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课时作业11 大气的分层与受热过程
一、选择题
下图为大气层中臭氧浓度随高度的变化示意图。据此完成1~2题。
1.关于图中a、b大气层特征的说法,正确的是 ( )
A.a层总有飞鸟出现
B.a层天气现象复杂多变
C.b层大气对流运动显著
D.b层利于高空飞机飞行
2.大气中臭氧层遭到破坏,将导致 ( )
A.a层大气温度升高
B.b层大气温度升高
C.到达地表的紫外线减少
D.到达地表的太阳辐射减少
1.C 2.B 解析:第1题,根据所学,再结合图示可知,a层为平流层,在中纬度地区,平流层位于离地表10千米至50千米的高度,飞鸟飞行的高度一般达不到平流层,平流层大气以水平运动为主,气流稳定,无多变天气现象,A、B错误;b层为对流层,是最接近地球表面的一层大气,它的高度因纬度变化而不同,在低纬度地区平均高度为17~18千米,在中纬度地区平均为10~12千米,对流运动显著,C正确;对流层集中了约75%的大气质量和90%以上的水汽杂质,天气变化频繁,多云雨天气,不利于飞机飞行安全,D错误。第2题,由上题分析可知,a层大气为平流层,b层大气为对流层。平流层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线,它把平流层的顶部加热,臭氧层被破坏后,其吸收紫外线的能力大大降低,平流层大气温度将降低;臭氧层被破坏后,地面将受到过量的紫外线辐射,到达地表的太阳辐射增多,近地面大气接受到的地面辐射将增多,气温将升高。故选B。
(2024·广东卷)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3~4题。
3.与7—9月相比,2—4月西双版纳热带季雨林林冠层之上的大气逆辐射值较低,主要是因为2—4月期间 ( )
A.降水较多
B.云雾较少
C.地表植被覆盖度较低
D.正午太阳高度角较大
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
3.B 4.D 解析:第3题,西双版纳属于热带季风气候,雨季通常从5月开始且持续到10月,故与7—9月相比,2—4月降水较少,A错误;大气逆辐射的强弱取决于大气吸收地面辐射能量的大小,当空气中云雾较少时,大气吸收的地面辐射能量少,返还给地面的热量(大气逆辐射)也少,该地区2—4月盛行东北季风,气候干燥,晴天多,云雾少,大气逆辐射弱,B正确;热带季雨林区,地表植被变幅小,且不影响大气逆辐射,C错误;与7—9月相比,2—4月正午太阳高度角较小,D错误。故选B。第4题,根据材料可知,有效辐射=下垫面向上长波辐射-大气逆辐射。随着太阳直射点的移动,一年中该地热带季雨林的林冠层表面的温度不可能保持恒定,且林冠层表面的温度会直接影响其向上长波辐射,据图可知林冠层向上的长波辐射一年中一直在变动,A错误;据大气受热过程原理可知,太阳辐射是地面的热源,地面长波辐射是近地面大气的直接热源,故林冠层的长波辐射是其上表层大气的热源,B错误;图中显示林冠层向上长波辐射大于及其上大气逆辐射,说明各月都是其上表层大气的热源,C错误;有效辐射越大说明加热效果越好,图中显示有效辐射在11月到次年5月较大,6月到10月有效辐射较小,故夏季对大气加热效果小于冬季,D正确。
湟水是黄河上游的一条重要支流,受地形影响,山谷地区热力不均匀,形成局地环流——山谷风。一般日出及日落以后的2~3个小时,分别为山风转谷风和谷风转山风时刻。下图为湟水谷地某地段山谷风风向频率及风速日变化图。据此完成5~6题。
5.湟水谷地该地段谷风的主导风向是 ( )
A.偏西风 B.偏东风
C.偏南风 D.偏北风
6.湟水谷地该地段山谷风风速变化表现为 ( )
A.谷风大于山风 B.山风大于谷风
C.正午风速最大 D.傍晚风速最低
5.B 6.A 解析:第5题,山谷风一般表现为白天为谷风,夜晚为山风。日出后3个小时左右的白天应以谷风为主,图中显示为偏东风。故选B。第6题,根据风速日变化曲线,日出后3小时的白天风速大,则谷风大于山风;图中显示傍晚时风速最大。故选A。
(2024·湖北卷)科研小组利用多套测风系统,观测记录了敦煌绿洲边缘某年沙漠风和绿洲风的风速、风向与频次,并对表层沙粒采样分析。结果发现,当地冬季白天以沙漠风为主,晚上沙漠风和绿洲风频次相当;自沙漠向绿洲方向风速呈减小趋势,绿洲风风速衰减幅度比沙漠风小。如图示意采样点及其沙粒分选系数。据此完成7~9题。
7.沿采样点1至9方向,沙粒 ( )
A.分选性由好变差 B.平均粒径由细到粗
C.分选性由差变好 D.平均粒径由粗到细
8.关于当地冬季昼夜主要风向成因的说法,合理的是 ( )
A.冬季白天,绿洲“冷岛效应”显著
B.冬季白天,绿洲“热岛效应”显著
C.冬季夜晚,绿洲“冷岛效应”显著
D.冬季夜晚,绿洲“热岛效应”显著
9.绿洲风对当地绿洲生态环境改善明显,是因为绿洲风有利于 ( )
A.降低绿洲居住区噪声污染
B.给绿洲地区带来丰富的降水
C.沙物质从绿洲运移回沙漠
D.增加绿洲地区阳光照射强度
7.D 8.B 9.C 解析:第7题,由材料可知,分选系数数值越小,表示分选性越好,图中可知沿采样点1至9方向,沙粒分选系数先变大后变小,说明分选性先变差再变好,即分选性由好变差再变好,A、C错误;由材料可知,自沙漠向绿洲方向风速呈减小趋势,可推测自沙漠向绿洲方向风力搬运作用减弱,沙粒平均粒径减小,即沿采样点1至9方向,沙粒平均粒径由粗到细,D正确。第8题,由材料可知,当地冬季白天以沙漠风为主,说明沙漠气压高于绿洲,说明沙漠温度低于绿洲,可推测白天绿洲“热岛效应”显著,气压低,B正确;若白天绿洲“冷岛效应”显著,则白天绿洲气压高,应以绿洲风为主,A错误;由材料可知,冬季晚上绿洲风和沙漠风频次相当,说明冬季夜晚有时吹绿洲风,有时吹沙漠风,若绿洲“冷岛效应”显著,则以绿洲风为主,若绿洲“热岛效应”显著,则以沙漠风为主,C、D错误。第9题,绿洲风从绿洲吹向沙漠,由材料可知,绿洲风风速衰减幅度比沙漠风小,故可推测,绿洲风搬运沙物质向绿洲外输送,将部分沙物质运移回沙漠,从而改善绿洲的生态环境,C正确;绿洲风对噪声和光照影响不大,且噪声和光照也不是绿洲地区的生态环境问题,A、D错误;绿洲风会将绿洲的水汽向外输送,不能给绿洲地区带来降水,B错误。
梯度风是指到达一定海拔后,水平气压梯度力和地转偏向力平衡,不受地表摩擦力影响的风力。下图为不同地区不同高度梯度风占比示意图。读图,完成10~11题。
10.相同高度上,城区梯度风占比较小,主要原因是城区 ( )
A.人口工业集中,气温较高
B.楼房高大密集,摩擦力大
C.水域面积较小,比热容大
D.空气尘埃较多,污染严重
11.同样高度,若城区梯度风占比变小,将会导致 ( )
A.城市热岛效应加强 B.郊区大气污染加重
C.城市风力逐渐增大 D.农村雨雾天气多发
10.B 11.A 解析:第10题,城区建筑物高大密集,同等高度上,城区的摩擦力更大。根据材料信息可知,梯度风是不受地表摩擦力影响的风力,所以相同高度上,城区梯度风占比较小,B正确;人口工业集中,气温高对摩擦力影响较小,A错误;城区的水域面积不一定小于郊区和农村,C错误;污染不是影响梯度风的主要因素,D错误。第11题,根据材料信息可知,梯度风是水平气压梯度力和地转偏向力平衡,不受地表摩擦力影响的风力,梯度风占比减少,说明受摩擦力影响的风增多,城区风力会减少,城市热岛效应加强,城区的大气污染加重,A正确,B、C错误;城区梯度风占比变小对于农村雨雾天气影响较小,D错误。
(2024·湖州模拟)2022年12月某日清晨,浙江北部某山村迎来了入冬以来的第一场霜,下图为该村聚落分布示意图。读图,完成12~13题。
12.该村的霜冻最可能出现的聚落位置是 ( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
13.村民发现院子里的大香樟树下没有结霜,其主要原因是 ( )
①树干高大,阻挡了强劲西北风 ②枝叶繁茂,遮挡下沉的冷空气 ③枝叶阻挡地面辐射向高空扩散 ④树下逆温现象显著,风力较弱
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
12.A 13.B 解析:第12题,根据图示信息及所学知识可知,霜冻容易在昼夜温差大且夜间气温低的地方形成。读图可知,丁地受湖泊影响,夜间降温较慢,气温较高;甲地在谷底,晚上吹山风,冷空气容易在谷底聚积,降温幅度大,导致甲地容易出现霜冻,乙地、丙地在山坡,冷空气不容易堆积,霜冻可能性较小。故选A。第13题,根据图文信息及所学知识可知,浙江北部某山村受冬季风影响较小,①排除;大香樟树枝叶繁茂,遮挡下沉的冷空气,②符合题意;枝叶会阻挡地面辐射向高空扩散,③符合题意;地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象称为逆温,树下不容易出现逆温,④排除。故选B。
二、非选择题
14.阅读材料,完成下列问题。
材料一 春季积雪融水是额尔齐斯河河源区最重要的补给来源。为探索森林对春季融雪过程的影响,研究人员于2024年融雪期(3月10日—3月24日)在额尔齐斯河河源区选择草地、林中空地和林下三种不同地表类型,分别观测积雪消融过程。两表分别示意观测期三种地表类型的平均气温和三种观测点的地表反射率。
表1
观测点
草地
林下
林中空地
平均气温/℃
—2.5
—5.4
—6.1
表2
观测点
草地
森林
积雪
反射率/%
15~25
10~20
75~95
材料二 图1为同步观测期内三种地表类型观测点气温日较差变化统计图,图2为积雪消融期三种地表类型观测点积雪深度的日变化过程统计图(含推测)。
(1)结合表格,简析观测期内林下平均气温高于林中空地,但低于草地的原因。
(2)比较三种地表类型观测点在观测期内气温日较差的主要差异,并分析原因。
(3)分析林下积雪消融期比林中空地积雪消融期短的原因。
答案:(1)草地能获得充足的太阳辐射,气温高;森林对太阳辐射削弱作用较强,林下平均温度低于开阔草地。森林的反射率明显低于积雪的反射率,森林接收的太阳辐射更多,向林下释放的长波辐射(大气逆辐射)较多,造成林下气温略高于林中空地的气温。
(2)差异:草地和林中空地的气温日较差一般大于林下。
原因:森林对气温具有调节作用,森林削弱到达林下的太阳辐射,导致白天林下气温较低;夜晚森林保温作用较强,林下气温较高,故林下气温日较差较小。
(3)林下气温高于林中空地气温,积雪消融更快;森林的林冠截留造成林下积雪量远小于林中空地,林下积雪消融量比林中空地积雪消融量少。
解析:第(1)题,可利用大气受热过程原理分析林下与草地、林下与林中空地气温的差异。林下与草地气温存在差异,主要是草地上方缺少林木遮挡,可获得更多的太阳辐射,气温高,而森林阻挡部分太阳辐射到达地表,林下获得的太阳辐射少,气温偏低。林下与林中空地气温存在差异,主要是森林的冠层比积雪反射率低,可获得比林中空地更多的太阳辐射,随后森林向林下释放更多的长波辐射,造成林下气温略高于林中空地的气温。第(2)题,读图可知,草地和林中空地的气温日较差一般大于林下。原因为白天森林对太阳辐射的削弱作用较强,导致林下气温较低,而夜晚森林保温作用较强,林下气温较高,所以林下气温日较差小。第(3)题,可从积雪量、气温两方面分析影响积雪融化速度不同的原因。林下因为保温作用强,所以气温高于林中空地气温,积雪消融更快;森林林冠截留降雪造成林下积雪量远小于林中空地,因而林下积雪消融量比林中空地积雪消融量少。
15.阅读材料,完成下列问题。
由于冰川表面气温与周围同高度的气温差异,导致空气团沿着冰雪表面流动形成的风称为冰川风。珠峰北坡的绒布河谷大致呈南北走向,东、南、西三面被高山环抱。实验人员沿河谷底部设置了甲、乙、丙3个站点,测得3个站点白天都会受到偏南风影响,其中甲站点测得的偏南风明显强于乙、丙两站点。该偏南风强弱是受冰川风、山谷风等共同影响。下图为绒布河谷南北剖面示意图。
(1)简要说明三个站点白天测得的偏南风形成原理。
(2)分析甲站点的偏南风强于乙、丙两点的主要原因。
(3)简要分析白天谷地东西两侧的山谷风对偏南风起到的作用。
答案:(1)冰雪面反照率高,吸收的太阳辐射少,加上冰雪表面融化会持续吸收热量,使得冰雪表面温度比同高度大气温度要低;近冰川面的空气收缩下沉,气流沿着冰雪表面向下坡方向(北)流动,形成偏南风(冰川风)。
(2)白天谷地受热较少,气温较低,气流下沉,谷地气压较高,产生向南运动的气流,对北上的偏南风具有一定的阻挡作用,位于北部的乙、丙两站点受到的阻挡更明显,距冰川最近的甲站点受冰川风的影响最大,偏南风强度更强。
(3)白天谷地盛行谷风,谷风把空气推向东西两侧山坡,吸引南侧冰川风北上,从而使得冰川风影响范围扩大,加强了偏南风。
解析:第(1)题,由所学知识可知,冰雪面表面光滑,反照率高,吸收的太阳辐射少;加上冰雪表面融化还会持续吸收热量,使得冰雪表面温度下降,比同高度大气温度要低;所以近冰川面的空气收缩下沉,气流沿着冰雪表面向下坡方向流动;根据图中的指向标可知,此时形成偏南的冰川风。第(2)题,由所学知识可知,白天,绒布河谷地受热较少,气温较低,气流收缩下沉,谷地形成高气压,气流向南运动,对北上的偏南风具有一定的抵消作用,位于北部的乙、丙两站点距离冰川风较远,受到阻挡作用,风力较小;而甲站点距冰川最近,所以受冰川风的影响最大,偏南风强度更强。第(3)题,由上题及所学知识可知,白天谷地盛行谷风,由“珠峰北坡的绒布河谷大致呈南北走向”可知,谷风把空气推向东西两侧山坡,从而使南侧冰川风北上,这样冰川风影响范围扩大,并且加强了偏南风。
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