地球上的水
第四节 海—气相互作用
一、选择题
某日,丹麦西海岸某海上风电场的海面上出现了一层薄薄的“海烟”,近200米高的风车徐徐转动,风车下风向形成了条带状的浓雾。下图示意当时场景。据此完成1~3题。
1.图中“海烟”的形成原因是( )
A.冷湿空气经过暖流影响的暖海面
B.暖湿空气经过寒流影响的冷海面
C.海面辐射冷却后近海面空气降温
D.冷锋过境时暖空气被抬升后降温
2.图中条带状浓雾形成的关键过程是( )
A.海面水汽整体上升
B.近海面空气受风车扰动混合
C.经过风车后风速降低
D.冷空气经过风车后被加热
3.图中现象最有可能出现在( )
A.春季午后 B.夏季黄昏
C.秋季傍晚 D.冬季早晨
(2024·茂名模拟)冰间湖指的是极地在达到结冰温度的天气条件下,仍长期或较长时间保持无冰或仅被薄冰覆盖的冰间开阔水域,其形成与海洋的热力、动力过程以及大气的动力因素联系紧密。冰间湖是产生海冰较多的场所。在北极地区,冰间湖通常出现在海冰较厚的浮冰区域,其位置较为固定,并周期性发展和消失,面积为10~105平方千米。按照出现的位置不同,冰间湖可分为沿岸冰间湖和大洋冰间湖。下图为沿岸冰间湖和大洋冰间湖形成示意图。据此完成4~5题。
4.冰间湖的存在可以加快海冰融化,主要是因为海面( )
A.吸收太阳辐射增加 B.长波辐射增加
C.潜热输送加强 D.海—气热传递增加
5.推断北极地区产冰量较大的冰间湖类型及原因是( )
A.大洋冰间湖 海面较开阔
B.大洋冰间湖 海水温度低
C.沿岸冰间湖 海—气交换多
D.沿岸冰间湖 海水深度浅
(2024·长沙模拟)热通量是指单位时间内通过单位面积的热量,具有方向性。高低纬度间的热交换可通过经向热通量来表示。下图为全球经向热通量分布曲线图(注:本图中,显热通量是指经向大气温差产生的热交换,潜热通量主要是水汽的蒸发和凝结产生的热交换,洋流热通量是通过寒流、暖流产生的热交换,净通量为三者之和)。读图,完成6~7题。
6.据图可知( )
A.北半球热量均向北输送
B.北半球向南的潜热通量主要由东北信风完成
C.潜热通量最高处常年受副热带高压控制
D.北半球向北的显热通量夏季大于冬季
7.图中经向热通量分布曲线整体偏北,其主要原因是( )
A.北半球陆地面积比南半球大
B.北极附近是海洋,比热容大
C.北半球洋流模式比南半球复杂
D.北半球接收的太阳辐射比南半球多
(2024·深圳模拟)太平洋年代际震荡(PDO)是描述北太平洋海温变化的重要指数,其指数为正值,利于厄尔尼诺事件的发生与维持,导致全球变暖;其指数为负值,则利于拉尼娜事件的发生与维持,导致全球变冷。下图为我国梅雨长期趋势与北太平洋多年代际变化指数的逐年演变图。据此完成8~9题。
8.我国正常的梅雨天气期间往往呈现( )
A.冷湿多雨 B.高湿闷热
C.干湿交替 D.狂风暴雨
9.图示后期的PDO指数为正值期间,最可能出现的现象是( )
A.我国气候向冷冬热夏演变
B.热带气旋对我国影响增多
C.赤道太平洋海水西暖东冷
D.赤道太平洋东部海面偏高
2022年11月至12月,监测数据显示Nino3.4海域表层水温距平在-1.0 ℃以下。读图,完成10~11题。
10.2022年12月份( )
A.沃克环流的西侧气流下沉增强
B.秘鲁沿岸沙漠地区开满鲜花
C.澳大利亚东北沿海水循环增强
D.秘鲁沿岸上升补偿流将减弱
11.根据材料,推测我国2022—2023年冬春可能会出现的现象是( )
A.北涝南旱加剧 B.寒潮次数增多
C.北方供暖减少 D.台风次数增加
二、非选择题
12.(2024·广州模拟)阅读图文材料,回答下列问题。
研究表明,中东沙尘与热带北大西洋海温在2000—2019年都表现为相似的“先升高后降低”的年代际趋势转变,中东沙尘趋势的转变很可能与热带北大西洋海温变率有关。下图示意热带北大西洋海温—中东沙尘相关机制。
(1)分析热带北大西洋异常增温导致中东沙尘活动增加的过程。
(2)有人认为中东局部灌溉面积的变化对沙尘活动影响更显著,但也有人并不认同。基于所给材料,请表明你支持的观点,并说明理由。
13.阅读图文材料,回答下列问题。
圣克里斯托巴尔岛位于厄瓜多尔以西约965千米的赤道附近,受洋流和风的相互作用,具有独特的气候特征。受气压带、风带的季节移动影响,岛上的气候分为明显的热季(1—5月)和凉季(6—12月)。中央山峰东南坡高地多在凉季出现云雾,尤其是凉季初期出现成层云雾,不易扩散。观测表明,近年来厄尔尼诺事件频发,极大地影响了圣克里斯托巴尔岛的气候特征,对高地和低地植被造成了不同的威胁。下图示意圣克里斯托巴尔岛的位置。
(1)在下图方框内将厄尔尼诺发生时的热力环流补充完整。
(2)分析圣克里斯托巴尔岛中央山峰东南坡高地在凉季初期出现成层云雾的原因。
(3)说明厄尔尼诺事件对圣克里斯托巴尔岛气候的影响。
答案解析
一、选择题
1.C 2.B 3.D 解析:第1题,冷湿空气经过、暖湿空气经过、冷锋过境时海面风力均较大,而薄薄的“海烟”容易被风吹散,即“海烟”出现时大气应比较稳定,海面风力较小,A、B、D错误;海洋水汽蒸发量大,海面附近的大气湿度高,当海面辐射冷却近海面空气遇冷凝结形成雾(海烟),C正确。故选C。第2题,根据材料可知,近200米高的风车徐徐转动,近海面空气受风车扰动混合,使风车下风向形成了条带状的浓雾,B正确;海面水汽整体上升浓雾应是整体大面积出现,A错误;风车后风速降低对浓雾的形状影响较小,C错误;风车并没有加热冷空气的作用,D错误。故选B。第3题,“海烟”的形成原因是海面辐射冷却后近海面空气降温。冬季的早晨海面温度最低,水汽遇冷条件最好,最容易出现海雾,而春季午后、夏季黄昏、秋季傍晚温度均较高,不利于海雾的形成,D正确,A、B、C错误,故选D。
4.A 5.C 解析:第4题,根据材料“冰间湖指的是极地在达到结冰温度的天气条件下,仍长期或较长时间保持无冰或仅被薄冰覆盖的冰间开阔水域”可知,冰间湖的存在可以加快海冰融化,主要是因为海面吸收太阳辐射增加,使得海水温度升高,A正确;长波辐射增加,热量散失将增多,温度会下降,不利于海冰融化,B错误;潜热输送、海—气热传递对加快海冰融化影响不大,C、D错误。第5题,根据材料“在北极地区,冰间湖通常出现在海冰较厚的浮冰区域,其位置较为固定,并周期性发展和消失”可知,北极地区产冰量较大的冰间湖应该分布在海冰较厚的沿岸地区,类型是沿岸冰间湖,原因是海—气交换多,浮冰较多。故选C。
6.B 7.A 解析:第6题,读图可知,北半球潜热通量在低纬是向南输送;潜热通量主要是水汽的蒸发和凝结产生的热交换,其输送主要通过大气环流,北半球低纬度地区主要盛行东北信风;潜热通量最高处大约为40°S,此处并非常年受副热带高压控制;显热通量主要是经向大气温差产生的热交换,而夏季南北温差小于冬季。第7题,净通量曲线在低纬度与横轴的交点为传输的起点,也是全球最热的地方,读图可知,该交点约为2°N;造成经向热通量相对于赤道偏北的原因为北半球陆地面积大于南半球,增温明显。
8.B 9.D 解析:第8题,我国正常的梅雨天气往往发生在6月,气温较高,加之长期连绵阴雨,空气湿度大,呈现闷热的特点,B正确,A错误;多连绵阴雨,并非干湿交替或狂风暴雨,C、D错误。第9题,由材料“其指数为正值,利于厄尔尼诺事件的发生与维持,导致全球变暖”可知,厄尔尼诺发生年份,北赤道暖流较弱,赤道太平洋西侧水温较低,我国大部分地区冬暖夏凉,登陆我国的台风偏少,热带气旋对我国影响减弱,A、B错误;厄尔尼诺发生年份,赤道太平洋海水西冷东暖,赤道太平洋东部受东南信风影响减弱,离岸流减弱,导致海面偏高,C错误,D正确。
10.C 11.B 解析:第10题,2022年11月至12月Nino3.4海域表层水温降低,可以推测出现了拉尼娜现象,此时信风增强,赤道表层海水大量向西流,沃克环流西侧气流上升加剧;秘鲁沿岸上升补偿流增强,加剧沿岸干旱,不会开满鲜花;南美洲西海岸寒流势力增强,降水减少,东澳大利亚暖流增强,澳大利亚东北侧降水增多,水循环增强。第11题,拉尼娜现象出现时,赤道附近太平洋西侧水温升高,气压降低,东侧水温降低,气压升高。故使东亚地区南北温差增大,冬季风势力增强,2022—2023年冬春寒潮次数增多,北方供暖增加;冬季北方降水普遍较少,不易发生洪涝灾害;我国冬春不易出现台风。
二、非选择题
12、解析:第(1)题,热带北大西洋增温促进了气流在热带北大西洋的上升,导致气压降低,会激发异常的局地纬向环流,在地中海高压区气流下沉。地中海高压区的加强,强化了地中海高压中心(副热带高压)向南的西北气流,西北气流越过阿拉伯高原,在背风坡下沉增温,形成干热风效应,使中东更为炎热干燥,促进沙尘活跃。第(2)题,认同。据图可知,热带北大西洋与中东地区距离较远,气流对中东的影响有限;异常环流属于局地环流,在大尺度三圈环流下表现微弱。不认同。中东地区地处副热带地区,常年受副热带高压带或信风带控制,炎热干旱;灌溉面积变化难以显著改变造成中东地区炎热干燥的大气环流格局;结合材料可知,中东沙尘与热带北大西洋海温变化的年代际变化相似性高,故其与北大西洋异常升温的关系更密切。
答案:(1)热带北大西洋增温促进了气流在热带北大西洋的上升,导致气压降低,加剧地中海高压区气流下沉,加强了地中海高压中心(副热带高压)向南的西北气流,西北气流越过阿拉伯高原下沉增温,使中东更为炎热干燥,促进沙尘活跃。
(2)认同。热带北大西洋与中东地区距离较远,影响有限;异常环流在大尺度三圈环流下表现微弱。不认同。灌溉面积变化难以显著改变造成中东地区炎热干燥的大气环流格局;中东沙尘活动与热带北大西洋海温变化的年代际变化相似性高。
13、解析:第(1)题,当厄尔尼诺现象发生时,由于赤道附近西太平洋海域的大量暖海水流向赤道附近东太平洋,致使赤道附近西太平洋海水温度下降,上升气流转为下沉气流;而在赤道附近中、东太平洋,由于海水温度升高,下沉气流转为上升气流。第(2)题,凉季出现在6—12月,初期气压带、风带位置偏北,圣克里斯托巴尔岛会受东南信风的控制;圣克里斯托巴尔岛东南部海域位于秘鲁寒流北上的路径上,受秘鲁寒流影响,水温低;东南信风将寒流冷却的空气带到圣克里斯托巴尔岛,在地形的抬升下;气流温度降低,水汽凝结,易形成云雾;底部的冷空气与上部较暖空气形成逆温层,使得大气稳定,云雾难以消散,而出现成层云雾。第(3)题,厄尔尼诺事件发生时,赤道附近东太平洋海水异常升温,圣克里斯托巴尔岛附近海域水温也升高,使得水面辐射增强,气温偏高,导致热季延长;热季该地区受赤道低压控制,受厄尔尼诺事件的影响对流更加旺盛,降水增多,该地区多强对流暴雨,使得降水的变率加大;凉季,由于厄尔尼诺事件的发生,东南信风减弱,逆温层结较弱,高地云雾减少,水汽来源减少,降水减少。
答案:(1)
(2)凉季初期气压带、风带位置偏北,受东南信风控制明显,将寒流冷却的空气带到该岛;气流在抬升过程中温度降低,水汽凝结;与上部较暖空气形成逆温层,大气稳定,云雾成层,不易扩散。
(3)厄尔尼诺事件发生时,圣克里斯托巴尔岛附近海域水温升高,地面辐射增强,气温偏高,热季延长;热季(赤道低压控制时),对流更加旺盛,降水增多,多强对流暴雨,降水的变率加大;凉季,由于东南信风减弱,不易形成逆温层,高地云雾减少,水汽来源减少,降水减少。