内容正文:
精研培养关键能力
探究培优学科素养
限时规范训练
整合落实必备知识
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第13课时 热力环流与风
精研培养关键能力
探究培优学科素养
限时规范训练
整合落实必备知识
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整合落实必备知识
精研培养关键能力
探究培优学科素养
限时规范训练
整合落实必备知识
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1.大气热力环流
(1)原理
→→→
冷热
下沉
气压
水平
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(2)形成过程
高气
压
低气压
减
小
低
气压
收缩下沉
增大
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2.大气的水平运动——风
(1)形成风的直接原因:________________________。
水平气压梯度力
垂直
低压
减小
风向
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(3)风的受力状况与风向
类型 高空风 近地面风
图示(北半球)
受力 F1(____________________)和F2(地转偏向力)共同影响 F1(水平气压梯度力)、F2(__________________)和F3(摩擦力)共同影响
风向 与等压线_________ 与等压线_________
水平气压梯度力
地转偏向力
平行
斜交
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精研培养关键能力
精研培养关键能力
探究培优学科素养
限时规范训练
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考点一 热力环流的原理及应用
体验高考 (2022·全国乙卷)我国一海滨城市背靠丘陵,某日海陆风明显。下图示意当日该市不同高度的风随时间的变化。据此完成(1)~(3)题。
导 引 · 考 教 衔 接
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(1)当日在观测场释放一只氦气球,观测它在1千米高度以下先向北飘,然后逐渐转向西南。释放气球的时间可能为( )
A.1时 B.7时
C.13时 D.19时
C
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(2)据图推测,陆地大致位于海洋的( )
A.东北方 B.东南方
C.西南方 D.西北方
(3)当日该市所处的气压场的特点是( )
A.北高南低,梯度大 B.北高南低,梯度小
C.南高北低,梯度大 D.南高北低,梯度小
D
B
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思维流程
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考教导引 本考点主要涉及高中地理人教版必修第一册第二章第二节“大气受热过程和大气运动”中的“大气热力环流”部分,其主要知识“热力环流的形成原理、常见的热力环流形式”等,是认识地球大气运动的关键。高考常依据区域的地理环境特征及相关图示为命题情境,结合示意图,考查热力环流的形成及影响。
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1.热力环流的规律
同一垂直方向,海拔越高气压越低;等压面上凸为高压,下凹为低压(高高低低法则:高压处等压面凸向高海拔处,低压处等压面凸向低海拔,亦可反过来应用);近地面气温高气压低,气流上升,多阴雨天气,气温日较差小,气压差小;同一垂直方向,近地面与高空气压类型相反。在相同高度范围内,气压差大,则近地面为高压,高空为低压。
提 能 · 深 度 探 究
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2.常见的热力环流形式
(1)海陆风
①成因分析——海陆热力差异是前提和关键。
②影响与应用:海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。
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(2)山谷风
①成因分析——山坡和山谷的热力变化是关键。
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②影响与应用:山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底和盆地,使谷底和盆地内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷和盆地地区不宜布局有大气污染的工业。
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(3)市区与郊区之间的热力环流
①成因分析——“城市热岛”的形成是突破口。
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②影响与应用:一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置在气流下沉距离之外。
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下图为北半球某地大气水平气压分布模式图,图中甲、乙、丙、丁四地间形成热力环流。据此完成1~2题。
1.与甲地相比,乙地( )
A.气温高,气压低 B.气温高,气压高
C.气温低,气压低 D.气温低,气压高
A
验 证 · 考 点 落 实
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2.P处此时的风向最可能是( )
A.南风 B.北风
C.西北风 D.东北风
A
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1.A 2.A 第1题,据图判断高空气压丙处为高压中心,丁处为低压中心;由材料可知此为热力环流,近地面与高空气压中心状况相反,即乙为低压中心(气温较高,盛行上升气流),甲为高压中心(气温较低,盛行下沉气流)。第2题,高空风最终与等压线平行,即由丙指向丁不断向右偏(北半球右偏)转90°,最终为正南风,故选A。
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下图示意某热力环流中两地在垂直方向上四点的气压分布。据此完成3~4题。
3.空气流动方向不正确的是( )
A.甲→乙 B.甲→丁
C.丙→乙 D.丁→丙
A
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4.下列图中能正确表示丙处垂直方向上等值线配置的是( )
A
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3.A 4.A 第3题,图中甲、乙两处海拔较高,表示高空气压分布,丙、丁两处海拔较低,表示近地面气压分布;近地面丙处气压低于丁处,丙处气流垂直方向上升,丁处气流垂直方向下沉;高空甲处气压低于乙处,则该热力环流的空气流动方向应是丙—乙—甲—丁—丙,故选A。第4题,据热力环流空气流动方向可知,丙地空气受热膨胀上升,形成低压,在近地面等温面向高空弯曲,等压面向近地面方向弯曲,A正确。
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考点二 大气水平运动——风
体验高考 (2022·山东卷)阅读图文材料,完成下列要求。
冬半年,美洲中部地区频繁受冷空气影响。下图示意2000年1月一次冷空气南下过程中,美洲中部附近海洋表层风场和海平面气温分布。甲处南北两侧的气压梯度较大。
导 引 · 考 教 衔 接
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下图示意M点所在水平面上的等压线分布及空气质点的瞬时受力平衡情况。在图中用→画出M点风向,并指出山脉的阻挡对冷空气运动的影响。
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思维流程
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答案 绘图如下:
影响:冷空气受山脉阻挡,在迎风坡一侧减速、堆积,气流转向、绕行。
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考教导引 本考点主要涉及高中地理人教版必修第一册第二章第二节“大气受热过程和大气运动”中的“大气的水平运动——风”部分,其主要知识“风的形成、风力风向的判断”等,是认识地球大气水平运动的关键。高考在依据图文材料创设命题情境前提下,通过图文材料呈现的信息,并结合某地等压(温)面示意图,考查气压状况和风向的判定及受力状况。
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1.风力大小的分析与描述
(1)影响因素及规范答题术语总结
影响因素 规范答题术语
水平气压梯度力大小 冬季南北温差大,水平气压梯度力大,风力强;等压线密集,水平气压梯度力大,风力大;等压线稀疏,水平气压梯度力小,风力小
提 能 · 深 度 探 究
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影响因素 规范答题术语
距高压远近 距离亚洲高压(冬季风源地)近,风力大
摩擦力大小 平原、高原地面平坦开阔,阻挡作用弱,风力大;海面上风力大;冬季植被少,摩擦力小,风力大
地形因素 山谷口,存在狭管效应,风力大;地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致,风力大
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(2)等压线图中风力的判定
同一等压线图中,等压线密集,风力大;等压线稀疏,风力小,如下图中甲处风力大于乙处。
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2.风向的呈现形式和绘制
(1)风向的呈现形式
风向是指风的来向,如东北风是从东北方向吹向西南方向的风。通常呈现风向的形式有两种:
①风矢
风矢由风向杆和风羽组成,风向杆指示风的方向(如下图中风向均指示A点风向),风羽横线表示风力大小,一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一面三角旗帜代表8级风。
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②风玫瑰图
频率最高的方位,表示该风向出现次数最多,如上图中的东南风出现次数最多,其次是东北风,南风出现次数最少。
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(2)等压线图中风向的绘制
第一步,画水平气压梯度力的方向:垂直于等压线,由高压指向低压(一般用虚线表示)。
第二步,根据北半球向右偏,南半球向左偏,画出偏转方向(用实线箭头表示)。如果是近地面的风,偏转角度为30°~45°,风向与等压线斜交;如果是高空的风,则偏转90°,风向与等压线平行。如下图所示:
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气象上通常用气球把探空仪器带到高空进行温度、大气压力、湿度、风速风向等气象要素测量。下图示意我国华北某高空气象站,某年11月份释放的探空气球,从近地面上升至万米高空的漂移数据(图中坐标表示水平方位,每两个点位间的观测间隔时间相等)。据此完成1~2题。
验 证 · 考 点 落 实
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1.此次探空气球升空过程中的盛行风向为( )
A.东北风 B.西北风
C.西南风 D.东南风
2.水平气压梯度力平均值最大的区间在( )
A.2.01~3.82 km B.3.82~6 km
C.6~8.03 km D.8.03~9.76 km
C
B
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1.C 2.B 第1题,从探空气球从近地面上升至万米高空的漂移数据可以看出,气球一直在向东北移动,故吹西南风,C正确。第2题,水平气压梯度力平均值最大,即风力最大,故气球相同时间位移更远,3.82~6 km间隔最大,B正确。
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下图为北半球部分地区(阴影部分为海洋,非阴影部分为陆地)某时刻近地面等压线图(单位:hPa)。图示时刻沿海地区出现大雾天气。读图,完成3~4题。
3.图中甲、乙、丙、丁四地中风力最小的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
D
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4.图中A、B两地的风向分别是( )
A.东南风、西北风 B.东北风、西南风
C.西北风、东南风 D.西南风、东北风
C
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3.D 4.C 第3题,据图可知,甲、丁两地等压线稀疏,风力较小。与甲地相比,丁地位于陆地,摩擦力较大,风力更小,D正确。第4题,图中A、B两地分别位于低压中心的西侧和东侧。根据水平气压梯度力由高气压指向低气压,在地转偏向力和摩擦力的共同作用下,A地吹西北风,B地吹东南风。
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图像判读(06) 等压面图的判读
[判读技巧]
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1.判读气压高低
(1)同一垂直方向上,高度越高,气压越低。即PA>PC、PB>PD。
(2)作一辅助线即可判定同一水平面(同一高度)上的气压高低,如上图中C处比D处气压高;同理,A处气压低于B处。即PC>PD、PB>PA。
(3)综上,PB>PA>PC>PD。
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2.判读气流流向
(1)同一水平面,气流总是从高气压流向低气压。近地面B处空气流向A处。高空气流方向与近地面相反。
(2)如果是热力环流模式图,A处气压低,说明该地受热,空气膨胀,气流上升;而B处气压高,说明该地较冷,空气收缩,气流下沉。
(3)该热力环流呈顺时针方向。
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3.判断下垫面的性质
(1)判断陆地与海洋(湖泊):夏季,等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。冬季,等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。
(2)判断裸地与绿地:裸地同陆地,绿地同海洋。
(3)判断城区与郊区:等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。
4.判断近地面天气状况和气温日较差
等压面下凹地区,多阴雨天气,日较差小,如上图中A地;等压面上凸地区,多晴朗天气,日较差大,如上图中B地。
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[应用提升]
读热力环流示意图(a、b表示等压面),回答1~2题。
1.图中①、②、③、④四点的空气运动方向,正确的是( )
A.②→① B.③→④
C.①→④ D.③→②
B
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2.四点气压按照从大到小排序正确的是( )
A.①②③④ B.④③②①
C.②④③① D.②③④①
D
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1.B 2.D 第1题,由题中图可以看出,②处大气温度低,故大气下沉形成高压,③处温度高,故大气上升形成低压,在水平方向上从高压流向低压,即为②地吹向③地,D错误;垂直方向上是③→④、①→②,B正确,A错误;高空是④→①,C错误。第2题,由题中图可以看出,高空④处形成高压;①处形成低压。在水平方向上从高压流向低压,②处受冷,气流下沉,是高压;③处受热,气流上升,形成低压;气压大小先比较近地面,同一垂直方向上近地面的气压高于高空的;所以从大到小排序正确的是②③④①,D正确。
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读热力环流示意图,完成3~4题。
3.甲、乙、丙、丁四地中,气压最低和气温最高的分别是( )
A.丙和甲 B.丙和乙
C.丁和乙 D.丁和甲
C
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4.若该图表示海陆风,下列说法正确的是( )
A.若为白天,则甲为海洋乙为陆地
B.若为白天,风从丁吹向丙
C.若为夜晚,甲地气流上升
D.若为夜晚,丁处等压面向上凸起
A
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3.C 4.A 第3题,垂直方向,海拔升高、气压降低,则甲处气压高于丁处,乙处气压高于丙处。高压区等压面向上拱起,低压区等压面向下弯曲,依据图中等压面弯曲状况可判定甲处气压高于乙处,高空与近地面气压性质相反,丁处气压低于丙处,因此四地气压由高到低依次为甲>乙>丙>丁。四地中气压最低的为丁处。热力环流中,近地面气温高,气流垂直上升,形成低压;近地面气温低,气流垂直下沉,形成高压,甲处气压高于乙处,因此甲处气温比乙处低;垂直方向,海拔升高、气温降低,则甲处气温高于丁处,乙处气温高于丙处,因此乙处气温最高。
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故选C。第4题,高压区等压面向上拱起,低压区等压面向下弯曲,依据图中等压面弯曲状况可判定甲处气压高于乙处。陆地比热容小于海洋,白天陆地升温快,形成低压,海洋为高压,A正确;高空与近地面气压性质相反,甲处气压高于乙,则丁处气压低于丙处,等压面向下弯曲,风从丙吹向丁,B、D错误;甲处位于近地面,若为夜晚,甲地表示近地面陆地为高压,气流应做下沉运动,C错误。
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限时规范训练13 热力环流与风
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[基础过关练]
下图为热力环流造成气压差异的局部分布图,图中气压值a>b。据此完成1~3题。
1.若该图表示北半球某地近地面附近气压状况,则( )
A.甲乙两地风向相同
B.甲丙两地气温相等
C.甲乙天气可能相同
D.甲乙风力一定相等
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1
2
C
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2
1
2.若该图表示北半球某地近地面的气压状况,则丙地近地面天气最可能为( )
A.晴朗 B.阴天
C.台风 D.冻害
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11
B
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2
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1
3.若该平面图表示北半球某地高空气压分布状况,对应近地面则
( )
A.丙气温低于甲乙
B.丙气压低于甲乙
C.乙气压高于丙,气温高于丙
D.甲气压高于丙,气温小于丙
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A
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1.C 2.B 3.A 第1题,若该图表示北半球某地近地面附近气压状况,丙为低压,甲乙处于低压中心的两侧,风向不同,A错误;甲地气压高于丙地,气温较低,B错误;甲地等压线较乙地密集,风力较大,D错误;甲乙天气可能相同,C正确。第2题,若该图表示北半球某地近地面的气压状况,丙为低压,气流上升,水汽凝结,形成阴雨天气,B正确,A错误;图中等压线较稀疏,不是台风系统,该图为热力环流造成的气压差异,故丙地温度高,不易出现冻害,C、D错误。第3题,若该平面图表示北半球某地高空气压分布状况,丙为低压,对应近地面则为高压,丙地近地面气压高于甲乙两地,气温低于甲乙。故选A。
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1
某地理兴趣小组在图1所示区域(Q处山顶有冰川)进行了热力环流探究活动。图2示意图1中M地的风力发电机构造,其尾舵能随风调向,以使风力发电机的受风面正对风吹来的方向。在某晴朗的夜晚,某同学发现M地风力发电机的尾舵指向正常,但桨叶转动速度较慢。据此完成4~5题。
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图1 图2
4.通过该同学的发现,可以判断当日来自该区域外的风为( )
A.较强的偏北风 B.较弱的偏南风
C.较强的偏西风 D.较弱的偏东风
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1
B
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1
图1 图2
5.若Q处冰川面积扩大,湖泊周围人口数量增加且图示区域不受外界风干扰,则与原状况相比M地风力发电机桨叶的运转速度( )
A.白天减小,夜晚增大 B.白天增大,夜晚减小
C.白天和夜晚均增大 D.白天和夜晚均减小
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A
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4.B 5.A 第4题,晴朗的夜晚,有冰川的山顶气温较低,湖泊处气温较高,两地之间因热力性质差异在近地面形成山风,如图1所示。风从山顶吹向山谷,结合图中指向标可知为偏北风。由于此时M地风力发电机桨叶转动速度较慢,则来自该区域外的风风向应与山风风向相反,对山风具有一定的削弱作用,应为较弱的偏南风,B正确。第5题,若Q处冰川面积扩大,湖泊周围人口数量增加(提示:人为释放热量增加,导致湖泊附近的温度升高),且图示区域不受外界风的干扰,则会导致白天山顶与湖泊附近的温差减小,谷风被削弱,M地风力发电机桨叶的转动速度减小,夜晚山顶与湖泊附近的温差增大,山风增强,M地风力发电机桨叶的转动速度增大,A正确,B、C、D错误。
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1
[能力提升练]
热岛强度是指中心城区比郊区气温高出的数值大小,单位为摄氏度。兰州市区位于黄河河谷之中,周围群山环抱。其城市建设速度和扩展速度迅猛,1978年城镇化率为45.6%,2010年时已经达到62.7%,热岛效应逐渐增强。下图示意兰州市某日热岛强度变化统计。据此完成6~8题。
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6.关于兰州该日热岛效应的变化规律描述正确的是( )
A.日出前后最强
B.夜间强于白昼
C.随太阳高度变大减弱
D.随太阳高度变小增强
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探究培优学科素养
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7.推测兰州热岛效应最强的季节是( )
A.春季 B.夏季
C.秋季 D.冬季
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探究培优学科素养
限时规范训练
整合落实必备知识
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8.从1978年至2010年期间,兰州城市热岛效应逐渐增强的主要原因是( )
①郊区面积增多 ②城区面积增大 ③郊区植被较少 ④城区热源变多
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
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6.B 7.D 8.C 第6题,读图可知,兰州市该日热岛强度最大的时刻是在22时左右,22时不会是日出前后,A错误;在白天的热岛强度较低,在12时到14时附近甚至出现负值,而夜间热岛强度普遍较高,夜间强于白昼,B正确;图示的热岛强度变化呈波动变化,而一天中的太阳高度不会呈现波动变化,所以兰州该日热岛效应不会随太阳高度变大减弱,也不会随太阳高度变小增强,C、D错误。第7题,由上题分析得知,兰州的热岛效应夜间强于白昼,这说明气温越低相应的热岛效应越强,兰州的四个季节中冬季气温最低,所以推测兰州热岛效应最强的季节是冬季,
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D正确。第8题,1978年,兰州城镇化率为45.6%,2010年时已经达到62.7%,这说明兰州城镇化在这段时间里发展迅速,表现为郊区面积减少,城区面积扩张,城区热源变多,排放的废热更多,热岛效应逐渐增强,②④正确,①错误;郊区人口稀少,植被相对较多,③错误。故选C。
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9
下图是我国某地某时刻天气形势图。读图,完成9~11题。
9.此时图中四地风力最大的是( )
A.①地 B.②地
C.③地 D.④地
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10.若图示天气形势整体以50 km/h的速度向东移动,则1小时后四地中风向变化最不明显的地区是( )
A.①地 B.②地
C.③地 D.④地
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11.受图中天气系统影响,四地中最可能出现升温和降水的是( )
A.①地 B.②地
C.③地 D.④地
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9.B 10.C 11.D 第9题,图中②处等压线最密集,水平气压梯度力最大,风力最大,B正确;①③④三地等压线稀疏,风力较小,A、C、D错误。第10题,若图示天气形势整体以50 km/h的速度向东移动,则1小时后①地风向由西南风偏转为东南风,②地风向由西南风转为东南风,④地风向由东南风偏转为西南风,风向变化均较为显著;③地风向始终为偏南(西南)风向变化不大,C正确,A、B、D错误。第11题,④地位于低压中心东侧槽线附近,暖锋锋前,受其影响,易出现升温和降水,D正确;①②两地位于高压脊附近,不易出现降水,A、B错误;③地位于暖锋锋后,不会出现升温和降水,C错误。
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12.阅读图文材料,回答下列问题。
材料一 新疆的博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖,河水补给占入湖总水量的94.8%,蒸发占出湖总水量的60.42%,但蒸发总量有上升的趋势。湖区水位季节变化很大,但近几年有减小的趋势。湖区内湖陆风(湖陆风是在较大水域和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性天气现象)较显著。多年平均数据显示,博斯腾湖夏半年陆风转湖风的时间为11~12时,比冬半年提前两小时左右。
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材料二 下图分别为博斯腾湖区域图(图1)和湖区湖陆风风速月变化图(图2)。
图1 图2
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(1)根据材料,找出博斯腾湖湖陆风最弱的季节,并分析原因。
(2)分析夏半年陆风转湖风的时间比冬半年早的原因。
(3)试分析在湖边大规模兴建城市对湖陆风的影响,并说明理由。
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第(1)题,结合材料可知,冬季博斯腾湖水量最小,湖陆热力差异最小,加之冬季湖面结冰,且冬季太阳高度角小,昼短夜长,湖区获得的热量少,湖陆温差小;该处靠近冬季风源地,冬季风强劲使得湖陆风不显著。第(2)题,夏季日出较冬季早,陆地升温时间早,且太阳高度角较冬季大,获得的太阳辐射量多,陆地升温快,同时湖泊水量较冬季大,湖面升温慢,使得湖陆温度差异更明显,所以陆风转湖风时间早。第(3)题,由于城市的热岛效应白天增大了湖陆之间的温差,使湖风加强;晚上减弱了湖陆之间的温差,使陆风减弱。
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答案:(1)冬季。原因:冬季博斯腾湖水量最小,湖陆热力差异最小,冬季湖面结冰,湖陆温差小;冬季太阳高度角小,昼长短,湖区获得的热量少,湖陆温差小;靠近冬季风源地,冬季风强劲,湖陆风不显著。
(2)夏季,日出较冬季早,陆地升温时间早;太阳高度角较冬季大,获得的太阳辐射量多,陆地升温快;湖泊水量较冬季大,湖面升温慢,所以陆风转湖风时间早。
(3)影响:使湖风加强,陆风减弱。理由:由于城市的热岛效应,白天增大了湖陆之间的温差,使湖风加强;晚上减弱了湖陆之间的温差,使陆风减弱。
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[创新情境练]——探究湖边“太阳风”
13.阅读图文材料,回答下列问题。
巴丹吉林沙漠中有很多被当地俗称“海子”的湖泊,太阳升起以后,海子周边常刮起“太阳风”。图1为海子景观图。图2示意某日陆面和湖面气温日变化。
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图1 图2
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(1)说出当地“太阳风”的方向和性质。
(2)指出影响“太阳风”风速的因素。
(3)依据相关信息,推断海子周边“太阳风”风速最大的时段,并解释原因。
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第(1)题,由于湖泊与陆地性质的差异,白天陆地增温快于湖泊,湖泊气温低于陆地,根据热力环流的原理,陆地形成低压,湖泊形成高压,吹湖风;夜晚吹陆风,据此分析,夏季太阳升起以后,陆地升温快于湖泊,陆地气温高于湖泊,因此材料中提到的“太阳风”为湖风,且风由湖泊吹向陆地的过程中带来水汽,风较为湿润。第(2)题,“太阳风”风速主要由湖泊与陆地的温差、摩擦力大小决定,而影响两者温差的主要影响因素是湖泊的大小以及陆地植被的多少,植被多,摩擦力大,风力小。第(3)题,由图的信息可知,在15—16时,陆面与湖泊的温差最大,两地的气压差异大,水平气压梯度力大,风力大。
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答案:(1)方向:风由湖泊吹向陆地。性质:风较为湿润。
(2)海子面积大小,沙山植被多少。
(3)时段:15—16时。原因:湖泊与陆面的温差最大,水平气压差异最大,风力大。
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