第二章地球上的大气地球上的大气
(时间:75分钟,分值:100分)
一、单项选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
“神舟十三号”载人飞船从400 km左右的太空轨道返回。返回舱以数千米每秒的速度与大气层产生剧烈摩擦,变成闪光的火球,周围产生的等离子气体层会屏蔽电磁波,形成“黑障”,直到距离地球约40 km处时“黑障”消失。下图为大气垂直分层及气温垂直变化图。据此完成1~2题。
1.核心舱在轨运行时,不会出现火球现象,其原因可能是 ( )
A.高空大气稀薄
B.太阳活动少
C.大气密度大,水汽含量多
D.太阳辐射强
2.返回舱经历的“黑障区”位于 ( )
A.Ⅰ B.Ⅰ、Ⅱ
C.Ⅱ、Ⅲ D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
大气边界层是指对流层下部直接受地面影响,地球表面与自由大气间进行物质和能量交换必经的气层,其高度约为1~1.5 km,并且存在明显的季节变化和日变化。据此完成3~5题。
3.影响长三角地区大气边界层呈现季节变化的根本原因是 ( )
A.太阳辐射 B.海拔
C.地面辐射 D.距海远近
4.一般情况下,长三角地区一天中大气边界层最高的时间段为 ( )
A.23:00—1:00 B.5:00—7:00
C.13:00—15:00 D.17:00—19:00
5.冬季大气边界层缩小,对长三角地区天气的主要影响是 ( )
A.气温升高 B.降水增多
C.风力增强 D.雾霾增多
近地面空气对流作用越显著,对流层高度越高。研究发现,受近年来全球气候变化影响,全球对流层平均高度发生显著变化。下图示意不同纬度三个气象测站年均温垂直变化。据此完成6~8题。
6.图中三个气象测站所在纬度由高到低对应正确的是 ( )
A.①②③ B.①③②
C.②③① D.③②①
7.图中①测站距地面18~30千米区域所在大气层 ( )
A.温度随高度升高而降低
B.臭氧含量达到最大值
C.多云雾、雨等天气现象
D.大气呈高度电离状态
8.受近年来全球气候变化影响,全球对流层平均高度变化显著的原因是 ( )
A.气温升高,对流作用增强
B.气温升高,对流作用减弱
C.气温降低,对流作用减弱
D.气温降低,对流作用增强
冰雾俗称“冒白烟”。在冬季,当近地面气温很低时,空气中的水汽凝华成微小冰晶,即形成冰雾。为减轻冰雾带来的灾害,某地设计了日光温室,保障喜温作物越冬。该温室前屋面上覆盖了透明薄膜和草苫等保温材料。下图为新疆某地冰雾出现的概率日变化示意图。据此完成9~10题。
9.一天中,该地上午9时前后最易出现冰雾,其原因是此时 ( )
①空气湿度大 ②降温最快 ③风速较强
④气温低
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
10.若某日出现冰雾,为增强日光温室的保温效果,下列掀起和盖上草苫的时间合理的是 ( )
A.20时前后掀起、14时前后盖上
B.正午前后掀起、日落前后盖上
C.日出前后掀起、14时前后盖上
D.10时前后掀起、12时前后盖上
云南香格里拉位于青藏高原东南部,海拔约3 300米。这里太阳辐射强,但气温较低。当地居民利用太阳能,在房屋南面用玻璃搭建绝热暖棚,在冬季晴朗的白天,暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温。据此完成11~12题。
11.香格里拉太阳辐射强、气温低的直接原因是 ( )
A.所处纬度低,海拔高
B.大气削弱作用和保温作用弱
C.地处高原,空气稠密
D.大气吸收作用与保温作用强
12.冬季,通风口1和通风口2的作用分别是 ( )
A.通风口1向外输出暖气流
B.通风口2向外输出冷气流
C.通风口1向内输入冷气流
D.通风口2向内输入暖气流
我国东部某城市位于山区边缘的平原地区,山谷风为当地最主要的局地大气环流。下图示意2023年秋季该城市风向(a)及大气污染颗粒物PM2.5浓度(b)的变化情况。据此完成13~14题。
13.下列分析正确的是 ( )
A.影响该城市的山风为南风
B.山谷风有利于城市大气的净化
C.谷风的开始时间约是12时
D.交通是城市主要的大气污染源
14.城市、污染源及山区的位置关系,符合实际情况的是 ( )
A. B.
C. D.
冰川风与山谷风会相互作用。下图为冰川风示意图。据此完成15~16题。
15.下列与冰川风的形成最相似的风是 ( )
A.海风 B.谷风
C.陆风 D.山风
16.下列关于冰川风对附近山谷风影响的说法,正确的有 ( )
①白天与谷风方向相反,削弱谷风势力 ②白天与山风方向相反,削弱山风势力 ③晚上与谷风方向相同,加强谷风势力 ④晚上与山风方向相同,加强山风势力
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
二、非选择题:本题共3小题,共52分。
17.阅读图文材料,完成下列要求。(16分)
气压的空间分布称为气压场。通常以海平面图上的等压线显示气压水平分布形势,不同高度等压面上的等位势高度线来描绘空间气压分布形势(如下图4362 线可表示海拔4362米处气压为600 hPa) 。夏季,青藏高原在热力作用下会形成一种独特的高原涡旋气压场。下图为青藏高原7月600 hPa空间气压分布形势(1988—2017年)。
(1)据图描述青藏高原夏季气压场的分布特点。(4分)
(2)比较A、B两地600hPa的高度差异,并画出A、B两地近地面的风向。(6分)
(3)从大气受热过程的角度,说明夏季青藏高原温度场与气压场的关系。(6分)
18.阅读图文材料,完成下列要求。(18分)
南极大陆的98%终年为冰雪所覆盖,冰盖平均厚度2 000~2 500米。我国在南极建有五个考察站,中山站规模最大,中山站位于普里兹湾沿岸,受来自大陆冰盖的下降风影响,常吹东南偏东风。南极大陆沿岸的下降风风力大,影响大,虽然风向稳定,但预报难度大。图1为南极大陆及普里兹湾位置图,图2示意下降风形成过程。
图1
图2
(1)判断甲、乙两地哪一地为中山站,并说明理由。(6分)
(2)简述南极大陆沿岸下降风的形成过程。(6分)
(3)简析南极大陆沿岸下降风难以预报的原因。(6分)
19.阅读图文材料,完成下列要求。(18分)
“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。图1为四川某山区的传统民居景观图,图2为该民居白天穿堂风示意图。
图1 图2
图3
(1)在图3中画出夜晚时山林与石质地面之间的气流运动方向。(5分)
(2)说明图中石质地面在增强穿堂风中的作用。(6分)
(3)冬季,白天人们紧闭屋后窗户,开启前门。从气候角度分析此举的目的。(7分)
第二章地球上的大气地球上的大气
(时间:75分钟,分值:100分)
一、单项选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
“神舟十三号”载人飞船从400 km左右的太空轨道返回。返回舱以数千米每秒的速度与大气层产生剧烈摩擦,变成闪光的火球,周围产生的等离子气体层会屏蔽电磁波,形成“黑障”,直到距离地球约40 km处时“黑障”消失。下图为大气垂直分层及气温垂直变化图。据此完成1~2题。
1.核心舱在轨运行时,不会出现火球现象,其原因可能是 ( )
A.高空大气稀薄
B.太阳活动少
C.大气密度大,水汽含量多
D.太阳辐射强
2.返回舱经历的“黑障区”位于 ( )
A.Ⅰ B.Ⅰ、Ⅱ
C.Ⅱ、Ⅲ D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
1.A 2.B 解析:第1题,火球现象主要是舱体与大气层中的气体剧烈摩擦生成大量的热所导致的,核心舱在轨运行环境中大气稀薄,即使运行速度很快,但是摩擦生成的热量并不多,故不会出现火球现象,A正确,C错误;火球现象与太阳活动和太阳辐射无关,B、D错误。第2题,“黑障区”直到距离地球约40 km处时消失,说明40 km以上区域存在“黑障区”,包括平流层和高层大气,即Ⅰ、Ⅱ。
大气边界层是指对流层下部直接受地面影响,地球表面与自由大气间进行物质和能量交换必经的气层,其高度约为1~1.5 km,并且存在明显的季节变化和日变化。据此完成3~5题。
3.影响长三角地区大气边界层呈现季节变化的根本原因是 ( )
A.太阳辐射 B.海拔
C.地面辐射 D.距海远近
4.一般情况下,长三角地区一天中大气边界层最高的时间段为 ( )
A.23:00—1:00 B.5:00—7:00
C.13:00—15:00 D.17:00—19:00
5.冬季大气边界层缩小,对长三角地区天气的主要影响是 ( )
A.气温升高 B.降水增多
C.风力增强 D.雾霾增多
3.A 4.C 5.D 解析:第3题,春夏季节太阳辐射强,气温高,地球表面与自由大气间的物质和能量交换强,大气边界层较高,故大气边界层呈现季节变化的根本原因是太阳辐射,A正确。海拔和海陆分布不存在季节变化,B、D错误。地面辐射也受太阳辐射的影响,不是根本原因,C错误。第4题,大气边界层高低与气温高低紧密相关,一天中13:00—15:00平均气温最高,大气边界层最高。第5题,冬季大气边界层缩小,地球表面与自由大气间进行物质和能量交换的垂直范围缩小,不利于污染物的稀释和扩散,导致雾霾增多,D正确。气温影响大气边界层的高度,但大气边界层缩小不会影响气温,A错误;降水的形成需要充足的水汽、凝结核和降温,大气边界层缩小不会影响降水,B错误;风力的变化与水平气压梯度力有关,大气边界层缩小不会影响风力,C错误。
近地面空气对流作用越显著,对流层高度越高。研究发现,受近年来全球气候变化影响,全球对流层平均高度发生显著变化。下图示意不同纬度三个气象测站年均温垂直变化。据此完成6~8题。
6.图中三个气象测站所在纬度由高到低对应正确的是 ( )
A.①②③ B.①③②
C.②③① D.③②①
7.图中①测站距地面18~30千米区域所在大气层 ( )
A.温度随高度升高而降低
B.臭氧含量达到最大值
C.多云雾、雨等天气现象
D.大气呈高度电离状态
8.受近年来全球气候变化影响,全球对流层平均高度变化显著的原因是 ( )
A.气温升高,对流作用增强
B.气温升高,对流作用减弱
C.气温降低,对流作用减弱
D.气温降低,对流作用增强
6.D 7.B 8.A 解析:第6题,近地面大气温度越高,空气对流作用越显著,对流层高度越高,故低纬度地区对流层高度高于高纬度地区,在对流层中,随高度的升高温度逐渐降低。结合图中信息可知,①地对流层高度约为17千米,②地对流层高度约为10千米,③地对流层高度约为9千米。因此,三个气象测站所在纬度由高到低依次为③②①。第7题,①测站距离地面18~30千米区域内所处的大气层为平流层,平流层气温随海拔升高而升高,A错误;平流层中臭氧含量达到最大值,形成臭氧层,B正确;云雾、雨等天气出现在对流层,C错误;大气呈现电离状态出现在高层大气,D错误。第8题,受全球气候变化的影响,总体气温升高,对流作用增强,因此全球对流层平均高度变化显著。
冰雾俗称“冒白烟”。在冬季,当近地面气温很低时,空气中的水汽凝华成微小冰晶,即形成冰雾。为减轻冰雾带来的灾害,某地设计了日光温室,保障喜温作物越冬。该温室前屋面上覆盖了透明薄膜和草苫等保温材料。下图为新疆某地冰雾出现的概率日变化示意图。据此完成9~10题。
9.一天中,该地上午9时前后最易出现冰雾,其原因是此时 ( )
①空气湿度大 ②降温最快 ③风速较强
④气温低
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
10.若某日出现冰雾,为增强日光温室的保温效果,下列掀起和盖上草苫的时间合理的是 ( )
A.20时前后掀起、14时前后盖上
B.正午前后掀起、日落前后盖上
C.日出前后掀起、14时前后盖上
D.10时前后掀起、12时前后盖上
9.B 10.B 解析:第9题,冰雾是在冬季气温很低时,空气中的水汽凝华而形成的。所以冰雾形成时空气中水汽较多,空气湿度较大,且气温低,①④正确;上午9时气温在上升,②错误;风速较强易吹散水汽,不利于冰雾的形成,③错误。第10题,冰雾出现时,为增强日光温室的保温效果,白天光照强烈时应让温室内获得更充足的光照,将草苫等保温材料掀起;在光照差或无光照时盖上保温材料以减少热量散失。当地农民应该在白天掀起草苫,特别是正午太阳高度较大时,以获得最多的光照,同时正午前后气温较高,冰雾出现的概率低;盖上草苫的时间应该是气温较低、光照较差时,主要是夜晚,因此日落前后是当地农民盖上草苫的时间,B正确。
云南香格里拉位于青藏高原东南部,海拔约3 300米。这里太阳辐射强,但气温较低。当地居民利用太阳能,在房屋南面用玻璃搭建绝热暖棚,在冬季晴朗的白天,暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温。据此完成11~12题。
11.香格里拉太阳辐射强、气温低的直接原因是 ( )
A.所处纬度低,海拔高
B.大气削弱作用和保温作用弱
C.地处高原,空气稠密
D.大气吸收作用与保温作用强
12.冬季,通风口1和通风口2的作用分别是 ( )
A.通风口1向外输出暖气流
B.通风口2向外输出冷气流
C.通风口1向内输入冷气流
D.通风口2向内输入暖气流
11.B 12.B 解析:第11题,根据“云南香格里拉位于青藏高原东南部,海拔约3 300米”可知,香格里拉海拔高,晴天多,大气对太阳辐射的削弱作用小;海拔高,空气稀薄,大气对地面的保温作用小,故香格里拉太阳辐射强、气温低。第12题,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顶部通过通风口1向气压低的内室顶部流动;下层空气由气压高的内室底部通过通风口2向气压低的暖棚底部流动,形成一个顺时针流动的环流系统。故冬季通风口1向内输入暖气流,通风口2向外输出冷气流。
我国东部某城市位于山区边缘的平原地区,山谷风为当地最主要的局地大气环流。下图示意2023年秋季该城市风向(a)及大气污染颗粒物PM2.5浓度(b)的变化情况。据此完成13~14题。
13.下列分析正确的是 ( )
A.影响该城市的山风为南风
B.山谷风有利于城市大气的净化
C.谷风的开始时间约是12时
D.交通是城市主要的大气污染源
14.城市、污染源及山区的位置关系,符合实际情况的是 ( )
A. B.
C. D.
13.C 14.D 解析:第13题,根据山谷风的形成过程可知,白天为谷风,晚上为山风,所以山风为北风,A错误;风对于污染物有净化作用,同时也能带来污染,B错误;由图可知,谷风开始的时间大约是12时,C正确;上午6时至9时是交通高峰,但是PM2.5的污染程度最轻,说明交通污染不是当地的主要污染源,D错误。第14题,由图中PM2.5的浓度可以看出,刮南风的时段污染物浓度迅速上升,表明污染源应该位于城区的南面,南风是谷风,山体位于城市的北面。
冰川风是冰川表面较稳定而下沉的冷却气流沿冰面向冰川前方运动而形成的风,冰川风与山谷风会相互作用。下图为冰川风示意图。据此完成15~16题。
15.下列与冰川风的形成最相似的风是 ( )
A.海风 B.谷风
C.陆风 D.山风
16.下列关于冰川风对附近山谷风影响的说法,正确的有 ( )
①白天与谷风方向相反,削弱谷风势力 ②白天与山风方向相反,削弱山风势力 ③晚上与谷风方向相同,加强谷风势力 ④晚上与山风方向相同,加强山风势力
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
15.D 16.C 解析:第15题,根据材料可知,冰川风是指在冰川谷地中,冰川表面较稳定而下沉的冷却气流沿冰面向冰川前方运动而形成的风,它的形成主要是由于冰面气温低于同高度山谷气温。海陆风是由于海洋和陆地热力性质差异形成的,A、C错误;白天风自山谷吹向山顶,称为谷风;晚上风自山顶吹向山谷,称为山风,总称山谷风,是一种局地环流。因此冰川风与山风最相似,D正确,B错误。第16题,山谷风白天风自山谷吹向山顶,晚上风自山顶吹向山谷,因此可以推断冰川风对当地山谷风的影响为白天与谷风方向相反,削弱谷风势力,①正确,③错误;晚上与山风方向相同,加强山风势力,④正确,②错误。
二、非选择题:本题共3小题,共52分。
17.阅读图文材料,完成下列要求。(16分)
气压的空间分布称为气压场。通常以海平面图上的等压线显示气压水平分布形势,不同高度等压面上的等位势高度线来描绘空间气压分布形势(如下图4362 线可表示海拔4362米处气压为600 hPa) 。夏季,青藏高原在热力作用下会形成一种独特的高原涡旋气压场。下图为青藏高原7月600 hPa空间气压分布形势(1988—2017年)。
(1)据图描述青藏高原夏季气压场的分布特点。(4分)
(2)比较A、B两地600hPa的高度差异,并画出A、B两地近地面的风向。(6分)
(3)从大气受热过程的角度,说明夏季青藏高原温度场与气压场的关系。(6分)
解析:第(1)题,夏季,太阳直射北半球,青藏高原因地势高获得的太阳辐射更多,形成独特的高原高温中心;受热力作用影响,在青藏高原西部形成低压涡旋中心。图中显示中间等值线数值小,向四周等值线数值变大,故可知等压面下凹,气压由中间向四周升高。第(2)题,根据图中等值线数值可知,等值距为6米,且由中间向四周等位势高度线数值升高,可读出A为4 356米,B为4 362米,故B高于A。根据图中等位势高度线总体分布形势可知,等压面中间下凹,故可知为低压中心。风的判读应先确定水平气压梯度力的方向,其垂直于等压线,由高压指向低压。图中A处气压值南高北低(气压形势为低压中心),故水平气压梯度力的方向大致由南指向北;高原面上受地转偏向力和摩擦力影响,风向沿着水平气压梯度力方向向右偏转30°~45°,故风向偏转为西南风。同理可得出B地风向为东南风。第(3)题,从原理上分析,近地面大气主要的、直接的热源来自地面辐射。夏季,太阳直射北半球,青藏高原海拔高,空气稀薄,天气晴朗,对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射强,地面增温快;同周边同高度大气相比,高原大气离地面近,吸收地面辐射多,气温高;近地面空气周边同高度大气因距离地面远,接受地面辐射少,气温低。气温高,近地面空气受热上升,在青藏高原形成低压涡旋中心。
答案:(1)夏季,青藏高原西部形成低压涡旋中心;由低压中心向四周气压升高。
(2)B高于A(或A为4356米,B为4362米),作图如下:
(3)夏季,太阳直射北半球,青藏高原因地势高获得的太阳辐射更多,形成独特的高原高温中心;受热力作用影响,在青藏高原形成低压涡旋中心。
18.阅读图文材料,完成下列要求。(18分)
南极大陆的98%终年为冰雪所覆盖,冰盖平均厚度2 000~2 500米。我国在南极建有五个考察站,中山站规模最大,中山站位于普里兹湾沿岸,受来自大陆冰盖的下降风影响,常吹东南偏东风。南极大陆沿岸的下降风风力大,影响大,虽然风向稳定,但预报难度大。图1为南极大陆及普里兹湾位置图,图2示意下降风形成过程。
图1
图2
(1)判断甲、乙两地哪一地为中山站,并说明理由。(6分)
(2)简述南极大陆沿岸下降风的形成过程。(6分)
(3)简析南极大陆沿岸下降风难以预报的原因。(6分)
解析:第(1)题,南极内陆地面辐射冷却产生的近地面冷空气,常年受极地高压控制,沿高原斜坡向下流动形成下降风,风向大致与极地东风风向一致,南半球极地东风为东南风。读图可知,中山站位于普里兹湾沿岸,受来自大陆冰盖的下降风影响,常吹东南偏东风,甲地附近地势东高西低,符合中山站的分布特征。第(2)题,由于南极大陆冰面温度低,附近的空气迅速冷却收缩而变重,密度增大,形成极地高压。覆盖南极大陆的冰盖中部厚、四周薄,形成一个中心高原与沿海地区之间的陡坡地形。变重了的冷空气从内陆高处沿斜面急剧下滑,到了沿海地带,因地势骤然下降,使冷气流下滑的速度加大,于是形成了强劲的、速度极快的下降风。第(3)题,风经过冰川表面形成下降风,迅速下滑,再遇到海峡或山地改道形成乱流等,南极大陆沿岸地区局地地形复杂,所以天气预报基本上只能预测大范围地区一个时间段的天气变化,而小区域的天气变化没有办法预测,所以南极大陆北岸下降风难以预报。
答案:(1)甲地为中山站。
理由:中山站受下降风影响,常吹东南偏东风,下降风由地势较高处流向较低处,甲地附近地势东高西低。
(2)南极大陆地区冰雪覆盖,冰盖表面剧烈辐射冷却,使近地面的空气密度增大,形成高压;南极大陆中部高,四周低(内陆高,沿岸低),密度大的冷空气在水平气压梯度力及重力的作用下从高处下滑,形成下降风。
(3)南极大陆沿岸地区局地地形复杂(局地地面状况复杂);南极地区观测站少,观测历史短,观测资料有限,难以总结出规律来指导预报。
19.阅读图文材料,完成下列要求。(18分)
“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。图1为四川某山区的传统民居景观图,图2为该民居白天穿堂风示意图。
图1 图2
图3
(1)在图3中画出夜晚时山林与石质地面之间的气流运动方向。(5分)
(2)说明图中石质地面在增强穿堂风中的作用。(6分)
(3)冬季,白天人们紧闭屋后窗户,开启前门。从气候角度分析此举的目的。(7分)
解析:第(1)题,受山林和石质地面热力差异的影响,夜晚,石质地面降温比山林快,气温低,气压高,山林降温慢,气温高,气压低,近地面风从石质地面吹向山林,形成热力环流。第(2)题,石质地面与山林地面相比,白天升温快,气温高,气流做上升运动,进一步加强了山林与石质地面之间的热力环流;夜晚,石质地面降温快,气温低,气流冷却下沉,石质地面和普通地面产生比热差异,增大了屋前屋后的昼夜温差,使得屋前屋后的热力环流增强,穿堂风得以增强。第(3)题,四川为亚热带季风气候,冬季盛行偏北风。冬季,紧闭屋后窗户可以阻挡来自北方的冷空气,同时切断穿堂风;开启前门,利于屋内与石质地面之间保持空气对流,从而保持室内温度,同时可以增强室内空气的流通,以减少疾病发生。
答案:(1)
(2)石质地面与山林地面相比,白天升温快,气温高,气流做上升运动,进一步加强了山林与石质地面之间的热力环流;夜晚,石质地面降温快,气温低,气流冷却下沉,石质地面和普通地面产生比热差异,增大了屋前屋后的昼夜温差,使得屋前屋后的热力环流增强,穿堂风得以增强。
(3)四川为亚热带季风气候,冬季盛行偏北风,紧闭屋后窗户,可以阻挡北方冷空气,同时切断穿堂风;开启前门,利于屋内与石质地面之间保持对流,从而保持室内温度,同时使室内空气流通,减少疾病发生。