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参考答案2026届高三地理微专题一轮复习导学案:高考地理中的热量平衡
题号
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答案
A
D
A
A
C
D
C
A
D
B
1.A 2.D
【解析】1.根据图中等温线可知,等温线数值往北逐渐升高,应位于南半球。洋流流向与等温线弯曲方向相同,因此该洋流由水温高的海区流向水温低的海区,为暖流。①海域为南半球暖流,A正确;②③④位于北半球,BCD错误。故选A。
2.北印度洋海域夏季盛行西南季风,夏季风的成因是气压带风带的季节移动,A错误;冬季盛行偏北风,从我国南下到东非的货船经过该海域时顺风顺水,B错误;图示季节②海域附近洋流虽由低纬流向高纬,但为离岸风形成的上升流,为寒流,C错误;图示季节③海域附近洋流受季风与陆地轮廓影响大致自北向南流,D正确。故选D。
【点睛】北印度洋海区受季风影响形成季风环流,夏季顺时针方向运动,冬季逆时针方向运动。
3.A 4.A 5.C
【解析】3.赤道附近太平洋海域向大气输送热量,会使赤道近地面大气受热,气体受热膨胀垂直上升,A正确,B错误;近地面大气受热之后空气会发生垂直向上的运动,不会出现水平运动,CD错误。故选A。
4.由所学知识可知,南太平洋40°S海域附近流经的西风漂流为寒流,势力大,降温明显,海域热量收入少,热平衡值较小,而40°N的太平洋海域附近流经的是以北太平洋暖流为主,增温明显,海域热量收入多,热平衡值较大,A正确;40°S与40°N纬度值相同,年内太阳高度平均值相同,昼夜长短平均值也相同,两者不存在明显差异,BC错误;无法确定太平洋40°S与太平洋40°N的大气性质,不能判断保温作用强弱,排除D。故选A。
5.海一气相互作用所形成的大气环流与大洋环流将热量从低纬度地区输送到高纬度地区,维持着全球热量平衡。因此,低纬度温度不会越来越高,高纬度温度也不会越来越低,高低纬度间温差减小。C正确,ABD错误。故选C。
【点睛】海洋与大气之间热量、动量、物质的交换,以及这种交换对大气、对海洋各种物理特性的影响及改变。海洋与大气之间通过一定的物理过程相互影响、相互作用,组成一个复杂的耦合系统。海洋对大气的主要作用是给予大气热量与水汽,为大气运动提供能源;大气主要通过向下的动量输送(风应力),产生风生洋流和海水的上下翻涌运动;海洋与大气在大气环流的形成、分布和变化上共同影响着全球的气候。
6.D 7.C
【解析】6.根据净热通量定义和图示信息分析,1月亚丁湾海域净热通量为负值,表示热量由海洋向大气传递,A错误;4月净热通量为正值,表示热量由大气向海洋传递,B错误;7月净热通量为显著负值,说明此时海洋向大气输送热量,通常是由于海洋温度高于大气温度,C错误;10月净热通量为正值,表示热量由大气向海洋传递,大气温度较海洋温度高,D正确。故选D。
7.海—气相互作用强弱由净热通量绝对值大小决定,绝对值越小,热量交换越弱。图中6月净热通量接近0(绝对值最小),说明此时海—气热量交换最弱,C正确,A、B、D错误。故选C。
【点睛】本题组考查海—气热量交换与净热通量的关系。净热通量的正负指示热量传递方向:正值表示大气向海洋传热,负值表示海洋向大气传热。绝对值大小反映海—气相互作用强弱,绝对值越小,相互作用越弱。
8.A 9.D 10.B
【解析】8.蒸发是液态水变为气态水的过程,需要吸收热量,会加强海洋热量的散失,A正确;降水时大气中的水汽凝结,会释放热量,而不是热量易被损耗,B错误;海水结冰会使海—气之间的热量交换减弱,而不是更加强烈,C错误;强风时海—气之间的热量交换更频繁,海洋热量损耗更多,而不是损耗少,D错误。故选A。
9.从图中可以看出,冬季(12、1、2月等)净热通量为负值,热量处于亏损状态,A错误;11月净热通量数值绝对值并非最大,海—气作用不是最强烈的,B错误;春季(3、4、5月)净热通量为负值,并非处于平衡状态,C错误;从全年来看,净热通量有正有负,但是负值月份较多,且其绝对值大于正值月份,整体处于亏损状态,D正确。故选D。
10.2023年2月亚速海海域净热通量值明显偏低,即海洋向大气传递的热量多。南向输送的冷气团偏大,会使大气温度低,海—气之间温差加大,海洋向大气传递的热量增加,B正确;2月不是海面获得太阳辐射量最少的月份(12月、1月等可能更少),A错误;2月份亚速海降水频次不会明显增加,C错误;2月海面区域范围浮冰面积大,会使海—气之间的热量交换减弱,但净热通量是海洋与大气之间的热量交换,浮冰面积大不是净热通量偏低的主要原因,D错误。故选B。
【点睛】海洋与大气之间通过一定的物理过程相互影响、相互作用,组成一个复杂的耦合系统。作为地球大气和海洋运动的能量主要来源的太阳辐射,首先大部分是通过海气交界面为海洋所吸收,然后由海洋以潜热(海水蒸发)、感热、长波辐射交换等形式通过海面供给大气,转变为大气的动能,运动的大气以动量形式供给海洋运动的动能产生洋流和海水的上下翻涌运动,使海洋热状况的再分配,再为大气运动提供有效能量,如此相互作用。
11.(1)同纬度西低东高;随纬度增加水温降低;西部温差大,东部温差小。
(2)北大西洋中高纬度大洋东岸水热条件优于大洋西岸。大洋东岸受北大西洋暖流影响,水温高,向大气输送热量多;蒸发量大,海洋向大气输送水汽多;上升气流强烈,大气降水丰富;海—气间水热交换活跃。
(3)冬季厚度变薄,夏季范围减小;春季海冰消融提前,秋季海冰冻结推迟。
【分析】本大题以海水温度为材料,设置三道小题,涉及表层海水温度分布特征、北大西洋中高纬度东西两岸水热差异的原因、全球变暖对格陵兰岛冰盖面积季节变化的影响等相关内容,考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力。
【详解】(1)由图中等温线分布可知,等温线大体上由低纬向高纬递减;同纬度地区大洋东岸等温线数值大,西岸数值小,说明该海域同纬度表层海水温度西低东高;该海域大洋西岸等温线分布密集,东岸分布稀疏,说明西部温差大, 东部温差小。
(2)图中大洋为中高纬地区的北大西洋,通过上题分析可知,该海域西岸表层海水温度低于东岸,东岸有北大西洋暖流流经,增温作用明显,水温高,海水温度高,海洋是大气热量的主要供给者,向大气输送的热量多,蒸发量就大,海洋向大气输送水汽就多,空气湿度大,上升气流强烈发展,降水较丰沛,海—气间水热交换也较为活跃,导致该海域中高纬度大洋东岸水热条件高于大洋西岸。
(3)受全球变暖影响,气温升高,秋季海水结冰时间延迟,冬季受气温升高影响,冰盖厚度变薄,春季海冰受全球变暖影响消融时间提前,夏季融化的海冰更多,冰盖面积减小。
12.(1)最强劲时段为14—16时左右(只要在12—18之间即可)。
原因:该时段沙漠与绿洲的地表温度差异达到一天中最大,导致两地近地面的气压差最大(或水平气压梯度力最强)。
(2)白天,沙漠地区地表升温快,地表温度高于绿洲,沙漠地区近地面空气受热膨胀上升,形成低压区;绿洲地区地表升温慢,地表温度较低,近地面空气冷却收缩下沉,形成高压区;在水平气压梯度力的作用下,空气从高压区(绿洲)流向低压区(沙漠),从而形成绿洲风。
(3)可降低沙漠周边地区的气温,增加局部空气湿度(或缓解沙漠地区的干旱炎热程度)能为沙漠边缘的植被提供一定水分条件,促进耐旱植被生长有利于遏制沙漠向绿洲的扩张有利于维持绿洲生态系统的稳定。
【分析】本题目以干旱地区的绿洲风为背景材料,考查热力环流等相关知识,考查学生获取和解读信息能力及综合思维能力,培养学生的综合思维、区域认知等地理核心素养。
【详解】(1)从图中可见,12—18时沙漠与绿洲的地表温度差异较大(沙漠温度快速上升,绿洲温度上升缓慢)。根据热力环流原理,地表温度差异会转化为近地面气压差异,温度高的区域(沙漠)近地面空气受热膨胀,形成低压;温度低的区域(绿洲)近地面空气冷却收缩,形成高压。温度差异越大,近地面的水平气压梯度力(促使空气流动的“动力”)越强,因此该时段绿洲风(从绿洲高压区流向沙漠低压区)的风力最强劲。
(2)白天太阳辐射加热地表,沙漠与绿洲的热力性质差异导致。地表快速升温,近地面空气受热膨胀上升,近地面形成低压区;地表升温缓慢,近地面空气冷却收缩下沉,近地面形成高压区;在水平气压梯度力驱动下,空气从绿洲(高压区)流向沙漠(低压区),形成绿洲风。
(3)绿洲风是从绿洲吹向沙漠的风,其影响集中在“降温增湿和生态保护”。绿洲风携带绿洲的凉爽空气,可降低沙漠周边的气温;同时绿洲空气湿度相对较高,能增加沙漠边缘的空气湿度,缓解干旱炎热;绿洲风带来的水汽,可为沙漠边缘的耐旱植被(如沙生植物)提供一定水分,利于植被存活与生长;沙漠边缘植被的生长,能减弱风力对地表的侵蚀,起到“防风固沙”的作用,阻止沙漠向绿洲推进;绿洲风的热量、水分交换,能平衡绿洲与沙漠的局地环境差异,减少极端干旱/炎热对绿洲生态的威胁,利于绿洲生态系统的稳定。
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2026届高三地理微专题一轮复习导学案:高考地理中的热量平衡
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一、核心概念:何为“热量平衡”
热量平衡,指在特定时间与地域范围内,热量的收入总量与支出总量达到相等或相对稳定的状态,是维系地球温度稳定、气候系统运转的基础规律。
核心公式:热量收入 = 热量支出
公式衍生规律:当热量收入大于支出时,区域温度呈上升趋势;当热量收入小于支出时,区域温度呈下降趋势。
研究尺度:具有多元性,可覆盖全球、特定区域、地表、大气、海陆界面等不同空间范围,适配不同的气候与地理研究需求。
二、基本原理:驱动热量平衡的关键过程
(一)热量收入:地球能量的核心来源
地球热量收入几乎全部源于太阳,其中太阳短波辐射是最主要的能量载体,穿过大气层后被地表、大气等吸收,构成热量平衡的基础收入项。
(二)热量支出:能量的主要耗散路径
地球热量支出以长波辐射为核心,同时伴随多种能量输送与反射过程,具体包括:
1.地面长波辐射:地表吸收太阳短波辐射后升温,向外辐射长波能量,是热量支出的主要形式之一。
2.大气辐射与大气逆辐射:大气吸收地面长波辐射后升温,同时向外辐射能量;其中部分辐射返回地面,称为大气逆辐射,可减少地面热量散失,起到保温作用。
3.反射与散射:云层、大气颗粒物及地表会将部分太阳短波辐射直接反射、散射回宇宙空间,不参与地面与大气的热量循环,属于直接能量损耗。
4.潜热输送:水分通过蒸发、植物蒸腾吸收地表热量,水汽在高空凝结时释放热量,实现热量在不同区域、不同圈层的转移。
5.显热输送:通过空气流动(如风力、对流运动)直接传递热量,是近地面热量交换的重要方式。
三、地表热量平衡方程及应用
(一)简化方程
针对特定区域的地表系统,热量平衡方程可简化为:
地面吸收的太阳辐射(S)= 地面长波辐射散热(L↑)+ 潜热输送(LE)+ 显热输送(H)+ 地-气热交换
该方程清晰呈现了地表吸收的太阳辐射在不同耗散路径上的分配关系,是分析区域气候特征的核心工具。
(二)不同下垫面的热量平衡差异
下垫面类型决定了热量分配的比例的差异,进而影响区域气候与地理现象,具体如下表所示:
(三)典型案例解析
案例1:海洋性气候与大陆性气候的成因差异
两者的核心差异源于下垫面热容量及热量分配方式的不同:
海洋:热容量大,蒸发作用强烈,潜热输送(LE)占比高,热量吸收与释放速度缓慢,导致气温日较差、年较差小,形成温和湿润的海洋性气候。
大陆:热容量小,蒸发微弱,显热输送(H)占比高,热量升降速度快,气温日较差、年较差大,形成冬冷夏热、降水较少的大陆性气候。
案例2:温室效应增强与全球变暖
作用过程:人类活动排放大量二氧化碳、甲烷等温室气体→大气吸收地面长波辐射的能力显著增强→大气逆辐射强度提升→地面热量散失减少→地面与大气温度持续升高,引发全球变暖。
本质核心:温室气体打破了全球范围内的自然热量平衡,导致“热量收入大于热量支出”,形成持续性的温度上升趋势。
案例3:阴天昼夜温差小的成因
云层通过改变热量收支过程,缩小昼夜温差,具体表现为:
白天:云层对太阳短波辐射的反射、削弱作用强,到达地面的太阳辐射减少,地表升温缓和,白天气温偏低。
夜晚:云层增强大气逆辐射,强化对地面的保温作用,减少地面热量散失,地面降温缓慢,夜间气温偏高。
四、热量平衡原理的核心应用场景
(一)大气的削弱作用与保温作用
1. 温室效应原理(过程图解逻辑)
温室效应的本质是大气通过削弱太阳辐射、增强保温作用,调控地表热量平衡的过程,具体逻辑链为:太阳短波辐射穿透大气层→地表吸收辐射后升温并释放长波辐射→大气中的温室气体(CO₂、水汽等)与云层吸收大量地面长波辐射→大气逆辐射增强,将部分热量返还地面→减少地表热量散失,维持地面温度稳定。这一过程是地球宜居的重要保障,但温室气体过量排放会打破热量平衡,引发全球变暖。
2. 核心影响因素分析
(1)影响大气削弱作用的因素
大气削弱作用直接决定到达地面的太阳辐射总量,核心影响因素包括:
太阳高度角:最关键的决定因素。太阳高度角越大,太阳辐射越集中于地表单位面积,穿过大气层的路径越短,被削弱的热量越少,到达地面的辐射越强。
大气状况:云层厚度、尘埃含量、水汽多少均会影响削弱效果。云层和尘埃对太阳短波辐射具有强烈反射作用,云层越厚、尘埃越多,削弱作用越显著;水汽则主要通过吸收部分辐射增强削弱效果。
海拔高度:海拔越高,空气越稀薄,大气中的云层、尘埃等物质越少,对太阳辐射的削弱作用越弱,到达地面的辐射越强(如青藏高原因海拔高,成为我国太阳辐射最丰富的地区)。
(2)影响大气保温作用的因素
大气保温作用强弱取决于大气逆辐射强度,核心影响因素包括:
云层条件:最重要的影响因素。云层越多、越厚,吸收地面长波辐射的能力越强,大气逆辐射越旺盛,保温效果越佳(如阴天夜间气温偏高,就是云层强化保温作用的体现)。
大气湿度/水汽含量:水汽是天然温室气体,大气中水汽含量越高,吸收长波辐射、增强逆辐射的能力越强,保温作用越明显(如湿润地区夜间温差小于干旱地区)。
温室气体浓度:CO₂、甲烷等温室气体可直接增强大气对地面长波辐射的吸收能力,浓度越高,大气逆辐射越强,保温作用越突出,是全球变暖的核心驱动因素。
(二)海-气相互作用与全球热量平衡
海洋与大气通过能量交换、物质传输,形成动态反馈机制,是维系全球热量平衡的关键环节,其核心作用的实现的路径与典型现象如下:
1. 核心能量交换机制
海洋对大气的能量供给:海洋是大气最主要的热量储存库,通过潜热输送(水汽蒸发释放热量)、长波辐射等方式,将储存的太阳辐射能传递给大气,为大气环流、台风等天气系统提供能量支撑,驱动大气运动。
大气对海洋的动能传递:大气通过风力作用向海洋传递动能,驱动表层海水形成洋流(如西风漂流、季风洋流),促进海洋内部及海陆间的热量交换。
2. 全球热量平衡的实现途径
海-气相互作用通过大气环流与大洋环流的协同作用,实现水分和热量在不同纬度、不同区域的跨圈层传输,弥补高低纬度间的热量差异,维持全球热量与水分的动态平衡,是全球气候系统稳定的核心保障。
3. 典型海-气相互作用现象
(1)德雷克海峡海冰变化的连锁效应
德雷克海峡的海冰数量变化会通过影响洋流,间接改变区域热量分布,进而影响全球气候系统:
海冰冰进年份(海冰数量多):西风漂流在德雷克海峡的通道变窄,海峡西侧水位升高,北上水流增多,导致秘鲁寒流增强,赤道太平洋东岸温度降低,沃克环流强度上升。
海冰冰退年份(海冰数量少):西风漂流通道变宽,北上水流减少,秘鲁寒流减弱,赤道太平洋东岸温度升高,沃克环流减弱甚至消失,可能诱发厄尔尼诺相关气候异常。
(2)孟加拉湾冷池的形成与影响
孟加拉湾冷池是夏半年季风与洋流共同作用形成的热量异常现象,对区域季风强度具有显著调控作用:
夏半年,孟加拉湾盛行西南季风,受其影响,北印度洋形成顺时针季风洋流,将印度、斯里兰卡以南海域的较冷海水输送至孟加拉湾南部,形成“冷池”。此时陆地增温速度快于海洋,近海面气温低于陆地,而冷池的存在进一步降低南部海面气温,扩大孟加拉湾南北部的气温差,使水平气压梯度力增强,最终强化西南季风的强度。
(3)冷流降雪(大湖效应降雪)
冷流降雪是海-气热量交换引发的局地降雪现象,又称“大湖效应”,核心是海洋与陆地的热量差异驱动水汽凝结:
冬季,海水水温高于内陆地表温度,海面上方空气温暖湿润。当冷空气南下流经暖海面时,暖湿空气被抬升,升至一定高度后水汽凝结,形成降雪。该现象对流性、局地性特征明显,常出现“列车效应”,易造成强积雪。
其主要影响区域包括我国黄海、渤海沿海(烟台、威海为典型区域,冷流雪占总降雪日数的80%以上)、江苏、上海、辽宁东部沿海,同时覆盖中、朝、韩、日四国。例如,2023年12月山东半岛遭遇多场冷流降雪,威海文登积雪深度达74厘米,刷新山东省最大积雪深度纪录。此外,山东半岛丘陵地形的阻挡作用,会使暖湿空气减速辐合抬升,进一步加剧丘陵北侧的降雪强度。
(4)海浩(蒸发雾)
海浩是冷空气流经暖水面时,由水面强烈蒸发形成的蒸发雾,其形成与热量差、水汽饱和条件密切相关,具体机制如下:
当暖水面与上空冷空气存在明显温差时,水面会持续蒸发释放水汽。由于空气饱和水汽压仅与温度相关(温度越高,饱和水汽压越大;温度越低,饱和水汽压越小),暖水面上方的薄层空气温度高、饱和水汽压大,利于水汽大量蒸发;同时,暖水面与上空冷空气形成较大的气温垂直递减率,增强大气不稳定性,促进蒸发的水汽通过乱流向上传输。上层空气温度低、饱和水汽压小,源源不断的水汽输送使其快速达到饱和状态,最终形成海浩。温差越大,海浩的浓度越高、范围越广。
5、 典型试题
洋流是大规模流动的海洋水体,它对全球的热量平衡起重要作用。读图,完成下面小题。
1.图1虚线处的洋流可能出现在图2四海区中的( )
A.① B.② C.③ D.④
2.以下有关北印度洋海域说法正确的是( )
A.夏季风的成因是海陆热力性质差异
B.冬季从我国南下到东非的货船经过该海域时逆风逆水
C.图示季节②海域附近洋流由低纬流向高纬,为暖流
D.图示季节③海域附近洋流受季风与陆地轮廓影响大致自北向南流
海洋热量收入与支出差额称为海洋的热平衡值,通过海—气作用影响全球的热量平衡。下图为太平洋不同纬度海域热平衡值分布图。读图,完成下面小题。
3.赤道附近太平洋海域向大气输送热量会使赤道近地面大气( )
A.垂直上升 B.垂直下沉 C.水平向南 D.水平向北
4.导致太平洋40°S较40°N热平衡值较小的主要因素是( )
A.洋流性质 B.太阳高度 C.昼夜长短 D.大气保温作用
5.太平洋的海—气相互作用会使( )
A.高纬度温度越来越低 B.低纬度温度越来越高
C.高低纬度间温差减小 D.高低纬度间温差增大
净热通量可以反映海—气之间的热量收支状况,负值表示热量由海洋向大气传递,正值则表示热量由大气向海洋传递。下图示意亚丁湾海域净热通量的月变化。据此完成下列小题。
6.亚丁湾海域( )
A.1月大气向海洋传递热量 B.4月海洋向大气传递热量
C.7月海洋温度较大气温度低 D.10月大气温度较海洋温度高
7.下列月份中,亚丁湾海域海—气相互作用最弱的是( )
A.1月 B.4月 C.6月 D.9月
净热通量可以反映海洋与大气之间的热收支状况,负值表示热量由海洋向大气传递,正值则表示热量由大气向海洋传递。图1为亚速海地理位置图,图2为2023年亚速海海域净热通量与区域风速和海面温度年变化图。研究表明,2023年2月,亚速海海域净热通量值相较于平均水平明显偏低。据此完成下面小题。
8.大气环境对亚速海海域净热通量的影响表现为( )
A.蒸发会加强海洋热量的散失 B.降水时大气热量易被损耗
C.海水结冰会让海—气作用更加强烈 D.强风时海洋热量损耗少
9.据图可推测,亚速海海域( )
A.冬季热量处于盈余状态 B.11月海—气作用最强烈
C.春季海—气热量处于平衡状态 D.热量整体处于亏损状态
10.推测2023年2月亚速海海域净热通量值明显偏低的原因是( )
A.海面获得的太阳辐射量最少 B.南向输送的冷气团量偏大
C.海面区域范围内降水频次高 D.海面区域范围浮冰面积大
11.阅读图文材料,回答下列各题。
海水温度是海水基本性质之一,它主要取决于海洋热量的收支情况。近年来观测数据显示,随着全球变暖,北极海冰、格陵兰岛冰盖融化加速,同时冰川融化带来的海平面上升、海水温度变化以及其对洋流的影响,都会对海洋生态系统以及人类社会造成巨大的影响。下图是北大西洋中高纬度洋面年均水温图。
(1)简述图示海域表层海水温度分布特征。
(2)海洋和大气之间通过水热交换实现热量平衡,从海—气相互作用的角度分析北大西洋中高纬度东西两岸水热差异的原因。
(3)说明全球变暖对格陵兰岛冰盖面积季节变化的影响。
12.阅读图文材料,完成下列要求。
通常情况干旱地区的沙漠和绿洲之间会出现昼夜温度交替的热量差异。然而,甘肃某绿洲在天气稳定的状态下,有时会出现地表温度全天低于周边沙漠的现象,产生从绿洲吹向沙漠的风,即“绿洲风”。下图示意某日该绿洲和周边沙漠地表温度的变化。
(1)判断该日绿洲风最强劲的时段,并解释原因。
(2)结合热力环流原理,分析该日白天时绿洲风的形成原因。
(3)分析绿洲风对局地地理环境的积极影响。
试卷第1页,共3页
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