2.2 大气受热过程和大气运动
一、选择题
《齐民要术》有一段描述:“凡五果,花盛时遭霜,则无子。天雨新晴,北风寒彻,是夜必霜。”据此完成下面小题。
1.造成“是夜必霜”的原因主要是( )
A.①增强 B.②减弱 C.③减弱 D.④增强
2.嘉兴地区的蔬菜大棚在夏季覆盖黑色尼龙网目的是( )
A.增强① B.削弱② C.增强③ D.削弱④
辐射表是测量各种辐射的工具,测量不同的辐射可以选择不同的传感器和安装方式。下图为某校地理兴趣小组研究大气热力作用所采用的辐射表及安装示意图(①②测量短波辐射,③④测量长波辐射),据此完成下面小题。
3.图中辐射表①②③④测量的辐射类型依次为( )
A.地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射、地面反射的太阳辐射
B.太阳辐射、地面反射的太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射
C.太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射、地面反射的太阳辐射
D.大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射、地面反射的太阳辐射
4.某日雪后,天气转晴且气温下降,辐射表②、③测得的辐射量变化情况为( )
A.②增大、③增大 B.②减弱、③减弱 C.②增大、③减弱 D.②减弱、③增大
“冷岛效应”指地球上干旱地区的绿洲、湖泊,其夏季昼夜气温比附近沙漠、戈壁低,温差最高可达30℃左右,这是由于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,形成一种温润凉爽的小气候,“冷岛效应”强度与干旱区绿洲湖泊面积呈正相关,据此完成下面小题。
5.“冷岛效应”会使绿洲地区( )
A.年降水量增多 B.地面风速增强 C.水汽蒸发加快 D.热量交换变缓
6.图中甲、乙、丙、丁四地。“冷岛效应”最显著的是( )
A.丁地 B.丙地 C.乙地 D.甲地
特朗勃墙是一种依靠墙体独特的构造设计,无机械动力、无传统能源消耗、仅仅依靠被动式收集太阳能为建筑供暖的集热墙体。其冬季白天工作原理如下图,回答下面小题。
7.冬季白天特朗勃墙向室内供暖的原理( )
A.地面的直接热源是太阳辐射 B.空气隔层的温室效应
C.室内空气的直接热源是地面辐射 D.不同物体的比热容差异
8.下列说法正确的是( )
A.集热墙可能为白色 B.乙气流为下降气流
C.甲气流为冷气流,流出空气隔层 D.丙气流为暖气流,流进空气隔层
图甲、图乙为冬季某日沈阳附近20时的高空和近地面等压线分布图,等压距相等;图中H代表高压中心,L代表低压中心,①②分别对应地面③④。据此完成下面小题。
9.判断图中①②③④四地中气压值最高的是( )
A.① B.② C.③ D.④
10.判断此时与图乙中沈阳风力状况相比,图甲中沈阳的( )
A.风力更大,且风向一致 B.风力更小,且风向一致
C.风力更大,且风向相反 D.风力更小,且风向相反
下图为“风形成示意图”和“北半球某区域近地面等压线分布图”,回答下面小题。
11.关于左上图中a.b.c.d的说法正确的是( )
A.a表示地转偏向力,既改变风向又改变风速
B.b表示摩擦力,只改变风向不改变风速
C.c表示南半球近地面风向
D.d表示水平气压梯度力,既改变风向又改变风速
12.右上图中A、B、C、D四个箭头能正确表示当地风向的是( )
A.A B.B C.C D.D
下面图甲为江西一个蔬菜大棚的照片;图乙为地球大气受热过程示意图,图中数字代表某种辐射。回答下面小题。
13.图乙中( )
A.①能量大部分被大气所吸收 B.②是近地面大气的根本热源
C.③最强出现在夜晚 D.④表示散失的少量长波辐射
14.照片拍摄季节,江西的农民一般会给大棚覆盖黑色尼龙网,而不是我们常见的白色塑料薄膜或者玻璃大棚。照片拍摄的时间以及这样做的目的分别是( )
A.7~8月,削弱①以减少农作物水分蒸腾
B.10~11月,阻挡②以防止夜间温度过低
C.12~次年1月,增加③以提高土壤的温度
D.6~7月,增强④以降低白天大气的温度
15.各国交通部都规定“红灯停,绿灯行”,其科学依据是( )
A.与大气逆辐射有关 B.与大气对不同波长光的散射有关
C.与大气对不同波长光的反射有关 D.与大气对不同波长光的吸收有关
二、非选择题
16.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一:电视剧《闯关东》中的场景:“主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害,在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草…”。下图为大气受热过程示意图。
材料二:屋顶绿化是在各类古今建筑物、构筑物、城围、桥梁(立交桥)等的屋顶、露台、天台、阳台或大型人工假山山体上进行造园,种植树木花卉的统称。屋顶绿化可有效缓解城市热岛效应。
(1)简述深秋晴朗的夜晚容易出现霜冻危害的原因。
(2)分析主人公朱开山在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃柴草的作用。
(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。
17.阅读图文材料,完成下列要求。
某地理研究性学习小组开展了“城市热岛环流”的课题研究。左下图为城市热岛环流局部示意图,右图为不同高度等压面的变化示意图。
(1)在左上图中的四条短线上用箭头示意大气的运动方向。依据热力环流原理,该市的火电厂应布局在①、②两地中的 地(填图中数字序号)。
(2)若右上图中A、B两地表示城市和郊区,那么表示城市的是 (填A或B),ABCD四地的气压值由高到低排列的顺序是 。
(3)通常情况下,空气下沉,天气晴朗。右上图中A、B两地天气晴朗的是 (填A或B),该地此时与阴雨天时相比昼夜温差偏 (填写大或小)。
(4)若右上图所在区域位于北半球,则A、B之间的风向为 ,C、D之间的风向为 。
18.阅读图文材料,完成下列要求。
张家口市崇礼区承担2022年北京冬奥会大部分室外雪上项目的比赛。为满足冬奥会气象观测需求,赛场设立了气象观测站。北京市某中学地理活动小组利用气象观测站资料(冬季小风日)对赛场风向和风速变化进行探究性学习。探究发现,赛场风向和风速受山谷风影响大。图1示意赛场及周边等高线分布。
探究问题一:风向的变换
利用气象观测站的统计资料,活动小组绘制了每小时风向频率分布图(图2)。
(1)指出观测站昼夜风向,并分析白天风向的成因。
探究问题二:风速的变化
活动小组查阅资料发现,实测风速与理论山谷风风速不同。图3示意观测站实测风与理论山谷风每小时平均风速对比。
(2)指出观测站实测风速与理论山谷风风速的差别,并分析其成因。
探究问题三:风向变换与温度变化的关系
活动小组通过观测,绘制了某天观测站每小时风向与温度变化曲线图(图4)。
(3)18时风向转换时气温变化剧烈,分析其原因。
答案以及解析
1.答案:C
解析:结合所学知识可知,“是夜必霜”时夜晚晴朗,天空无云,大气逆辐射即大气的保温作用比较弱,夜晚气温比较低,这种天气状况下容易产生霜冻;因此,图中③环节减弱是造成“是夜必霜”的主要原因,C正确。故选C。
2.答案:B
解析:黑色的尼龙网的透明度比较差,对太阳辐射具有强烈的削弱作用。结合所学知识,读图可知图中的②为到达地面的太阳辐射,由此可知黑色的尼龙网可以使得图中②环节减弱,B正确。故选B。
3.答案:B
解析:根据材料可知①②测量短波辐射,③④测量长波辐射,结合所学知识可知,太阳辐射为短波辐射,地面辐射和大气辐射为长波温射。因此①②主要是测量太阳辐射,③④主要是测量地面辐射或大气辐射,B正确,A、C、D错误。故选B。
4.答案:C
解析:结合上题可知,②测量的是地面反射的太阳辐射,③测量的是大气逆辐射。某日雪后,地面新雪较多,由于新雪的反射率高,因此地面反射的太阳辐射变强,即②测得的辐射量增大,B、D错误,由于天气转晴,大气逆辐射变弱,因此③测得的辐射量变弱,A错误,C正确。故选C。
5.答案:D
解析:结合材料分析,“冷岛效应”是由于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,是一种稳定结构,会使绿洲地区热量交换变缓,D正确;空气对流减弱,年降水量减少,A错误;地面风速减弱,B错误;水汽蒸发减慢,C错误。故选D。
6.答案:A
解析:根据图例,图中甲、乙、丙位于沙漠区,丁地位于绿洲区。根据材料,干旱地区的绿洲、湖泊,夏季昼夜气温比附近沙漠、戈壁低,绿洲、湖泊上空,形成一种温润凉爽的小气候,四地“冷岛效应”最显著的是丁地,A正确,B、C、D错误。故选A。
7.答案:B
解析:冬季白天特朗勃墙向室内供暖的原理是利用空气隔层的温室效应:室内地面的直接热源不是太阳辐射,而是集热墙的热辐射;室内空气的直接热源也是集热墙的热辐射,B正确。故选B。
8.答案:B
解析:白色吸热效果最差,黑色吸热效果好,所以集热墙可能为黑色;乙气流为下降气流;甲气流为暖气流,流出空气隔层,流进房间内部,丙气流为冷气流,流进空气隔层,B正确。故选B。
9.答案:D
解析:高空气压远远低于近地面的气压,故①②气压较小。从图乙可以看出H为高压,从H向四周减小,所以④大于③,④气压值最高,D正确。故选D。
10.答案:A
解析:等压线越密集,水平气压梯度力大,风力越大,等压线稀疏,水平气压梯度力小,风力小,从图中可以看出图甲中沈阳的风力更大,再从等压线方向可以判断图甲吹西北风,图乙吹西南风,A正确。故选A。
11.答案:D
解析:读图判断,根据气压值可知,该图表示近地面风的形成,其中d垂直于等压线由高压指向低压,应为水平气压梯度力,既能改变风向,也能改变风速,D正确:近地面的风向沿水平气压梯度力方向偏转一定角度,与等压线斜交,因此c表示风向,其向右偏,因此为北半球近地面的风向,C错误;地转偏向力与风向垂直,因此a表示地转偏向力,只改变风向,不改变风速,A错误;b与风向相反,表示摩擦力,既改变风向又改变风速,B错误。故选D。
12.答案:C
解析:由材料可知,右图表示北半球某区域近地面的等压线分布,图中某点的风向可用沿水平气压梯度力的方向大致向右偏转45角表示,图中A点的风向向左偏转,A错误;B点和D点的风向都是由低压指向高压,B、D错误;C点的风向由高压指向低压且向右偏转,C正确。故选C。
13.答案:D
解析:由图乙可判断出,①表示到达地球的太阳辐射,大气直接吸收的太阳辐射很少;②表示地面辐射,它是近地面大气的主要的直接热源,近地面大气的根本热源是太阳辐射;③表示大气逆辐射,白天和夜晚都存在,只是在夜晚表现得更加明显;④表示射向宇宙空间的大气辐射,射向宇宙空间的大气辐射是地球损失的热量,地面辐射是长波辐射,大气辐射也为长波辐射,D正确。故选D。
14.答案:A
解析:7-8月,南昌市正值伏旱天气,正午太阳高度大,太阳辐射强,大棚内温度上升过快、过高,农作物蒸腾作用强,水分损失多。覆盖黑色尼龙网可以削弱一部分到达大棚上部的太阳辐射,从而在一定程度上降低大棚内温度,减少农作物水分的蒸腾。塑料大棚职能改变大气的温度,不能改变土壤的温度;夜晚温度高低与大气逆辐射(③)有关;白天大气的温度与地面辐射(②)有关,A正确。故选A。
15.答案:B
解析:散射具有选择性,波长越短越容易被散射,波长越长越不容易被散射,穿透力强。红绿黄波长较长,不容易散射,容易让司机及行人看到,避免发生危险,故与大气对不同波长光的散射有关,B正确。故选B。
16.(1)答案:深秋晴朗的夜晩,云量少,大气吸收地面辐射能力弱,大气温度低;大气逆辐射弱,大气保温作用弱,地面温度很低且下降很快;温度低,空气中的水汽容易凝华成霜,出现霜冻。
(2)烟雾产生大量二氧化碳、水汽、尘埃,能大量吸收地面长波辐射;提高了大气温度,增强大气逆辐射;减少地面辐射热量的损失,对地面起到保温作用,可预防霜冻。
(3)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就少,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。
解析:(1)深秋晴朗的夜晚,空中的云量较少,大气吸收地面辐射热的能力比较弱,大气温度较低,这样大气的逆辐射就比较弱,大气保温作用也比较弱,此时地面温度极低且降温速度较快。在温度低到一定程度时,空气中的水汽容易凝结成霜,此时便会出现霜冻现象。
(2)柴草在燃烧时会产生大量烟雾,柴草烟雾中含有大量的二氧化碳以及尘埃,这些物质能大量吸收地面所产生的长波辐射,大气温度会随之逐渐升高,这样大气逆辐射的强度便会增强,大气逆辐射会把一定量的热量返还给近地面,这样可以减少地面辐射热量的损失,对地面起到一定的保温作用,可以用来预防霜冻灾害的发生。
(3)由于有植被的绿地比热容比水泥面更大,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就少,使气温较低;另外绿地植物能够进行光合作用,吸收大气中的二氧化碳,大气中二氧化碳减少,大气对地面辐射吸收作用减弱,气温降低;绿地比水泥面含更多水分,绿地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。
17.答案:(1)如下图所示:
;②
(2)A;B>A>C>D
(3)B;大
(4)东北风;西风
解析:(1)城区气温高,盛行上升气流,郊区气温低,盛行下沉气流,近地面气流由郊区流向城市,高空气流由城市流向郊区,绘制即可,如下图:
(2)右图中,根据等压面的弯曲可知,高空中的C、D两地相比而言,C为高压,D为低压,近地面气压分布与高空气压分布相反,所以近地面A为低压,B为高压,A地盛行上升气流,B地盛行下沉气流。A地气温更高,B地气温更低,所以表示城市的是A地。近地面气压高于高空气压,所以气压A>C,B>D,高空水平方向上气压C>D,近地面水平方向上气压B>A,所以四地的气压从高到低的排序是BPA>CD。
(3)结合前面分析可知,右图中AB两地,B地盛行下沉气流,天气晴朗。天气晴朗,白天,云层对太阳辐射的削弱较少,夜晚大气逆辐射较弱,保温作用较弱,所以昼夜温差更大。
(4)结合前面分析可知,近地面风向由B地吹向A地,近地面风向向右偏转,最终与等压线斜交,结合图中方向信息可知,AB之间的风向应为东北风,在高空,水平气流由C地吹向D地,高空受水平气压梯度力和地转偏向力的影响,最终风向与等压线平行,结合图中方向信息可知,高空CD之间的风向为西风。
18.答案:(1)白天为偏西风,夜间为偏东风。山谷整体呈东西走向,开口朝西,观测站位于谷口。白天受谷风(上谷风)影响,风从谷口吹向山坡,形成西风。
(2)白天实测风风速明显较理论山谷风偏大,而夜间接近或略偏小。观测站附近冬季风为偏西风,夜间山风为偏东风,与冬季风风向相反,实测风风速偏小;白天谷风为偏西风,与冬季风风向一致,实测风风速偏大。
(3)18时谷风转山风,冷空气由山坡不断向谷底堆积,快速取代山谷中原来的暖空气,气温骤降。
解析:(1)根据图示信息可知,8时—18时之间以偏西风为主,18时一次日9时之间以偏东风为主,即白天为偏西风,晚上为偏东风。根据图示信息可知,该地山谷整体呈东西走向,谷口开口朝西,并且观测站位于谷口,受山谷风影响较强;白天,山坡接受太阳辐射多,为热源,近地面形成低压,山谷相对为高压,风由山谷吹向山坡,形成西风。
(2)根据图示信息可知,白天实测风速比理论山谷风风速的数值偏大,晚上实测风速较理论山谷风风速偏小或接近。实测风速会受到背景风的影响,根据材料信息“冬季小风日”可知,此时该地会受到冬季西北季风的影响,根据上题分析可知,白天谷风为偏西风,会与冬季的西北风叠加,导致实测风速偏大;晚上为山风,风向为偏东风,与冬季风风向相反,实测的风速会偏小。
(3)根据第(1)题分析可知,18时左右出现山谷风转换,由谷风转为山风,山坡为冷源,有大量冷空气,冷空气沿着山坡下沉,迅速占领谷地,谷地的暖空气被迫上升,所以出现气温的剧烈变化。
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