内容正文:
龙卷
雷暴云底伸展出来并到达地面的漏斗状云叫做龙卷。龙卷伸展到地面时会引起强烈的旋风,这种旋风叫做龙卷风。龙卷是一种强烈旋转的小涡旋,中心气压很低,中心与外围之间气压梯度可达2 hPa/m左右,所以其中心风力可达100~200m/s以上,具有极大的破坏力。龙卷漏斗云轴一般是垂直的,但当风速垂直切变较大时,也有曲折或倾斜的。
龙卷有时成对地出现,这时,两个龙卷的旋转方向正好相反。一个是气旋式的,另一个是反气旋式的(图5-66),但是以气旋式的龙卷较为常见。龙卷中心为下沉气流,四壁为极强的上升气流(图5-67),速度可达50m/s以上。
1)龙卷的形成:与强雷暴云中强烈的升降气流有关。当升降气流之间形成很强切变时,就会发生强烈的水平轴的涡旋。由流体力学知识可知,流体中形成的涡管不能在流体内部中断,而只能起止于流体的边界面或形成闭合涡管。因此,云中形成的涡管通常有将其两端伸向地面的趋势。当它的两端伸到云下或地面时,便形成两个旋转方向相反的龙卷。观测事实表明,产生龙卷的雷暴云比别的雷暴云更高、更强,而且在主要雷暴的侧面产生龙卷的机会要比在其正下方更多。少数情况下,龙卷可能在发展中的积云下面形成。龙卷出现的概率随着雷暴云的高度、强度的增加而增大。一般认为,阵雨、雷电、冰雹、强飑、龙卷风,这几种对流性天气现象所要求的积雨云的高度和强度,大致上是依次一个比一个地更大。
2)龙卷的分布:从世界范围看,龙卷主要发生在中纬度(20°~50°)地区。美国是龙卷出现最多的国家,平均每年出现500次左右。澳大利亚、日本次之。我国也有龙卷出现,主要在华南、华东一带。以春季、夏初为多。
【高考真题】
(2018全国文新课标II卷)阅读图文资料,完成下列要求。
龙卷风是大气中强烈的涡旋现象.湿热气团强烈抬升,产生了携带正电荷的云团。一旦正电荷在云团局部大量积聚,吸引携带负电荷的地面大气急速上升,在地面就形成小范围的超强低气压,带动汇聚的气流高速旋转,形成龙卷风。下图示意美国本土龙卷风发生频次的分布。在美国龙卷风多发区,活跃着"追风人",他们寻找、追逐、拍摄龙卷风,为人们提供龙卷风的相关信息。
(1)读图,指出龙卷风多发区湿热气团的主要源地、抬升的原因,以及气流发生旋转的原因。
(2)分析美国中部平原在龙卷风形成过程中的作用。
(3)解释美国中部平原龙卷风春季高发的原因。
(4)说明龙卷风被人们高度关注的理由。
试卷第1页,共3页
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【模拟试题】
黄河气旋是生成于河套和黄河下游地区的锋面气旋,全平均可出现。但以夏季居多,约占全年总次数的80%、黄河气旋对华北和东北南部天气影响很大。下图示意某日黄河气旋分布,据此完成下面小题。
1.图示黄河气旋的主要云雨区位于( )
A.气旋中心 B.气旋边缘
C.气旋西部冷锋区 D.气旋东部暖锋区
2.冬春季节,黄河气旋中心所经之处可能带来( )
A.沙尘暴天气 B.龙卷风天气
C.干热风天气 D.晴朗的天气
龙卷风是一种少见的局地性、小尺度、突发性的强对流天气。据1991~2020年统计数据,在我国,江苏、广东、湖北、安徽等省发生龙卷风次数较多,其中江苏和广东最多。2022年7月4日下午,佛山市提前2小时准确预警了龙卷风。据此完成下面小题。
3.此次广东龙卷风发生发展过程中需要具备的大气条件有( )
①不稳定的大气层结构②充足的低层水汽条件③强烈的垂直风切变④强大的南下冷空气
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
4.与江苏和广东相比,福建龙卷风发生频次较少的主要影响因素是( )
A.海陆位置 B.气候条件 C.大气环流 D.地形条件
2019年5月11日甘肃省中东部地区(下图阴影区域)出现某天气现象,对当地生产生活造成了重大影响。下图为当日20时天气形势图,其中阴影部分示意该天气现象的影响范围。据此完成下面小题。
5.该天气现象最可能是( )
A.龙卷风 B.沙尘暴 C.阴雨连绵 D.大雾弥漫
6.该天气现象影响范围内,近地面的主要风向是( )
A.西北风 B.东南风 C.西南风 D.东北风
俗话说:“清明前后刮鬼风。”这种所谓的“鬼风”其实是一种尘卷风,它是由于地面受局部强烈增温,在近地面气层中产生的一种尺度很小的旋风,其直径在几米左右,持续时间只有几分钟,相较于龙卷风,其预测难度更大。下表为我国南疆某气象站记录的尘卷风在11—20时(北京时间)之间出现的次数与占比。完成下面小题。(注:该站地方时较北京时间晚2个小时)
出现时间
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
次数
1
11
21
31
47
47
24
10
1
占总次数的百分比
0.5
5.6
10.9
16.1
24.4
24.4
12.4
5.2
0.5
7.尘卷风出现频次最高时段,该地( )
①太阳高度大②地面温度高③土壤湿度大④空气质量好
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
8.与龙卷风相比,尘卷风预测难度大的原因是( )
A.对流弱,破坏能力小 B.降水少,发生地域小
C.历时短,影响范围小 D.风沙多,移动范围小
温带气旋龙卷是伴随温带气旋发育的剧烈上升涡旋,常出现在锋面气旋的暖气团一侧。辽宁省是我国东北温带气旋龙卷的高发区。下图示意辽宁省温带气旋龙卷典型天气流场模型。完成下面小题。
9.发育温带气旋龙卷的区域( )
A.高空气流旋转辐散 B.近地面气流旋转辐合
C.高空风速小于近地面 D.近地面气流顺时针运动
10.对图示温带气旋龙卷的形成起到关键作用的是( )
A.暖锋北上 B.暖湿气流输送
C.冷锋南下 D.气旋水平移动
11.辽宁省是我国东北温带气旋龙卷高发区,主要是因为( )
①邻近海洋②西风较强③纬度较低④冷锋频发
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
飑线是排列成带状的雷暴群构成的风向风速发生突变的狭窄(宽约几公里、长约几十到几百公里)的强烈对流天气带。当飑线过境时,风向突变,风速急增,气压骤升,气温剧降,并经常伴有雷暴、暴雨、冰雹甚至龙卷等天气现象,下图为某区域气压与飑线示意图,据此完成下面小题。
12.此次飑线过境时的降水区在( )
A.① B.② C.③ D.④
13.推断此次飑线的移动方向为( )
A.正东 B.西北 C.东南 D.正西
14.飑线一般发生的季节为( )
A.春 B.夏 C.秋 D.冬
冷暖空气交锋,空气强烈对流产生的小范围空气涡旋称为龙卷风,2021年美国在罕见的12月份遭遇8年来等级最高的龙卷风暴,研究表明,这一现象与极地升温背景下北极涡旋(北极上空大型冷性气旋系统)分裂,冷空气南下扩散有关。下图示意龙卷风发生时美国海平面气压场形势。据此完成下面小题。
17.推测此次龙卷风爆发的区域是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
18.判断北极涡旋的气流流动方向及此次龙卷风爆发前几日涡旋强度变化( )
A.逆时针减弱 B.逆时针增强 C.顺时针减弱 D.顺时针增强
【高考真题参考答案】
(1)主要源地:墨西哥湾。
抬升原因:与北来的冷干气流(气团)交汇,湿热空气抬升;(地处中低纬,太阳辐射较强)下垫面温度较高,(湿热)空气受热抬升;湿热空气抬升过程中,水汽凝结,释放热量,加热并一步抬升空气。
旋转原因:地转偏向力的作用。
(2)地势平坦,对气流旋转阻挡作用弱(摩擦力小);平原南北延伸,面积广大,利于(南北向)冷暖气团交汇。
(3)北美大陆春季中低纬升温快,南北温差加大,气压梯度大,冷暖空气交汇频繁、强烈。
(4)强烈的涡旋,从地面至云端,壮观;历时短,局地性强,不易见到;破坏力大,对生命财 产构成巨大威胁。
【详解】整体分析:本题主要以龙卷风为主题,考查龙卷风的成因、地形对龙卷风的影响以及龙卷风被人们高度关注的原因,主要考查考生获取和解读地理信息、论证和探讨地理问题的能力。
(1)读图可知,龙卷风多发区位于美国中部平原,形成龙卷风的气团湿热,说明该湿热气团来自低纬度的海洋地区,而大西洋沿岸受山地阻挡,水汽难以深入美国中部,所以其主要源地是墨西哥湾。湿热气团抬升的原因,主要是受气温影响,由于气团湿热,气温高,空气受热抬升,抬升时气温降低,水汽凝结放热,进一步带动空气抬升。气流旋转的原因,主要是受地转偏向力的影响。
(2)美国中部平原在龙卷风形成过程中的作用,主要分析其南北纵列分布的平坦地形对气流汇聚和气流旋转速度的影响。
(3)美国中部平原龙卷风春季高发的原因,主要从春季气温的变化、南北温差对风速的影响、冷暖气流交汇频率等角度作答。
(4)龙卷风被人们高度关注的原因,主要从龙卷风的形态、历时长短以及危害性三个方面分析,如龙卷风形态壮观,历史短难以发现,危害性大等。
【模拟试题参考答案】
1.C 2.A
【解析】1.图中黄河气旋是生成于河套和黄河下游地区的锋面气旋,黄河西北有高压中心,黄河气旋是低压,图中冷锋位于两个气压中心之间,气压差较大,风力较大,冷暖气流相遇,暖气流抬升较明显,形成的降水较多,C正确。暖锋两侧等压线较稀疏,风力弱,暖气团抬升不明显,降水少于冷锋,D错误。气旋中心气流上升带来降水,但是不如冷锋降水多,A错误。气旋边缘等压线稀疏,风力弱,暖气团抬升弱,降水少,B错误。故选C。
2.冬春季节,北方比较干燥,暖气团水汽少,暖气团抬升不易形成降水,黄河气旋中心所经之处,带来大风会扬起地面的沙尘形成沙尘暴天气,不是晴朗的天气,A正确,D错误。龙卷风的产生条件包括近地面的风切变和显著的垂直运动、不稳定能量,黄河气旋中心所经之处不会带来龙卷风天气,B错误。冬春季节黄河流域气温较低,很少出现干热风天气,C错误。故选A。
【点睛】干热风亦称“干旱风”、“热干风”,习称“火南风”或“火风”,是农业气象灾害之一。它出现在温暖季节,导致小麦乳熟期受害秕粒的一种干而热的风。干热风天气时,温度显著升高,湿度显著下降,并伴有一定风力,导致蒸腾加剧,根系吸水不及,往往造成小麦灌浆不足,秕粒严重甚至枯萎死亡。
3.A 4.D
【解析】3.根据材料可知,龙卷风是一种少见的局地性、小尺度、突发性的强对流天气,说明其发生时大气层结构不稳定,①对。形成龙卷风,需要水蒸气上升到天空后冷却,周围的水蒸气不断被冷却,体积也不断缩小,使得周围空气中的水蒸气不断地补充因冷凝缩小后的剩余空间,②对;对流强烈,大气垂直运动强,垂直风切变强烈,③对;此次广东龙卷风发生在夏季,此时北方冷空气势力较弱,不可能出现强大的南下冷空气,④错误。综上可知,正确的为①②③,A对,BCD错。故选A。
4.与江苏和广东相比,福建境内多山地丘陵,对气团的阻挡作用强,不利于龙卷风的发展,D对。福建省与广东省均靠海,且都位于亚热带季风气候区,广东省、福建省、江苏省均位于亚欧大陆东岸,受东亚季风影响。海陆位置、气候条件、大气环流相似,ABC错。故选D。
【点睛】龙卷风的形成需要以下条件:1.潮湿的空气:龙卷风的形成需要大量的水汽。在温暖的气候条件下,空气中的水分容易达到饱和,从而提供形成龙卷风所需的水汽。2.高温:高温地面和大气层结构不稳定,有助于形成雷暴和龙卷风。3.层结不稳定:大气层结不稳定,使得暖湿气流能够快速上升,从而促进龙卷风的形成。4.垂直风切变:垂直风切变是指大气中不同高度水平风速和方向的变化。在龙卷风的形成过程中,垂直风切变起到了重要的作用,它能够促进空气涡旋的形成和加强。5.抬升机制:抬升机制是指促使空气上升的力。在雷暴天气中,对流运动的强度往往足以抬升并冷却潮湿的空气,进而促进龙卷风的形成。
5.B 6.A
【解析】5.读图可知,图中阴影区域处于冷锋附近,等压线密集,风力强劲,该地位于气候较干旱的甘肃省中东部地区,时间为降水少、蒸发强的春季,由此判断,该天气现象最可能是沙尘暴,B符合题意;甘肃省中东部地区的春季,空气中水汽少,出现龙卷风和阴雨连绵天气的可能性小,排除AC;由于当地风力强劲,不可能出现大雾弥漫的天气,排除D。故选B。
6.该天气现象影响范围内,等压线大致走向为南北走向,西边气压高于东边,水平气压梯度力大致由西指向东,该地位于北半球近地面,风向应在水平气压梯度力方向的基础上向右偏转一个锐角,形成西北风,A符合题意,排除BCD。故选A。
【点睛】等压线图中风向的判断:第一步:在等压线图中,画出等压线在拟求风向点的切线并作垂直于切线的虚线箭头,表示水平气压梯度力的方向。第二步:确定南、北半球后,顺着水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转一个锐角(若为高空,则偏转90°),画出实线箭头,箭头所指即经过该点的近地面风向。
7.A 8.C
【解析】7.表中数据为我国南疆某气象站记录的尘卷风在11~20时(北京时间)之间出现的次数与占比。由表可知,频次最高的时段是北京时间15~17时,为当地地方时午后13~15时。由此可推断出由于此时太阳高度大,太阳辐射强,地而增温快,且干燥无风,当局地受热不均匀,近地层大气不稳定,极易产生猛烈上升运动,此时周围空气迅速填补,就会形成尘卷风,空气中多沙尘,①②正确;尘卷风出现频次最高时段,该地土壤湿度小,地表较干燥,所以才容易起沙尘而出现尘卷风,③错误;尘卷风出现频次最高时段,该地空气中沙尘多,空气质量差,④错误。A项的①②正确,BCD错误,故选A。
8.根据材料信息,尘卷风是在近地而气层中产生的一种尺度很小的旋风,其直径在几米左右,持续时间只有几分钟,可知尘卷风历时短,影响范围小,因此,它的产生、移动、影响等数据很难被捕捉,预测难度大,C正确;根据材料信息,尘卷风,它是由于地面受局部强烈增温形成,说明对流作用较强,A错误;龙卷风影响同样降水少,B错误;与龙卷风相比,尘卷风的强度较小,风沙较少,D错误。故选C。
【点睛】影响风力大小的因素:1、受气压带控制风力小,受风带控制或靠近季风源地风力大;2、温差越大,等压线越密集,水平气压梯度力越大,风力越大;3、受“狭管效应”影响风力大,如果受山脉阻挡季风,风力小;4、若风经过水面或裸地,摩擦力小,风力大。5、受台风、海陆风或山谷风影响,风力大。
9.B 10.B 11.C
【解析】9.图示发育温带气旋龙卷的区域近地面为气旋,呈逆时针辐合,B正确,D错误;高空为单一的强西风,并非旋转气流,A错误;高空摩擦力小,风速大,C错误。故选B。
10.由图可知,该锋面气旋暖气团一侧有暖湿气流输送,为龙卷风补充热量和水汽,暖湿气流受热辐合上升,水汽凝结放出的热量加剧气流上升,形成龙卷风,B正确;暖锋北上、冷锋南下和气旋水平移动的对龙卷风的形成不起关键作用,ACD错误。故选B。
11.辽宁省邻近海洋,水汽条件较好,①正确;温带气旋龙卷是伴随温带气旋发育的剧烈上升涡旋,高空较强的西风对其形成影响小,②错误;在东北地区中,辽宁省纬度较低,受暖气流影响较大,更易受热上升,③正确;冷锋频发会削弱暖湿气流,不利于龙卷的形成,④错误。综上所述,①③正确,故选C。
【点睛】气旋的形成过程:地面冷热不均,某地地面热则空气受热膨胀密度变小,所以气流上升,近地面形成低压;周围相对气压高,所以气流由高压流向低压,即由四周流向中心(中心在上升)形成气旋,受地转偏向力的影响,在北半球逆时针偏转,南半球顺时针偏转。
12.A 13.C 14.B
【分析】12.飑线左侧为偏冷的高气压,右侧为低气压,可得出其是冷气团推动热气团运动,因此降水位置应在飑线后方,因此选择A。
13.根据飑线左右两侧的气压状况得到水平气压梯度力的方向,从高压指向低压区,冷气团北上,说明是南半球,再结合地转偏向力左偏,吹东南风,C正确,ABD错误,故选C。
14.根据飑线发生时伴随着强对流天气,并具有雷暴、暴雨等天气现象,可知其发生多在空气对流运动强烈的夏季,B正确,ACD错误,故选B。
【点睛】本题组主要考查天气系统的相关知识。
15.C 16.A
【解析】15.读材料可知,龙卷风的形成条件是冷暖空气交锋,空气强烈对流产生空气涡旋。读图可知,丙地位于冷锋锋前,而且气压很低,比较符合冷暖空气交锋、空气强烈对流上升这一形成条件,因此推测此次龙卷风爆发的区域是丙地,C正确。甲地位于高压中心,盛行下沉气流,不符合龙卷风形成条件,A错误。乙地单一冷气团控制区域,不是冷暖空气交锋地带,B错误。丁地位于单一暖气团控制区域,也不是冷暖空气交锋地带,D错误。故选C。
16.根据材料,北极涡旋是北极上空大型冷性气旋系统,根据所学,北半球气旋水平气流呈逆时针辐合,因此可判断北极涡旋的气流流动方向是逆时针流动。再根据此次龙卷风爆发与北极涡旋分裂后,冷空气南下扩散有关,因此可以推断在此次龙卷风爆发前几日,北极涡旋强度是减弱的。综上所述,A正确,排除BCD。故选A。
【点睛】常见的天气系统有:锋面系统、低压(气旋)系统、高压(反气旋)系统。冷暖气团相遇交锋形成锋面。低压与气旋、高压与反气旋分别属于同一个天气系统。只不过低气压、高气压是对气压状况的描述;气旋、反气旋是对气流状况的描述。气旋水平气流运动方向:北半球是逆时针辐合,南半球是顺时针辐合;气旋垂直气流运动方向都是上升气流。反气旋气流运动方向:垂直方向是下沉气流;水平方向气流(北半球是顺时针辐散,南半球是逆时针辐散)。低压控制时,出现阴雨天气;高压控制时,天气晴朗。
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