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专题01 大气运动和天气系统结合考题
大气运动和天气系统一般为新高考地理卷第16题或17题,主要涉及大气受热过程、热力环流及常见天气系统等相关知识,主要考查学生图片材料信息提取能力、地理知识调用分析能力,主要考查学生区域认知、综合思维以及地理实践力的地理学科核心素养。
例1 阅读图文材料,回答下列问题。
城市混合层是指靠近城市下垫面的一部分大气层。夜晚,郊区由于地面辐射冷却,在近地面形成逆温层。当郊区空气移动到城市上空时,由于城市的热岛效应使来自郊区的下层空气被加热,靠近地面的逆温层被破坏,从而形成城市混合层,其上部仍维持逆温现象。下图示意城市热岛混合层的形成。
(1)据图描述逆温层分布的特点。
(2)简述城市热岛效应对逆温层和城市混合层的作用。
(3)在区域静风条件下,推测一天中城市混合层高度最低的时段,并说明理由。
(4)说明城市混合层高度对城市大气环境的影响。
【答案】(1)郊区逆温层厚,城市逆温层薄;由郊区到城市中心逆温层变薄。
(2)城市温度越高,热岛效应越强,对来自郊区的冷空气加热作用越显著;导致近地面的逆温层被破坏,逆温层变薄;城市混合层高度越高。
(3)日出前后。城市的气温日变化主要受大气削弱作用和保温作用的影响,日出前后气温最低,逆温层最厚,城市混合层高度最低。
(4)混合层高度对于城市大气中污染物的扩散与稀释具有直接的影响;城市大气混合层高度越低,对流运动越弱,不利于污染物的扩散和稀释,污染物浓度越高,大气环境质量越差,二者呈正相关(或城市大气混合层高度越高,有利于污染物的扩散和稀释,污染物浓度越低,大气环境质量越好)。
1.从地气系统分析大气的受热过程
(1)抓住下列因素,看到达地面的太阳辐射多少,分析气温的高低。
①纬度:纬度低,太阳高度角大,气温高。
②地势:海拔高,大气稀薄,光照强,白天气温高。
③天气状况:晴天白天气温高,光照强。
④日照时间:夏季白昼长,气温高。
(2)考虑下垫面情况,看地面的吸收效率,分析地面温度的高低。
①反射率:反射率大,吸热少。(冰雪>裸地>草地>林地>湿地、水域)
②比热容:比热容大,吸热慢,白天气温低。(水域>砂石)
(3)考虑大气状况,看大气对地面的吸收能力,分析气温的高低。
①大气密度:海拔高,空气稀薄(吸收效果差),气温低。
②大气成分:大气中含水汽、二氧化碳多,气温高。
2.从对流层的气温分布分析大气中的逆温现象
(1)逆温的表现及形成
一般情况下,对流层温度上冷下暖。但在一定条件下,对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象,这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。逆温的形成主要有以下原因:
类型
发生的条件
出现的地区
辐射
逆温
经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面有效辐射很强,近地面大气层气温迅速下降,而高处大气层降温较慢
中高纬度大陆冬季黎明前
平流
逆温
暖空气水平移动到冷的地面或气层上
中纬度沿海地区
地形
逆温
主要由地形造成,由于山坡散热快,冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升
盆地和谷地夜间
锋面
逆温
锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著
锋面活动地区
(2)逆温现象产生的影响
①不利影响:出现在城市上空的逆温,阻碍大气的对流运动,会加重近地面的大气污染,并降低大气能见度,增加酸雨出现的概率,给人们的生命、财产带来危害。
②有利影响
a.在某些山坡或河谷地区,逆温成为一种气候资源而得到利用。例如,我国新疆的伊犁谷地,逆温现象从10月持续至次年3月,长达半年之久。逆温层提高了伊犁谷地冬季的气温,坡地上的多年生果树可不必埋土保护,从而避免或减轻了低温冻害;在这里发展冬暖式蔬菜大棚,可减少保温材料投入,提高经济效益;逆温层坡地还为当地牲畜提供了避寒越冬的理想场所。
b.由于逆温层的出现会阻碍空气垂直对流运动,因此逆温可以抑制由大风、沙尘、强对流而引起的沙尘暴的发生。
c.逆温出现在高空,对在相应空间中飞机的飞行极为有利。使飞机在飞行中不会有大的颠簸,飞行平稳;同时,晴空万里提高了能见度,使飞行更加安全。
3.抓住风向,分析常见的热力环流的形成
(1)海陆风(白天吹海风,晚上吹陆风):海陆风由海陆热力性质差异而形成,其风向的变化关键在于海陆温度的变化,不同的季节海陆风转化的时间是不同的。
(2)山谷风(白天吹谷风,晚上吹山风):山坡的热力变化是关键,白天山坡增温快,气压低,风从谷底吹向山坡;夜晚山坡降温快,气压高,风从山坡吹向谷底。
(3)城市风(近地面由郊区吹向市区):由于城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热,导致市区气温高于郊区,城市热岛形成。空气在市区上升,在郊区下沉,近地面风由郊区吹向市区。
4.抓住等压面,解读热力环流的形成及其影响
(1)等压