内容正文:
15.逆温
概念:
在对流层,气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低,大约每升高100米,气温降低0.6℃。这主要是由于对流层大气的主要热源是地面,离地面愈高,受热愈少,气温就愈低。但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,这称为逆温现象。
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团上
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
盆地和谷地中夜间
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
下沉逆温
顶部绝热增温的幅度大于底部,气层下沉到某一高度时,气层顶部的气温高于底部,而形成逆温
出现在高压控制的地区
发生过程
【思维导图】
逆温产生的影响(有利+不利)
有利
(1)抑制沙尘暴的发生
(2)逆温出现在高空,有利于飞机飞行
(3)有利于提高河谷地区山坡的冬季气温
不利
(1)抑制空气对流运动,不利于污染物扩散,加重大气污染
(2)易产生大雾、冻雨天气
(3)地面湿滑,能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至出现交通事故
(4)逆温出现在低空,多雾、冻雨天气给飞机起降带来不便
【活学活用】
1.阅读图文材料,完成下列要求。
洱海位于云南省大理市山谷盆地中,四面环山。独特的自然环境使这里形成湖陆风和山谷风叠加的局地环流。图1为洱海附近四个观测站东西方向风向、风速日变化示意图(风速正负值代表不同的风向)。图2为四个观测站位置示意图。
(1)判断图中风向受湖陆间、坡谷间热力作用影响最小的观测站,并说明判断依据。
(2)观测发现,丙站易发生逆温现象,就此做出合理解释。
(3)乙站和丁站相比较,气温日较差较大的是,分析其形成的主要原因。
【答案】(1)甲站。由图1可知,一日内甲站风速有变化,但风速均为正值,说明风向没有发生东西向变化。
(2)丙站位于山谷且坡度较缓;夜间,由于山坡散热快,冷空气顺着山坡下沉堆积到谷底;谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升,在丙站近地面形成稳定的逆温层。
(3)乙站。丁站位于洱海湖面上,湖泊水体比热容大,升温慢,降温也慢,受其影响,丁站气温日较差较小;乙站与洱海有一定距离,受湖泊调节作用弱于丁站,气温日较差较大。
【分析】本题以洱海为背景,涉及山谷风和湖陆风风向、逆温形成、湖水对气温的调节作用等相关知识,考查对图表信息的阅读与获取能力,知识的调动和运用能力,旨在培养学生的综合思维和区域认知等核心素养。
【详解】(1)若受湖陆及坡谷之间热力作用影响,则白天和晚上的风向会发生变化,在左图中的体现为一天中有正负值,因为风速正负值代表不同的风向。从左图我们可以看出,甲一天中,风速均为正值,说明风向没有发生东西向变化,说明受湖陆及坡谷之间热力作用影响小,故甲观测站受影响最小。
(2)读图可知,丙站位于山坡且坡度较缓,受地形的影响,夜间,由于山坡散热快,气温低,形成高压,谷底散热慢,气温高,形成低压,由于重力作用的影响,冷空气顺着山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升,造成上热下冷,容易形成逆温,在丙站近地面形成稳定的逆温层。
(3)读图可知,丁站位于湖面,湖泊水体比热容大,受湖水的调节作用影响明显,升温慢,降温慢,气温的日较差小,与丁站相比,乙站与洱海有一定距离,比热容更小,受湖水的调节作用影响弱,升温更快,降温更快,因此,气温日较差较大的是乙站。
2.阅读图文材料,完成下列要求。
逆温是指对流层大气中气温随高度增加而上升的现象,底高低于100m的逆温为接地逆温,底高为100~1500m的逆温为悬浮逆温。逆温的产生与地理位置、天气、地形等因素有关,其中辐射逆温是由热力条件所致,多为接地逆温;锋面逆温是由动力条件所致,多为悬浮逆温。甘肃省酒泉市地处河西走廊西部,降水稀少,气候干燥,沙尘天气多发。通过对酒泉市逆温天气的研究,可以提高应对沙尘灾害的能力。图示意酒泉市2009—2018年8时和20时逆温频率的季节变化。
(1)描述酒泉市悬浮逆温频率的季节分布特征。
(2)研究发现,酒泉市8时接地逆温频率均高于20时,试对此做出合理的解释。
(3)分析酒泉市20时接地逆温频率秋季高于夏季的原因。
【答案】(1)当地悬浮逆温频率秋冬季高于春夏季,冬季最高,夏季最低;春夏季8时悬浮逆温频率高于20时悬浮逆温频率,秋冬季20时悬浮逆温频率高于8时悬浮逆温频率;20时悬浮逆温频率季节变化大于8时悬浮逆温频率。
(2)当地傍晚后地面辐射冷却加剧,近地面气温受地面辐射冷却影响迅速下降,上层的空气冷却降温缓慢,形成逆温;随着夜晚地面温度不断下降,逆温不断加强,至次日清晨逆温达到最强;20时是逆温形成的初始阶段,8时是逆温加强维持阶段,因此8时接地逆温频率比20时高。
(3)当地秋季晴天日数多,云量少,大气保温作用弱,近地面空气温度迅速降低,易形成接地逆温;秋季相较于夏季日落早,地面辐射降温开始时间早、持续时间长,接地逆温出现早、频率高;夏季白天气温高,热力对流发展旺盛,垂直混合强烈,至20时逆温层大多未形成。
【分析】本题以甘肃省酒泉市逆温频率的季节变化为命题情境,考查区域悬浮逆温频率的季节分布特征、区域接地逆温频率8时高于20时的原因、区域20时接地逆温频率秋季高于夏季的原因,同时考查学生获取和解读地理信息,描述和阐释地理事物、地理基本原理与规律,论证和探讨地理问题的能力,旨在考查学生的区域认知、综合思维和人地协调观等核心素养。
【详解】(1)酒泉市悬浮逆温频率的季节分布特征可从整体季节差异、季节变化、8时和20时悬浮逆温频率的差异等方面描述。季节差异与变化:当地悬浮逆温频率秋冬季高于春夏季,冬季最高,夏季最低;季节变化:8时和20时悬浮逆温频率的差异:春夏季8时悬浮逆温频率高于20时悬浮逆温频率,秋冬季20时悬浮逆温频率高于8时悬浮逆温频率;20时悬浮逆温频率季节变化大于8时悬浮逆温频率。
(2)酒泉市8时接地逆温频率高于20时的原因主要从辐射逆温形成的过程分析。当地傍晚后没有太阳辐射,地面辐射失去主要热源,地面辐射冷却加剧,近地面气温受地面辐射冷却影响迅速下降,上层的空气冷却降温缓慢,下冷上热形成逆温;随着夜晚地面热量不断散失,温度不断下降,逆温不断加强,至次日清晨(日出前)逆温达到最强;20时逆温刚形成不久或尚未形成,8时之前逆温得到加强,通常情况下8时逆温未消散,因此8时接地逆温频率比20时高。
(3)酒泉市20时接地逆温频率秋季高于夏季的原因可从秋季的天气状况、日落时间、白天对流状况对逆温层破坏等方面分析。甘肃当地气候较干旱,秋季晴天日数多,云量少,大气保温作用弱,保温效果差,近地面空气温度迅速降低,易形成接地逆温;秋季相较于夏季昼短夜长,日落早,地面辐射降温开始时间早、持续时间长,接地逆温出现早、频率高;夏季当地昼长,且夏季白天气温高,热力对流发展旺盛,垂直混合强烈,至20时逆温层大多时候还未形成。
3.阅读图文材料,完成下列要求。
土壤温度、积雪、植被覆盖影响冻土的最大冻结深度、冻结时长。受地形因素影响,山区往往发生逆温现象。伊犁河谷逆温现象在海拔800~1600m之间,非常典型。某校师生赴新疆伊犁地区开展以“伊犁河谷自然环境考察”为主题的研学活动。下图为伊犁河谷的位置及其年降水量和土壤冻结最大深度随海拔变化情况示意图。
(1)简述伊犁河谷冬季逆温典型的条件。
(2)分析季节冻土最大冻结深度在海拔约1200m以上下降的原因。
(3)伊犁河谷是我国西北地区主要黄土分布区之一,考察组观察到伊犁河谷黄土呈带状分布于河流阶地、低山丘陵区,且自西向东黄土颗粒逐渐变细。根据材料说明伊犁河谷黄土层形成过程。
【答案】(1)伊犁河谷向西开口,冬季有利于大西洋暖湿西风深入,谷底温度较高;天山山体高大,冬季高山冷空气下沉,集聚谷底;谷底暖空气被抬升,从而形成下冷上热的逆温层。
(2)1200m以上降水量增多,季节性积雪厚度增大,减弱了冬季地面热量散失,保温作用增强;逆温效果明显。温度高;降水量增加和逆温现象显著使得1200m以上地区水热条件改善,植被覆盖率高。
(3)盛行西风携带来自中亚沙漠的沙尘(伊犁河中下游的沙尘),遇山地阻挡;在爬坡上升过程中动力减弱,搬运能力下降而沉积。
【分析】本题以伊犁河谷相关图文资料为材料,设置3道小题,涉及逆温、气温及影响因素、风成地貌等相关知识点,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力,体现区域认知、综合思维的学科素养。
【详解】(1)逆温的形成是温度由近地面向高空递增,使得下冷上热:受地形因素影响,山区往往发生逆温现象。读图可知,伊犁河谷位于天山北麓河谷地带,向西开口,冬季有利于大西洋暖湿西风深入,谷底温度较高;天山山体高大,冬季高山上温度低,冷空气下沉,集聚谷底;谷底暖空气被抬升,从而形成下冷上热的逆温层。
(2)读图结合所学知识可知,山地的降水呈现“少多少”的规律,1200m以上降水量增多,季节性积雪厚度增大,会减弱冬季地面辐射散失热量,保温作用增强;伊犁河谷逆温效果明显,山坡上温度高;降水量增加和逆温现象显著使得1200m以上地区水热条件改善,植被覆盖率高,故最大冻结深度在海拔约1200m以上下降。
(3)由材料可知,伊犁河谷是我国西北地区主要黄土分布区之一,考察组观察到伊犁河谷黄土呈带状分布于河流阶地、低山丘陵区,且自西向东黄土颗粒逐渐变细,故受西风影响,风力沉积形成伊犁河谷黄土层。过程:盛行西风携带来自中亚沙漠的沙尘和伊犁河中下游的沙尘,遇天山山地的阻挡,风速减慢;在爬坡上升过程中动力减弱,搬运能力下降,在河流阶地、低山丘陵区逐渐沉积形成黄土层。
4.阅读图文材料,完成下列要求。
每年3—4月,阿拉斯加湾东部陆坡海域海冰消融后,水下100米附近会逐渐形成逆温层,逆温层厚度通常不超过50米,4月下旬随着表层升温而逐渐消失。某团队将自动温盐探测仪安装在北象海豹头部,数据在海豹上浮时传输至卫星系统,以搜集数据研究海水的性质。下图示意2014年3月24日的观测剖面。
(1)分析阿拉斯加湾陆坡海域3—4月逆温现象出现的原因。
(2)从数据收集的角度,评价将自动温盐探测仪安装在北象海豹头部的利弊。
【答案】(1)海冰消融,吸热导致表层海水降温;太阳高度角小,表层海水升温慢;融冰时,表层盐度降低,密度较小,水体.上下交换不畅。
(2)利:随海豹运动而移动,探测范围广,节省收集成本;弊:探测时间和地点具有随机性,难以对同一地点连续观测;受海豹在海面停留时间、数据量和通讯电能损耗等因素限制。
【分析】本题以阿拉斯加海域逆温现象为背景材料,图文结合,设置两个小题,涉及海水性质、逆温层、海域考察等内容,考查学生知识收集,图文信息提取,地理事物分析等能力。
【详解】(1)阿拉斯加湾纬度高,海冰面积大,3-4月间太阳直射点北移,在海冰消融过程中吸热导致表层海水降温,又因为太阳高度角小,高纬度表层海水升温慢,所以在海水观测剖面图中可以看出表层水温较低。又因为融冰作用,表层海水盐分稀释,盐度降低,密度较小,水体上下交换不畅,所以水下逆温现象呈现。
(2)可根据海豹习性、游动路线的不确定性,设备收集的局限性回答。据材料“某团队将自动温盐探测仪安装在北象海豹头部,数据在海豹上浮时传输至卫星系统,以搜集数据研究海水的性质”可知,随海豹运动而移动,探测范围广,可节省收集成本;由于海豹运动的不可控性,探测时间和地点具有随机性,难以对同一地点连续观测;受海豹在海面停留时间、数据量和通讯电能损耗,无法有效维护设备等因素限制。
5.阅读图文材料,完成下面各题。
古尔班通古特沙漠位于新疆天山北部准噶尔盆地中央,冬季一般有20-30cm深的稳定积雪覆盖。每年1月-3月古尔班通古特沙漠常见一种天气现象--雾凇,它的形成与低温、较高的湿度和较小的风速等气象条件和植被条件密切相关,且雾凇出现时常伴有逆温现象。研究表明,散落的雾凇和融雪水是这片沙漠重要的水源。沙丘顶部、底部小生境差异较大,以白梭梭(根系发达)、一年生草本等植物为主。灌丛下植物的多样性明显高于裸露地。下图示意古尔班通古特沙漠的位置。
(1)分析冬季沙漠多逆温层存在的原因。
(2)依据材料信息,说明沙丘顶部对应的植被类型及原因。
(3)说明灌丛对其下植物的作用。
【答案】(1)冬季寒潮和冷空气活动频繁,地表温度低,易形成逆温层;深居内陆,降水少,冬季多晴天,夜间大气逆辐射弱,地面降温快,易形成逆温层;冬季有稳定积雪覆盖,反射率高,地表温度低,易形成逆温层。
(2)沙丘顶部以白梭梭为主。沙丘顶部太阳辐射强,风力较大,蒸发旺盛,且地下水易流失,土壤水分条件较差;白梭梭根系发达而深扎,能有效地利用土壤水分。沙丘坡脚以一年生草本植物、短生命周期植物为主。坡脚地势低平,土层较厚,利于储水;有坡顶、坡中土壤水流入以及地表径流下渗,使其土壤含水量较大。
(3)灌丛凋落物可以为其下生物生长提供营养物质;灌丛凋落物可以保护地表土壤免被侵蚀,维持土壤肥力;灌丛可以起到遮荫效果,减少地表水分的快速蒸发;灌丛冬季易挂雾凇,为生物提供凝结水,夏季利于水土保持,为其下生物提供水源。
【分析】本题以古尔班通古特沙漠为材料,涉及逆温现象、植被类型等相关知识,考查学生对相关知识的掌握程度,从材料和图文中获取地理信息、运用所学知识解决实际地理问题的能力,考查区域认知、综合思维等地理学科核心素养。
【详解】(1)冬季寒潮和冷空气活动频繁,使地表降温快,近地面温度低于高空区域,易形成逆温层;沙漠地区,深居内陆,距海较远,水汽不易到达,降水少,冬季多晴天,云层少,夜间大气逆辐射弱,保温作用弱,地面降温快,近地面冷于高空,易形成逆温层;冬季有稳定积雪覆盖,冰雪反射率高,地面获得的太阳辐射减少,积雪融化吸热,冷却辐射周围空气,地表温度低,近地面温度高于高空,易形成逆温层。
(2)由材料可知,沙丘顶部、底部小生境差异较大,以白梭梭(根系发达)、一年生草本等植物为主,沙丘顶部以白梭梭为主,沙丘顶部太阳辐射强,升温快,蒸发旺盛,风力较大,且地下水埋藏深,距离地表更远,地下水随地势流失速度快,土壤保水性差,土壤水分条件较差,白梭梭根系发达而深扎入土壤,能有效地利用土壤水分,维持水分蒸发消耗,有更强的生存能力。沙丘坡脚以一年生草本植物、短生命周期植物为主,原因是坡脚地势低平,风力堆积作用明显,土层深厚,土壤颗粒较小,团粒发育,利于储水;有坡顶、坡中壤中流以及地表径流下渗,使其土壤含水量较大,草本植物、短生命周期植物根系较浅,在地表水分条件好的地区更利于存活。
(3)灌丛凋落物可以为其下生物生长提供枯枝落叶,在土壤中形成腐殖质和有机质,供给给其下植物充足营养物质来源;沙漠地区风力较大,灌丛凋落物可以保护地表土壤免被风力侵蚀,增加风力堆积,保持土壤肥力;灌丛可以削弱到达地面的太阳辐射,起到遮荫效果,减弱蒸发,保持土壤水分;灌丛冬季易挂雾凇,雾凇融化后为下层植被提供水分,夏季利于水土保持,涵养水源,为其下生物提供水源,保持其生长环境不被破坏。
6.读图文资料,完成下列问题。
雾是近地面层空气中水汽凝结的产物,水汽充足、微风及逆温情况下易生成雾。乌鲁木齐机场位于准噶尔盆地南缘地势低洼处,2023年12月8日—14日,该机场出现一次长时间的强浓雾天气。浓雾发生前,该地地表升温明显。15日,伴随着大风、降温,浓雾在短时间内消散。下图为浓雾出现时地面海平面气压场。(黑三角为机场位置)
(1)据图文材料,分析该地浓雾生成的有利条件。
(2)判断15日促成浓雾消散的天气系统,并说明原因。
(3)针对突发性浓雾,机场应该采取哪些措施?试列举四条措施。
【答案】(1)浓雾生成前地表升温,积雪融化,提供水汽;浓雾生成时,高压控制,天气晴朗,昼夜温差大,夜间地表温度低;等压线稀疏,风力弱。低洼的地形,冷空气下沉堆积,暖空气被迫抬升,形成的逆温利于雾的生成。
(2)冷锋该日出现了大风、降温天气;时间在冬季,且该地距冷空气源地较近,冷锋形成的大风天气,有利于雾在短时间内扩散。
(3)加强对大雾天气的监测与预报,及时发布大雾信息;针对大雾发展趋势,调整航班;及时向旅客通报航班变动信息;启动供水、照明等应急设备,保障旅客安全;合理安排车辆,确保旅客能有序、安全进出机场;维持好现场秩序,作好安抚与解释工作。
【分析】本大题以“乌鲁木齐机场所在的地理环境”为材料设置试题,涉及雾的形成条件、天气系统对雾的影响、雾与交通等相关内容(知识点),考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、描述和阐释地理事物的关键能力和区域认知、综合思维等核心素养。
【详解】(1)雾的形成的基本条件有充足的水汽供应、水汽不易扩散、大气要有明显的降温过程。充足的水汽:浓雾生成前地表升温,积雪融化,提供水汽。水汽不易扩散:等压线稀疏,风力弱;低洼的地形,冷空气下沉堆积,暖空气被迫抬升,形成的逆温利于雾的生成。大气有明显的降温过程:浓雾生成时,高压控制,天气晴朗,昼夜温差大,夜间地表温度低有利于雾的生成。
(2)何种天气系统可以从“2023年12月8日—14日”、“伴随着大风、降温”等信息推断:冬季的中纬度大陆,大风、降温,应为冷锋天气系统。促成浓雾的消散,与风力大相关。
(3)针对突发性浓雾,机场应在雾情预警预报、信息公开透明、旅客情绪安抚、航班调整对接、提供必要的后勤及物资保障、给与适当的心理或物质补偿等方面做好服务,获得旅客的理解和谅解。具体可如下表述:加强对大雾天气的监测与预报,及时发布大雾信息;针对大雾发展趋势,调整航班;及时向旅客通报航班变动信息;启动供水、照明等应急设备,保障旅客安全;合理安排车辆,确保旅客能有序、安全进出机场;维持好现场秩序,作好安抚与解释工作。
7.长三角地区是工业集聚程度高,大气环境污染较为严峻的区域之一,部分城市(见图示)雾霾污染问题日益受到关注。读图文资料,回答问题。
材料一:雾霾污染是PM2.5(粒径小于2.5um细颗粒物)浓度过高导致,已经成为跨区域的环境问题。除自然原因外,雾霾形成与能源消耗、工业废气和烟尘排放、机动车尾气排放等人为因素有关。
材料二:2017年每万元GDP工业烟尘排放量。江苏的8个城市平均为0.36千克,浙江的7个城市平均为0.26千克,江苏比浙江高出38.5%。
材料三:“逆温现象”是指气温随着高度的增加而上升的现象。
推测PM2.5浓度冬夏季节差异并用大气逆温原理解释其原因。
【答案】冬季大于夏季。原因:冬季受冬季风影响,地面降温快,气温低,容易出现逆温现象;大气处于静稳状态,污染物不易扩散;夏季地面气温高,空气对流运动显著,不容易形成逆温。(任答2点)
【分析】本题以长三角地区的雾霾为材料设置试题,涉及逆温、大气污染等相关知识点,考查学生获取与解读地理信息、调动和运用地理知识、描述和阐释地理事物的能力,培养学生综合思维、地理实践力等地理核心素养。
【详解】结合材料“逆温现象”是指气温随着高度的增加而上升的现象”,结合所学知识可知,逆温是局部大气下冷上热的稳定状态,静风天气逆温状态稳定,若空气对流强烈,则不易出现逆温天气。冬季我国受冬季风影响大,地面降温快,近地面气温低,因此更容易出现逆温现象,且大气处于静稳状态,污染物不易扩散,PM2.5浓度高。夏季,正午太阳高度角大且白昼长,地面升温快,近地面气温高,空气对流运动显著,因此不容易形成逆温,气流上升可能带来降水,利于污染物沉降,降低PM2.5浓度。综上所述,因此PM2.5浓度冬季大于夏季。
8.阅读图文材料,完成下列要求。
正常状况下,海水的温度从表层向深层降低。有时候这种状况会发生改变,较暖的海温出现在次表层,这就是逆温现象。海水逆温现象通常受到海洋表层热量损失、海水流动等影响。孟加拉湾北部冬季的海水较容易出现逆温现象,并影响了当地的渔业资源。下图示意孟加拉湾及周边区域。
(1)解释孟加拉湾北部冬季易出现海水逆温的原因。
(2)分析海水逆温层对当地渔业资源的不利影响。
【答案】(1)孟加拉湾北部受南下干冷的冬季风影响,引起了强烈的海表热量损失;冬季北部沿岸有较多的低温河水注入,使海表降温幅度较大;密度较小的河流淡水不易下沉,阻碍了上下层海水运动,热量不易交换。
(2)海水出现逆温层,迫使海水垂直交换减弱,到达海水表层的海底(深层)营养盐较少,限制浮游生物生长,导致鱼类饵料较少。
【分析】本题以孟加拉湾北部冬季的海水较容易出现逆温现象为材料,设置2道小题,涉及海水温度、海水运动对渔业资源的影响等相关知识点,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力,体现区域认知、综合思维的学科素养。
【详解】(1)根据所学知识可知,孟加拉湾北部盛行东北季风,受南下干冷的冬季风影响,表层温暖的海水被吹走,引起了强烈的海表热量损失;读图可知,孟加拉湾北部有恒河等有较多的低温河水注入,使海表降温幅度较大;河流盐度低,密度较小,密度较小的河流淡水不易下沉,阻碍了上下层海水运动,热量不易交换。
(2)根据所学知识可知,上升流可以将海底营养盐类带至表层,而海水出现逆温层,会使海水比较稳定,迫使海水垂直交换减弱,导致到达海水表层的海底(深层)营养盐较少,限制浮游生物生长,导致鱼类饵料较少,进而对当地渔业资源产生不利影响。
9.阅读图文材料,完成下列要求。
土壤温度、积雪、植被覆盖影响冻土的最大冻结深度、冻结时长。受地形因素影响,山区往往发生逆温现象。伊犁河谷逆温现象在海拔800m-1600m之间,非常典型。6月的伊犁河谷,沉浸在薰衣草最大紫色花海中,8月人们就可早早品尝种植在海拔800m-1200m山坡的“糖心”苹果,满山的绿草中,牛羊成群。下图为伊犁河谷地的位置及其年降水量和土壤冻结最大深度随海拔变化情况示意图。
(1)伊犁河山谷最容易发生逆温的季节是冬季,请分析述其逆温形成的原因过程。
(2)说明8月人们可品尝伊犁河“糖心”苹果的理由。
【答案】(1)伊犁河谷向西开口,冬季有利于大西洋暖湿西风深入,谷底温度较高;天山山体高大,冬季高山冷空气下沉,集聚谷底;谷底暖空气被抬升,从而形成下冷上热的逆温层。
(2)山坡逆温带,气温高,热量条件好,使苹果生长快,成熟早,上市早;夏季日照时数长,正午太阳高度大,降水少,光照充足,利于光合作用;晴天多,昼夜温差大,利于糖料积累,品质高。
【分析】本题以伊犁河谷为背景,设置2小题,涉及逆温、农业区位因素等知识,考查学生获取和解读信息、调动和运用地理知识的能力,体现了综合思维、区域认知、地理实践力的学科素养。
【详解】(1) 逆温是气温随高度的升高而升高的现象。材料中提到“受地形因素影响,山区往往发生逆温现象”,读图可知,伊犁河谷向西开口,有利于大西洋暖湿气流(西风)深入,在河谷底部堆积,谷底温度较高;天山山体高大、相对高度大,冬季高山冷空气沿山坡下沉至谷底,冷空气冷而重,谷底暖而轻的空气被迫抬升,从而形成下冷上热的逆温层。
(2) 由材料可知,8月人们就可早早品尝种植在海拔800m-1200m山坡的“糖心”苹果。8月人们可品尝伊犁河“糖心”苹果,说明伊犁河苹果上市早且甜度高。上市早是由于天山易形成地形逆温,夜晚谷底暖空气被冷空气抬升至山坡,山坡为逆温带,气温高、热量条件好,使苹果生长快,成熟早,上市早;夏季北半球昼长夜短,日照时间长,正午太阳高度大,光合作用强;该地地处温带大陆性气候区,气候干旱、光照充足、昼夜温差大,白天苹果持续光合作用,夜晚呼吸作用弱,有利于糖分的积累,出“糖心”,苹果色泽好、味甜。
10.阅读材料,完成下列要求。
中国天山气温格局复杂多样,山体效应、逆温现象和差异性气温垂直递减分布显著,并对天山的地理环境产生深刻影响。山体效应导致同海拔的天山山体内部气温(图示T₁)高于山体外部气温(图示T₂),天山北坡冬半年存在广泛而普遍的逆温现象,天山夏半年平均垂直递减率高达0.63℃/100m,而冬半年平均垂直递减率仅为0.55℃/100m,都是天山气温格局复杂多样的具体表现。下图为天山气温格局研究区示意图和山体效应模型图。
(1)运用大气受热过程原理,分析天山山体效应形成的机制。
(2)分析天山北侧冬半年逆温现象产生的原因。
(3)分析天山冬半年气温垂直递减率小于夏半年的原因。
【答案】(1)地面辐射是大气的直接且主要热源,天山山体高大,地面辐射效应显著;天山山体内部海拔高,空气较稀薄,大气对太阳辐射削弱作用弱,地面接收的太阳辐射多,地面辐射传递给大气的热量也较多。山体外部的地面热量传递到同山体内部同海拔高度大气的过程中,被经过大气吸收较多,热量大为减弱;山体内部气候较为干燥降水少,进一步减弱大气对太阳辐射的削弱作用,增强了地面辐射传递给大气的热量。
(2)天山北侧为坡地地形,山坡处冷空气下沉迫使谷底暖空气抬升,下冷上暖,形成逆温现象;冬季寒潮和冷空气活动频繁,来自北方的冷空气在山麓地带堆积形成逆温现象;深居内陆,降水少,冬季多晴天,空气湿度低,夜间大气逆辐射弱,地面降温快,形成逆温现象。
(3)冬半年地面气温低,垂直方向上温差小,气温垂直递减率低于夏半年;冬半年天山存在广泛而普遍的逆温现象,导致气温垂直递减率低于夏半年;冬半年空气对流活动比夏季弱,导致气温垂直递减率低于夏半年;冬半年天山降水多于夏半年,降水过程中水汽上升凝结散热,使得垂直方向上温差变小,导致气温垂直递减率降低。
【分析】本题以天山气温格局研究区示意图和山体效应模型图相关材料为背景,设置3道题目,知识点涉及大气受热过程、逆温产生的原因、气温垂直递减率差异的原因等内容,考查学生地理知识的迁移与调动能力,蕴含综合思维、区域认知等地理学科核心素养。
【详解】(1)山体效应是指山体内部气温高于山体外部气温,结合大气受热过程原理可知,地面辐射是大气的直接且主要热源,山体内部气温高说明山体内部吸收更多的地面辐射,山体外部吸收的地面辐射较少,天山山体高大,地面辐射效应显著;从大气对太阳辐射的削弱作用看,天山山体内部海拔高,空气较稀薄,水汽含量较少,大气对太阳辐射削弱作用弱,地面接收的太阳辐射多,地面升温产生的地面辐射增多,地面辐射传递给大气的热量也较多;山体内部气候较为干燥降水少,多晴朗天气,进一步减弱大气对太阳辐射的削弱作用,增强了地面辐射传递给大气的热量。山体外部的地面热量传递到同山体内部同海拔高度大气的过程中,被经过大气吸收较多,热量大为减弱,此外山体外部空气流动较强,使得山体外部吸收的地面辐射相对较少,温度较低。
(2)天山北侧冬半年逆温现象产生的原因主要从地形逆温、辐射逆温、冷空气活动角度分析。天山北侧为坡地地形,与外围存在局地环流,山坡处冷空气下沉迫使谷底暖空气抬升,下冷上暖,形成地形逆温现象;冬季受蒙古西伯利亚高压影响,寒潮和冷空气活动频繁,来自北方的冷空气在山麓地带堆积,山脚受冷空气影响,形成逆温现象;天山北侧深居内陆,降水少,冬季多晴天,空气湿度低,夜间大气逆辐射弱,地面降温快,热量散失,形成下冷上热的情况,形成辐射逆温现象。
(3)天山冬半年气温垂直递减率小于夏半年的原因主要从气温垂直温差、天气状况、逆温现象角度分析。冬半年接受到的太阳辐射量(根本能量来源)较低,地面气温低,地面与高空垂直方向上温差小,气温垂直递减率低于夏半年;冬半年天山存在广泛而普遍的逆温现象,下冷上热,导致气温垂直递减率低于夏半年;受逆温影响冬半年空气对流活动比夏季弱,导致气温垂直递减率低于夏半年;冬半年,受西风带影响,天山降水多于夏半年,水汽含量增多,降水过程中水汽上升凝结散热,使得垂直方向上温差变小,导致气温垂直递减率降低。
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