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课后提升训练(六) 大气受热过程与热力环流
下图中各箭头及其代表符号①②③④⑤表示太阳、地面、大气、宇宙空间之间的热力作用,其中包括太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射、削弱作用(吸收、反射和散射)。据此回答1~2题。
1.2020年2月3日,日本鹿儿岛县口永良部岛新岳火山发生喷发,喷出的火山灰高达7 000米,飘浮在大气中的火山灰能使( )
A.①增强 B.②增强
C.④减弱 D.⑤增强
2.青藏高原的纬度比云贵高原高,但年太阳辐射总量比云贵高原大,其原因主要与图中的哪个因素数值大小有关( )
A.① B.② C.③ D.④
1.A 2.A 解析:第1题,飘浮在大气中的火山灰能使①增强,即大气对太阳辐射的削弱作用增强。第2题,青藏高原的纬度比云贵高原高,但年太阳辐射总量比云贵高原大,其原因主要与图中的①大气对太阳辐射的削弱作用有关。
下图为大气热力作用示意图。读图,回答3~4题。
3.下列关于大气热力作用的说法,正确的是( )
A.③只出现在晚上
B.①为长波辐射,②为短波辐射
C.地面的热量主要来自③
D.近地面大气的直接热源是②
4.北方农民用人造烟雾来防止冬季蔬菜受冻,与之关系密切的是( )
A.① B.② C.③ D.④
3.D 4.C 解析:第3题,图中①表示太阳辐射,②表示地面长波辐射,③表示大气逆辐射,④表示大气辐射射向宇宙空间的部分。大气逆辐射白天和晚上都存在;太阳辐射是短波辐射,其能量主要被地面吸收,近地面大气直接吸收较少,地面的热量主要来自太阳辐射;地面长波辐射是近地面大气的直接热源。第4题,大气逆辐射补偿地面辐射损失的热量,对地面具有保温作用。人造烟雾可增强大气逆辐射,使地面温度不会太低,可以防止冬季蔬菜受冻。
《台海使槎录》记述了台湾海峡两岸的风向变化,“内地之风,早西晚东;惟台地早东风、午西风四时皆然。”下图示意鹿耳门港和厦门港位置。据此完成5~6题。
5.下图能反映厦门港“早西”(早晨吹西风)的热力环流是( )
6.清代我国商船每日早晚借助风力(顺风)进出鹿耳门港的规律是( )
①早晨出港 ②早晨进港 ③傍晚出港 ④傍晚进港
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
5.C 6.B 解析:第5题,厦门港位于海陆交界处,海陆热力性质差异显著,受地面辐射散失热量的影响,夜间陆地气温不断降低,到早晨(日出前后)气温最低,空气冷却下沉,气压较高,A、D错;与此同时,海洋热量散失较慢,气压较低,近地面空气由高压流向低压,即由西边的陆地吹向东边的海洋,为西风,C正确。B错误。第6题,读图可知,鹿耳门港位于台湾岛西南部,西部濒临台湾海峡,根据材料可知,该港口早上吹东风,风从陆地吹向海洋,利于商船出港,①对,②错;傍晚吹西风,风从海洋吹向陆地,利于商船进港,③错,④对,B正确。A、C、D错误。
读图,回答7~8题。
7.图中正确表示北半球近地面风向的是( )
A.A B.B C.C D.D
8.下列说法正确的是( )
A.水平气压梯度力不能影响风速
B.地转偏向力只改变风的速度
C.高空大气运动受摩擦力作用不明显
D.摩擦力只影响风速,不影响风向
7.D 8.C 解析:第7题,近地面空气运动受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的共同影响,风向与等压线斜交。北半球右偏,南半球左偏。D正确。第8题,近地面的水平气压梯度力与摩擦力既影响风速又影响风向,A、D错误;地转偏向力只影响风向、不影响风速,B项错误;高空大气运动可忽略摩擦力的影响,风向与等压线平行,故C正确。
下图实线为等压线,虚线为近地面风向轨迹图,④是稳定风向,回答9~10题。
9.比较②③两地的风力大小( )
A.②>③ B.②<③
C.②=③ D.不能确定
10.④地的风向是( )
A.西风 B.东风
C.东南风 D.西北风
9.A 10.A 解析:第9题,从图中可看出②地等压线比③地要密集,所以风力②地大于③地。A正确。第10题,据图可知,④地是稳定风向,风向不再偏转,再根据指向标的方向可判定为西风。所以A正确。
11.热力环流是大气运动最简单的形式,其形成原理是掌握其他大气运动的基础。某教师为使学生更加直观、深刻地理解热力环流的形成,进行了下面的实验。
实验报告
实验用材:一小堆纸、火柴、铁板。
实验步骤:(1)在室外安全、无风的地方,放置一块铁板,在铁板上放置一小堆纸,并用火柴点燃。
(2)注意观察纸片和灰烬显示出的空气流动路线。
实验现象:纸片和灰烬从火堆上升,在空中流向四周,再从四周下沉,然后又进入火堆。
实验结论:通过本实验,可以证明由于地面的冷热不均而形成了空气的环流运动,即热力环流。
请结合实验报告,回答下列问题。
(1)在下图中用线条和箭头画出该实验中的纸片和灰烬的运动过程。
由此总结出热力环流的形成过程是:地面受热不均→______________________→同一水平面上的________→大气________→热力环流。
(2)若下图中的虚线表示不同高度上纸屑点燃前的等压面,请用实线表示出纸屑点燃后的等压面变化。
由此得出气压高低与等压面弯曲之间的关系规律是:低压处等压面________弯曲,高压处等压面________弯曲。
(3)上图中纸屑点燃后一段时间,A、B、C、D四处中,气压由大到小的顺序是___________。由此可总结出同一地点不同海拔高度上气压分布的规律:_____________________。
答案:(1)如下图:
空气上升或下沉 气压差异 水平运动
(2)如下图所示:
向下 向上
(3)B>A>D>C 海拔越高,气压越低;近地面与相应高空气压“高”“低”相反
解析:热力环流形成的根本原因在于地面冷热不均,因此结合冷热差异对气压的影响进行分析。就气压分布和变化规律而言,注意区分不同高度上的气压变化及近地面与高空绝对气压值的差别。
气溶胶是悬浮于大气中的直径较小的固体和液体颗粒物的总称,分为烟、雾、灰尘,可自然产生或人工形成,其在大气中大量存在时会直接改变地—气系统的能量收支,影响气候变化。据此完成12~14题。
12.气溶胶对地面热量收入影响最大的时段( )
A.6~9时 B.11~14时
C.16~19时 D.21~24时
13.气溶胶对地—气系统能量收支的直接影响是( )
A.加强地面辐射,大气升温
B.减弱地面辐射,大气降温
C.增强太阳辐射,地面升温
D.削弱太阳辐射,地面降温
14.气溶胶的密度增大会导致( )
A.对流运动旺盛 B.云雾数量减少
C.散射作用增强 D.大气成分改变
12.B 13.D 14.C 解析:第12题,根据一天中气温的变化规律可知,一天中气温最高时出现在午后2时左右。因此气溶胶对地面热量收入影响最大的时段即为当地气温最高时,第13题,据材料信息可知,气溶胶是悬浮于大气中的直径较小的固体和液体颗粒物的总称,分为烟、雾、灰尘,可知大气中气溶胶增多时,大气对太阳辐射的反射、散射和吸收会增强,大气对太阳辐射的削弱作用加强,到达地面的太阳辐射减少,地面降温,地面辐射减弱,A、C错误,D正确。虽然气溶胶增多时会减弱地面辐射,但是由于空气中液体颗粒和云的数量增多,会增强大气对地面辐射的吸收作用,会使大气逆辐射增强,气温总体上升,B错误。第14题,据材料信息“气溶胶是悬浮于大气中的直径较小的固体和液体颗粒物的总称”可知,气溶胶的密度增大时,空气中的尘埃和颗粒会增多,大气对太阳辐射的反射和散射作用会增强,到达地面的太阳辐射减少,空气对流运动减弱,A错误,C正确。由材料可知气溶胶的密度增大时,空气中液体颗粒物增多,直径较小的固体颗粒会吸附空气中的水汽起到凝结核的作用,因此云雾数量会增多,B错误。大气的主要成分是氮和氧,可占到大气总质量的90%以上,其他成分所占的比例较低,气溶胶虽会增多,但不会改变大气的主要成分,D项错误。
热浪通常是指持续数天甚至数周,影响范围较大的极端酷热天气,城市地区由于城市热岛效应在热浪事件中易出现更大的风险。下图示意上海市2016至2017年7月城区和郊区在热浪和非热浪期间的2 m气温(离地2 m高度的气温)平均日变化。据此完成15~16题。
15.表示该月非热浪期间上海市郊区2m气温的是( )
A.① B.② C.③ D.④
16.热浪期间,上海( )
A.城市风增强,海陆风减弱
B.城市风增强,海陆风增强
C.城市风减弱,海陆风增强
D.城市风减弱,海陆风减弱
15.D 16.B 解析:第15题,根据材料可知,热浪期间的2 m气温应高于非热浪期间,所以②④表示非热浪期间2 m气温,排除A、C;城区由于受热岛效应的影响,2 m气温应高于郊区,所以②表示城区非热浪期间2 m气温,④表示郊区非热浪期间2 m气温,B错,D正确。第16题,热浪期间,上海城区气温与郊区气温差异更为显著,城市风增强;同时,热浪期间为7月,陆地增温迅速,海陆气温差异加大,海陆风也增强,B正确。
17.阅读图文资料,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。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 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,说明暖棚是怎样通过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。
答案:(1)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,太阳高度大;海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用较弱,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。
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