南,房前一般为石质地面,屋后种植林木,右图为该民居穿堂风示意图。读图,回答下列问题。
(1)简述该民居建为“坐北朝南”的原因。
(2)民居屋前石质地面,屋后种植林木,可以明显增强夏季穿堂风。请运用热力环流原理加以解释。
(3)假如山东仿照图示民居建设房屋,你认为是否合理 并说明理由。
思路点拨:第(1)题,四川的地理位置→北半球中纬度地区→全年正午时太阳位于其正南方→房子坐北朝南的设计,利于获得较多的光照,减轻冬季冷空气的影响。第(2)题,“穿堂风”的原理是热力环流→屋前石质地面比热容小,吸热快,升温快;屋后种植林木,林地比热容大,吸热慢,升温慢→屋前屋后的地表温差增大→屋前屋后的水平气压差变大→风力大,空气流动加快→增加“穿堂风”的强度。第(3)题,本题属于开放性题目。理由合理即可。合理→借鉴图示民居建设房屋设计,夏季气温高,利于通风降温。不合理→纬度比四川高,冬季寒冷→民居设计增强冬季风风力,不利于保温。
答案:(1)四川位于北半球中纬度地区,房屋坐北朝南,一方面可获得充足的阳光,另一方面可以减轻冬季冷空气的影响。
(2)石质地面增温较快,林木增温较慢,(房前石质地面,房后林木)增强了房前房后的温差,从而增强了房前房后的水平气压梯度力。
(3)合理,山东夏季气温高,利于通风降温。不合理,山东冬季寒冷,不利于保温。
等压面图和等温面图
常考图示 解读步骤
(1)判读气压高低。 ①由于大气密度随高度增加而降低,不同高度的大气所承担的空气柱高度不同,导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。如左图中PA>PC,PB>PD。 ②因地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,进而等压面发生弯曲,同一水平面上,等压面上凸处气压高,下凹处气压低,即PC>PD,PB>PA。 ③同一垂直方向上,近地面和高空的气压类型相反,若近地面为高气压,高空则为低气压。 (2)判断下垫面的性质。 ①判断陆地与海洋(湖泊):夏季,等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。冬季,等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。 ②判断裸地与绿地:裸地同陆地,绿地同海洋。 ③判断城区与郊区:等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。 (3)判断近地面天气状况和气温日较差。 等压面下凹者,多阴雨天气,气温日较差较小,如左图中A地;等压面上凸者,多晴朗天气,气温日较差较大,如左图中B地。 (4)判断气温高低。 ①甲处近地面等压面向下凹,说明A处气压低,由此可知甲处气流上升,说明甲处气温较高;乙处近地面等压面向上凸,说明B处气压高,由此可知乙处气流下沉,说明乙处气温较低。 ②根据等压面的弯曲状况和随海拔每升高1 000米气温降低约6℃可知,A、B、C、D四处气温是TA>TB>TC>TD。
(1)随着海拔升高,等温面的温度数值逐渐降低。 (2)等温面向下凹的地区,气温较同高度其他地区低;等温面向上凸的地区,气温较同高度其他地区高。如左图中甲地为低温中心,乙地为高温中心。 (3)夏季:陆地上等温面向上凸,海洋上等温面向下凹;城市市区等温面一般向上凸。
读某地近地面和高空四点气压图,回答(1)～(2)题。
(1)若近地面和高空四点构成热力环流,则流动方向为( )
A.O→P→M→N→O B.P→O→M→N→P
C.M→N→P→O→M D.N→M→O→P→N
(2)下图中能正确表示N地在垂直方向上的等温面与等压面的是( )
解题思路:第(1)题,气流总是由高压区流向低压区,则近地面由M流向N,高空由O流向P;依据热力环流流动方向可判断,O、P分别位于N、M上空。第(2)题,在垂直方向上等压面向下弯曲的地区,近地面气压低,反之则高。N地气压低,且等温面与等压面弯曲方向相反,故选A。
答案:(1)A (2)A
一、选择题
图甲为大气受热过程示意图,图乙为某地晴天和阴天的气温日变化曲线图。读图,回答1～3题。
1.图甲中字母所表示的含义对应正确的是( )
A.a―太阳辐射 B.b―大气辐射
C.c―地面辐射 D.d―大气逆辐射
2.下列关于图乙中②曲线比①曲线变化幅度小的原因的叙述,正确的是( )
①夜晚大气逆辐射强,补偿了地面损失的热量
②夜晚大气逆辐射弱,减少了地面损失的热量
③阴天时,夜晚大气对太阳辐射的削弱作用强,增加了到达地面的太阳辐射 ④阴天时,白天大气对太阳辐射的削弱作用强,减少了到达地面的太阳辐射
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
3.我国青藏高原的年太阳辐射总量比四川盆地高得多,其原因是( )
A.青藏高原的纬度比四川盆地高,太阳辐射强
B.地势高,距离太阳近,太阳辐射强
C.纬度低,且多晴朗天气,大气逆辐射强增加了到达地面的太阳辐射
D.地势高,空气稀薄,且多晴朗天气,大气对太阳辐射的削弱作用弱
解析:1.A 2.C 3.D 第1题,读图可知,a为射向地面的太阳辐射,b为地面辐射,c为大气逆辐射,d为大气对太阳辐射的反射作用,A正确。第2题,阴天时,白天大气对太阳辐射的削弱作用强,减少了到达地面的太阳辐射,气温比晴天时低;夜晚大气逆辐射强,补偿了地面损失的热量,气温比晴天时高。因此昼夜温差小,①④正确,故选C。第3题,青藏高原的纬度和四川盆地大致相当,青藏高原地势高,空气稀薄,且多晴朗天气,大气对太阳辐射的削弱作用弱;而四川盆地空气潮湿,四周群山环绕,水汽不易散开,天空多云,对太阳辐射的削弱作用强。青藏高原的年太阳辐射总量比四川盆地高得多,D正确。
读我国某山间河谷某时段等温面和等压面分布剖面示意图,回答4～5题。
4.下列能正确反映图示情况的是( )
①该时段为夜间 ②该时段为白天 ③该时段吹谷风 ④该时段吹山风
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
5.该山间河谷此时段多雨。下列四幅图中,能解释此现象的是( )
解析:4.B 5.D 第4题,由图可以看出,河谷地区温度高于两边山坡,说明是夜间,此时段山坡上气温更低,气压高,吹山风。第5题,此时段位于夜间,两边山坡气流下沉,中间河谷气流上升,冷凝降雨,故D正确。
二、非选择题
6.读大气受热过程示意图,回答下列问题。
(1)图中②表示 辐射,③表示 辐射。
(2)图中④表示 作用。
(3)冬半年的霜冻灾害多发生在 (填“阴天”或“晴朗”)的夜间,这一原因与图中①②③中的 (填序号)过程有关。
(4)在寒冷的冬天,农民往往在麦田边燃烧大量的湿草来防御寒潮,试用所学知识解释其原理。
(5)运用图示原理,说明非洲撒哈拉沙漠地区昼夜温差大的原因。
解析:第(1)题,读图分析,图中①表示太阳辐射,②表示地面辐射,③表示大气逆辐射。第(2)题,图中④表示大气通过吸收、反射、散射作用削弱了到达地表的太阳辐射,即大气对太阳辐射的削弱作用。第(3)题,冬半年的霜冻灾害多发生在晴朗的夜间,主要是因为晴朗的夜晚大气逆辐射弱,地面热量散失得快,气温下降快。第(4)题,燃烧湿草可产生大量的浓烟,可以强烈吸收地面辐射,再以大气逆辐射的形式将大部分热量返还给地面,减少了地面辐射损失的热量,气温下降慢,减轻了冻害。第(5)题,非洲撒哈拉沙漠地区降水稀少,多晴天,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地表的太阳辐射多,气温高;夜晚大气逆辐射弱,地面热量散失快,气温低,所以昼夜温差大。
答案:(1)地面 大气逆
(2)大气对太阳辐射的削弱
(3)晴朗 ③
(4)燃烧湿草可产生大量的浓烟,它可以强烈吸收地面辐射,然后又以大气逆辐射的形式把大部分热量返还给地面,从而在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,降温减慢,减少冻害造成的损失。
(5)沙漠地区天气晴朗,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,气温高;夜晚大气逆辐射弱,大气对地面的保温作用弱,气温低,所以昼夜温差大。
三、选做题
7.地冰花也称“霜柱”,在寒冷的冬夜,当气温低于0℃时,在风小、低洼、潮湿而松软的地面,水汽从温暖的土壤缝隙向上蒸发、凝结产生的一种自然现象。下图为地冰花示意图。读图,回答(1)～(2)题。
(1)最容易形成地冰花的时间和天气是( )
A.晴朗的夜晚 B.晴朗的白天
C.多云的白天 D.多云的夜晚
(2)下列地区中,地冰花最有可能分布在( )
A.三江平原 B.华北平原
C.闽南地区 D.宁夏平原
解析:第(1)题,根据材料对地冰花的描述,可知最容易形成地冰花的时间应该是气温较低的夜晚,而晴朗的夜晚比多云的夜晚大气的保温作用弱,气温更低些。故选A。第(2)题,根据材料“在风小、低洼、潮湿而松软的地面,水汽从温暖的土壤缝隙向上蒸发、凝结产生的一种自然现象”可知,要在潮湿、低洼的地面。三江平原地区有冻土,A错误;华北平原和宁夏平原的土壤不够潮湿,B、D错误;只有在潮湿的闽南地区,在气温低于0℃的松软的地面,能够形成地冰花。C正确。
答案:(1)A (2)C
测控导航
知识点 题号
大气的受热过程 1、2、3、7、8、9、10、 11、14、16、17、18、19
大气热力环流 4、5、6、12、13、15、18、19
1.读下列四图,若只考虑昼夜和云量情况,下列气温排序正确的是( )
A.a>b>c>d B.b>a>c>d
C.c>b>d>a D.c>d>a>b
解析:D 白天气温高,夜间气温低,所以c、d高于a、b;多云的白天,大气的削弱作用强,气温较低,所以c>d;多云的夜晚,大气逆辐射强,气温较高,所以a>b。故选D。
图1为某地10月4日—15日气温变化,图2为大气受热过程示意图。读图,回答2～3题。
2.最可能为降水天气的日期是( )
A.4—5日 B.6—8日
C.12—13日 D.14—15日
3.据图判断,14日昼夜温差大的原因是( )
A.白天①强,夜晚④弱
B.白天②强,夜晚③弱
C.白天②弱,夜晚③弱
D.白天②强,夜晚④弱
解析:2.B 3.B 第2题,降水天气云量大,白天大气对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射少,导致气温较低;夜晚大气逆辐射强,大气保温作用明显,气温下降较慢,气温较高,气温日较差小。气温变化图显示,6—8日最高气温明显下降,而最低气温出现上升,气温日较差变小,因此6—8日最可能为降水天气,B正确。第3题,大气受热过程示意图中,①为到达大气上界的太阳辐射,②为到达地面的太阳辐射,③为大气逆辐射,④为地面辐射射向宇宙空间的热量,即地面辐射直接损失的热量。14日最高气温高,说明白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,则到达地面的太阳辐射强,即白天②强;14日最低气温低,说明夜晚大气对地面的保温作用弱,即③大气逆辐射弱,地面辐射直接损失的热量多,即④强,B正确。
湖陆风包括湖风(出湖风)和陆风(进湖风),是较大湖泊与陆地之间形成的以24小时为周期的地方性风。下表示意位于洞庭湖东北部的岳阳市某日6—14时的气温与湿度变化。读表,回答4～5题。
时间 /时 6 7 8 9 10 11 12 13 14
气温 /℃ 13.2 13.8 15.3 19.4 21.2 20.0 20.7 21.4 21.0
湿度 /% 90.0 86.1 80.0 67.3 55.1 73.1 76.4 77.9 80.3
4.该日,湖陆风的转变及对应的时刻是( )
A.陆风转湖风 8:30—9:30
B.陆风转湖风 10:00—11:00
C.湖风转陆风 12:00—13:00
D.湖风转陆风 13:00—14:00
5.图中湖陆风所涉及的地理原理与下列诗句所涉及的地理原理相同的是( )
A.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
B.寒雨连江夜入吴,平明送客楚山孤
C.君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池
D.清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂
解析:4.B 5.C 第4题,湖风由湖泊吹向陆地,使空气湿度增大,陆风由陆地吹向湖泊,使空气湿度降低。10—11时,空气湿度由降低转为升高,说明开始吹湖风,即10:00—11:00陆风转湖风。6—7时,空气湿度由升高转为降低,说明开始吹陆风,即6:00—7:00湖风转陆风,B正确。第5题,湖陆风主要是热力环流原理的应用。“君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池”中的巴山夜雨属于山谷风所致,是热力环流的常见形式,C正确。
6.海陆风是海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流。阅读图文材料,回答下列问题。
(1)近海地区海、陆间温度差异,主要是由 造成的。
(2)根据大气热力环流原理,补充完成海风形成过程示意图(图甲)。
(3)在图乙中线条上添加箭头,正确表示气流运动方向。
解析:第(1)题,结合所学知识可知,近海地区海、陆间温度差异是由海陆热力性质差异造成的。第(2)题,由于海陆热力性质不同,白天海洋表面升温慢,气温低,海洋表面空气冷却收缩下沉;陆地表面升温快,气温高,陆地近地面空气受热膨胀上升。造成海洋表面气压高,陆地近地面气压低,出现气压差。空气由高气压区流向低气压区,形成海风。第(3)题,结合上题绘制海风形成过程示意图,为顺时针方向。
答案:(1)海洋和陆地比热容不同(海陆热力性质差异)
(2)①低 ②高 ③下沉 ④上升
(3)气流运动方向如下图所示:
青海西宁有一首歌谣:“古城气候总无常,一日须携四季装。山下百花山上雪,日愁暴雨夜愁霜。”据此回答7～8题。
7.西宁“一日须携四季装”的主要原因是( )
A.白天太阳辐射强,夜晚大气逆辐射弱
B.白天太阳辐射弱,夜晚大气逆辐射强
C.白天太阳辐射强,夜晚大气逆辐射强
D.白天太阳辐射弱,夜晚大气逆辐射弱
8.出现“山下百花山上雪”这种现象,主要是由于随海拔升高( )
A.空气密度增大 B.气压降低
C.太阳辐射增强 D.气温降低
解析:7.A 8.D 第7题,青海省位于我国青藏高原地区,海拔高,云层薄,白天对太阳辐射的削弱作用弱,气温较高,夜晚大气逆辐射弱,气温较低,造成昼夜温差大,故“一日须携四季装”。第8题,青藏高原地区,海拔高,气温随海拔升高而降低,造成山下气温较高,山上气温较低,温差较大,故“山下百花山上雪”。
9.《齐民要术》中有这样一段描述:“凡五果,花盛时遭霜,则无子。……天雨新晴,北风寒彻,是夜必霜,此时放火作煴,少得烟气,则免于霜矣。”其中“放火作煴,少得烟气,则免于霜矣”的原因是( )
①“烟气”使得大气逆辐射增强,使地面温度不至于降得过低 ②“烟气”的主要成分是二氧化碳,对地面有明显的保温作用 ③“放火作煴”,将地面直接烤暖 ④“放火作煴”,将大气直接熏暖
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
解析:A “放火作煴,少得烟气,则免于霜矣”的原因是 “烟气”使得大气逆辐射增强,使地面温度不至于降得过低,①正确; “烟气”的主要成分是二氧化碳,对地面有明显的保温作用,②正确;“放火作煴”,不能将地面、大气直接烤暖、熏暖,③④错误。故选A。
近年来,山东已成为我国北方地区重要的蔬菜生产基地之一。如图为山东某蔬菜基地塑料大棚生产示意图。据此回答10～11题。
10.大棚中生产出来的蔬菜质量略逊于自然状态下生长的蔬菜,原因是大棚中( )
A.光照太强 B.热量不足
C.日温差较小 D.年温差较小
11.在冬季为了保温,菜农一般在傍晚往大棚内洒水,其原理是( )
A.增强地面辐射
B.增强大气对地面辐射的反射
C.增强大气对地面辐射的吸收
D.增强地面保温
解析:10.C 11.C 第10题,日较差越大,越有利于有机物的积累,农产品的品质也就越好。大棚与自然状态相比,热量充足,日温差较小,不利于蔬菜养分的积累;虽然年温差也较小,但是蔬菜一般生长期短,年温差对蔬菜种植的影响不大。故选C。第11题,傍晚往大棚内洒水,是为了增加棚内湿度,提高棚内的水汽含量,从而可以吸收更多的地面长波辐射,增强大气逆辐射,增强大棚的保温作用,保证蔬菜安全过夜,不至于在晚上被冻坏。故选C。
截至2020年2月初,澳大利亚东南部爆发的林火已燃烧了5个多月。消防人员常采用喷水、喷洒灭火剂、覆土、扑打和砍伐隔离带等方式扑灭森林大火,也会用“点倒火”方式快速灭火。下图为“点倒火”灭火方式示意图。读图,回答12～13题。
12.该地采用“点倒火”灭火方式前( )
①吹西风 ②吹东风 ③风力较大 ④风力较小
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
13.采用“点倒火”方式灭火时,下列热力环流状况正确的是( )
解析:12.C 13.B 第12题,“点倒火”的灭火方式利用了热力环流原理,吹西风或静风气象条件下,水平气流流向火场,适时点倒火,有助于倒火与山火相向蔓延,两火相遇时,可燃物和氧气消耗殆尽,山火熄灭,①④正确;吹东风或风力较大时,不利于倒火与山火相向蔓延,无法达到灭火的效果,②③错误。故选C。第13题,山火导致火场气温升高,气流上升;近地面水平气流由四周流向火场,吸引“倒火”向火场方向燃烧;当两火相遇时,可燃物和氧气都已燃烧殆尽,山火自然熄灭。故选B。
如图中两条曲线为我国某绿洲与周围沙漠两天内气温日变化示意图(晴天)。读图,回答14～15题。
14.该图所示的月份可能为( )
A.1月 B.3月 C.7月 D.11月
15.下列关于图中情况叙述正确的是( )
A.第一天9:00—15:00地面风从沙漠吹向绿洲
B.第一天0:00—6:00地面风从绿洲吹向沙漠
C.第二天9:00—15:00地面风从沙漠吹向绿洲
D.第二天0:00—6:00地面风从沙漠吹向绿洲
解析:14.C 15.D 第14题,读图可知,图中该地白天最高气温可以达到30℃以上,故可知该地此时应为夏季,我国夏季为每年的6、7、8月份,C正确。第15题,沙漠的比热容比较小,白天升温速度较快,温度较高,绿洲的比热容比较大,白天升温速度较慢,其温度较低。在12:00左右,虚线的气温比较高,表示沙漠的气温,实线表示绿洲的气温。第一天和第二天9:00—15:00沙漠气温较高,垂直方向盛行上升气流,近地面形成低压,此时绿洲区域形成高压,近地面风由绿洲吹向沙漠,A、C错误;第一天0:00—6:00,在此时段绿洲的温度高于沙漠,此时绿洲的气压低于沙漠,近地面风由沙漠吹向绿洲,B错误,D正确。
某同学为了验证某一地理过程或原理,设计了如下图的实验装置。两个塑料瓶在阳光下放置一段时间后,观测到瓶中温度计的数值见下表。据此回答16～17题。
时间 16:08(开始) 16:30(结束)
有土瓶 25℃ 32.5℃
空瓶 25℃ 25.5℃
(天气状况:晴朗、微风。场地:学校操场)
16.设计这一实验是为了证明( )
A.下垫面是大气的直接热源
B.大气升温主要靠太阳辐射
C.大气对太阳辐射的削弱作用
D.土壤吸收的热量辐射较少
17.该实验及结论可以用来解释( )
A.不同纬度地区气温的差异
B.日最高气温多出现在午后
C.城郊之间城市风的成因
D.阴阳坡植被类型的差异
解析:16.A 17.B 第16题,土能强烈吸收太阳辐射,因此有土瓶增温明显,瓶中的土代表地球下垫面,因此设计这一实验是为了证明下垫面是大气的直接热源;实验中到达两瓶中的太阳辐射是相同的,而气温不同,因此大气不是主要靠吸收太阳辐射升温;有土瓶气温升高快,表明土壤吸收的热量辐射较多,向外辐射的热量也较多;有大气就有削弱作用,但该实验与此无关。故选A。第17题,该实验的结论是下垫面是大气的直接热源。正午太阳辐射最强,而日最高气温不出现在正午,说明大气不是直接吸收太阳辐射而增温,直接热源是地面,地面的能量转换与传递需要一个过程,因此最高气温出现在午后,B正确;纬度不同,正午太阳高度不同,获得的太阳辐射不同,A错误;城市与郊区之间形成的城市风是热岛效应引起的热力环流,C错误;阴阳坡植被类型及密度差异,这是因为阴阳坡的水热条件不同,D错误。
18.读图文材料,回答问题。
材料一 今后新建公共建筑在设计和施工时,有望强制要求产权单位在屋顶、墙体实施配套绿化工程,向“空中”要绿地。
材料二 图1为城市热岛效应示意图。
材料三 下面为城市中心与郊区垂直方向上的气压分布图(图2)及城郊间高空等压面示意图(图3)。
(1)描述图中气温曲线的分布特点。
(2)结合图示资料,并运用热力环流原理在图1中线段上绘制箭头以表示气流方向。
(3)运用大气受热过程原理,分析屋顶绿化对缓解城市热岛效应的
意义。
(4)为了减少工业污染对城市的影响,计划将钢铁厂从图1中的甲处搬迁到乙处,从环境保护角度考虑是否合理 试说明理由。
(5)根据热力环流的原理,图2中城郊之间正确的环流方向是( )
A.E→F→H→G→E B.G→E→F→H→G
C.G→E→H→F→G D.G→H→F→E→G
(6)关于城市与郊区大气状况的叙述,属实的是( )
A.图2中的EF代表城市气压垂直变化规律
B.各点间的热力环流,昼夜方向相反
C.图3中的甲位于郊区高空,气流下沉
D.图3中的乙、丙间气流流动方向如箭头所示
解析:第(1)题,描述该气温的变化,需要注意整体变化与细节,从整体和细节两方面分析回答。第(2)题,市中心气温较高,空气上升,郊区气温相对较低,空气下沉,在近地面,空气由郊区流向城市,在高空,空气由城市流向郊区。第(3)题,近地面大气的直接热源是地面长波辐射,且主要是大气中的二氧化碳和水汽通过吸收地面长波辐射而使大气增温。结合绿地和裸地的热力差异分析屋顶绿化对城市热岛效应的缓解作用。第(4)题,钢铁厂具有严重的大气污染,搬迁时一定要考虑城市热力环流,避免造成二次污染。第(5)题,读图2,近地面气压E>G,气流由E地流向G地;在高空,气压H>F,高空气流由H流向F。因此在垂直方向上,G地受热,空气上升,近地面形成低压,高空形成高压,E地相对为冷源,空气下沉,在近地面形成高压,高空形成低压,故气流的运动方向为G→H→F→E→G,D正确(注意这里的高压、低压是相对于同一海拔高度而言的)。第(6)题,图2中的EF代表郊区的气压垂直变化;市区和郊区无论昼夜,均是市区气温高于郊区,因此各点间的热力环流昼夜方向相同;图3中的甲、丙两地,甲地等压面下凹,丙地等压面上凸,因此甲地为低压,丙地为高压,故甲地表示郊区的高空,气流下沉,丙地表示城市高空,C正确;丙气流会流向同一水平面的低压。
答案:(1)由市中心向郊区呈波浪式降低;植被覆盖率低的地方,气温高,植被覆盖率高的地方,气温较低。
(2)画图略。(提示:左侧逆时针,右侧顺时针)
(3)等量的太阳辐射使覆盖植被的绿地比水泥面增温慢,温度低,地面辐射弱,被大气吸收的热量相对减少,气温较低;绿地吸收二氧化碳,大气中二氧化碳减少,大气吸收地面辐射减弱,气温降低;土壤水分的蒸发和植物的蒸腾作用吸收周围的热量,也起到降温作用。
(4)不合理。乙处位于城市热岛环流之内,污染物容易随城市风从郊区流回城市中心,没有达到降低对城市污染的目的。
(5)D
(6)C
19.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一 云南香格里拉位于青藏高原东南部,海拔约3 300米,晴朗的天空非常湛蓝。这里太阳辐射强,但气温较低,当地居民高效利用太阳能,在房屋南侧用玻璃搭建绝热暖棚,暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温。
材料二 下图示意香格里拉房屋模型。
(1)分析暖棚内温度较高的原因。
(2)利用热力环流原理,阐述暖棚是怎样通过1、2两个通风口使内室增温的。
(3)分析香格里拉太阳辐射强,但气温低的原因。
解析:第(1)题,太阳辐射为短波辐射,可透过玻璃到达棚内,棚内地面吸收太阳辐射而增温,释放地面长波辐射,长波辐射很少能够透过玻璃穿透出去,从而使得棚内的气温升高;玻璃阻隔了棚内与棚外的热量交换,从而使得热量保存在暖棚内。所以暖棚内温度较高。第(2)题,由于暖棚内气温较高,空气上升,在“近地面”(靠近地面处)形成低压;内室气温相对较低,空气冷却下沉,在“近地面”形成高压,所以内室的冷空气通过2通风口进入暖棚,而暖棚的暖空气通过1通风口进入内室,从而实现了内室冷空气与暖棚暖空气的交换,最终使得内室增温。第(3)题,根据材料信息可知,香格里拉位于青藏高原东南部,海拔约3 300米,海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射较多;同时,香格里拉所处纬度较低,正午太阳高度较大,获得的太阳辐射较多,因此太阳辐射强。但是由于海拔高,空气稀薄,大气逆辐射弱,大气对地面的保温作用弱,热量容易散失,因此常年气温较低。
答案:(1)太阳短波辐射可透过玻璃到达棚内,使温度升高,而棚内的地面长波辐射却很少能透射出去,同时,玻璃阻隔了棚内与棚外的热量交换,从而使热量保存在暖棚内。
(2)暖棚受热多,空气膨胀上升,内室受热少,空气冷却下沉,于是上层空气由气压高的暖棚通过1通风口向气压低的内室流动;下层空气由气压高的内室通过2通风口向气压低的暖棚流动。暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温。
(3)香格里拉纬度低,太阳高度较大,海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用较弱,且日照时间长,故白天太阳辐射强。但空气稀薄,大气逆辐射弱,大气的保温作用差,不利于热量储存,所以常年气温
较低。第2课时 大气的水平运动——风
课标要求 素养目标
运用示意图等,说明热力环流原理,并解释相关现象。 1.区域认知:区别近地面风和高空风有什么差异。 2.综合思维:综合分析风的形成因素,掌握风力大小和风向的判读。 3.地理实践力:模拟风的受力过程,根据等压线图判读风向和风速。
风的形成及特征
结合教材第38～41页相关知识,完成以下内容。
1.风形成的过程
地面受热不均→气压梯度→水平气压梯度力→大气由高压区向低压区做水平运动→风。
2.风形成的原因
(1)直接原因:水平气压梯度力。
(2)根本原因:地表受热不均。
3.主要作用力及特征
字母 作用力 特征
A 水平气压梯度力 垂直于等压线,由高压指向低压
B 摩擦力 方向始终与风向相反,使风速减小
C 地转偏向力 始终与风向垂直,北半球右偏,南半球左偏
等压面和等压线的区分
气压的分布是用等高面上等压线的分布来表示的,等压线是某一海拔相等的等高面与空中若干个不同等压面相割(由于气压自地面向上递减,因此自下而上有很多数值逐渐减小的等压面),在等高面上所形成的许多交线。与地形分布中的等高线原理相似。
4.风向
(1)高空风向与等压线平行。
(2)近地面风向与等压线斜交。
[思考]近地面风向与等压线的夹角、摩擦力之间有什么关系
答案:近地面摩擦力越大,风向与等压线之间的夹角越大;反之,夹角越小。
1.填空题
在图中填出风的作用力及风向。
2.判断题
(1)水平气压梯度力是形成风的直接原因。( √ )
(2)地转偏向力的方向始终与水平气压梯度力垂直。( × )
(3)同一幅等压线图上,等压线密集的地方风力大。( √ )
(4)在高空,风向与等压线大致平行。( √ )
3.选择题
(1)形成风的直接原因是( A )
A.水平气压梯度力 B.地转偏向力
C.地面摩擦力 D.地球重力
(2)在实际大气水平运动中,近地面风的风向与等压线有个夹角,这主要是由于( D )
A.水平气压梯度力的作用
B.地转偏向力的作用
C.太阳辐射的影响
D.地面摩擦力的作用
探究 影响风形成的作用力、风向
风
[唐]李峤
解落三秋叶,能开二月花。
过江千尺浪,入竹万竿斜。
这是一首描写风的小诗,它是从动态上对风的一种诠释和理解。
[思考]
(1)(综合思维)近地面风的形成受哪些力的影响
答案:近地面风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力影响。
(2)(区域认知、综合思维)“过江千尺浪”说明风力较大。为什么江上的风力一般比陆地上的风力强
答案:江面上摩擦力较小。
1.影响风的三种作用力
作用力 方向 大小 对风速、风向的影响
风速 风向
水平 气压 梯度力 始终与等压线垂直,由高压指向低压 等压线越密集,水平气压梯度力越大 水平气 压梯度 力越大, 风速越大 垂直于 等压线, 由高压 指向低压
地转 偏向力 始终与风向垂直 大小随纬度增加而增加,赤道为零 不影响风速大小 在北半球,风向向右偏转;在南半球,风向向左偏转
摩擦力 始终与风向相反 大小与下垫面性质有关,下垫面越粗糙,起伏越大,摩擦力越大,反之越小 使风速减小 与其他两个力共同作用,使近地面风向斜交等压线
2.不同情况下风的受力和风向判断(以北半球为例)
风 受力作用 受力作用分析 风向
理想状态 受一力作用(水平气压梯度力) 风向与等压线垂直,由高压指向低压
高空风 受两力作用(水平气压梯度力、地转偏向力) 风向与等压线平行,背风而立,气压左低右高
近地面风 受三力作用(水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力) 风向与等压线斜交,背风而立,气压左前低,右后高
3.风向和风力(风速)大小的判断方法
(1)在等压线图上,确定任一地点风向的方法。
①在等压线图上,画出过该点的等压线的切线,并过切点作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压,但并非一定指向低压中心),表示水平气压梯度力的方向。
②确定南、北半球。面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转角度不大于45°,画出实线箭头,即为经过该点的风向,如图(以北半球为例)。
(2)在等压线图上比较风速的大小。
①在同一幅图上(图1)。
风速大小取决于水平气压梯度力的大小,因此,同一幅图中,等压线密集处,水平气压梯度力大,风速大;反之,风速较小。如图1中,风速A>B>C>D。
②在不同图幅上,比例尺相同:气压差大,风速大。如图2中,风速A>B。气压差相同:比例尺大,风速大。如图3中,风速A>B。
巧用左、右手判别近地面风向
判别近地面的风向,观察者可以用“左、右手定则”,具体方法如下。
北半球用右手,掌心朝上,四指指向水平气压梯度力的方向(水平气压梯度力从高压指向低压,垂直于等压面或等压线),大拇指的指向即为风向。(如下图所示,单位:hPa)
南半球用左手,掌心朝上,四指指向水平气压梯度力的方向(水平气压梯度力从高压指向低压,垂直于等压面或等压线),大拇指的指向即为风向。(如图所示,单位:hPa)
读某地近地面等压线图,图中甲处箭头表示甲点空气运动及受力情况,回答(1)～(2)题。
(1)图中地点一定位于( )
A.北半球 B.南半球
C.东半球 D.西半球
(2)乙点与甲点相比,风速大小的情况是( )
A.相等 B.甲大于乙
C.乙大于甲 D.无法判断
思路点拨:第(1)题,由图示可知,C为地转偏向力,向左偏,应为南半球,故选B。第(2)题,由材料及等压线图可知,乙地等压线比甲地密集,水平气压梯度力大于甲地,因此风速乙大于甲,故选C。
答案:(1)B (2)C
1.狭管效应
也叫“峡谷效应”。当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时,由于空气不能大量堆积,于是加速流过峡谷,风速增大;流出峡谷时,空气流速又会减缓。由狭管效应而增大的风,称为“峡谷风”或“穿堂风”。地球上一些山地风口和一些地方出现的地形雨也与气流经过狭窄地形有关。
2.焚风效应
暖湿气流沿迎风坡上升,形成地形雨,气温随高度降低较为缓慢;在背风坡,空气干燥,气流下沉增温快,形成干热风,称为“焚风效应”。 以阿尔卑斯山、落基山、大高加索山最为有名。
焚风的害处很多。它常常使果木和农作物干枯,降低产量,使森林和村镇的火灾蔓延并造成损失。焚风在高山地区可大量融雪,造成上游河谷洪水泛滥;有时能引起雪崩,但也会带来水源。强劲的焚风又会造成局部风灾,对房屋、树木造成影响,甚至使湖泊水面上的船只发生事故。
下图为焚风示意图。据此回答(1)～(2)题。
(1)关于焚风的影响,叙述正确的是 ( )
A.可以带来丰富的降水,引发洪涝灾害
B.可能带来大风降温的天气
C.可能会使农作物的成熟期推迟
D.可能会使树木的叶片焦枯、土地龟裂,造成严重旱灾
(2)根据示意图推测下列哪一地区可能会出现焚风现象( )
A.太行山西麓 B.三江平原
C.藏北高原 D.珠江三角洲
解题思路:第(1)题,根据图示信息可知,山地背风坡的空气为干热气流,可能会给当地带来干旱灾害,使树木的叶片焦枯、土地龟裂。第(2)题,太行山是东北—西南走向的山脉,当太行山东侧的气流越过太行山下降到西侧时,位于太行山西侧的地区可能会出现焚风现象。
答案:(1)D (2)A
一、选择题
大气的水平运动称为风。风是农业生产的环境因子之一。风速适度对改善农田环境条件起着重要作用。风可传播植物花粉、种子,帮助植物授粉和繁殖。风能是分布广泛、用之不竭的能源。据此回答1～3题。
1.有关风的叙述正确的是( )
A.大气的运动即是风
B.地面的冷热不均是形成风的直接原因
C.风是大气运动的一种最简单的形式
D.风向就是风吹来的方向
2.影响近地面风速的力是下列中的( )
A.地球自转产生的地转偏向力和摩擦力
B.地转偏向力
C.水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力
D.水平气压梯度力和摩擦力
3.在实际大气水平运动中,高空的风向与等压线平行,这主要是由于( )
A.水平气压梯度力的作用
B.水平气压梯度力与地转偏向力的共同作用
C.水平气压梯度力、地转偏向力与摩擦力的共同作用
D.水平气压梯度力与摩擦力的共同作用
解析:1.D 2.D 3.B 第1题,大气的水平运动即是风,水平气压梯度力是形成风的直接原因,大气热力环流是大气运动的一种最简单的形式,风向从高气压指向低气压,也就是风吹来的方向,D正确。第2题,地转偏向力只影响风向,不影响风速。故D正确。第3题,高空中的风,所受的摩擦力很小,可以忽略不计,大气在水平气压梯度力和地转偏向力的作用下,风向与等压线平行,B正确。
下图为近地面某气压场中的受力平衡风向示意图(单位:hPa)。读图,回答4～5 题。
4.图中字母表示风向的是( )
A.a B.b C.c D.d
5.导致字母a所代表的力产生的直接原因是( )
A.太阳辐射的纬度不均
B.海陆之间的热力性质差异
C.地转偏向力
D.同一水平面上的气压差异
解析:4.C 5.D 第4题,图示a垂直于等压线,由高压指向低压,是水平气压梯度力;c与水平气压梯度力的方向相近,但向右偏,应是风向;b与c垂直,且向右,是地转偏向力;d与c方向相反,是摩擦力。故C正确。第5题,图示a垂直于等压线,由高压指向低压,是水平气压梯度力;水平气压梯度力是由同一水平面上的气压差形成的,它是风形成的直接原因;太阳辐射的纬度不均是大气运动的根本原因,不是直接原因;海陆之间的热力性质差异,不是水平气压梯度力形成的原因;地转偏向力只对水平运动的物体有影响,可以改变方向,并不是风形成的原因。故D正确。
二、非选择题
6.读近地面风向的形成图,回答下列问题。
(1)写出a、b、c、d代表的地理事物名称:a ,b ,c ,d 。
(2)该图所示为 (填“南”或“北”)半球风向,依据是 。
(3)如果不受c、d的影响,b将如何运动
(4)如果不受d的影响,b将如何运动
(5)A、B两地相比,风力较大的是 地,原因是 。
解析:第(1)题,结合图示可知,a垂直于等压线,是水平气压梯度力;b斜交等压线,是风向;c垂直于b,应为地转偏向力;d与b方向相反,应为摩擦力。第(2)题,地转偏向力c使风向在水平气压梯度力基础上右偏,说明该图所示为北半球风向。第(3)题,如果不受c、d的影响,也就是不受地转偏向力和摩擦力的影响,风只受水平气压梯度力的影响,风向就是水平气压梯度力的方向,风向将垂直于等压线。第(4)题,如果不受d影响,也就是不受摩擦力影响,风只受水平气压梯度力和地转偏向力的影响,风向b最终和等压线平行。第(5)题,同一幅等压线图中,等压线较为密集的地区,水平气压梯度力较大,风力大。图示中B地等压线密集,A地等压线较稀疏,则B地水平气压梯度力比A地大,风力更大。
答案:(1)水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力
(2)北 地转偏向力使风向右偏
(3)风向b将与等压线垂直。
(4)风向b将与等压线平行。
(5)B A地等压线稀疏,B地等压线密集,则B地水平气压梯度力比A地大,风力大
三、选做题
7.横风是指从车辆侧面方向吹来的风,易造成高速行驶的车辆侧滑、侧翻等事故。图1为某高速公路段某时刻的风速(m/s)垂直分布图,该路段呈东西走向,地势平坦开阔,是横风的多发路段。据此回答(1)～(2)题。
(1)图2中四条风速变化曲线,与图1中甲至乙风速变化一致的是( )
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ
(2)根据图1中的风速变化,判断该断面横风为( )
A.偏东风 B.偏南风 C.偏西风 D.偏北风
解析:(1)C (2)D 第(1)题,首先找到图1中甲至乙的风速变化的起始点和中点最大的风速,由图可知,图中风速的等差距为1,甲处的风速为16～17m/s,中点的最大风速为22～23m/s,乙处的风速为16～17m/s,对应图2中Ⅲ线,C正确。第(2)题,由材料可知,该路段为东西走向,且横风的风向从车辆侧面吹来,所以A、C错误。由图可知,右侧为北,左侧为南,在近地面同一海拔高度,道路北侧风速大于南侧,且南侧风速变化迅速,推知北侧为迎风坡,南侧为背风坡,该路段横风为偏北风,D正确。
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知识点 题号
风的形成 1、2、6、9、10、13、17、18、19
风向、风力 3、4、5、6、7、8、11、12、14、15、16、18、19
下图为某(南、北)半球气压分布以及不同力作用下的风向示意图。读图,回答1～3题。
1.图中甲、乙、丙三条等压线气压值大小关系是( )
A.甲=乙=丙 B.甲<乙<丙
C.甲>乙>丙 D.甲>丙>乙
2.该图所在半球以及判断理由,正确的是( )
A.北半球 有地转偏向力
B.南半球 风向左偏转
C.北半球 风向右偏转
D.南半球 有摩擦力
3.该图表示的是( )
A.近地面风 B.高空风
C.低纬信风 D.极地东风
解析:1.C 2.C 3.A 第1题,图中三力综合影响,最终使风向斜穿等压线。水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压,风向和摩擦力方向相反,地转偏向力与风向垂直,所以①是水平气压梯度力,②是摩擦力,③是地转偏向力。则气压排列顺序是甲>乙>丙,C正确。第2题,水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压,而风向受地转偏向力的影响发生偏转,此图中风向向右偏,因此可判断该地位于北半球。C正确。第3题,由图可知,此时大气受三个作用力的影响,风向与等压线斜交,因此是近地面的风向图。A正确。
等压线是某一水平面上气压相同各点的连线。下图示意南半球四地近地面等压线(单位:百帕)。读图,回答4～5题。
4.四幅图中,P点所在位置风力最大的是( )
A.① B.② C.③ D.④
5.②图中,P地的风向为( )
A.东北风 B.东南风
C.西北风 D.西南风
解析:4.C 5.C 第4题,四幅图的比例尺和图幅都相同,相邻等压线的差值最大的是③图,且③图的P点位于图中等压线最密集的区域,因此③图的P点所在位置风力最大。故选C。第5题,读②图,图中P点受到的水平气压梯度力方向大致为正南。根据题意可知,该地位于南半球,P点还受到向左偏转的地转偏向力和摩擦力的共同作用,因此P点为西北风。故选C。
6.读北半球某地区等压线图,回答下列问题。
(1)在图中标出高压中心和低压中心的位置。
(2)图中甲地的风向是 风,乙地的风向是 风。
(3) 甲地的风力较乙地的风力 , 原因是 。
(4)若丙与丁之间形成热力环流,则两地中气温较高的是 ,
垂直方向上为下沉气流的是 。
解析:第(1)题,根据等压线的数值分布可以判断,图中丁处为高压中心,丙处为低压中心。第(2)题,空气由高压流向低压,北半球向右偏转,甲地风向为西北风,乙地风向为东南风。第(3)题,风力大小取决于等压线的疏密程度,等压线越密,风力越大,甲地风力大于乙地。第(4)题,不考虑其他因素,近地面气压高,温度低,近地面气压低,温度高,丙地温度相对较高;中心气压为高压,垂直方向上气流下沉进行补充,符合的是丁。
答案:(1)标图略。
(2)西北 东南
(3)大 甲地区等压线较密集,水平气压梯度力较大
(4)丙 丁
如图示意某一等高面。M、N为等压线,其气压值分别为PM、PN,
M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力,不计空气垂直运动时,O点空气运动的可能方向。据此回答7～9题。
7.若此图表示北半球,PM>PN,则O点风向为( )
A.⑥或⑦ B.②或⑥ C.④或⑧ D.③或④
8.若此图表示高空等高面,PM
A.③或④ B.②或⑧ C.③或⑦ D.⑥或⑦
9.近地面,空气做水平运动时,所受摩擦力与地转偏向力的合力方向( )
A.与空气运动方向成180°角
B.与空气运动方向成90°角
C.与气压梯度力方向成90°角
D.与气压梯度力方向成180°角
解析:7.A 8.C 9.D 第7题,由于PM>PN,可推知⑤为水平气压梯度力,因是北半球,所以风向相对于水平气压梯度力向右偏,若是近地面,则偏转为⑥风向。若为高空,则偏转为与等压线平行的⑦风向。第8题,已知此图表示高空等高面,则可推知风向与等压线平行,若在北半球则为③风向,若在南半球则为⑦风向。第9题,近地面风向受三个力的作用,当摩擦力与地转偏向力的合力与水平气压梯度力大小相等、方向相反(即成180°角)时,则三力合力为零(或三力达到平衡状态),此时风向不再偏转,最终风向与等压线斜交。
读某区域近地面等压线图,回答10～11题。
10.若P地风向为②,则P、M两地的气压( )
A.PM
C.P=M D.无法确定
11.若气压P>M,则P点的风向可能为( )
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
解析:10.A 11.C 第10题,在水平方向上,空气垂直于等压线,由高压吹向低压。若P地风向为②,则风由M吹向P,P、M两地的气压PM,则风由P点吹向M点,若在北半球,风向右偏,P点风向可能是①。若在南半球,风向左偏,P点的风向可能为④。C正确。
在低层空气中,各高度上的风并不完全相同,其主要原因是空气运动所受的摩擦力随高度增大而减小。这样,在水平气压梯度力不随高度变化的情况下,距地面越高,风速越大,风与等压线的夹角越小。据此回答12～13题。
12.假设将某地不同高度上的风向投影到同一水平面上,则下面图示中能表示南半球地表到高空的风随高度变化的是( )
13.根据上题图示信息,低压可能位于该地的( )
A.东方 B.南方 C.西方 D.北方
解析:12.B 13.D 第12题,近地面的大气从高压流向低压,南半球在地转偏向力作用下向左偏,最终风向与等压线成一定夹角,随高度上升,摩擦力变小,夹角变小,最终与等压线平行,B正确。第13题,南半球向左偏转,其箭头所指方向是低压区(北方),最终与等压线平行为东西方向,低压应位于该地北方,D正确。
下图为2019年10月14日我国部分区域等压线分布示意图,A、B、C、D为我国四个城市。读图,回答14～15题。
14.读图,A、B、C、D四个城市中风速最大的是( )
A.A B.B C.C D.D
15.2019年10月14日,武汉市盛行的风向是( )
A.西北风 B.西南风 C.东南风 D.东北风
解析:14.B 15.D 第14题,B处等压线最密集,水平气压梯度力最大,风速最大,B正确。第15题,武汉北侧气压高,水平气压梯度力由偏北指向偏南,北半球向右偏转适当角度,为东北风,D正确。
读30°S附近近地面等压线分布图(单位:百帕),回答16～17题。
16.此时O点的风向最接近于( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
17.O点附近等压面与下图中接近的是( )
解析:16.D 17.B 第16题,据图可知,首先过O点作垂直等压线的垂线并从高压指向低压,作为水平气压梯度力的方向,然后根据是南半球,向左偏转30°～45°夹角即为当地实际风向,经分析可知O点的风向最接近于丁。故选D。第17题,材料显示该图为近地面等压线分布图,排除A;图中显示近地面气压从西向东逐渐增加,因此近地面等压面也应从西向东凸起,表示O点西侧气压低于O点,东侧高于O点。故选B。
18.根据材料,回答下列问题。
材料一 图1为某地局部海平面等压线分布图。
材料二 图2、图3分别表示北半球某滨海地区某日海陆上空大气运动和海陆气温变化情况。
(1)A、B两点风力更大的是 ,判断理由是 。
(2)图1所示的气压中心为 (填“高”或“低”)压中心。
(3)根据近地面风的受力分析,与等压线垂直的力为 ,与风向相反的力为 ,与风向垂直的力为 。
(4)图2中①②③④四处气压最低的是 ,气温最高的是 。
(5)由图3可推知图2出现的时间约为( )
A.16时至次日8时
B.8时至16时
C.18时至次日6时
D.6时至18时
解析:第(1)题,海平面等压线分布图中显示,A点等压线密集,水平气压梯度力大,风力大;B点等压线稀疏,水平气压梯度力小,风力小。第(2)题,图1显示,西南部所示的气压中心,中心气压高,四周气压低,为高压中心。第(3)题,根据近地面风的受力分析判断,与等压线垂直的力为水平气压梯度力,是风的原动力,摩擦力与风向相反,是风的阻力,地转偏向力是一个假想的力,它不能改变风速,因此与风向垂直。第(4)题,根据大气热力环流分析可知,图2中四处气压由高到低依次为④①②③。①处气流上升,应是受热膨胀上升;④处气流下沉,应是空气冷却下沉,海拔高处气温较低,因此温度最高的是①。第(5)题,图2所示时刻,陆地(④)气温低于海洋(①)。图3中显示,陆地气温低于海洋气温的时段是16时至次日8时,A正确;8时至16时,陆地气温高于海洋气温,B错误;18时至次日6时,虽然陆地气温低于海洋气温,但不够全面,C错误;6时至18时的大部分时间陆地气温高于海洋气温,D错误。
答案:(1)A 与B点相比,A点等压线密集,水平气压梯度力大
(2)高
(3)水平气压梯度力 摩擦力 地转偏向力
(4)③ ①
(5)A
19.下图是某气象局绘制的某日10时近地面气压与气流状况图。读图,回答下列问题。
(1)图示区域位于 半球。说明判断依据。
(2)图中②③④三处中,风力最大的是 ,理由是 。
(3)在图中箭头①处画出气流所受的力。
(4)下列等压面示意图中,能正确表示甲—乙沿线气压分布状况的是( )
解析:第(1)题,根据图中水平气流运动方向进行判断:图中M、O处气流呈逆时针方向辐合,说明相对于水平气压梯度力,水平气流向右偏转,故为北半球。第(2)题,同一幅图中,等压线越密集,说明水平气压梯度力越大,风力越大。读图可知,③处等压线最密集。第(3)题,根据图中风向判断,该图中风向与等压线斜交,为近地面的风向,受摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力共同影响,①处所受到的水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力分布状况如下图所示。第(4)题,M、O处气流呈逆时针方向辐合,M、O两处形成低压中心。高压区等压面向上凸起,低压区等压面向下弯曲,高空与近地面气压性质相反,D正确。
答案:(1)北 水平运动气流向右偏转。
(2)③ 等压线最密集,水平气压梯度力最大
(3)如下图。
(4)D章末整合
掌握热力环流的形成原理,是掌握其他大气运动的基础。某校地理研究性学习小组的同学们,根据热力环流的形成原理,设计了下面的实验。请结合实验现象,帮助他们完成实验报告。
1.实验用材:一小堆纸屑、火柴、铁板。
2.实验步骤
(1)在室外安全、无风的地方,放置一块铁板,再在铁板上放置一小堆纸屑,并用火柴点燃。
(2)注意观察纸屑和灰烬显示出的空气流动路线。
3.实验现象:纸屑和灰烬在火堆上方上升,在空中流向四周,再从四周下沉,然后又进入火堆。
4.实验结论:通过本实验可以证明,地面的冷热不均,形成了空气的环流运动,即热力环流。
[思考]
(1)在下图中,用“→”画出该实验中纸屑和灰烬的运动过程。
(2)由此总结出热力环流形成过程:热量差异→ →同一水平面上的 →大气 →热力环流。
(3)纸屑点燃后一段时间,下图中,A、B、C、D四处,气压按由大到小的顺序排列是 。
答案:(1)如下图。
(2)大气的垂直运动 气压差异 水平运动
(3)B>A>D>C
第二章检测试题
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知识点 题号
大气的组成和垂直分层 1、2、3、12、21、22、23
大气的受热过程 6、7、10、11、13、14、24
大气热力环流 9、15、17、18、19、20、24、25
大气的水平运动——风 4、5、8、16、24、25
一、选择题(共22小题,每小题2分,共44分。在每题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的)
在行星际空间还存在着大量的尘埃微粒和微小的固体块,它们有可能进入地球大气层。这些微粒和固体块与大气分子发生剧烈摩擦而燃烧发光,在夜间天空中表现为一条光迹,这种现象就叫流星,一般发生在距地面80～120千米的高空中。读大气垂直分层示意图,回答1～3题。
1.流星现象一般发生在( )
A.对流层 B.平流层
C.高层大气 D.大气层以外
2.上题所指大气层的气温( )
A.随高度逐渐升高而递减
B.随高度逐渐升高而递增
C.因臭氧吸收红外线而升高
D.可达到大气温度的极小值
3.流星现象说明,地球的大气圈能够( )
A.减轻宇宙中小天体对地球表面的撞击
B.提供地球上生物生长所必需的空气
C.保持地球表面适宜的温度,防止水分散失
D.保护地面上生物免受过强紫外线的伤害
解析:1.C 2.D 3.A 第1题,大气垂直分层由下至上为对流层、平流层、高层大气。根据材料可知,流星一般发生在距地面80～120千米的高空中。据图可知,距地面80～120千米属于高层大气,C正确。第2题,上题所指大气层是高层大气,据图可知,高层大气的气温先随高度升高而递减,后随高度升高而递增;臭氧层分布于平流层,高层大气升温主要是吸收太阳辐射所致;高层大气最低温接近-100℃,达到大气温度的极小值,D正确。第3题,流星是行星际空间的微粒和固体块与大气分子发生剧烈摩擦而燃烧发光的现象,如果地球没有大气层,这些微粒和固体块将直接撞向地球,故大气圈能减轻宇宙中小天体对地球表面的撞击,A正确。
下图为美国某城市某年8月某日22时等温线图。读图,回答4～5题。
4.若只考虑温度因素,则近地面N点的风向为( )
A.东北 B.东南
C.西北 D.西南
5.下图中与M、P、N一线高空等压面的剖面线相符合的为( )
解析:4.B 5.C 第4题,P周围地区属于高温地区,近地面气压较低,N地气温较P地低,近地面气压应高于P地,风由N地吹向P地,受地转偏向力影响,在北半球向右偏,形成东南风。第5题,分析可知,M、P、N三地中,P地近地面属于低压中心,近地面等压面向下弯曲,对应高空等压面向上凸起,故C图画法正确。
2020年5月,浙江多地遭到大雾围城,局部地区能见度不足
100米。下面左图为大雾中的城市交通图,右图为大气受热过程图。据此回答6～7题。
6.大雾中红色信号灯最显眼,是因为红光( )
A.波长较短,不易被散射
B.波长较长,不易被反射
C.波长较短,不易被吸收
D.波长较长,不易被散射
7.大雾现象在 (时间段)特别严重,是因为此时 。( )
A.清晨 ①很强 B.傍晚 ②很强
C.清晨 ③很弱 D.傍晚 ④很弱
解析:6.D 7.C 第6题,红光波长较长,不易被大气散射。故选D。第7题,当空气容纳的水汽达到最大限度时,就达到了饱和。空气中的水汽超过饱和量,凝结成水滴,这主要是气温降低造成的。夜间(③)大气逆辐射弱,气温不断下降,至日出前后(即清晨)达到最低,空气中水汽很容易凝结,形成大雾。故选C。
下图为北半球某平原3 500米高空水平气压(单位:hPa)分布示意图。读图,回答8～9题。
8.近地面P地的风向可能是( )
A.东南 B.西北
C.西南 D.东北
9.下列说法正确的是( )
A.M、N两处对应的近地面气温状况是M处>N处
B.M、N两处对应的近地面气压状况是M处C.对应的近地面天气状况是M处阴雨,N处晴朗
D.近地面M、N两处可能有城市分布的是N处
解析:8.B 9.D 第8题,3 500米高空M为低压,N为高压。根据热力环流的知识,近地面与高空的气压状况相反,所以M对应的近地面是高压,N对应的近地面是低压,故水平气压梯度力由西指向东。根据风向的判读,近地面受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响,在水平气压梯度力的基础上向右偏转,因此P地的风向可能是西北风,B正确。第9题,结合上题分析,M、N两处近地面气压状况是M处>N处,所以气温状况是N处>M处,A、B错误;城市气温高于郊区,近地面N处气温高,故M、N两处可能有城市分布的是N处,D正确;近地面的高压是气流的下沉运动形成的,所以M处多为晴朗天气;近地面的低压是气流的上升运动形成的,所以N处多为阴雨天气,C错误。
据中国新闻网2020年5月25日消息,全球卷云对太阳辐射的反射作用近20年呈小幅下降趋势。卷云,属于高云,云底一般在4 500至10 000米。结合图1大气受热过程示意图、图2大气垂直分层示意图,回答10～12题。
10.卷云对太阳辐射的反射作用减弱,可以使图1中的( )
A.②增强 B.③增强
C.④减弱 D.⑤减弱
11.与晴天相比,多云的天气会使图1中的( )
A.①减弱 B.②增强
C.④增强 D.⑤增强
12.卷云一般形成于图2中的( )
A.A—对流层 B.B—平流层
C.A、B交界处 D.C—高层大气
解析:10.A 11.C 12.A 第10题,据图可知,①为到达大气上界的太阳辐射,②为到达地面的太阳辐射,③为大气对太阳辐射的反射作用,⑤为地面辐射,④为大气逆辐射,卷云对太阳辐射的反射作用减弱,到达地面的太阳辐射②增强。故选A。第11题,多云天气,到达大气上界的太阳辐射没有变化,A错误;与晴天相比,多云天气到达地面的太阳辐射较少,B错误;与晴天相比,多云的天气地面辐射较弱,D错误;与晴天相比,多云的天气大气逆辐射较强,C正确。第12题,A为对流层,B为平流层,C为高层大气,对流层的平均厚度在12千米左右,据材料可知,卷云云底一般在4 500至10 000米,卷云位于对流层。故
选A。
北极冰融是近年来最引人注目的气候变化现象之一,白色冰面融化变成颜色相对较暗的海冰,被称为“北极变暗”现象。21世纪以来,北极的气温变化是全球平均水平的2倍,被称为“北极放大”现象。读图,回答13～14题。
13.出现“北极放大”现象的原因,最可能是海冰的减少导致北极地区( )
A.海洋对太阳辐射的吸收增强
B.海洋对太阳辐射的反射增强
C.大气对太阳辐射的吸收增强
D.大气对地面辐射的吸收减弱
14.图示期间( )
A.北极年平均海冰面积逐年减少
B.北极年平均海冰面积减少速度不断加快
C.北极年平均海冰面积与年平均二氧化碳浓度大体呈负相关
D.北极年平均海冰面积与年平均二氧化碳浓度大体呈正相关
解析:13.A 14.C 第13题,由材料可知,北极的气温变化是全球平均水平的2倍,被称为“北极放大”现象,主要原因是海冰减少,可能导致北极地区海洋对太阳辐射的吸收增强,并且由于海冰减少,冰面反射减少,整个海洋对太阳辐射的反射减弱,到达下垫面的太阳辐射增强,故海洋对太阳辐射的吸收增强,A正确。第14题,从图中可以看出,图示期间北极年平均海冰面积以减少趋势为主,但是波动减少,不是逐年减少,而且有时会上升;左边的纵坐标与右边的纵坐标递变方向相反,北极年平均海冰面积与年平均二氧化碳浓度大体呈负相关,C正确。
下图显示北半球某地区近地面与3 000米高空的垂直气压差分布状况,地面上甲、乙两地相差28千米。读图,回答15～16题。
15.图中两地( )
A.甲地气温高于乙地
B.甲地气压高于乙地
C.甲地降水概率较大
D.乙地等压面向高处凸
16.甲、乙之间的风向是( )
A.东南风 B.东北风
C.西南风 D.西北风
解析:15.B 16.D 第15题,图示为近地面与3 000米高空垂直气压差分布状况示意图,甲处于气压差峰值,气压差大,也就是甲地近地面与高空的垂直气压差大,乙地垂直气压差小;由此可判断同一水平面上,甲地近地面较乙地气压高,高空气压较低,气压差值大,乙地近地面气压较低,高空气压较高,气压差值小。甲地近地面是高压,乙地近地面为低压,因此甲地气温低于乙地,但气压高于乙地;甲地为高压,降水概率较小,乙地等压面向低处凸,B正确。第16题,近地面甲为高压,乙为低压,甲、乙之间的水平气压梯度力由西指向东,地处北半球,受到向右的地转偏向力作用,会偏转成西北风,D正确。
科研观测表明,夏季我国西北地区范围较大的绿洲农田、湖泊上,不同高度层的气温昼夜均比周边沙漠戈壁地区显著偏低,而湿度比周边沙漠戈壁地区大。这是由于绿洲、湖泊周围戈壁沙漠的高温气流在大气的平流作用下,被带到绿洲、湖泊上空,形成了一个上热下冷的大气结构,形成一种湿润凉爽的小气候。这种特殊的气象效应被称为绿洲的“冷岛效应”。据此回答17～18题。
17.夏季我国西北绿洲及周边沙漠地区“冷岛效应”产生的原因有( )
①绿洲热容量大,升温慢 ②绿洲地表植物蒸腾量大 ③沙漠热容量小,升温快 ④沙漠上空大气削弱作用强
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
18.白天“冷岛效应”的形成有利于( )
A.抑制绿洲地表水分蒸发
B.迅速降低沙漠地表温度
C.增加沙漠地区白天降水
D.绿洲地区热量交换变快
解析:17.C 18.A 第17题,根据材料,“冷岛效应” 是由于戈壁沙漠的高温气流在大气的平流作用下,被带到绿洲、湖泊上空,形成一个上热下冷的大气构造,所以形成的根本原因是绿洲与沙漠的热力性质差异。①③正确。植物蒸腾量影响大气中水汽含量,与“冷岛效应”关系不大;沙漠上空云量少,大气削弱作用弱。②④错误。故选C。第18题,“冷岛效应” 是上热下冷的大气结构,是一种稳定结构,会使绿洲地区热量交换变缓,水分蒸发减慢;沙漠地表温度降低速度减缓;空气对流作用减弱,降水减少。故A正确。
位于西安市西长安街的除霾塔,主体由空气导流塔(高60多米,直径达10多米)、玻璃集热棚(夜晚也可将储存的太阳能转化为热能对集热棚加热,使热气流上升)构成。玻璃集热棚内设置过滤网墙,空气在通过过滤网墙时,可以滤除掉空气中的各种污染物和杂质。下图示意除霾装置。据此回答19～20题。
19.与除霾塔的主要工作原理最接近的是( )
A.水汽输送 B.水汽蒸发
C.热岛效应 D.雨岛效应
20.除霾塔工作效率最高的时段是( )
A.多云微风的白天
B.阴雨大风的夜晚
C.晴朗无云的白天
D.晴朗微风的夜晚
解析:19.C 20.D 第19题,由材料可知,除霾塔利用玻璃集热棚吸收太阳辐射,使集热棚内形成热中心,大气受热后膨胀上升,周边地区气温相对集热棚内低,(含霾)气流从周边向集热棚内运动,形成热力环流,经过过滤后沿导流塔上升,达到一定高度后降温,起到除霾的作用,这与热岛效应相似(由于城市废热多,建筑密集,废热难以散失,导致城区气温高,空气上升),C正确;该除霾装置是利用热力环流的原理,让空气在指定地点进行过滤,其原理与水汽输送、水汽蒸发等相似度不大,A、B错;雨岛效应是城市空气中粉尘较多,粉尘随热岛环流上升成为雨滴的凝结核,所以城市地区阴雨天气相对多于郊区,其原理与除霾塔的原理相似度不高(除霾塔注重于集热棚内气温升高,导致热气流上升),D错。第20题,晴朗的夜晚地面降温快,集热棚内与周边地区的温差更大,微风有利于大气运动,更有利于周边地区的气流流向集热棚内,此时除霾塔工作效率最高,D正确;在白天,集热棚和周边地区获得的太阳辐射相似,周边道路和建筑物热容量低,升温快,此时集热棚与周边的温度相差不大,因此热力环流不强,除霾效率不高,A、C错;阴雨大风的夜晚,雨水能吸附污染物,同时,大风有利于污染物的扩散,除霾塔工作效率低,B错。
安徽九华山(30.5°N,118°E)地处长江南岸,最高峰1 342米。科研人员对九华山北坡持续观测发现:在气温回升期间,气温随地形高度的垂直分布常出现“逆温”现象,“逆温”结束前后多成为山区天气转变的“前兆”,这种现象在九华山北坡表现非常典型。下图示意九华山北坡四个测点高度及对应测点的气温随高度变化,甲、乙、丙、丁四曲线分别表示该地春季某日先后四个时段气温随高度变化情况。据此回答21～22题。
21.甲、乙、丙、丁四个时段中,九华街—百岁宫一带逆温最明显的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
22.九华山成为通过“逆温”预报天气最典型地区,其原因最可能是( )
A.独特的地理位置
B.茂密的森林植被
C.较低的海拔高度
D.充沛的水汽来源
解析:21.C 22.A 第21题,读图可知,图中甲、乙、丙、丁四个时段中,九华街—百岁宫一带,甲、乙、丁三个时段的气温均表现为海拔高,气温低,“逆温”现象不明显,只有丙时段的气温随海拔升高而升高,“逆温”现象最明显,故选C。第22题,由题干分析,九华山受山区下垫面影响,升温期间有地形逆温出现,消失后会降温,降温期间会有降水和复杂天气出现。该地地处长江以南的亚热带地区,北部空气经过长江时带来较多水蒸气,南下受地形阻挡抬升,引起天气变化,这一现象是受到地形、位置、海拔、植被等因素共同作用的,而这些要素都和其独特的位置有关,故A项比其他选项更加全面解释此现象产生的原因。故选A。
二、非选择题(共56分)
23.读气温垂直变化图,回答下列问题。(20分)
(1)图中a、b、c、d四条曲线中,正确反映地球大气温度随高度变化的是 ,判断依据是 。(4分)
(2)风、云、雨、雪等天气现象集中于 (填字母)层,原因是
。(6分)
(3)人类目前利用平流层最主要的方式是 ,原因是
。(4分)
(4)B层和C层80～120千米的大气温度随高度升高而升高,分析其增温原因的异同。
相同点: 。
不同点: 。(6分)
解析:第(1)题,从近地面的气温数值可判断,b曲线符合大气的垂直变化。原因是近地面的平均气温约为20℃,随着海拔升高,对流层气温下降至-60℃。第(2)题,对流层集中了大气层中几乎全部的水汽和杂质,近地面的水汽和杂质通过对流运动向上输送,在上升过程中随着气温降低,容易成云致雨,天气变化剧烈。第(3)题,平流层大气以水平运动为主,气流平稳,安全性高,云雨天气少,能见度高,利于航空飞行。第(4)题,相同点:都是因大量吸收紫外线而增温。不同点:B层为平流层,因臭氧吸收紫外线而升温;C层80～120千米为高层大气,因氧原子吸收紫外线而升温。
答案:(1)b 近地面平均温度约为20℃,对流层顶部气温降至-60℃
(4分)
(2)A 该层集中了大气层中几乎全部的水汽和杂质,近地面的水汽和杂质通过对流运动向上输送,在上升过程中随着气温降低,容易成云致雨(6分)
(3)航空飞行 该层大气中水汽和杂质含量很少,无云雨现象,大气平稳,天气晴朗,能见度好,适合航空飞行(4分)
(4)都是因大量吸收紫外线而增温 B层是臭氧吸收大量太阳紫外线使大气增温;C层80～120千米的大气吸收了更短波长的太阳紫外线,温度持续上升(6分)
24.读等压面示意图和某区域等压线分布图,回答下列问题。(20分)
(1)图a中1、2、3、4、5表示气压相等的数码是 ,表示气压最高的数码是 ,表示气压最低的数码是 。(6分)
(2)甲、乙两处气温较高的是 处,气压较高的是 处。(4分)
(3)若图a表示的是海滨地区晴热白天的热力环流图,则甲地为 (填“海洋”或“陆地”)。若表示的是城市和郊区之间的热力环流,则乙地为 (填“城市”或“郊区”)。(4分)
(4)若图b为此时该区域海平面等压线分布图。读图判断,①和②两地中风力较大的是 ,判断理由是
。(4分)
(5)若图b为我国华北地区某时刻近地面等压线分布图,从图中可判断,此时①地风向为 。(2分)
解析:第(1)题,同一等压面上气压相等,故1、2、3气压相等;同一地点海拔越高气压越低,故等压面位置越偏上气压值越低,反之越高,故气压最高的是4,气压最低的是5。第(2)题,大气等压面根据高高低低规律,即高压处等压面上凸,低压处等压面下凹,则甲高空为低压,近地面则为下沉高压,反之乙近地面为上升低压,因此气温较高的是乙处,气压较高的是甲处。第(3)题,白天,陆地受热快,空气上升形成低压;海洋受热慢,空气下沉形成高压。所以甲表示的是海洋,乙表示的是陆地。城市排放各种废热,比周围郊区温度高,城市形成低气压区,因此甲表示郊区,乙表示城市。第(4)题,②处等压线密集,水平气压梯度力大,故①和②两地中风力较大的是②。第(5)题,从图中可判断,A处是高压中心,风由高压吹向低压,北半球向右偏转30°～45°,此时①地位于高压中心的东侧,故①地风向为西北风。
答案:(1)1、2、3 4 5(6分)
(2)乙 甲(4分)
(3)海洋 城市(4分)
(4)② ②处等压线密集,水平气压梯度力大(4分)
(5)西北风(2分)
25.阅读图文材料,回答下列问题。(16分)
材料一 风能是炙手可热的绿色能源,但越来越多的研究表明,全球变暖可能正一点一点地“侵蚀”着这个能源“新星”。国家气候中心的一项最新研究显示,近50年来,我国大部分地区的风速越来越慢——也就是说,风变小了。
材料二 某海岸附近的等压面示意图。
(1)当发生材料二中图示情况时,应出现于下图中的 (时段)。(3分)
(2)“近50年来,我国大部分地区的风速越来越慢——也就是说,风变小了。”若材料二图示为我国现在的等压面示意图,则图中a、b间等压面的弯曲程度应该比50年前 (填“变大”或“变小”)了。(3分)
(3)试在材料二图中画出此时的热力环流方向。(4分)
(4)下图为材料二图示地区的水平气压分布图,图中箭头表示c处的最终风向。试在图中标出水平气压梯度力(F1)、地转偏向力(F2)、摩擦力(F3)。(6分)
解析:第(1)题,材料二图中显示,陆地近地面等压面向下凹,海洋近地面等压面向上凸,表示同一水平面上,陆地气压比海洋低,此时陆地气温应该高于海洋。在海陆温度变化曲线示意图中,陆地气温高于海洋的时段应是8—17时。第(2)题,等压面的弯曲程度与同一水平面上的气压梯度大小呈正相关,近50年来我国大部分地区的风速越来越慢,说明同一水平面上的气压梯度变小,那么图中a、b间等压面的弯曲程度应该比50年前变小。第(3)题,材料二图中显示,陆地近地面等压面向下凹,海洋近地面等压面向上凸,表示同一水平面上,陆地气压比海洋低,陆地气流上升,高空气压升高,海洋气流下沉,高空气压下降,在水平气压梯度力的作用下,近地面风由海洋吹向陆地,高空风由陆地吹向海洋。图见答案。第(4)题,根据上题判断,a处气压低于b处,因此水平气压梯度力(F1)方向由b指向a,且与等压线垂直;观察风向与水平气压梯度力的方向,风向相对于水平气压梯度力的方向向右偏转,说明该图所示地区位于北半球,因此地转偏向力(F2)应与风向垂直且向右偏转;摩擦力(F3)与风向相反。图见答案。
答案:(1)8—17时(3分)
(2)变小(3分)
(3)如下图所示。(4分)
(4)如下图所示。(6分)