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大兴安岭北部多年冻土区积雪变化
大兴安岭位于中国东北地区,是欧亚大陆北方林带的重要组成部分,海拔呈东北高、西南低的趋势,大兴安岭多年冻土区位于大兴安岭最北部,面积约为11.2×104 km2,海拔在220~1487 m,属于寒温带大陆性季风气候,冬季漫长干旱,夏季短促湿热,年均气温在-5~2℃,年均降水量为460 mm,该区森林覆盖率高,最主要的3种典型林型是兴安落叶松、樟子松林和白桦林,此外,还以斑块状散布着少量草原、草甸以及沼泽等覆被类型。大兴安岭北部冻土区也是中国三大稳定积雪区之一的东北地区的雪深最深、积雪时长最长的区域,年均积雪日数达到120 d以上,年均积雪深度9 cm以上,年负积温达-3400℃以下,负积温持续日数达到190 d以上有利于积雪积累和维持。
大兴安岭北部冻土区积雪深度年内变化呈单峰型(图2),冷季(11月—翌年3月)积雪深度为13.9 cm,积雪从9月开始出现并持续至翌年5月基本消失。最大积雪深度17.9 cm,出现在2月,1月次之。积雪深度在9月至2月缓慢增加,2—5月其减小速率较前期增长速率快,积雪深度增加和减小趋势沿最大值呈不对称分布。年积雪日数161.5 d,冷季积雪日数142.1 d,占年总积雪日数的88%,12月—翌年2月几乎每天都有积雪覆盖。积雪日数在10—11月期间迅速增长,从9.1 d增加为27.3 d,之后每个月稳定存在积雪直至3—4月由26 d迅速降为8.7 d。积雪深度和积雪日数的最大值并不重合,并未在同一月份出现,蒙古高原1月份出现最大积雪面积与最大深度也不重合[14]。积雪不同参数年内极值不重合,气温和降水是影响积雪深度和日数的主要因子,但其作用随季节而不同。对于积雪深度而言春、秋季气温是关键因子,冬季因为气温较低且稳定,因此降水量是关键因子,春季是积雪消融期,气温是其关键因子,积雪积累期影响因素较消融期复杂,也是个缓慢积累过程,但积雪消融期较短。因研究区纬度较高,温度低,11月—翌年3月基本都有积雪覆盖,因此积雪日数较稳定。
大兴安岭多年冻土区位于大兴安岭最北部,在稳定的东北积雪区中是雪深最深、积雪时长最长的区域,年均积雪深度9cm以上,年均积雪日数超过120天。下图是1974—2020年大兴安岭北部多年冻土区积雪深度及日数年内分布统计。完成下面小题。
1.11月一次年3月该地区积雪日数相对稳定,与此无关的因素是( )
A.气温较低 B.降雪日多 C.海拔较高 D.风力强劲
2.研究表明,该地冬季平均积雪深度与平均地面一雪面温差呈正相关,这表明积雪具有( )
A.反射作用 B.吸热作用 C.散热作用 D.保温作用
积雪是冰冻圈的重要组成部分,具有较高反射率、较低导热率等特点,可以影响地表的能量收支。下图为大兴安岭北部多年冻土区积雪变化(左)及其与地面、空气温度的关系示意图(右)。完成下面小题。
3.对于大兴安岭北部冻土区积雪状况说法正确的是( )
A.11月-3月因有积雪覆盖所以积雪日数较稳定
B.积雪深度增加的速率快于积雪深度减少的速率
C.2月积雪深度最大的原因最可能是因为降雪最多
D.积雪从8月开始出现并持续至翌年6月基本消失
4.右图中三条曲线对应地面温度、雪面温度和地面一雪面温差的序号依次是( )
A.①②③ B.②③① C.③②① D.③①②
5.关于地面温度、雪面温度的说法正确的是( )
A.积雪覆盖降低了地面温度
B.雪面温度较低时地面温度也较低
C.地面一雪面温差与年均积雪深度呈显著正相关
D.积雪影响地面温度的主要原因是有较高反射率
大兴安岭北部是典型的永久冻土区,是中国三大稳定积雪区之一,冻土深度受积雪深度和积雪日数影响。图为1974~2020年大兴安岭北部多年冻土区平均积雪深度及日数年内分布图。读图完成下面小题。
6.监测表明,该地1~2月积雪深度越大,冻土层深度越小,其原因可能是( )
A.积雪融水结冰所致 B.积雪反射太阳辐射
C.积雪具有保温作用 D.气温升高冻土融化
7.近年来该地区冬季降雪日数减少,但积雪深度增加,其原因可能是( )
A.冻土融化增加水汽 B.冬季气温持续降低
C.人类活动影响减弱 D.单次降水强度增大
大兴安岭北部是典型的永久冻土区,是中国三大稳定积雪区之一,冻土深度受积雪深度和积雪日数影响。图为1974~2020年大兴安岭北部多年冻土区平均积雪深度及日数年内分布图。读图完成下面小题。
8.该区域冬季、春季积雪深度差异明显,其影响因子分别是( )
A.气温 气温 B.降水 降水 C.气温 降水 D.降水 气温
9.监测表明,该地1~2月积雪深度越大,冻土层深度越小,其原因可能是( )
A.积雪融水结冰所致 B.积雪反射太阳辐射
C.积雪具有保温作用 D.气温升高冻土融化
10.近年来该地区冬季降雪日数减少,但积雪深度增加,其原因可能是( )
A.冻土融化增加水汽 B.冬季气温持续降低
C.人类活动影响减弱 D.单次降水强度增大
大兴安岭北部为典型的永久冻土区,也是我国三大稳定积雪区之一,雪下地面温度和年均积雪深度呈较好的线性关系。如图示意1974~2020年大兴安岭北部多年冻土区平均积雪深度及日数年内分布。据此完成下面小题。
11.影响该区域冬季积雪深度的关键因子是( )
A.植被类型 B.降水量 C.地表坡度 D.气温
12.随着积雪深度的增加,雪下地面温度呈现的变化及其主要原因是( )
A.温度升高,积雪对地面的保温效应增强
B.温度升高,积雪反射的太阳辐射减少
C.温度降低,积雪对地面的保温效应减弱
D.温度降低,积雪反射的太阳辐射增多
13.阅读材料,回答下列问题。
材料一 积雪是冰冻圈的重要组成部分,影响地表的能量收支,对冻土的维持和发展具有重要作用。
材料二 图1为“大兴安岭北部多年冻土区积雪深度及日数年内分布图”,图2为“1974~2020年大兴安岭北部多年冻土区积雪持续日数年际变化图”。
(1)描述该地区积雪深度的年内分布特征。
(2)从气候角度,分析年内积雪深度与积雪日数最大值时间不重合的原因。
(3)雪下地面温度与雪面气温的差异明显。请用大气受热过程原理解释其原因。
(4)读图分析该地区积雪持续日数年际变化趋势对冻土发育的不利影响。
14.阅读图文材料,完成下列要求。
多年冻土指地表下一定深度内地温持续两年以上处于ooC以下的土层,分为上下两层,上层夏融冬冻,下层全年冻结。在高纬度、高海拔地区有广泛分布,其对当地地表生态系统有着明显的影响。在我国大兴安岭北部多年冻土层上生长着直根较浅、侧根发达的森林。林中常见大量倒木,这些倒木形成受冻土深度、风力大小等因素影响较大。近年来,随着全球变暖,黄河源区多年冻土发育的低洼地成为高寒草甸、沼泽等植被的集中分布区。
(1)推测大兴安岭中倒木所属的主要植被类型及在夏季、冬季出现较多的坡向。
(2)简析近年来黄河源区高寒植被集中分布在多年冻土发育的低洼地的原因。
15.阅读图文材料,完成下列要求。
大兴安岭北部是我国三大稳定积雪区之一,大兴安岭北部秋季开始积雪,到来年春季消融殆尽。研究发现,自1974年以来,大兴安岭北部积雪深度呈弱上升趋势,积雪初日显著推迟,积雪终日显著提前。积雪深度越大,对地面的隔热作用越大,雪面和地面温差越大。图1示意大兴安岭北部,图2示意近50年来大兴安岭北部平均积雪深度及日数年内分布。
(1)说明大兴安岭北部成为我国三大稳定积雪区之一的原因。
(2)推测近50年来大兴安岭北部积雪期间气候变化。
(3)指出大兴安岭北部积雪深度及日数年内分布特征,并分析原因。
(4)比较大兴安岭北部积雪期间雪面温度与地面温度的大小,并说明理由。
(5)有专家认为大兴安岭北部积雪变化可能对当地水土保持产生不利影响,试加以说明。
1.D 2.D
【解析】1.大兴安岭多年冻土区在11月一次年3月期间气温均低于0℃,因此均为积雪日数,故积雪日数相对稳定,A不符合题意;从积雪深度可以看出,11月一次年2月期间积雪深度增加明显,说明降雪增加,但由于气温总体保持低温,雪的融化较少,B不符合题意;大兴安岭北部为山地,海拔较高,会使气温降低,C不符合题意;而风力强劲会吹走、吹化积雪,与积雪日数相对稳定无关,D符合题意。故选D。
2.题干中“积雪深度和地面一雪面温差呈正相关”,意思是说积雪的“厚度”越大,地面一雪面温差也越大,反之,越小。这说明积雪对地面具有保温作用,D正确;雪本身有反射作用与积雪的“厚度”无关,A错;雪可以吸热而融化,则地面一雪面温差会变小,B错;下雪的时候凝雪才会散热,C错误。故选D。
【点睛】当近地气温较高时,积雪表层开始融化,大量吸热,造成虽有升温条件(日照),气温却不回升,也就是俗话说的“雪后寒”。气温过低,积雪无变化(或直接结冰),对气温无明显影响。在天然环境下,积雪松散的结构有效阻止了空气和地面间的传热,导致地温不会随气温剧烈波动(尤其是夜间),积雪本身并不会影响地温,所以等于是起到了保温作用。
3.A 4.B 5.C
【解析】3.11月-3月因气温低,积雪深度累积深,积雪难以融化,地面有积雪覆盖所以积雪日数较稳定,A正确;据图可知,积雪深度增加(9-2月)的速率慢于积雪深度减少(2-5月)的速率,B错误;2月积雪深度最大的原因最可能是因为气温低,积雪不融化累积所致,C错误;积雪日数、积雪深度在8月和翌年6月都是0,所以积雪从9月开始出现并持续至翌年5月基本消失,D错误。故选A。
4.东北的冬季气温低,所以雪面温度低,积雪是热的不良导体,对地面有保温作用,因而地面温度应该高于雪面温度,所以温度最低的是雪面温度对应③曲线;温度稍高的是地面温度对应②曲线;地面一雪面温差应该是正数对应①曲线。B正确,ACD错误。故选B。
5.积雪对地面有保温作用,增加地面温度,A错误;据图可知,雪面温度较低时地面温度并没有变低,地面温度受积雪深度影响大,B错误;据图可知,随着积雪深度的增加雪下地面温度也增加,正相关明显,C正确;积雪影响地面温度的主要原因是积雪具有较低的导热率,能减少地面与大气的热量交换,D错误。故选C。
【点睛】当近地气温较高时,积雪表层开始融化,大量吸热,造成虽有升温条件(日照),气温却不回升,也就是俗话说的“雪后寒”。气温过低,积雪无变化(或直接结冰),对气温无明显影响。在天然环境下,积雪松散的结构有效阻止了空气和地面间的传热,导致地温不会随气温剧烈波动(尤其是夜间),积雪本身并不会影响地温,所以等于是起到了保温作用。
6.C 7.D
【解析】6.根据材料“冻土深度受积雪深度和积雪日数影响”,由图可知,该地1—2月积雪深度最深,积雪日数较长;积雪可以隔绝地面与冷空气的直接接触,减少地面的热量散失;积雪深度越大,地面降温幅度越小,冻土层深度越小,C正确;积雪融水结冰时会放出热量,但其热量较小,对冻土层影响不大,A错误;积雪会反射太阳辐射,使得到达地面的太阳辐射较小,地面温度降低,土壤封冻,冻土层深度加大,B错误;1月份为陆地气温最低时期,因此1—2月气温处在较低水平,不利于冻土层融化,D错。故选C。
7.该地降雪日数减少但积雪深度增加,可能是单次降雪量增大,降雪强度增大,D正确;冻土融化增加的水汽对其积雪厚度影响较小,A错误;近年来受全球气候变暖的影响,冬季气温会升高,B错误;该地区位于大兴安岭北部,人烟稀少,人类活动一直较少,C错。故选D。
【点睛】影响降水的因素:大气环流、海陆位置、地形、洋流、下垫面、人类活动。影响温度的因素有:纬度因素、海陆分布、地形、洋流等。
8.D 9.C 10.D
【解析】8.由图可知,冬季该区域积雪深度最大,春季积雪深度逐渐变小。一般来说,气温和降水是影响积雪深度的主要因素,但其所起的作用随季节变化而不同。大兴安岭北部为典型的永久冻土区,也是我国三大稳定积雪区之一,该地区地处我国东北部,离冬季风源地近,受冬季风影响大,降雪量大,使得积雪更为深厚,大兴安岭北部地势高,地形以山地为主,地形起伏大,冬季山地迎风坡易形成地形雨,使得降雪更加频繁和集中,有利于形成稳定积雪区。因此影响该区域冬季积雪深度的关键因子是降水量。该地区为温带季风气候,春季降水少,但春季气温回升,积雪融化,因此积雪深度变小。故该区域冬季、春季积雪深度差异明显,其影响因子分别是降水、气温,D正确,ABC错误。故选D。
9.根据材料“冻土深度受积雪深度和积雪日数影响”,由图可知,该地1—2月积雪深度最深,积雪日数较长,结合所学知识,随着积雪深度的增加,积雪对地面的保温效应增强,同时积雪还能够隔绝地面与冷空气的直接接触,减少地面的热量散失,因此随着积雪深度的增加,雪下地面温度会升高,冻土层融化,深度变小,C正确;积雪融水结冰时会放出热量,但其热量较小,对冻土层影响不大,A错误;积雪会反射太阳辐射,使得到达地面的太阳辐射较小,地面温度较低,不利于冻土层融化,B错误;1月份为陆地气温最低时期,因此1—2月气温处在较低水平,不利于冻土层融化,D错。故选C。
10.该地降雪日数减少 但积雪深度增加,可能是单次降雪量增大,降雪强度增大,D正确;冻土融化增加的水汽对其积雪厚度影响较小,A错误;近年来受全球气候变暖的影响,冬季气温会升高,B错误;该地区位于大兴安岭北部,人烟稀少,人类活动一直较少,C错。故选D。
【点睛】影响降水的因素:大气环流、海陆位置、地形、洋流、下垫面、人类活动。影响温度的因素有:纬度因素、海陆分布、地形、洋流等。
11.D 12.D
【解析】11.大兴安岭北部的植被类型主要是针叶林,且冬季大部分植被凋零,对积雪深度的影响较小,因此植被类型不是影响冬季积雪深度的关键因子,A错误;虽然降水量是影响积雪深度的重要因素之一,但在冬季,特别是大兴安岭北部这样的地区,气温往往成为限制积雪形成的更为关键的因素。因为即使有足够的降水,如果气温过高,降雪也会很快融化,无法形成深厚的积雪,B错误;地表坡度主要影响积雪的积累和分布,但在大兴安岭北部这样相对平坦的地区,地表坡度对积雪深度的影响较小,C错误;大兴安岭北部位于高纬度地区,冬季气温低,降雪不易融化,容易形成深厚的积雪。因此,气温是影响该区域冬季积雪深度的关键因子,D正确。故选D。
12.虽然积雪确实具有一定的保温效应,可以减缓地面温度的降低,但并不会使地面温度升高,A错误;随着积雪深度的增加,地面接受到的太阳辐射逐渐减少,会使温度逐渐降低,B错误;随着积雪深度的增加,积雪对地面的保温效应是增强的,因为更厚的积雪层可以更好地隔离地面与外界的热量交换,从而减缓地面温度的降低,C错误;随着积雪深度的增加,雪下地面与外部环境之间的热交换减少,因积雪反射,使得雪下地面接受到的太阳辐射也逐渐减少,会使温度逐渐降低,D正确。故选D。
【点睛】当近地气温较高时,积雪表层开始融化,大量吸热,造成虽有升温条件(日照),气温却不回升,也就是俗话说的“雪后寒”。气温过低,积雪无变化(或直接结冰),对气温无明显影响。在天然环境下,积雪松散的结构有效阻止了空气和地面间的传热,导致地温不会随气温剧烈波动(尤其是夜间),积雪本身并不会影响地温,所以等于是起到了保温作用。
13.(1)9月至次年2月积雪深度增加;2月至5月积雪深度减少;2月达最大:积雪深度增加速率小于减少速率。
(2)秋季气温较高,降雪易融化,积雪积累较慢;冬季气温低,且降雪多,积雪积累速度快;春季气温回升,积雪消融速度快。
(3)积雪反射率高,雪面吸收的太阳辐射较少,近地面大气接收的雪面辐射较少,导致雪面温度偏低;积雪导热率较低,对地面起到保温作用,阻止地面热量的散失,导致地温偏高。
(4)积雪持续日数下降,加速冻土融化;土壤含水量减少,土壤变干;造成地质结构不稳定,生态系统稳定性下降。
【分析】本大题以大兴安岭北部积雪为材料设置试题,涉及积雪深度的季节分布、大气的受热过程原理、积雪日数年变化对冻土的影响等相关内容,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、基本技能、描述和阐述地理事物、地理基本原理与规律能力,综合思维、区域认知、地理实践力素养。
【详解】(1)由图1可知,从季节分布来看,9月至次年2月积雪深度增加;2月至5月积雪深度减少;最高值出现在2月份,2月达最大;从变化速度来看,积雪深度增加速率小于减少速率。
(2)秋季气温较高,降雪较少,降雪易融化,积雪积累较慢;冬季气温低,且降雪多,积雪积累速度快;春季气温回升,升温速度快,积雪消融速度快,因此,导致年内积雪深度与积雪日数最大值时间不重合。
(3)结合所学知识,积雪反射率高,到达地面太阳辐射较少,雪面吸收的太阳辐射较少,近地面大气接收的雪面辐射较少,近地面气温较低,导致雪面温度偏低;积雪导热率较低,阻止积雪内外热量的交换,对地面起到保温作用,阻止地面热量的散失,导致地温偏高。
(4)由图2可知,积雪持续日数下降,加速冻土融化;气温升高,土壤含水量减少,土壤变干;冻土融化造成冻融塌陷,造成地质结构不稳定,生态系统稳定性下降。
14.(1)(亚寒带)针叶林;夏季东南坡(东坡)多;冬季西北坡(西坡)多。
(2)(全球变暖)多年冻土融化,融水、径流汇集,低洼地水分充足条件;低洼地风力相对弱,热量相对充足;土层较厚,肥力较高(成为高寒植被集中分布区)。
【分析】本题以大兴安岭地理位置及倒木景观为材料,涉及大兴安岭主要的植被类型、自然地理环境的整体性等相关内容,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识和基本技能的能力。
【详解】(1)据材料可知,大兴安岭北部纬度较高,气温较低,属于寒温带,图片中树叶叶面较小,可以适应当地冬季寒冷的气候,故大兴安岭北部倒木主要植被类型为亚寒带针叶林。夏季大兴安岭倒木多出现的坡向为东南坡。东南坡为阳坡,光照充足,夏季气温较高,冻土层融化,土层松软;夏季盛行东南风,树木容易出现倒伏。冬季大兴安岭倒木多出现的坡向为西北坡。冬季该地盛行西北风,西北坡为迎风坡,风力较大;西北坡为阴坡,光照不足,气温较低,冻土层较深厚,树木根系较浅,更容易倒伏。
(2)因全球气候变暖以及不合理的人类活动,导致多年冻土温度升高,地下冰融化引起地面塌陷,形成低洼地;低洼地区改善了植被生长的水分条件,因低洼地地势较低,水分汇集,为高寒植被生长提供充足的水分条件;高原地区风力强,气温低,土壤较贫瘠,而低洼地地势较低,风力弱,热量相对充足,且土壤有机质丰富,适合高寒植被生长,成为高寒植被集中分布区。
15.(1)纬度较高,气温低,积雪留存时间长;冬半年受冬季风影响大,降雪量丰富;地处山地,海拔较高,利于积雪保存;位于大兴安岭林区,人类活动少,地面积雪不易被破坏等。
(2)降雪(水)量增加;气温升高;风力减弱等。
(3)分布特征:积雪深度大,积雪日数多;9月至次年2月积雪深度持续增大,2月后积雪深度开始减小;10月至次年1月积雪深度增长最快,3月积雪深度下降最快;11 月至次年2月基本每天都有积雪覆盖,3月开始积雪日数急剧减少等。原因:纬度高,受冬季风影响大,积雪深度大、日数长;9月左右大兴安岭北部开始入冬,降雪持续增加,气温持续下降,3月气温回升快,冬季风减弱,积雪深度及日数快速减少。
(4)雪面温度小于地面温度(或地面温度大于雪面温度)。理由:雪面反射(阳光)率大,吸收太阳辐射少,储热效果差,温度低;地面被积雪覆盖,地面热量不易散失,保温作用好,故地面温度高于雪面。
(5)积雪层增厚,地表热量不易散失,且融雪期下渗增多,土层变得松散,水土易流失:降雪量增大,地表积雪增加,积雪日数减少,积雪融化期间汇水量增大,易引发山地洪水,水土流失加剧等。
【分析】本大题以大兴安岭北部积雪为材料设置试题,涉及背积雪原因、气候变化、积雪深度及日数年内分布特征等相关内容,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、基本技能、描述和阐述地理事物、地理基本原理与规律能力,综合思维、区域认知、地理实践力素养。
【详解】(1)据材料可知,大兴安岭北部位于50°N附近,气温低,积雪能够留存的时间长;该地离冬季风源头较近,受冬季风影响大,冬季降雪量丰富;位于山区,海拔较高,气温低,有利于积雪保存;大兴安岭林区开发少,人类活动少影响小,地面积雪不易受人类活动破坏,故大兴安岭北部成为我国三大稳定积雪区之一。
(2)据材料“自1974年以来,大兴安岭北部积雪深度呈弱上升趋势”推测降雪(水)量增加,深度上升;据材料“积雪初日显著推迟,积雪终日显著提前”推测由于气温升高、风力减弱,积雪时间缩短。
(3)读图2,可知积雪深度大,最大在2月份,达17米左右;积雪日数多,最多在12月份,达31天;读图可知,9月至次年2月积雪深度持续增大,到2月份,达到最大,2月后积雪深度开始减小;10月至次年1月,斜线陡,积雪深度增长最快,3月斜线陡,积雪深度下降最快;9-10月,积雪覆盖日数上升缓慢,10-11月积雪覆盖日数急剧上升,11 月至次年2月基本每天都有积雪覆盖,3月开始积雪日数急剧减少。原因:当地纬度高,气温低,离冬季风源头近,受冬季风影响大,积雪深度大、日数长;9月左右大兴安岭北部开始入冬,冬季风影响不断加强,气温持续下降,降雪持续增加,到次年3月气温回升快,冬季风影响减弱,积雪深度及日数快速减少。
(4)由于雪面对于阳光的反射率大,对于太阳辐射吸收的少,大部分太阳辐射被反射,储热效果差,导致雪面的温度低;而地面被积雪覆盖,热量不易散失,雪面对地面具有保温作用,故地面温度高于雪面。
(5)积雪层增厚,对地面保温作用增强,地表热量不易散失,冰雪融化时下渗增多,使土层变得松散,土壤易被侵蚀,易造成水流失;随着降雪量不断增大,地表积雪量增加,积雪日数减少,积雪融化期间水量增大,短时间大量的水流汇集易引发山地洪水,加剧水土流失。
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