内容正文:
冲刺2025高考地理——考前50天
热量收支平衡
【考情分析】
真题展示
命题方向
2024全国甲卷,8,4分
以阿拉斯加某冰川前端的冰面上“冰川老鼠”为背景,考查热量收支原理的应用
2024全国甲卷,11,4分
以青藏高原东缘的黄河岸边剖面为背景,考查热量收支原理的应用——全球气候变暖、影响土壤形成的气候因素
2024天津,3-4,6分
以北极海冰面积的减少为背景,考查热量收支原理的应用——海气相互作用和全球气候变暖
2024安徽,9-10,6分
以我国某地面观测站某月1日前后连续4天太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射和大气逆辐射的通量逐小时观测结果为背景,考查热量收支原理的应用——大气受热过程
2024甘肃,18(3),6分
以环南极海域为背景,考查热量收支原理的应用——全球气候变暖
2024北京,18(3),4分
以俄罗斯普托拉纳自然保护区相关信息为背景,考查热量收支原理的应用——全球气候变暖
2024浙江1月,3,2分
以南美洲赤道附近的钦博拉索峰植被分布上限变化为背景,考查热量收支原理的应用——大气受热过程
2024浙江1月,24-25,6分
以北半球夏季大气潜热释放对局地气温变化的贡献为背景,考查热量收支原理的应用——海气相互作用
2024广东,3-4,6分
以2003—2012年云南省西双版纳热带季雨林林冠层向上长波辐射(L↑)及其上大气逆辐射(L↓)的月平均变化为背景,考查热量收支原理的应用——大气受热过程
2024贵州,9-11,9分
以巴伦支海海域海洋热含量季节变化概况为背景,考查热量收支原理的应用——海气相互作用
2024湖北,18(3),8分
以育空河流域径流过程变化的主要途径为背景,考查热量收支原理的应用——全球气候变暖、北极放大效应
2023浙江1月,25,2分
以甲地下垫面附近“热泡”上升运动示意图为背景,考查热量收支原理的应用——大气受热过程
2023广东`,19,8分
以日本海位置及其现代洋流分布状况为为背景,考查热量收支原理的应用——海气相互作用
2023湖北,10-12,9分
以2006~2015年藏色岗日不同朝向冰川数量和面积变化为背景,考查热量收支原理的应用——全球气候变暖、冰川物质收支理论
2023重庆,15,3分
以某台风移动过程中的海平面气压分布为背景,考查热量收支原理的应用——海气相互作用
2022福建,11,3分
以中国某山地冷杉林冬季林内外多年平均气温日变化情况为背景,考查热量收支原理的应用——大气受热过程
2022福建,17(2),6分
以梯田农业地表温度上升幅度大小为背景,考查热量收支原理的应用——大气受热过程
2022浙江1月,1,2分
以农业生产中地膜覆盖为背景,考查热量收支原理的应用——大气受热过程
2022重庆,13-15,9分
以阿拉斯湾某濒海冰川同一区域1941年和2004年的不同景观为背景,考查热量收支原理的应用——海气相互作用
2022重庆,18(2),4分
以河南省北部某村独创出“合瓦地”为背景,考查热量收支原理的应用——大气受热过程
【高考考点归纳】
考点:热量收支平衡平衡理论及其应用(重难点,核心原理)
【思维导图】
【高考经典例题】
(2024年贵州卷)海洋热含量指单位面积海水的能量(单位:焦耳每平方厘米 J/cm2),受海洋热含量的控制巴伦支海 5~8月表现为海洋从大气吸热,9月至次年4月表现为海洋持续向大气放热。偏南风增强的年份,该海区南部无冰区海洋向大气释放的热量减少,北部海冰覆盖区则相反。图2示意巴伦支海。据此完成 9~11题。
9. 巴伦支海 5~8 月海洋从大气吸热的主要原因是
A.海水的蒸发量较低 B.海冰反射太阳辐射弱
C.极地东风势力较强 D.海面的温度低于大气
10.巴伦支海海洋热含量最低的月份是
A .2月 B. 4月
C .6月 D.8 月
11.偏南风增强的年份, 巴伦支海北部释放热量增多的主要原因是
A.海冰面积减小 B.大气辐射增强
C.海水温度降低 D.大气湿度增加
【答案】DBA
【解析】
9.
10. 由材料可知,巴伦支海9月至次年4月海洋持续向大气放热,海洋热含量在4月达最低值,因而海冰覆盖范围达到最大,B正确,ACD错误。故选B。
11.
(2024年北京卷)18.(12 分)图 10 为俄罗斯普托拉纳自然保护区的局部地形图及景观照片。读图,回答下列问题。
该地多年冻土层含丰富的有机质。有研究认为,气候变暖造成多年冻土层融化,进而加剧气候变暖。
(3)推断多年冻土层融化加剧气候变暖的过程。(4 分)
【答案】
(3)土壤中的微生物活动增强,加速土壤有机质分解;释放二氧化碳和甲烷等温室气体进入大气,增强温室效应。
【核心素养突破】
【素养一】大气受热过程
平衡原理
大气多年平均状况
收入: 大气吸收的太阳辐射+地面辐射+潜热输送+湍流输送注: 潜热指单位质量的物质在温度不变的情况下从一个相转变到另一个相(如从固体变为液体)所放出或吸收的热, 有熔化热、汽化热等。地球表面小规模的、不太强的、无规则的空气运动造成的热量交换, 称为湍流输送
支出: 大气辐射(射向地面的+射向宇宙空间的)
地面多年平均状况
收入:大气辐射(射向地面的+射向宇宙空间的)
支出: 地面辐射+潜热输送+湍流输送
全球多年平均状况
收入: 太阳辐射
支出: 射向宇宙空间的( 大气、地面反射+大气逆辐射+地面辐射)
全球变暖的热量收支状况
地球(地面和大气) 热量收支是平衡的, 这就使全球平均气温比较稳定。但人类活动不断向大气中排放二氧化碳等温室气体, 大气保温效应加强, 使地球热量收支失去平衡, 导致全球变暖
具体过程:
大气最重要(根本)的能量来源:太阳辐射能
近地面大气主要的、直接热源:地面辐射
大气的削弱作用:大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用
保温作用:大气逆辐射对地面辐射损失热量有补偿作用
云量、尘埃、水汽、温室气体越多越厚,大气逆辐射(保温作用)和大气削弱作用越强
1.温度和辐射强度的关系
温度越高,辐射强度越大。一天中气温在午后2点最高,大气辐射达到最大值。中午12点,太阳辐射达到最大值。地面温度最高在中午后13点,地面辐射达到最大值。
2.大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用
削弱作用
特点
示意图
吸收
具有选择性:紫外线被臭氧吸收;红外线被CO2、水汽等吸收;可见光很少被吸收
散射
光线在遇到空气分子等粒子时,会产生改变方向的散射现象。粒径小的物质散射能力更强,粒径大的物质散射不具有选择性
反射
云层越厚,反射越强
保温作用:①大气中的CO2、水汽等吸收地面辐射(长波的红外线),避免了地面辐射大量散失到宇宙空间;
②以大气逆辐射的形式把部分热量返还给地面,弥补了地面辐射的散失。
受热过程的应用
①影响昼夜温差的大小的因素
②太阳能的多寡
高海拔地区空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,太阳能丰富;内陆地区晴天多,阴雨天少,大气对太阳辐射的削弱作用弱,太阳能丰富。
③大气的保温作用由大气逆辐射来实现,常用其强弱解释夜晚的自然现象
④气温的高低
过程
角度
因素
具体表现
地气系统受热过程
到达地面的太阳辐射的多少
纬度因素
纬度高(低),太阳高度小(大),太阳辐射能少(多),气温低(高)
地势
地势高(低),空气稀薄,气温低(高)
天气状况
晴天多,白天大气削弱作用弱,光照强气温高
日照时间
夏季白昼长,气温高
大气对地面辐射的吸收能力和保温能力
大气密度
海拔高,空气稀薄,保温效果差,气温低
大气成分
大气中水汽、二氧化碳含量多,吸收的地面辐射多,气温高
天气状况
晴天夜晚,云层少,保温作用弱,气温低
下垫面状况
植被覆盖率
植被覆盖率越高,对太阳辐射的削弱作用越强,气温越低
地气系统受热过程
下垫面状况
反射率
反射率大(冰雪>裸地>草地>林地>湿地、水域),吸热少
比热容
比热容大,升温慢,白天气温低(水域>砂石)
与外界热量交换
海洋的影响
(海陆位置)
海洋性气候:比热容大,冬温夏凉,气温季节变化小;大陆性气候:比热容小,冬冷夏热,气温季节变化大;
暖流经过增温;寒流经过降温;
大气环流影响
冷锋带来降温天气;距离冬季风的源地越近,气温越低;
暖锋带来增温,高压(反气旋)下沉增温,气旋上升降温;
西太平洋副高控制,高温伏旱天气。
地形的影响
①高山阻挡冷空气侵入(地形封闭不易散热),冬温偏高;海拔较高的山地或高原,夏温明显偏低②山地阳坡气温高,阴坡气温低;③背风坡受焚风效应影响,气温升高
人类活动
全球角度
全球气候变暖(温室效应),大气逆辐射增强,气温高
区域角度
城市热岛效应,气温较高
⑤地温的高低
地面温度的高低,主要看地面吸收太阳辐射的多少,主要考虑因素如下:
因素
具体表现
太阳高度
太阳高度大,太阳辐射集中,地温高
白昼时长
白昼时间越长,日照时数越长,得到太阳辐射越多,地温高
天气状况
多云天气,白天大气对太阳辐射的削弱作用较大,可以降低地面温度;夜晚大气逆辐射较强,保温作用较强,可提高地面温度。
反射率
反射率大(冰雪>裸地>草地>林地>湿地、水域),吸热少
比热容
比热容大,升温慢,白天气温低(水域>砾石)
地形
地势:海拔高,离地面热源远,地温低;
地形类型:平坦广阔的地形,得到太阳辐射量较多,地温较高;
坡向:阳坡地表温度高、湿度低 (水分条件差) ;背风坡,盛行下沉气流,高温干燥
积雪
积雪对土壤有保温作用,土壤的昼夜温差减小
人类覆盖技术
减少地面辐射散失的热量,调节地温
大气受热过程原理解释下列农业生产措施的作用
烟雾防冻
①保温:人造烟雾增强大气逆辐射,减少冻害。水的比热容大,可减小地表温度下降的速度和变化幅度,减轻冻害。
②保湿:浇水可以增加空气湿度,增强大气逆辐射;
果园铺砂石
能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。
砂石间隙大,减少水分蒸发,下渗作用强,增湿。
透明地膜
减少土壤与外界的热交换,调节地温;冬季保温;黑膜夏季隔热,降低地温,防热害,促进农作物提前上市
反光地膜
使近地面反射光增加,增加光效,提高果品着色度;
黑膜压草
抑制杂草生长和病虫害
【考点1】大气受热过程原理考查
(2024年安徽卷)如图为我国某地面观测站(47°06'N,87°58'E),海拔561m)某月1日前后连续4天太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射和大气逆辐射的通量逐小时观测结果。据此完成下面小题。
9. 图中甲、乙、丙三条曲线依次表示( )
A. 地面长波辐射、地面反射太阳辐射、大气逆辐射
B. 地面长波辐射、大气逆辐射、地面反射太阳辐射
C. 大气逆辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射
D. 大气逆辐射、地面长波辐射、地面反射太阳辐射
10. 观测期间该地( )
①第1天晴朗无云 ②第2天地面吸收的太阳辐射量最大
③第3天比第4天大气透明度低 ④可能经历了降水过程
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
【答案】BD
【解析】
9. 近地面大气的主要直接热源来自于地面长波辐射,大气逆辐射小于地面长波辐射,甲大于乙,甲为地面长波辐射,乙为大气逆辐射
地面反射太阳辐射需要太阳辐射,地面反射太阳辐射与太阳辐射同步起落,白天有,夜晚无,正相关性,丙线为地面反射太阳辐射
10. 太阳辐射较强,但是出现两个峰值,有少量云层在进行遮挡,不是晴朗无云,①错误
太阳辐射较少且大气逆辐射与地面长波辐射差异小,云层较厚甚至出现降水,大气削弱作用和保温作用较强,②错误,③正确,可能经历降水过程,故④正确
有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值。如图表示2003—2012年云南省西双版纳热带季雨林林冠层向上长波辐射(L↑)及其上大气逆辐射(L↓)的月平均变化。据此完成下面小题。
4. 根据有效辐射变化可知,一年中该地热带季雨林的林冠层( )
A. 表面的温度保持恒定
B. 热量主要来自大气层
C. 各月都是其上表层大气的冷源
D. 夏季对大气加热效果小于冬季
【答案】D
【解析】
夏季高于冬季,A错误;
热带季节雨林林冠始终是大气的一个热源,是林冠层向大气提供热源,BC错误
林冠层的长波辐射与大气逆辐射差值在夏季较冬季小,林冠层有效辐射夏季小于冬季,林冠层对大气的加热效果夏季小于冬季,D正确
【考点2】温度和辐射强度的关系
(2022年福建卷)冷杉为常绿针叶乔木,喜湿耐阴。某研究团队在中国某山地开展冷杉育苗试验,发现:冷杉林内育苗的成活率远高于林外;林外采用秸秆覆盖土壤后,育苗成活率显著提高。下图示意该地冷杉林冬季林内外多年平均气温日变化情况。据此完成下面小题。
11. 据图可知( )
A. 6时,林外地面辐射达到最小值
B. 10时,林内外太阳辐射差值最小
C 16时,林外大气辐射达到最大值
D. 20时,林内外大气辐射差值最大
【答案】C
【解析】
8时林外气温达到最低,林外地面辐射达到最小值应是8时之前约1小时,为7时,A项措施;
10时林内外气温曲线接近,林内外气温相同,差值最小,10时林内外大气辐射差值最小,由于树林的遮挡作用,不能反映10时林内外太阳辐射差值最小,B错误
16时林外气温最高
16时林外大气辐射达到最大值,C项正确
20时林林内外气温曲线接近,林内外气温相同,大气辐射差值最小,D错误
【考点3】大气受热过程的应用——地温和气温影响因素
(2024年广东卷)下图为珠穆朗玛峰南坡某冰川区暖季上、下气流运动状况示意图。据此完成13~14题。
14.近30年来,该地区暖季午间下行气流势力呈现增强趋势,由此可引起P地附近
A.年均气温趋于降低 B.冰川消融加快
C.年降水量趋于增加 D.湖泊效应增强
【答案】A
【解析】
更强的下降风将高海拔地区的冷空气吹向下方,引起P地附近年均气温趋于降低,在一定程度上阻止了冰川的融化,导致冰川消融减慢,A正确,B错误
气流干燥少雨,年降水量有可能趋于减少,C错误
强的下降风引起的区域降温会导致湖泊效应减弱,D错误
【考点4】气温影响因素
(2024年全国甲卷)阿拉斯加某冰川前端(61.5°N,142.9°W附近)的冰面上,呈斑块状分布着少量的矿物质,并生长着一种苔藓球。这种苔藓球内部由生物体和有机残体交织,形成相对独立的生存环境。它们靠暖季在冰面上滚动方能维持生存,被形象地称为“冰川老鼠”。下图是冰面上的苔藓球照片。据此完成下面小题。
8.暖季“冰川老鼠”内部比周边大气( )
A.平均温度高 B.氧气含量高 C.水汽含量低 D.气压波动大
【答案】A
【解析】
白天通过光合作用太阳辐射能转化为热能,苔藓球内部有机质的分解放热并保存在内部,苔球内部始终会维持高二氧化碳温室气体,维持“冰川老鼠”内部相对较高的温度,选项A正确
随着有机质在夏季不断分解和生物不断的氧气消耗,苔球内部始终会维持高二氧化碳、低氧气的状态。选项B错误
水汽较好地保存在半封闭的环境之中,使其内部空气中水汽含量大于周边自由空气。因此,选项C错误
苔藓球“呼吸”通过气体组分分压差造成分子扩散,苔藓球内部总体气压始终是与周边自由大气平衡的。选项D错误
【考点4】气温影响因素
(2024年广东省广州市二模卷)18.阅读图文资料,完成下列要求。(20分)
与草本植物相比,木本植物的生物量较大、叶面积较大。近年来,青藏高原发生了大规模的木本植物(森林、灌丛)向草地扩张,对生长季的地表昼夜温度产生了一定影响(下图)。
(1)描述青藏高原木本植物扩张对生长季夜间地表温度的影响。(6分)
(2)从热量收支角度,分析青藏高原木本植物扩张对生长季白天地表温度的影响。(8分)
(3)大规模木本植物扩张,加剧还是减缓青藏高原气候变暖?请作出判断并说明理由。(6分)
【答案】
(1)夜间地表温度升高:5~6月升温幅度较大:7~9月升温幅度较小(保持稳定)。
(2)木本植物遮挡阳光,减少了到达地表太阳辐射:木本植物叶片较大,蒸腾量较大,云量增多,对太阳辐射的削弱增强,地表吸收热量较减少:木本植物扩张,林下草本退化,裸露地表增加,地表散失热量增多;木本植物增加了地表粗糙度,地表湍流散热增多。综上所述,木本植被扩张地表白天热量收入减少,支出增多,地表温度降低。
(3)减缓。理由:大规模木本植物扩张,日均地表温度下降,地面辐射减弱,大气吸收地面辐射减少,气温降低。
【解析】
(1)整体:夜间地表温度距平均为正值,木本植物扩张使生长季夜间地表温度升高
局部:5~6月地表温度距平数值较大,说明升温幅度较大
局部:7~9月地表温度距平数值相对较小,说明升温幅度较小,地表温度保持稳定
(2)
热量收入:遮挡阳光,减少了到达地表太阳辐射;蒸腾量较大,云量增多,对太阳辐射的削弱增强,地表吸收热量较减少
热量支出:林下草本退化,裸露地表增加,地表散失热量增多;增加了地表粗糙度,地表湍流散热增多
(3)木本植被扩张地表白天热量收入减少,木本植被扩张地表白天热量支出增多,地表温度降低,地面辐射减弱,大气吸收地面辐射减少,气温降低,减缓了青藏高原气候变暖
【考点5】大气受热过程的应用——农业生产实践
(2022年浙江1月卷)1. 农业生产中地膜覆盖对土壤理化性状的主要作用是( )
①保持土壤温度 ②减少水肥流失
③增加土壤厚度 ④改善土壤质地
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
【答案】A
【解析】
可以保温、保土、保湿、保肥,抑制杂草生长,减轻病害,增强光效等,①、②对;
土壤层次分为一般可分为腐殖质层、淋溶层、淀积层和成土母质层,土壤厚度是母质层以上的那部分,地膜覆盖不会增加土壤厚度,③错;
土壤质地是根据土壤的颗粒组成划分的土壤类型。土壤质地一般分为砂土、壤土和粘土三类,地膜覆盖不会改善土壤质地,④错;
【素养二】海—气的相互作用和水热交换
海水对气温调节作用
大气的直接热源是地面长波辐射,由于海水的比热容比陆地的大,与陆地相比,海水温度变化慢,变化幅度较小,且海洋占全球表面积的2/3。因此,海洋对大气温度起着调节作用,使温差变小。
【考点1】海气相互作用原理考查
(2024年浙江1月卷)海—气间通过潜热(海水蒸发吸收的热量或水汽凝结释放的热量)、长波辐射等方式进行热量交换,并通过大气环流和大洋环流调节不同纬度间的水热状况。下图为北半球夏季大气潜热释放对局地气温变化的贡献。完成下面小题。
24. 关于大气潜热释放的纬度差异及其主要原因的说法,正确的是( )
A. 0°~10°潜热释放高度较高,气流辐散上升强烈
B. 30°~40°潜热释放数量较少,信风干燥抑制蒸发
C 50°~60°潜热释放高度较低,锋面气旋抬升受限
D. 80°~90°潜热释放数量最少,极地东风摆动较小
25. 在海—气系统内部( )
A. 大气降水,将能量直接传递给了海洋表面
B. 大气辐射和运动,消耗从海洋获取的热量
C. 海面反射太阳辐射,增加了大气潜热释放
D. 海面水分蒸发凝结,促使海水产生了运动
【答案】CB
【解析】
24.
0°-10°气流辐合上升强烈,而不是辐散,A错误;
信风干燥有利于蒸发,B错误;
50°-60°气温较低,锋面气旋抬升受限,因此潜热释放高度较低,C正确
极地东风风力强劲,极地东风摆动较小利于蒸发,有利于潜热释放,D错误
25.
大气通过风推动海水运动,将能量直接传递给了海洋表面,降水主要是水分交换,A错误;
大气辐射和运动需要能量,会消耗从海洋获取的热量,B正确;
海面反射太阳辐射,使海水增温幅度减少,不利于蒸发,减少了大气潜热释放,C错误
大气运动促使海水产生了运动,而不是水分蒸发,D错误
【考点2】海气相互作用原理的应用——海水温度的影响因素
(2023年重庆卷)台风的移动方向和速度受大尺度天气系统的气流影响。 下图示意某台风移动过程中的海平面气压分布。在甲地,该台风移动减缓,停留时间长达4天, 期间表层海水温度下降,台风强度减弱。据此完成下面小题。
15. 该台风在甲地停留期间,表层海水温度下降的主要原因是( )
A. 寒流经过 B. 海水蒸发 C. 强风扰动 D. 云层遮挡
【答案】C
【解析】
甲地为日本暖流流经区,A错误;
海水蒸发会吸收大气的热量,因此海水蒸发不是导致海水温度下降的主要原因,B错误;
该台风在甲地停留期间受强风扰动,热量容易扩散,导致海水温度降低,C正确
云层遮挡主要影响海水的昼夜温差,使海水白天温度更低,夜间温度更高,D错误。
【素养三】温室效应和北极放大效应
【拓展】温室是什么?
· 白天塑料薄膜、玻璃等材料能够透过太阳光,照射到地面,地面产生长波辐射,而透明覆盖材料能够阻挡长波辐射,从而通过土壤、墙体蓄积更多的热量;
· 到了夜间,由于透明覆盖材料的保温作用,使得室内环境温度不至于过低。
· 它的存在,使热量有进无出,或者说是多进少出。
温室气体不是单指二氧化碳,它还包括水汽、氧化亚氮(N2O)、氟利昂、甲烷、氢氟碳化物、全氟碳化物等。
概念:是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面,但地表受热后向外放出的大量长波热辐射却被大气吸收,这样就使地表与低层大气温度增高,这就是温室效应。太阳的短波辐射能够透过大气中的二氧化碳等温室气体,使地表增温;同时二氧化碳等温室气体又能吸收来自地面的长波辐射减少地表热量的外散,使气温升高。
北极放大效应
“北极放大”现象,主要原因是海冰减少,可能导致北极地区海洋对太阳辐射的吸收增强,并且由于海冰减少,冰面反射减少,整个海洋对太阳辐射的反射减弱,到达下垫面的太阳辐射增强,海洋对太阳辐射的吸收增强。
北极放大效应的影响包括加速海冰消融、改变大气环流和洋流,这些变化会影响全球气候模式,增加极端天气事件的发生概率。例如,北极和中低纬度间的温度梯度减小,大气的正压性增强,有利于极端天气气候事件的发生。
相关理论
(1)全球气候变暖——导致南极周边海水变暖——暖水引起南极冰架崩解,暖水运动受到地形、洋流、风向等多种因素影响,从而使得南极冰架崩解具有空间分布上的不均衡性。
(2)全球气候变暖——南极海冰面积减少——海平面上升、大气湿度增加——南极冰盖上空降雪量增加、形成冰盖——海平面上升速度减缓。
(3)全球气候变暖——北极(南极)海冰面积减少——蒸发加剧、云层加厚——保温作用增强——加速全球气候变暖。
(4)全球气候变暖——南极(北极)海冰面积减少——蒸发加剧、大气湿度增加——若降水形式为降雨——进一步促使海冰(冰盖、冰架)融化。
(5)全球气候变暖——北极(南极)海冰面积减少——相比海冰,海水接收更多的太阳辐射——全球气候变暖——北极(南极)海冰面积减少,因此北极气候变暖速度大约是全球平均的两倍,称作“北极放大效应”。
(6)北极(南极)海冰面积减少——海水温度降低——通过海气相互作用影响大气热力状况——影响全球气候。
(7)北极(南极)海冰面积减少——影响海水运动——高低纬之间热力交换变化——引起全球气候变化。
(8)不同纬度的气温距平值不同,导致高低纬度之间形成气压梯度力大小的变化,从而引起高纬度地区海冰南下的速度变化。
例如,北极区域若气温较往年偏低,北极附近区域较往年偏高,会使得北极区域向外的极地东风势力增强,从而使得北极海冰南下,北极地区海冰面积减小。
【考点1】北极放大效应、海气相互作用
(2024年天津卷)研究发现,在全球变暖过程中,气温变化幅度最大的是北极地区,这与北极海冰减少对气温增幅的放大作用密切相关。差值(104km2)(差值=当月海冰面积—上月海冰面积)。完成下面小题。
3. 据图分析,该年北极海冰面积的变化特点是( )
A. 1月增长最快 B. 4月缩小最快
C. 9月面积最小 D. 12月面积最大
4. 从海气相互作用角度判断,北极海冰面积减少会导致( )
A. 海面蒸发减弱,热量损失减少 B. 大气对海面逆辐射减弱
C. 极地东风和极地高压均增强 D. 海面对大气的辐射增加
【答案】CD
【解析】
3.差值>0,海冰面积增加,10月—次年3月海冰增加,当年北极海冰面积3月最大
差值<0,海冰面积减少,4月—9月海冰减少,当年北极海冰面积9 月最小
看斜率(倾斜程度),海冰面积10月增长最快、7月缩小最快
4. 全球气温升高
海水增多,海面蒸发增强、热量损失增加,A项错误
大气对海面逆辐射增强,B错误
极地东风和极地高压相对减弱,C错误
海面对大气的辐射增加,D正确
【考点2】北极放大效应、温室效应
(2024年湖北卷)18. 阅读图文材料,完成下列要求。
在全球变暖的今天,北极正上演着“放大器”的戏法,其变化往往是全球平均水平的数倍。升温促使北极地区水汽含量增加,并带来降水增多,水循环过程深受影响。育空河是北极地区的主要河流之一,该河流域96%被冻土覆盖,冬季降水常以积雪形式存在。观测数据表明,育空河流域多年冻土退化深度与降雨量显著相关,降雨量每增加1厘米,多年冻土退化深度增加约0.7厘米。这些变化,使流域径流过程变化显著。1980~2019年,育空河年均径流量呈增加趋势,且冬季增幅最大,达16%。如图示意育空河流域径流过程变化的主要途径。
(3)分析1980~2019年育空河径流量冬季增幅最大原因。
【答案】
(3)所处纬度较高,冬季降水常以积雪形式存在;冬季河流径流量极低,且主要来源于地下径流;北极放大器效应,育空河流域冬季积雪和冻土融化期提前、延长;地表径流增加,土壤含水量和地下径流增多,地下水向育空河补给的水量增加,冬季育空河径流增多。
【解析】
育空河径流量冬季增幅最大,育空河径流量冬季补给增加,北极放大器效应,育空河流域冬季积雪和冻土融化期提前、延长;地表径流增加,土壤含水量和地下径流增多,地下水向育空河补给的水量增加,冬季育空河径流增多。
【考点3】温室效应
(2024年甘肃卷)18.阅读图文材料,完成下列要求。(18分)
环南极海域表层海水中叶绿素光合作用所需的营养素含量丰富,但陆地物质输入匮乏、铁元素不足,导致该海域光合作用潜力无法充分发挥,成为典型的高营养素一 低叶绿素海域。凯尔盖朗海台是一个顶面平坦宽阔的海底高地,位于46°S—64°S之间, 宽200—600千米,北部最高处有岛屿分布。研究表明,该海台东侧海域叶绿素水平显 著高于周边其他海域。图6示意凯尔盖朗海台及周边等深线。
(3)推测环南极海域叶绿素水平变化在气候变化中的作用。 (6分)
【答案】
(3)(6分)气候变暖,水温升高,南极陆缘冰融化提供的营养物质增多,促进浮游生物繁殖,叶绿素水平提高:叶绿素水平上升,光合作用增强,固定更多大气中的二氧化碳,减少温室气体含量,降低大气对长波辐射的吸收,缓解气候变暖。
【解析】
气候变化(气候变暖),水温升高,南极陆缘冰融化提供的营养物质增多,促进浮游生物繁殖
叶绿素水平变化(上升),光合作用增强,固定更多大气中的二氧化碳,减少温室气体含量,降低大气对长波辐射的吸收,缓解气候变暖
【学以致用】
1.阅读图文材料,完成下列要求。
夜晚坡地散热冷却快,冷空气沿斜坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被抬挤上升,从而形成地形逆温。M丘陵(50∘20'N,71∘03'E)位于哈萨克斯坦境内,地表沙漠覆盖,其谷地是世界上冬季地形逆温最强烈的地区之一。下图示意M丘陵不同位置1月份平均日最高气温和平均日最低气温。
(1)说明甲、乙两地1月份平均日最低气温相差显著的原因。
(2)正午前后,甲地地表温度和气温都高于乙地,分别解释其原因。
(3)分析甲地1月份逆温强烈的自然条件。
【答案】(1)甲地有来自坡地的冷空气,气温降低;乙地有被抬挤上升的暖空气,气温升高。
(2)地表温度:空气密度(厚度)大,大气逆辐射(保温作用)强,散热慢。气温:下方地面长波辐射强,能够获得两侧坡地的地面长波辐射,热量收入多。
(3)深居内陆(气候干旱),晴天多,夜晚坡地冷却快;纬度较高,冬季黑夜时间长,坡地冷却时间长(来自坡地的冷空气较多)。
【分析】本题以M丘陵不同位置1月平均日最高和最低气温图作为素材,创设学习探索情境,涉及大气的受热过程以及逆温形成的原因等知识点,共2道小题。重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,综合考查区域认知、综合思维等地理学科素养。
【详解】(1)读图甲位于谷底部,根据材料冬季坡地降温较快,冷空气沿斜坡下沉到谷底,在谷底堆积,谷底气温降低;乙地位于谷坡,受谷底暖空气抬升的影响,谷坡温度较高。
(2)根据所学知识地表温度主要受太阳辐射和大气逆辐射的影响,甲地位于谷底,乙地位于谷坡,所以甲地接受太阳辐射弱,相比较乙地,甲地海拔低,云层较厚,大气吸收的地面辐射多,所以大气逆辐射强,大气对地表的保温作用强,地表温度高;近地面大气的热量主要来自于地面,甲地近地面辐射强,且两侧的坡地地面对甲地气温有一定的影响,所以甲地大气吸收的地面辐射强,甲地气温大于乙地。
(3)根据材料M丘陵位于哈萨克斯坦境内,地表沙漠覆盖,该地位于中亚地区,深居内陆,气候干旱,降水少,夜晚大气逆辐射弱,坡地降温快,冷空气易于下沉;该地纬度较高,冬季太阳直射点在南半球,该地黑夜时间长,坡地冷却时间长,下沉冷气流多,大量暖空气被迫抬升,所以逆温强烈。
2.阅读图文资料,完成下列要求。
黑碳是生物质和化石燃料不完全燃烧产生的吸光性颗粒物。某研究团队基于1980—2014年70°N以北区域黑碳总沉降速率(指一定时间内单位面积的黑碳总沉降量)的长期监测结果(下图),探究黑碳沉降对巴伦支海的海冰消融产生的持续影响。
(1)指出上图中黑碳总沉降速率的空间分布特点,并说明其成因。
(2)研究表明,黑碳沉降会加剧夏季巴伦支海的海冰消融,试对此做出合理解释。
【答案】(1)分布特点:从巴伦支海向北冰洋方向逐渐降低。
成因:巴伦支海周边工业与人口密集区燃料燃烧排放量大,是主要黑碳来源; 盛行风和大气环流将黑碳向高纬度输送,与污染源距离近的沿岸区域沉降量更高,远离陆地的北极中心海域沉降量较低。
(2)黑碳呈深色,沉降在冰面上会降低冰面的反射率,增加对太阳辐射的吸收;黑碳吸收太阳辐射后还能提升局部大气温度;黑碳能够增强大气逆辐射,增强保温作用,从而加快海冰消融。
【分析】本大题以黑碳为材料,涉及大气受热过程等相关知识,主要考查学生获取和解读地理信息的能力、调动和运用地理知识的能力、描述和阐释地理事物的能力、论证和探究地理事物的能力,区域认知、综合思维、人地协调等核心素养。
【详解】(1)从图中可以看出,黑碳总沉降速率呈现出从巴伦支海向北冰洋方向逐渐降低的特点。在巴伦支海区域,黑碳总沉降速率数值较大,而向北冰洋方向,数值逐渐变小。巴伦支海周边地区人类活动相对较多,存在较多的生物质和化石燃料的燃烧活动,这些燃烧会产生大量黑碳,使得该区域大气中黑碳含量较高。 在大气环流影响下,黑碳颗粒会在一定区域沉降。巴伦支海周边产生的黑碳在大气运动作用下,较多地沉降在巴伦支海区域;而北冰洋距离黑碳排放源相对较远,且大气运动过程中黑碳不断沉降,导致到达北冰洋的黑碳减少,所以北冰洋地区黑碳总沉降速率较低 。
(2)黑碳是吸光性颗粒物,当黑碳沉降到海冰表面后,会降低海冰表面的反照率。因为海冰原本对太阳辐射反射率较高,而覆盖上黑碳后,其反射太阳辐射的能力减弱,吸收的太阳辐射增多。 吸收太阳辐射增多会使得海冰的温度升高,升温后的海冰更容易融化,从而加剧了夏季巴伦支海的海冰消融现象。黑碳吸收太阳辐射后还能提升局部大气温度,黑碳加热大气后,大气逆辐射(即大气向地面的长波辐射)随之增强,进一步加热地表,促进海冰消融。
3.阅读图文资料,完成下列要求。
德国中部罗恩山降雪丰富,坡地分布有冻融作用形成的巨大砾石堆积体。该堆积体10m深度范围内孔隙度高,当地冬季与夏季平均气温分别是-0.7℃和16.2℃。夏季该堆积体前缘表面存在温度明显较低的“冷点”现象。下图示意该堆积体表面不同观测点冬夏平均温度分布。
(1)分析该山地降雪丰富的原因。
(2)从地表积雪角度分析冬季该堆积体表面温度高于气温的原因。
(3)分析“冷点”现象形成的原因。
【答案】(1)地处欧洲中纬度地区,冬季受西风影响强;该山坡为西风迎风坡;距海近且有暖流增湿,水汽充足;冬季气温较低,降水形式主要以降雪为主。
(2)该地冬季降雪丰富,地表积雪对太阳辐射反射作用强,大气增温慢;气温上升时,表层部分积雪消融,会吸收热量,阻碍气温上升;积雪厚度大,会阻碍内外部热量交换,对堆积体起到保温作用。
(3)该山坡垂直高差小,山顶坡底气温差异小;堆积体内部孔隙度大,利于空气流通;堆积体内部较冷空气受重力作用向低处汇集。
【分析】本题以罗恩山为材料,涉及降雪丰富的原因、堆积体表面温度高于气温的原因以及“冷点”现象形成的原因的相关知识,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,体现了区域认知、综合思维以及地理实践力的地理学科核心素养。
【详解】(1)德国中部罗恩山位于欧洲中纬度地区,冬季受西风影响强烈;西风带带来大量湿润空气,为该地区提供了丰富的水汽来源;罗恩山的山坡为西风迎风坡,湿润空气在迎风坡上升时,随着海拔的升高,气温下降,水汽凝结形成降水,由于冬季气温较低,降水形式主要以降雪为主;该地区距离海洋较近,且受暖流(如北大西洋暖流)的影响,暖流增加了空气中的水汽含量,进一步增强了降雪的可能性;冬季气温较低,通常在0℃以下,这为降雪提供了必要的温度条件。
(2)冬季地表积雪对太阳辐射的反射作用较强,导致大气增温较慢;积雪表面反射了大量的太阳辐射,减少了地表吸收的热量,使得气温上升较慢;当气温上升时,表层部分积雪会开始消融,消融过程需要吸收大量的热量,这进一步阻碍了气温的上升;积雪厚度较大时,会阻碍内外部热量的交换,积雪层起到了保温层的作用,使得堆积体表面的温度相对较高,尤其是在夜间或气温较低时,积雪层能够减少热量的散失。
(3)罗恩山的垂直高差较小,山顶和坡底的气温差异不大,这导致空气流动相对平缓,不易形成强烈的温度梯度;堆积体内部孔隙度高,空气流通性较好,冷空气在堆积体内部能够自由流动,并在重力作用下向低处汇集;由于堆积体内部较冷空气受重力作用向低处汇集,导致堆积体前缘表面形成温度明显较低的“冷点”现象。这种现象在夏季尤为明显,因为夏季气温较高,堆积体内部的冷空气与外部热空气形成对比,使得“冷点”现象更加显著。
4.阅读图文资料,完成下列要求。
西藏某农业基地在研究温室效应与农业设施的联系过程中,首先开展了探究二氧化碳对气温影响的简易实验。实验使用锥形瓶、干燥管、导气管等材料,用大理石粉末和稀盐酸进行反应(CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑),装置如图1所示,气密性良好。在相同强日照条件下,向锥形瓶A中加入稀盐酸并记录锥形瓶B和C的温度变化。结果表明,锥形瓶B和C的温度均上升,B瓶升温更快,温差最终稳定。该基地开发的阴阳棚日光温室是对传统温室的创新。图2为双拱三膜半地下式阴阳棚日光温室结构,它在传统日光温室北侧增建采光面朝北的阴棚,二者共用一面支撑墙。阳棚有内外两层拱架,内层铺塑料薄膜,外层辅塑料薄膜和保温被,额外加一层薄膜。建造时阳棚地基低于阴棚。
(1)结合实验原理,说明图2的阴阳棚日光温室提升阳棚保温性能的过程。
(2)指出阴阳棚日光温室相较传统温室的优势。(提示:从建造成本、保温性能、作物质量等方面思考作答。)
【答案】(1)实验中的保温原理,一是在于二氧化碳能吸收地面长波辐射,减少热量散失;另一方面在于装置气密性好,从而减少热量散失。阴阳棚日光温室中,多层薄膜能起到阻挡地面长波辐射散逸、减少热量散失的作用;温室构建封闭空间,也能减少热量外散;另外,温室封闭空间便于积聚作物呼吸和土壤微生物活动产生的二氧化碳,提高二氧化碳浓度,从而提升阳棚保温性能。
(2)阴阳棚共用支撑墙,降低建造成本。温室采用三层薄膜和保温被,一方面阻挡地面长波辐射散失热量,另一方面结合半地下式及阴棚设计,形成空气隔热层,有效减少热量散失,增强保温性能。阴棚具有抵抗室外极端低温的作用,能有效提高阳棚温度,减少作物冻害,提升农作物质量。
【分析】本题以西藏某农业基地的温室效应研究和阴阳棚日光温室为背景,通过文字介绍探究二氧化碳对气温影响的简易实验过程以及阴阳棚日光温室的结构特点,设置2道题目。涉及阴阳棚日光温室提升阳棚保温性能的过程、阴阳棚日光温室相较传统温室的优势,重点考查学生对大气受热过程、农业区位因素的理解与分析能力,体现学生的综合思维、地理实践力、人地协调观等地理学科核心素养。
【详解】(1)在实验中,锥形瓶A中大理石粉末和稀盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳进入锥形瓶B和C。由于二氧化碳能吸收地面长波辐射,使得B和C瓶内热量不易散失,从而温度上升。装置气密性良好,防止了瓶内热量与外界空气进行热交换,进一步减少了热量散失。
阴阳棚日光温室采用多层薄膜结构,阳棚有内外两层拱架,内层铺塑料薄膜,外层辅塑料薄膜和保温被,额外加一层薄膜。这些薄膜能够阻挡地面长波辐射,就像实验中二氧化碳吸收长波辐射一样,减少热量向外界散失,起到保温作用。温室构建了一个封闭的空间,类似于实验装置的气密性结构,减少了室内与室外空气的热量交换,阻止了热量外散,保持了室内温度。在温室封闭空间内,作物呼吸和土壤微生物活动会产生二氧化碳。由于空间封闭,二氧化碳不易扩散到室外,从而积聚在室内,提高了室内二氧化碳浓度。高浓度的二氧化碳能更好地吸收地面长波辐射,进一步提升了阳棚的保温性能。
(2)阴阳棚日光温室的独特结构是在传统日光温室北侧增建采光面朝北的阴棚,二者共用一面支撑墙。相比传统温室,减少了支撑墙的建设数量,节省了建筑材料和施工成本,降低了整体建造成本。温室采用三层薄膜和保温被,多层覆盖结构能够更有效地阻挡地面长波辐射,减少热量向室外散失。采用半地下式设计,阳棚地基低于阴棚,这种设计可以利用地下土壤的恒温特性来调节室内温度。阴棚的存在形成了一个空气隔热层,进一步阻止了外界冷空气的侵入,减少了热量散失,增强了保温性能。阴棚的存在可以在夜间阻挡冷空气,抵抗室外极端低温,使得阳棚内的温度相对稳定,减少了作物受到冻害的风险。从而提升了农作物的质量。
5.阅读材料,回答下列问题。
干线是干气团与温度相近的湿气团交汇而形成的天气系统(一般情况下,温度相同时,湿空气要比干空气的密度小),其形成与特定下垫面有关,常引发强对流天气。下图为“河套地区某干线位置移动图”。
(1)分析图中干线东西两侧气团干湿性质及原因?
(2)分析图中干线哪个时段易引发强对流天气及原因?
(3)描述图示时段干线移动特征并分析原因?
【答案】(1)东侧湿气团,东侧受海洋影响,西侧干气团,西侧受大陆影响。
(2)11时-14时;干空气密度大,湿空气密度小,湿空气被拍升,干线活动剧烈。
(3)特征:8-17时干线东移;11-14时移动最为显著;17-20时干线西移。原因:河套地区的多沙地面缺乏有效的水汽补充;白天来自下垫面的辐射增温;近地面干气团更干势力增强干线向东推移;中午时分来自下垫面的辐射增温迅速,东移速度最快;17-20时随着地面的辐射降温,干线西侧的干气团温度降低,势力减弱,干线开始向西收缩。
【分析】本题以河套地区某干线位置移动图为材料,设置三道小题,涉及锋与天气、大气运动等相关知识,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、描述和阐释地理事物的能力,以及综合思维、地理实践力的学科核心素养。
【详解】(1)我国东部地区距海洋相对较近,海洋水汽能够在一定程度上影响到干线东侧气团,使得东侧气团中水汽含量相对较多,所以东侧气团较湿润;而西侧深居内陆,远离海洋,受大陆性气团控制,水汽来源少,气团比较干燥。
(2)11时-14时,地面吸收太阳辐射热量多,气温较高,而干空气密度大,湿空气密度小,湿空气被拍升,形成强烈的对流运动,干线活动剧烈,易引发强对流天气。
(3)根据图中信息可知,8-17时干线东移;11-14时移动最为显著;17-20时干线西移。原因:干线的移动与两侧气团的强弱有关。干线西侧为干气团,东侧为湿气团。8-17时,河套地区的多沙地面缺乏有效的水汽补充,白天随着气温升高,干线西侧地面温度快速升高,相对湿度降低,即干气团势力增强,因此干线明显向东移;11-14时,地面吸收太阳辐射热量多,气温上升较快,东移速度最快;17-20时随着地面的辐射降温,干线西侧的干气团温度降低,势力减弱,干线东侧相对湿度增加,即湿气团势力增强,干线西移。
6.阅读图文材料,完成下列要求。
台风是在西北太平洋广阔的低纬度洋面上,中心附近最大平均风力达12级及以上的热带气旋。2024年台风“康妮”于10月30早晨由强台风级加强为超强台风级。31日14时前后,“康妮”在台湾岛东部沿海登陆,登陆时由超强台风级减弱为强台风级,中心附近最大风力有15级(48米/秒),中心最低气压945百帕。本次台风“康妮”给沿海带来严重的风雨影响和潜在的灾害风险不容忽视。下图示意2024年10月30日5时至11月2日5时台风“康妮”移动路径。
(1)指出台风“康妮”移动大致方向及影响其移动路径的大气环流。
(2)描述台风“康妮”强度变化过程,分析变化的主要原因。
(3)如果说台风也有利的一面,请列举台风“康妮”可能带来的好处。
【答案】(1)先从东向西,再向西北,然后转向东北。副热带高压。
(2)强台风→超强台风→强台风→台风→热带风暴。始为热带低压,经过低纬热带洋面,得到热能及水汽补充,水汽凝结形成降水释放潜热,促使中心附近气流进一步上升,气压降低,发展为超强台风;随“康妮”北移,海面水温逐渐下降,且途径台湾岛东部沿海登陆后,下垫面由海洋转为陆地,摩擦力增大,阻力增大,依次减弱为台风、热带风暴。
(3)带来丰沛降水,可改善台风影响地区的淡水供应和生态环境;提供丰富的风能资源;巨大的能量流动维持了地球上的热量平衡;使海底部有机物质上泛,鱼类饵料增加,可以提高渔获量。
【分析】本题以台风为背景材料,涉及台风的移动路径及影响移动路径的大气环流、台风强度变化的原因、台风带来的影响等知识点,考查了学生获取和解读地理信息、调动和运用相关地理知识的能力。
【详解】(1)读图可知,台风“康妮”发源于西北太平洋,30日05时之前大致先从东向西移动,之后再向西北,1日05时后转向东北。根据所学可知,台风移动主要受副热带高气压带影响。副热带高气压带的位置和强度会引导台风移动,一般来说,台风会沿着副高的边缘移动。
(2)台风形成于太平洋热带洋面,开始为热带低压,在海洋上,广阔的低纬度洋面为其提供了充足的热量和水汽来源。海水温度较高,蒸发旺盛,大量的水汽上升凝结释放潜热,促使台风中心附近空气强烈旋转上升,使台风强度得以加强,发展为超级台风;随“康妮”北移,纬度越来越高,海水温度逐渐下降,台且途径台湾岛东部沿海登陆后,下垫面由海洋转为陆地,风失去了海洋上持续的水汽和热量供应,且受到陆地地形的摩擦作用,消耗了台风的能量,导致台风中心附近的风力减弱,强度降低。依次减弱为强台风、台风、热带风暴。因此台风“康妮”强度变化过程为强台风→超强台风→强台风→台风→热带风暴。
(3)台风“康妮”可能带来的好处由缓解旱情、提供风能资源,调节气候、促进渔业发展。缓解旱情:台风带来的丰沛降水可以为一些地区补充水源,缓解因降水不足导致的旱情,特别是在台风经过的一些干旱地区效果较为明显,可改善台风影响地区的淡水供应和生态环境;提供风能资源:台风经过时中心附近最大平均风力达12级及以上,风力较大,提供丰富的风能资源;调节气候:台风在移动过程中会将低纬度地区的热量和水汽向高纬度地区输送,有助于调节全球热量和水汽的平衡,对全球气候系统的稳定有一定作用;促进渔业发展:台风掀起的巨浪会将海洋深处的营养物质带到表层,有利于浮游生物的繁殖,为鱼类提供丰富的饵料,促进渔业资源的增殖。
二、极地地区
7.阅读图文材料,完成下列要求。
材料一 冰冻圈服务指人类社会从冰冻圈获取的各种惠益,包括直接或间接从冰冻圈系统获得的资源、产品、福利和享受等。对人类生存与生活质量有贡献的所有冰冻圈产品和服务都是冰冻圈服务,包括供给服务、调节服务及文化服务等多个方面。南极冰冻圈的环境和生态系统十分脆弱,随着全球变暖和温室效应现象的出现,冰冻圈的范围正在缩小,冰冻圈的服务功能将受到一定影响。
材料二 2024年2月7日,我国南极秦岭站正式开站,秦岭站所在区域是南极地区岩石圈、冰冻圈、生物圈、大气圈等典型自然地理要素相互作用的区域,是全球环境变化的敏感区域。秦岭站在建设过程中,为了保护当地的自然环境,对建筑垃圾和生活垃圾进行了特殊处理。下图示意我国南极科考站位置。
(1)举例说出南极冰冻圈在供给服务、调节服务、文化服务的具体表现。
(2)为保障人类的可持续发展,发挥冰冻圈的服务功能,简述可采取的措施。
(3)推测秦岭站在建设中建筑垃圾和生活垃圾的处理方式。
【答案】(1)供给服务:淡水、矿产资源供给;调节服务:气候调节;文化服务:旅游等。
(2)减少使用化石燃料,减少CO₂排放:发展煤炭气化(液化技术),提高化石能源的利用率(节能减排;减少能耗);大力发展清洁(可再生)新能源(积极推进核电建设;使用清洁能源),调整和改善能源利用结构:植树造林(增加植被覆盖率),改善和提升植被对二氧化碳的吸收消化能力;提高公众的节能环保意识(减少能源废弃物排放;尽可能使用公共交通工具等):国际合作,实施减缓措施等。
(3)安装厨余与生活垃圾处理系统,将垃圾进行无害化处理;其他垃圾和建筑垃圾进行分类装袋,通过压缩、打包,统一放入集装箱并运送回国进行处理。
【分析】本题以南极冰冻圈的服务功能和南极科考站为试题背景,涉及了全球变暖的影响和应对措施等相关知识,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的能力,旨在培养学生的区域认知、综合思维和人地协调观等核心素养。
【详解】(1)南极冰冻圈能够为人类提供淡水与矿产资源等人类所需要的物质,所以南极冰冻圈在供给服务的表现是淡水与矿产资源的供给。并且南极冰冻圈气温较低,能够调节局地气候,所以南极冰冻圈在调节服务的表现是气候的调节。因为南极冰冻圈具有特殊的自然景观,能够为人类提供旅游等服务,所以南极冰冻圈在文化服务的表现是旅游等。
(2)冰冻圈主要受全球气候变暖威胁,发挥冰冻圈的服务功能应防止全球气候变暖。防止气候变暖,保障人类的可持续发展的措施主要从调增能源结构、植树造林、国际合作等角度分析。调整优化能源结构,大力发展清洁(可再生)新能源,如积极推进核电建设、使用太阳能、水能、潮汐能等清洁能源,减少使用化石燃料,减少二氧化碳排放。利用科学技术,发展煤炭气化、液化技术,提高石化能源的利用率,节约能源消耗,减少二氧化碳排放。植树造林,增加植被覆盖率,充分发挥光合作用,改善和提升植被对二氧化碳的吸收消化能力。加强环保宣传,提高公众的节能环保意识,在日常生产生活中减少能源废弃物排放,出行时尽可能使用公共交通工具等,降低个人能源消耗,减少二氧化碳排放。加强国际合作,发达地区与欠发达地区发挥优势互补,加强技术、资金等方面的合作,有效实施减缓全球变暖的措施等。
(3)秦岭站安装专用处理系统,对厨余、生活垃圾进行无害化处理,从源头消除污染隐患;其余固体废弃物(如包装材料、建筑废料)经分类压缩后密封打包,暂存于专用集装箱内,待科考船返航时运回国内进行专业化处置。此举既避免垃圾滞留极地破坏生态,又通过规范流程实现分类管控,确保科考区域环境可持续。
三、地球上的水
8.阅读图文资料,完成下列小题。
茎柔鱼亦称“美洲大鱿鱼”,大洋性浅海种类,表温的适合范围上限为15-28℃;高密度分布的水域为从赤道到18°S之间的南美大陆架以西的外海,其种群对栖息地环境及不同尺度气候变化极为敏感。下图示意1995−2015年9−12月东南太平洋秘鲁茎柔鱼渔场尼诺指数和海表高度距平的年际变化,当尼诺指数为正值时,表示该地区海温高于长期平均值,反之则表示海温低于长期平均值。
(1)据图说明尼诺指数与海表高度距平的关系,并分析其原因。
(2)分析不同尼诺指数下渔场茎柔鱼栖息地面积和纬度重心的变化情况。
(3)在尼诺指数为负值的年份,美洲大鱿鱼数量多、个体大,试分析原因。
【答案】(1)尼诺指数与海表高度距平呈正相关。尼诺指数为正值时发生厄尔尼诺事件,秘鲁离岸风减弱,使离岸海流减弱,因此秘鲁渔场海表高度上升;尼诺指数为负值时发生拉尼娜事件,秘鲁离岸风增强,使离岸海流增强,因此秘鲁渔场海表高度下降。
(2)尼诺指数为正值时,茎柔鱼渔场海表温度升高,海面高度上升,适宜的海表温度和海表高度面积减少,栖息地质量下降,适宜栖息地面积减少,适宜栖息地纬度重心偏南;尼诺指数为负值时,茎柔鱼渔场海表温度降低,海面高度下降,适宜的海表温度和海面高度面积增加,栖息地质量上升,适宜栖息地面积增加,适宜栖息地纬度重心偏北。
(3)尼诺指数为负值时发生拉尼娜事件,秘鲁沿岸上升流增强,带来的营养物质增多,使饵料充足,美洲大鱿鱼数量增多;海温低于长期平均值,适宜美洲大鱿鱼的生长,故其个体较大。
【分析】本题以东南太平洋秘鲁茎柔鱼渔场尼诺指数和海表高度距平的年际变化为材料,涉及尼诺指数与海表高度距平的关系、不同尼诺指数下渔场茎柔鱼栖息地面积和纬度重心的变化情况等相关内容,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,体现综合思维、区域认知以及地理实践力的地理核心素养。
【详解】(1)当尼诺指数为正值时,海表高度距平也倾向于为正值,即海表高度高于长期平均值;当尼诺指数为负值时,海表高度距平也倾向于为负值,即海表高度低于长期平均值,说明尼诺指数与海表高度距平呈正相关。尼诺指数为正值时发生厄尔尼诺事件,此时秘鲁离岸风减弱,导致离岸海流减弱,由于离岸海流减弱,海水堆积在秘鲁沿岸,导致海表高度上升;尼诺指数为负值时发生拉尼娜事件,此时秘鲁离岸风增强,导致离岸海流增强,离岸海流增强会将表层海水带走,导致海表高度下降。
(2)尼诺指数为正值表示海温高于长期平均值,因此茎柔鱼渔场的海表温度会上升,海温升高通常伴随着海面高度的上升,这是由于海水膨胀所致,茎柔鱼适宜的表温范围为15-28℃,海温升高可能导致部分水域超过这一范围,适宜栖息地面积减少,由于海温升高,茎柔鱼的生存环境可能变得不适宜,导致栖息地质量下降,由于赤道附近的海温较高,茎柔鱼可能会向南迁移,寻找更适宜的温度环境,因此适宜栖息地的纬度重心会偏南。尼诺指数为负值表示海温低于长期平均值,因此茎柔鱼渔场的海表温度会下降,海温降低通常伴随着海面高度的下降,这是由于海水收缩所致,海温降低使得更多水域的温度保持在15-28℃之间,适宜栖息地面积增加,由于海温降低,茎柔鱼的生存环境变得更加适宜,栖息地质量上升,由于赤道附近的海温较低,茎柔鱼可能会向北迁移,寻找更适宜的温度环境,因此适宜栖息地的纬度重心会偏北。
(3)尼诺指数为负值时,通常伴随着拉尼娜事件,秘鲁沿岸的上升流增强,带来更多的深层营养物质,上升流带来的营养物质促进了浮游生物的大量繁殖,为美洲大鱿鱼提供了丰富的食物来源,导致其数量增多;尼诺指数为负值时,海温低于长期平均值,这更符合美洲大鱿鱼的适宜生长温度范围(15-28℃),有利于其个体生长,在适宜的温度和充足的食物条件下,美洲大鱿鱼的生长速度加快,个体体型增大。
9.阅读图文资料,完成下列要求。
每年4—10月,南极阿蒙森海达到结冰的天气条件,但受强烈盛行风影响,在沿岸海域形成长时间无冰或仅被薄冰覆盖的冰间湖。冰间湖的形成使海水持续暴露于低温空气中,促进了大量海冰的产生。下图示意阿蒙森海某月冰间湖位置及范围。
(1)盛行风有利于阿蒙森海冰间湖大量持续产冰。对此作出合理解释。
南极底层水是指南极海水深3000m之下的高密度底层水体。研究表明,冰间湖在南极底层水形成中起关键作用。
(2)说明冰间湖的存在对南极底层水形成的促进作用。
【答案】(1)来自高纬度地区的寒冷东南风使阿蒙森海区气温降低,海水通过海气界面失热,造成表层海水温度降低,促进海冰大量产生;东南风为离岸风且风速大,不断吹离新生成的海冰,使开阔水面长期暴露于低温空气中,促使冰间湖持续产冰。
(2)冰间湖大量持续结冰析盐,表层海水盐度升高,密度增大;冰间湖使表层海水长期暴露于低温空气中,水温降低,密度增大,表层海水不断下沉,形成南极底层水。
【分析】本题以阿蒙森海为材料,涉及海冰形成原因、冰间湖对南极底层水形成作用的相关知识,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能力,体现了区域认知、综合思维以及地理实践力的地理学科核心素养。
【详解】(1)根据图示信息可知,阿蒙森海的纬度位置较高,受极地东风带影响,为东南风,由高纬吹向低纬,高纬的寒冷气流使得阿蒙森海海区的气温降低,导致表层海水温度降低,冰间湖产生大量海冰;东南风由陆地吹向海洋,为离岸风,且该地风力较大,将新生成的海冰吹离,冰间湖的水面长期直接暴露低温冷空气下,冰间湖会持续产生新的海冰。
(2)根据上题分析可知,冰间湖会大量持续产冰,海冰形成过程中,会不断析出盐分,导致冰下表层海水的盐度升高,密度不断增大;冰间湖使得表层海水长时间裸露在低温空气中,受海—气热量交换影响,海水温度较低,密度增大,表层海水密度大,不断下沉,形成南极底层水。
10.阅读图文材料,完成下列要求。
海洋锋是冷、暖海流交汇而形成的水平海温梯度较大的区域,海—气之间热量交换显著。据调查发现,北太平洋副极地海洋锋冬季更强,与其北侧水温更低有密切关系。有关专家认为研究海洋锋具有重要的科学价值。下图示意冬季北太平洋表层平均水温分布。
(1)用“”在图中适当位置绘出北太平洋副极地海洋锋。
(2)从海—气相互作用的角度,分析北太平洋副极地海洋锋冬季更强的原因。
(3)列举研究海洋锋的科学价值。
【答案】(1)如下图
(2)北太平洋副极地海洋锋北侧,冬季海水温度比气温高,海洋向大气释放热量,海水温度降低;冬季,极地东风势力更强,海水温度降低。北太平洋副极地海洋锋南侧纬度较低,冬季海水温度较高;冬季海洋锋南北两侧冷、暖海流温差比其他季节更为显著,海洋锋强度更大。
(3)利于预测天气变化;利于研究并保护海洋生态环境;利于掌握渔业资源的分布及捕捞;利于研究全球洋流运动规律。
【分析】本题以海洋锋为背景,涉及洋流和海—气相互作用等相关内容,考查学生获取和解读地理信息、描述和阐释地理事物、论证探讨地理知识的能力,旨在培养学生区域认知、综合思维以及地理实践力等地理学科核心素养。
【详解】(1)在图中大约40∘N−50∘N之间,等温线密集处绘出“” 。因为海洋锋是冷、暖海流交汇形成的水平海温梯度较大的区域,在图中等温线密集处海温梯度大,符合海洋锋的特征,而北太平洋副极地海洋锋大致位于40∘N−50∘N附近。如图所示:
(2)冬季,北太平洋副极地海洋锋北侧海水温度比气温高,海洋向大气释放热量,海水温度降低。同时,冬季极地东风势力更强,其吹拂海水进一步促使海水温度降低。而海洋锋南侧因纬度较低,获得的太阳辐射较多,冬季海水温度仍相对较高。这样一来,冬季海洋锋南北两侧冷、暖海流的温差比其他季节更为显著,水平海温梯度增大,所以海洋锋强度在冬季更大。
(3)主要科学价值:天气预测方面:海洋锋区域海—气相互作用强烈,对天气变化影响显著,研究海洋锋利于预测天气变化,提前做好气象灾害预警等工作。海洋生态方面:海洋锋附近冷、暖海流交汇,海水搅动,将海底营养物质带至表层,促进浮游生物生长,为众多海洋生物提供丰富饵料,研究海洋锋有助于深入研究并保护海洋生态环境,了解海洋生物的分布和繁衍规律等。渔业资源方面:由于海洋锋区域饵料丰富,吸引大量鱼类聚集,研究海洋锋利于掌握渔业资源的分布情况,合理安排捕捞活动,实现渔业资源的可持续利用。洋流研究方面:海洋锋是冷、暖海流交汇形成的,研究海洋锋利于研究全球洋流运动规律,进而更好地理解全球海洋环流系统及其对全球气候的影响。
11.阅读图文资料,完成下列要求。
温跃层是海水温度在垂直方向上发生显著差异的水层。2023年5月,赤道中、东太平洋进入厄尔尼诺状态,表层海水温度发生明显变化,温跃层的厚度和深度也随之改变。下图示意正常年份赤道太平洋海水温度(℃)垂直分布。
(1)正常年份,与赤道西太平洋相比,赤道东太平洋温跃层深度较 (深/浅)。从海水运动角度分析其原因 。
(2)简析2023年5月赤道东太平洋温跃层的变化。
【答案】(1) 浅 信风(偏东风)吹动表层暖海水向西运动,赤道东太平洋受来自较高纬度海区寒流的影响;且有下层冷海水上泛(上升流);表层水温低,温跃层深度较浅。
(2)2023年5月,赤道东太平洋进入厄尔尼诺状态,表层水温升高,与低层海水温差变大;温跃层厚度加大,深度变深。
【分析】本题以赤道太平洋温跃层的相关材料设置问题,涉及等温线的判读和海—气相互作用等知识点,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、描述和阐述地理事物的能力。
【详解】(1)结合材料分析,温跃层是海水的温度在其垂直方向上发生显著差异的水层,读图可知,赤道东太平洋温跃层深度较浅,说明该地区海水表层温度低,与下层温差小;赤道东太平洋位于信风控制区,盛行偏东风,吹动表层暖海水向西运动,赤道东太平洋受来自高纬度海区水平补偿流—寒流的影响,表层海水温度较低;在垂直方向,上升流影响,冷海水上泛,表层水温低,温跃层深度较浅。
(2)根据材料信息可知,2023年5月,赤道东太平洋进入厄尔尼诺状态。厄尔尼诺发生时,信风减弱,来自高纬度和海洋低层的补偿流减弱,东太平洋表层海水温度升高,与低层温差变大,温跃层厚度加大。冷海水埋藏深度变大,温跃层深度同步变大。
12.阅读图文材料,完成下列要求。
反气旋涡(北半球顺时针旋转并下沉的涡旋)是海洋中半径为几十至几百千米的旋转流体。通常情况下,反气旋涡中心的温度比周边高,表现为暖涡。最新研究表明,孟加拉湾表层海水盐度较低,反气旋涡引起表层低盐海水聚集,导致混合层(温度随深度增加基本不变)厚度变浅,障碍层(温度随深度增加快速下降)厚度增加,影响海水的垂向热量交换。障碍层通常具备热量储存功能。下图为孟加拉湾反气旋涡影响下的海洋层化结构示意图。
(1)简述反气旋涡通常表现为暖涡的原因。
(2)有人认为孟加拉湾反气旋涡可能表现为冷涡,也有人并不认同这种观点。基于所给材料,请表明你支持的观点,并说明理由。
【答案】(1)海水表层温度较高,深层温度较低;反气旋涡抽吸表层暖水聚集,中心水流下沉,使中心温度比周边高。
(2)认同。理由:海水的热量散失主要通过表层的蒸发、长波辐射等环节进行;表层低盐海水聚集易导致混合层变浅,混合层直接和大气接触,所以散热加快;混合层变浅、等温层所处深度增加,混合层和等温层之间的障碍层厚度增加,阻碍热量垂向传输,加剧表层散热。
或不认同。理由:即使混合层变浅,中心暖水下沉也可加热反气旋涡;混合层变浅,散热快的同时受热升温也快;障碍层厚度增加,储存的热量多,障碍层受扰动时放出的热量多。
【分析】本题以反气涡旋影响下海水层化结构示意图为材料,考查海水运动、影响海水温度的因素的相关知识,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能力,体现了区域认知、综合思维以及地理实践力的地理学科核心素养。
【详解】(1)分析思路如下所示。海洋表层水温较深层高,形成反气旋涡处,表层暖海水呈顺时针方向旋转病下沉,在海洋上形成中心温度较周边高的旋转下沉流体,即暖涡。
(2)回答认同或不认同均可,理由须与观点保持一致。若回答认同,理由须在明确海水热量散失主要形式的基础上,从以下两方面分析,一方面是混合层变浅,海水热量散失加快,另一方面是障碍层厚度增加,不利于热量垂向传输,加剧表层海水热量散失。根据材料信息可知,孟加拉湾表层海水盐度较低,反气旋涡引起表层低盐海水聚集,导致混合层(温度随深度增加基本不变)厚度变浅;根据所学知识可知,海水热量的散失过程主要通过海水蒸发、表层海水长波辐射等方式进行;混合层变薄,直接与大气接触,蒸发和长波辐射增多,海水热量散失加快;根据材料信息可知,孟加拉湾反气旋涡引起表层低盐海水聚集,导致混合层(温度随深度增加基本不变)厚度变浅,障碍层(温度随深度增加快速下降)厚度增加,等温层的深度增加,会阻碍海水热量的垂直输送,进一步加剧了表层海水热量的散失,形成冷涡。
若回答不认同,理由主要从暖水流下沉加热反气旋涡、混合层变浅促使升温加快和障碍层的热量释放等角度分析。根据材料信息可知,通常情况下,反气旋涡中心的温度比周边高,表现为暖涡;即使混合层的厚度变薄,反气涡旋中心形成的暖海水下沉也可以加热反气涡旋;孟加拉湾反气涡旋会使得混合层变浅,会导致海水散热快的同时,升温也快;孟加拉湾反气涡旋绘制的阻碍层厚度增加,会储存更多的热量,阻碍层受到扰动之后,会释放更多的热量,所以不会表现为冷涡。
四、区域产业活动
13.阅读图文材料,完成下列要求。
在我国东北严寒地区,冬暖农业型大棚(图1)南向为透光效果较好的温室薄膜,东、北、西三面为相变储能材料墙体。冬季,大棚通过光照和燃煤取暖,并利用墙体吸热和利用温室薄膜保温。
使用相变储能材料的大棚墙体能够在吸收太阳能后储存热量,在夜晚或低温时释放适量的热能保持大棚内空气温度。为提高该类大棚保温效果,北墙(图2)加厚并有夹层空间,可在夹层空间蓄积大量干草或秸秆,引燃后缓慢燃烧,稳定高效地向北墙释放热量,并适度将燃烧产生的含碳、硫、磷、氮等氧化物的气体输入大棚内,燃尽后的草木灰也得到了充分利用。
(1)分析日出前温室大棚的最低温区出现在东南角的原因。
(2)解释冬暖型农业大棚保持内部适宜气温的原理。
(3)说明燃烧干草对温室农业的积极意义。
【答案】(1)东墙在上午受热,至次日日出前,东墙持续放热,温度较低;大棚南部距离北墙较远,获得热量补充较少;南部温室薄膜距地面较近,棚内温暖空气层较薄,保温作用差;距外部低温土壤近,传导损失热量多。
(2)棚内墙体、土壤、植被接受阳光照射,释放长波辐射使空气增温;三面墙体吸收阳光,储存热量,在夜晚对棚内空气增温效果较好;温室薄膜阻挡棚外冷空气进入,减少其与棚内空气热交换;温室薄膜反射和吸收地面长波辐射,对棚内空气有保温作用;北墙较厚,抵御北风冷空气,保持棚内温度。
(3)利用当地的秸秆、干草,与燃煤相比,成本低,经济效益高;向大棚内输送热量,在寒冷天气和夜晚,保持大棚内温度;燃烧产生的含碳、硫、磷、氮等氧化物的气体,给植物补充营养和增强温室效应;草木灰可以增加土壤肥力,调节酸碱度。
【分析】本题以沙漠温室景观图为材料设置题目,涉及大气受热过程、农业发展方向和措施等知识点,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用相关知识的能力,体现学生的综合思维、区域认知、人地协调观等学科素养。
【详解】(1)本题可以从热量的收入与支出考虑,题干中有时间关键词“日出前”,位置关键词“东南角”,分析的结果“最低温区”。从热量的收入来看,我国东北地区,上午太阳位于东南方位,东墙在上午受热,下午太阳方位位于西南,东墙下午至次日日出前接收太阳辐射少,经过持续放热,热量收入少、支出多,东墙温度较低;北墙加厚并有夹层空间,可在夹层空间蓄积大量干草或秸秆,引燃后缓慢燃烧,稳定高效地向北墙释放热量,从图中信息可知,东南角离北墙较远,获得热量补充较少。从热量支出来看,南部温室高度较低,薄膜距地面较近,温室空间较小,棚内温暖空气层较薄,保温作用差;距外部低温土壤近,热量传递给低温土壤,传导损失热量多。
(2)本题可以从热量的收入与损失考虑,保温效果好说明热量收入较多,热量损失较少。棚内热量主要收入来源为太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射。白天,棚内墙体、土壤、植被接受阳光照射,升温之后释放长波辐射,空气接受长波辐射,使空气增温;三面墙体吸收阳光,储存热量,在夜晚没有太阳辐射之后,墙体储存的热量对棚内空气增温效果较好;热量损失主要是棚内空气与外界空气的热量交换,温室薄膜阻挡棚外冷空气进入,减少其与棚内空气热交换;另外,温室薄膜反射和吸收地面长波辐射,减少地面辐射的损失,更多的地面辐射被棚内空气吸收,对棚内空气有保温作用;冷空气来自北方,北墙较厚,抵御北风冷空气,保持棚内温度。
(3)本题可以从经济效益、生态效益两方面考虑,经济效益:利用当地的秸秆、干草,与燃煤相比,就地取材,价格较低,节省成本,增加经济效益;利用当地的秸秆和干草可实现给植物补充营养、提高土壤肥力等生态效益,生态效益:燃烧干草可释放热量,向大棚内输送热量,在寒冷天气和夜晚,使棚内空气升温,保持大棚内温度;燃烧产生的含碳、硫、磷、氮等氧化物的气体,被植物吸收,给植物补充营养,这类气体可增强大气对地面辐射的吸收能力,增强温室效应;燃烧之后形成的草木灰可以增加土壤肥力,调节酸碱度。
五、自然环境的整体性与差异性
14.阅读图文材料,完成下列要求。
山体效应指高大山系吸收较强的太阳辐射,使山系中央气温高于外围低山区同海拔自由大气温度的现象。秦巴山地是横亘在我国中部的高大山脉,研究表明:秦巴山地同海拔气温呈现出明显的由山体中央向外围降低的趋势,影响了该山地植被的分布格局。下图1示意秦巴山地区域,下图2示意秦巴山地沿107.8°E自南向北的山地垂直带谱。
(1)说出秦岭南坡、大巴山南坡的基带,并指出基带差异的影响因素。
(2)描述秦岭和大巴山落叶阔叶林带分布上限的差异,并从大气受热过程角度说明山体效应对此现象的影响。
(3)有学者提出“大巴山比秦岭更适合作为我国暖温带与北亚热带的分界线”,请结合秦巴山地垂直带谱的南北向差异对此作出合理解释。
【答案】(1)秦岭南坡基带为落叶阔叶林带(含常绿成分),大巴山南坡基带为亚热带常绿阔叶林带。影响因素:热量(或纬度位置)。
(2)差异:秦岭的落叶阔叶林带分布上限比大巴山的落叶阔叶林带分布上限高。山体效应的影响:高大山体坡面接收的太阳辐射强,地面温度升高,山体地面辐射增强;山体外围上空同海拔自由大气离地面热源较远,而山体上空同海拔大气离山体地面较近,吸收更多地面辐射,使山体近地面气温更高;从汉江谷地向大巴山和秦岭地势逐渐升高,且秦岭海拔更高,高大山体的增温效应更明显,热量更丰富,影响了落叶阔叶林带的分布上限。
(3)秦岭南坡和北坡水平基带相似,均以落叶阔叶林带为主,虽然秦岭南坡落叶阔叶林带包含常绿成分,但这些常绿成分并不占优势;大巴山南坡基带为亚热带常绿阔叶林带,北坡基带为常绿落叶阔叶混交林带,变化更显著;秦岭南北坡优势带均为落叶阔叶林带;大巴山北坡优势带为落叶阔叶林,而南坡优势带则为常绿落叶阔叶混交林带。
【分析】本题以山体效益为材料,涉及山地垂直地域分异规律的相关知识,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能力,体现了区域认知、综合思维以及地理实践力的地理学科核心素养。
【详解】(1)秦岭南坡和大巴山南坡的基带类型不同,主要是由于两者所处的纬度位置不同,导致热量条件存在差异。秦岭位于更高的纬度,气温相对较低,因此基带为落叶阔叶林带,虽然含有常绿成分,但常绿成分并不占优势。而大巴山位于较低的纬度,气温较高,因此基带为亚热带常绿阔叶林带。
(2)根据图示信息可知,秦岭的落叶阔叶林带分布上限的海拔高度较高,大巴山的落叶阔叶林带分布上限的海拔高度较低。第一步根据材料信息获取山体效益的概念:山体效应指高大山系吸收较强的太阳辐射,使山系中央气温高于外围低山区同海拔自由大气温度的现象。第二部调用图示信息和知识储备:根据图示信息和所学知识可知,汉江谷地地势较低,向南北两侧地势逐渐升高,且秦岭的海拔高度更高,山体效益更强。第三部组织答题语言:高大山体坡面接收的太阳辐射强,地面温度升高,山体地面辐射增强;山体外围上空同海拔自由大气离地面热源较远,而山体上空同海拔大气离山体地面较近,吸收更多地面辐射,使山体近地面气温更高;从汉江谷地向大巴山和秦岭地势逐渐升高,且秦岭海拔更高,高大山体的增温效应更明显,热量更丰富,影响了落叶阔叶林带的分布上限。
(3)第一步,根据图示信息,获取秦岭山地垂直带谱的南北向差异信息:秦岭南坡和北坡均以落叶阔叶林带为主,虽然秦岭南坡落叶阔叶林带包含常绿成分,但这些常绿成分并不占优势,南坡和北坡水平基带基本相似。第二步,根据图示信息,获取大巴山山地垂直带谱的南北向差异信息:大巴山南坡基带为亚热带常绿阔叶林带,北坡基带为常绿落叶阔叶混交林带,南坡和北坡水平基带差异较大。第三部比较秦巴山地垂直带谱差异,分析大巴山比秦岭更适合作为我国暖温带与北亚热带的分界线的依据:秦岭南北坡优势带均为落叶阔叶林带,几乎没有差异,不适宜作为我国暖温带与北亚热带的分界线;大巴山北坡优势带为落叶阔叶林,而南坡优势带则为常绿落叶阔叶混交林带,更适合作为我国暖温带与北亚热带的分界线。
六、行星地球
15.阅读图文材料,完成下列要求。
光伏板是光伏发电的基本装置。光伏板安装仰角和南北间距存在一定的纬度差异。下图示意甲、乙两地光伏板安装方式,图中两地光伏板规格相同,箭头代表二分日正午太阳光线。
(1)根据二分日正午太阳光线推测甲、乙两地纬度位置的相同特点和不同特点。
(2)若乙地位于塔里木盆地,分析其光伏发电的有利自然条件。
(3)有人提议乙地采用与甲地一样的光伏板安装方式,说明实施这一提议对乙地冬季发电能力的有利和不利影响。
【答案】(1)
相同特点:二分日正午太阳光线均来自南面,可知两地均位于赤道以北。不同特点:二分日甲地正午太阳高度大于乙地,可知甲地纬度低于乙地。
(2)晴天多(云量少),光照充足;沙漠广布,可利用土地多。
(3)
有利:提高光伏板安装密度,提高总发电能力。不利:光伏板仰角减小,照射角度减小,获得的光照强度减小;光伏板南北间距减小,光伏板下部光照有时会被遮挡,降低单板发电能力。
【分析】本题以光伏发电为材料,涉及光伏发电的有利自然条件、甲、乙两地纬度位置的相同特点和不同特点等相关内容,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,体现综合思维、区域认知以及地理实践力的地理核心素养。
【详解】(1)相同点:二分日(春分和秋分)时,太阳直射赤道,北半球正午太阳光线均来自正南方向,由于图中箭头代表二分日正午太阳光线,且光线均来自南面,说明甲、乙两地均位于赤道以北。不同特点:正午太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角,其大小与当地纬度有关,二分日太阳直射点位于赤道,甲地正午太阳高度大于乙地,说明甲地纬度较低,乙地纬度较高。
(2)塔里木盆地气候干燥,晴天多,云量少,光照充足,有利于光伏发电;塔里木盆地沙漠广布,土地资源丰富,适合大规模安装光伏板。
(3)有利:采用与甲地相同的安装方式,可以提高光伏板的安装密度,从而增加单位面积的总发电能力。不利:乙地纬度较低,若采用与甲地相同的仰角,可能导致光伏板仰角减小,使得太阳光线照射角度减小,获得的光照强度减弱;安装方式相同可能导致光伏板南北间距减小,光伏板下部光照有时会被遮挡,从而降低单板的发电能力。
七、认识区域
16.阅读图文材料,完成下列要求。
青藏高原是中国湖泊分布最为密集的地区之一,面积大于1km2的湖泊数量约1400个,分布在不同的气候子区,包括季风区、西风区和西风——季风协同作用区,涵盖了咸水湖、微咸水湖和淡水湖等多种湖泊类型。21世纪以来,受全球变暖影响,青藏高原大部分内陆湖泊呈现扩张趋势,南部的湖泊则出现一定萎缩。这种对气候变化的敏感性使得青藏高原湖泊成为研究气候变化的重要“指示器”。降水增多和冰川冻土加速融化导致的湖泊扩张是青藏高原最为突出的环境变化特征。某地理研究小组对青藏高原的湖泊进行研究,发现湖泊结冰的作用受降雨、降雪等天气过程的影响发生改变,不同的冰面覆盖物会使湖面条件存在差异。如图示意青海湖湖水-湖冰-大气系统辐射和温度变化(深色线条指湖冰层温度变化幅度,白色线条指湖水层温度变化幅度)。
(1)简述青藏高原湖泊区成为此次研究区域的有利自然条件。
(2)研究发现,积雪阶段的夜间保温效果较好,试推测原因。
(3)与积雪和沙尘覆盖阶段相比,裸冰阶段湖冰温度日变化较大,请分析其作用机制。
【答案】(1)① 湖泊多、分布广且类型多样,涵盖不同气候子区,研究样本丰富;② 高海拔、对气候变化敏感,湖泊变化能够较好指示气候变动。
(2)① 积雪含有大量空气,导热能力低,减少了湖冰与大气之间的热量交换;② 积雪覆盖能降低地表向外辐射散热的速度,夜间热量不易大量流失。
(3)① 白天裸冰对太阳辐射的吸收增强,无积雪或沙尘的高反射或遮蔽作用,升温快;② 夜间缺乏保温覆盖物,冰层散热快,导致昼夜温差显著增大。
【分析】本大题以青藏高原相关图文为材料设置三道试题,涉及区域发展的区位条件、大气受热过程原理的应用等相关知识,考查学生获取和解读地理信息的能力、调动和运用地理知识的能力、描述和阐释地理事物的能力、论证和探究地理问题的能力、区域认知、综合思维、人地协调观等地理核心素养。
【详解】(1)读材料可知,青藏高原面积大于1km的湖泊数量约 1400 个,数量众多;涵盖咸水湖、微咸水湖和淡水湖等多种湖泊类型,类型丰富,为研究提供了多样样本。青藏高原湖泊区分布在季风区、西风区和西风-季风协同作用区等不同气候子区,不同气候条件下湖泊对气候变化响应可能不同,便于对比研究气候变化对湖泊的影响 。受全球变暖影响,大部分内陆湖泊呈现扩张趋势,南部湖泊出现萎缩,是研究气候变化的重要“指示器”,能明显反映气候变化带来的影响 。
(2)结合所学知识,积雪具有良好的隔热性能,其内部存在大量的空气,空气是热的不良导体 。在夜间,地面主要以长波辐射的形式向外散热,积雪覆盖在湖冰表面能有效阻挡湖冰与大气之间的热量交换,减少湖冰的热量散失,且积雪覆盖能降低地表向外辐射散热的速度,夜间热量不易大量流失,从而起到较好的夜间保温效果。
(3)在裸冰阶段,冰面对太阳短波辐射的反射率相对积雪较低(如能图所示,积雪强反射,裸冰弱反射),吸收更多的太阳辐射能量,使得白天湖冰升温较快 。结合所学知识,并与沙尘覆盖阶段(如能图所示,沙尘(强吸收))相比,裸冰的热传导性能相对较弱,湖冰吸收的太阳辐射热量难以快速传递到湖水层,热量主要集中在湖冰表层,导致湖冰温度在白天升高幅度较大。而夜间,湖冰缺乏像积雪那样的隔热层,热量快速向大气散失,温度下降幅度大,所以裸冰阶段湖冰温度日变化较大。
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