内容正文:
第17课 气压系统与天气
一、基本气压场
1.高气压(反气旋):等压线闭合,中心气压高于四周气压。从高气压延伸出来的狭长区域为B高压脊。
2.低气压(气旋):等压线闭合,中心气压低于四周气压。从低气压延伸出来的狭长区域为A低压槽。
二、低气压(气旋)、高气压(反气旋)与天气
天气系统
低气压(气旋)
高气压(反气旋)
示意图(北半球)
水平气流(近地面)
由四周向中心流动
由中心向外流出
垂直气流
以上升气流为主
以下沉气流为主
天气状况
出现阴雨天气
天气晴朗
我国天气典型实例
生成于西北太平洋上,影响我国东南沿海的热带气旋
夏季:我国长江流域的伏旱天气;
冬季:我国的寒潮天气
[思考]为什么锋面一定位于低压槽处,而不是高压脊处?绘制简图并加以说明。
提示:低压槽两侧大气运动方向相对,冷暖气团会相遇;高压脊两侧大气运动方向相背离,不会发生冷暖气团的相遇。如下图,甲为低压槽,易出现锋面;乙为高压脊,不会出现锋面。
【链接高考】 (2020·浙江1月选考)下图为2019年12月某时刻等压线分布图。读图,完成1、2题。
1.此时刻甲、乙、丙、丁四地中风力最大的是( )
A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地
2.此时刻可能出现雨雪天气的是( )
A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地
提示:1.A2.B
任务一 阅读天气图,探究气压系统与天气
[情境:源自2020年江苏卷T9、10] 天气图(Weathermap)是指填有各地同一时间气象要素的特制地图。气象工作人员,根据天气分析原理和方法进行分析,从而揭示主要的天气系统和天气现象的分布特征及相互的关系。天气图是气象部门分析和预报天气的一种重要工具。下图为亚欧大陆某时刻海平面等压线分布示意图。
[思考]1.(原创题)图中四地此时受高压系统控制的有( )
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
2.(真题)下列四地中,吹偏南风的是( )
A.① B.② C.③ D.④
3.(原创题)此时①地最可能为下列哪种现象,并说明判断理由。
a.暴雨倾盆水难排;b.细雨蒙蒙衣难干;c.烈日炎炎似火烧;d.黄沙满天车难行。
提示:1.B 2.C 3.a。理由:读图分析,此时亚欧大陆上形成低压,太平洋上形成高压,说明此时为北半球的夏季。①地位于低压中心附近,盛行上升气流,并且①地纬度低,气温高,因而最可能形成强对流天气,暴雨倾盆;细雨蒙蒙是暖锋天气的典型特征;烈日炎炎往往是受高压控制形成;此时①地降水多,植被生长茂盛,不会形成沙尘天气。
一、气旋的特征及分类
1.特征
大小
气旋的大小用地面天气图上最外围的一条闭合等压线的范围来量度,直径一般可达1 000千米,大者可达2 000~3 000千米,小者只有200~300千米
强度
气旋强度通常采用气旋中心最小气压值表示,也可用最大风速来衡量。地面气旋的中心气压值通常在1 010~970 hPa,个别情况下可能会低于935 hPa,其地面最大风速可达30米/秒以上
气流运动
气旋的下层具有旋转性辐合气流(在北半球按逆时针方向流动,南半球按顺时针方向流动),在中心区辐合上升,到高层向外辐散,又在四周下沉补偿到低层辐合气流之中,从而在垂直方向上形成环流
2.分类
(1)按地理位置分类:热带气旋和温带气旋
热带气旋
温带气旋
源地
热带海洋
温带海洋和陆地
季节
四季均有,夏、秋最多
四季均有,冬、春最多
结构
一个气团,无锋面,有眼,水平气压梯度大
2~3个气团,有锋面,无眼,水平气压梯度小
天气
恶劣天气对称分布在涡旋区
恶劣天气在中心和锋面附近
大风
涡旋区对称的狂风,经向衰减快,风力远大于温带气旋
发生在冷锋锋后,气旋中心的西南方向,8级风范围大于热带气旋
气压
向中心陡降,成漏斗状,外围变化平缓
自外围向中心大致以线性趋势降低
(2)按结构特征分类:锋面气旋和无锋面气旋。锋面气旋是温带地区常见的气旋,无锋面气旋包括热带气旋、热低压和冷涡等。
二、反气旋的特征及分类
1.特征
大小
反气旋的大小用地面天气图上最外围的一条闭合等压线的范围来量度,最大直径比气旋大得多,其规模可以与最大的大陆或海洋相比
强度
反气旋的强度常用地面最大风速和中心气压值来表示,强反气旋的地面最大风速可达20~30米/秒,中心气压值一般为1 020~1 030 hPa,冬季最强时可达1 078 hPa
气流运动
反气旋的下层具有辐散气流(在北半球按顺时针方向旋转流出,在南半球按逆时针方向旋转流出),中心区因向四周辐散而形成下沉气流,下层的辐散气流在四周上升,以补偿上层四周向中心的辐合气流,从而在垂直方向上形成环流
2.分类
(1)按地理位置分类:温带反气旋、副热带反气旋和极地反气旋。
(2)按结构特征分类:冷性反气旋(冷高压)和暖性反气旋(暖高压)。
①冷性反气旋(冷高压)
形成
冷性反气旋又称冷高压,是中、高纬地区主要的天气系统。它是在一定的高空条件下,中、高纬大陆强烈辐射冷却、地面冷空气积聚而形成的。
特点
冷性反气旋只出现于近地面大气层中,垂直厚度通常只有1~1.5千米。冬半年活动频繁,势力强大,影响范围广泛,常常造成降温、大风天气
分布
北半球格陵兰岛、加拿大、西伯利亚和蒙古等地
②暖性反气旋(暖高压)
概述
主要是指副热带高压,厚度可达对流层上层,冬季位置偏南,夏季偏北
特点
副热带高压内部盛行下沉气流,天气晴朗、少云、微风、炎热
举例(北太平洋副热带高压)
夏季
因北半球迅速增温而增强和扩大,其范围几乎占整个北半球面积的1/5~1/4
冬季
由于北半球中、高纬度降温,其强度减弱,范围缩小,位置南移
考向1 气旋
(2025·八省联考)下图为2024年12月1日北京时间20时亚洲部分地区海平面等压线分布图。此时,甲地大雪。读图,完成1~3题。
1.甲地此时风向为( )
A.西南风 B.东南风
C.东北风 D.西北风
2.甲地大雪的主要形成条件是( )
①水汽供应充沛 ②气流辐散显著 ③日本暖流影响 ④上升运动强烈
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
3.据图分析,此时( )
A.乙地大雪纷飞,外出注意保暖
B.丙地寒风凛冽,不宜外出夜跑
C.丁地满天星宿,适宜户外观星
D.戊地海面封冻,不宜出海作业
1.C 2.D 3.B 解析:第1题,结合图中等压线数值分布可知,甲处水平气压梯度力大致由北指向南,受地转偏向力影响,风向右偏转形成东北风,C正确,A、B、D错误。第2题,甲地靠近气旋中心,盛行上升气流,加之气旋中心南侧偏南风可以从海洋带来大量水汽,水汽供应充沛,气流在上升过程中容易凝结,形成降雪,①④正确;气旋水平方向上气流辐合,②错误;甲距离海洋较远,受日本暖流影响小,③错误。第3题,乙地附近等压线向低值方向弯曲,为高压脊附近,天气晴朗,A错误;丙地等压线密集,风力强劲,且高压中心位于其西侧,吹西北风,寒风凛冽,不宜外出夜跑,B正确;此时为北京时间20时,丁地位于80°E附近,地方时比北京时间晚约2时40分,此时丁地地方时约为17时20分,还未进入黑夜,不适宜户外观星,C错误;戊位于30°N海域,纬度较低,海域没有结冰期,D错误。
考向2 反气旋
(2024·浙江金华模拟)热浪是指天气持续保持过度的炎热。近几十年来,热浪的频度、强度和持续时间都在增加。下图为1979—2020年世界热浪强度和影响面积统计图。读图,完成4、5题。
4.根据图示信息判断,下列叙述正确的是( )
A.纬度越低,热浪强度越大
B.南半球热浪强度较北半球大
C.纬度越高,热浪影响面积越大
D.南半球热浪影响面积较北半球大
5.受下列天气系统影响,最有可能形成热浪的是( )
A.气旋 B.反气旋
C.冷锋 D.暖锋
4.B 5.B 解析:第4题,读图可知,纬度越高,热浪强度波动上升,A错误;南半球热浪强度较北半球大,B正确;在北半球的中纬度地区,热浪影响面积最大,C错误;北半球热浪影响面积较南半球大,D错误。第5题,在反气旋控制下,气流下沉,天气晴朗,气温较高,最有可能形成热浪,B正确;气旋、冷锋、暖锋控制下会出现降水天气,A、C、D错误。
任务二 认识露点和干线,探究锋面气旋
[情境:源自2020年山东卷T17] 露点是空气因冷却而达到饱和时的温度,其数值越大,反映空气中水汽含量越大。一般情况下,温度相同时湿空气要比干空气密度小。两个温度相近的干、湿气团相遇所形成的锋,称为干线。下图为北美洲部分地区某时刻主要气象要素分布形势示意图,来自极地、太平洋和墨西哥湾的三种性质不同的气团,在落基山以东平原地区交绥形成三个锋:冷锋、暖锋和干线。
[思考]1.(原创题)干线两侧露点差异大的主要影响因素是( )
A.地形 B.降水 C.温度 D.风速
2.(真题)用符号在图中适当位置绘出冷锋、暖锋。
3.(真题)分析图中干线附近产生降水的原因。
提示:1.A 2.绘图如下。
3.干线东、西两侧温度相近的干、湿气团相遇,东侧的湿气团密度小,位于干气团之上,湿气团被迫抬升;抬升过程中,随高度增加,气温降低(达到露点后),形成降水。
1.锋面位置的判断
锋面多形成于地面气旋的低压槽中,即图中的MD、ND、M′D′、N′D′处。这是因为冷暖气团在低压槽MD、ND、M′D′、N′D′处相遇辐合上升,形成锋面。
2.锋面性质及移动的判断
图中F、G、F′、G′点都在锋面的高纬度一侧,而E、H、E′、H′正好相反,故F、G、F′、G′处气温比低纬度的E、H、E′、H′处气温低,确定FG、F′G′一侧为冷气团,EH、E′H′一侧为暖气团。MD、M′D′为冷锋,ND、N′D′为暖锋;并且,锋面应随气流方向移动,即北半球呈逆时针方向移动,南半球呈顺时针方向移动。
一般来说,无论北半球还是南半球,气旋中心东侧的低压槽处形成暖锋,西侧的低压槽处形成冷锋,只不过南北半球冷锋和暖锋的锋前、锋后相反而已。
3.天气特点的判断
由图中可知,ND、N′D′为暖锋,故在锋前G、G′处出现宽阔的暖锋云系并伴随着连续性降水天气;MD、M′D′为冷锋,故在锋后F、F′处出现比较狭窄的冷锋云系和降水天气。
考向1 锋面气旋的剖面分析
(2021·浙江1月选考)飞机飞过暖锋前缘晴朗的天空时,其排出的水汽常凝结成白色云带。这种云带能较长时间存在,人们常以此来预报暖锋的到来。下图为某时刻某区域等压线分布图。读图,完成1、2题。
1.飞机尾部凝结的云带能较长时间存在的主要原因是( )
A.受强紫外线照射 B.处在逆温层之中
C.处在强烈对流中 D.受冷锋云系挤压
2.符合甲地沿线剖面天气系统分布的是( )
注:水平与垂直方向比例尺不同。
A.① B.② C.③ D.④
1.B 2.C 解析:第1题,云带能较长时间存在说明大气层结稳定,所以此时飞机处在逆温层之中,B正确;受强紫外线照射对飞机尾部凝结的云带长时间存在没有影响,A错误;空气的强烈对流运动会加速云带的消失,C错误;受冷锋云系挤压,风力较大,云带易消失,D错误。第2题,读图可知,甲位于995百帕低气压中心附近,因此甲处是锋面气旋,甲地东侧为暖锋,西侧为冷锋,C正确。
考向2 锋面气旋的立体分析
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。据此完成3~5题。
3.发育温带气旋龙卷的区域( )
A.近地面气流旋转辐合
B.高空气流旋转辐散
C.近地面气流顺时针运动
D.高空风速小于近地面
4.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.冷锋南下
C.暖湿气流输送
D.气旋水平移动
5.辽宁省是我国东北温带气旋龙卷的高发区,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.①③ C.②④ D.③④
3.A 4.C 5.B 解析:第3题,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,A正确,C错误;高空为单一的强西风,并非旋转气流,B错误;高空摩擦力小,风速大于近地面,D错误。第4题,读图可知,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,C正确;暖锋北上、冷锋南下和气旋水平移动对龙卷风的形成不起关键作用,A、B、D错误。第5题,辽宁省邻近海洋,水汽丰富,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,大气更易受热上升,③正确;冷锋频发会削弱暖湿气流,不利于气旋龙卷的形成,④错误。
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