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大气组成分层专题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
2024年1月30日到2月7日,湖北省遭遇连续冻雨导致多地树木被积雪(冰)压断,只剩下光秃秃的树干。冻雨俗称“滴水成冰”,多出现在冬季近地面气温低于零度、中层大气出现逆温层的地方。下图为冻雨发生时大气垂直示意图。据此完成下列各题。
1.湖北冻雨现象最有可能出现在图中的( )
A.①处 B.②处 C.③处 D.④处
2.武汉形成冻雨现象时,下列气温的垂直分布示意图中最有可能的是( )
A.A B.B C.C D.D
飞机积冰是指在飞行过程中,飞机表面碰到过冷水滴或水汽在机体上凝华成冰层的现象。2018年12月10日,中国气象局以飞机为观测平台,在16:11-17:16时段该飞机在河南中东部上空遭遇严重积冰。下图示意飞机测得飞行路径上的飞行高度、气温和相对湿度。据此完成下面小题。
3.飞机爬升过程中,气温逐渐升高的高度区间约是( )
A.0—1800m B.900—2100m C.1900—2800m D.2900—3500m
4.飞机从③处飞往④处时( )
A.飞行高度持续下降 B.相对湿度较气温变化和缓
C.相对湿度随高度变化而降低 D.气温变化均由高度变化所致
5.此次飞机积冰形成的主要原因是( )
①大气对流运动弱,过冷水滴容易积聚
②水汽垂直输送强,提高云内含水量
③逆温层上部污染物少,过冷水汽含量高
④暖湿空气爬升运动加速,产生大量降水
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
下图为陕西西安一位网友拍摄的位于中秦岭山地的团云景观图,团云出现后,团云下方局部地区开始下雪。据此完成下面小题。
6.团云现象发生在( )
A.对流层 B.平流层 C.高层大气 D.电离层
7.团云下方局部地区发生降雪,原因是该区域( )
①杂质含量高②水汽更充足③对流运动显著④水平运动剧烈
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
中国首部由航天员拍摄的太空纪录电影《窗外是蓝星》,真实还原了神舟十三号载人飞船飞行乘组“太空出差”全过程。下图为该电影海报和大气垂直分层示意图。据此,完成下列小题。
8.神舟十三号在升空过程中经过甲大气层时,飞船上的大气环境探测器会显示( )
A.大气的密度先升后降 B.气温呈上升趋势
C.云层中风雨雷电交加 D.臭氧的含量骤减
9.飞船返回舱在距地面80千米~40千米处,舱体外壳因与大气层激烈摩擦而燃烧,航天员回忆道:“舷窗外的火焰像流动的星河……”这一过程主要发生在( )
①外太空 ②高层大气 ③平流层 ④对流层
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
大气边界层是大气层最底部,地—气交换的核心区域,是直接受地表影响的一个薄层。我国某山地观测站夏季气溶胶(大气中漂浮的微小颗粒)数浓度日变化明显(下图)。观测表明气溶胶数浓度与风向、边界层高度密切相关。完成下面小题。
10.大气边界层高度存在昼夜变化差异,夏季晴天大气边界层高度通常表现为( )
A.白天低、夜晚高,昼夜差值小 B.白天高、夜晚低,昼夜差值大
C.白天低、夜晚高,昼夜差值大 D.白天高、夜晚低,昼夜差值小
11.该观测站夏季白天气溶胶数浓度较高的关键因素是( )
A.地面辐射增强,逆温层厚,气溶胶堆积 B.谷风盛行,利于气溶胶向上输送
C.地表蒸发旺盛,水汽凝结,聚集气溶胶 D.边界层的高度降低,气溶胶堆积
意大利北部的波河平原是该国重要的人口密集区,每到秋冬季节常出现深厚且难以消散的波河平原雾。下图示意意大利局部地形分布。据此完成下面小题。
12.秋冬季节,波河平原雾深厚且难以消散的主要基础条件是( )
①水系提供水汽 ②地形相对封闭③受副热带高压控制 ④沿岸寒暖流交汇
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
13.与我国东部海区春夏季节多发的海雾相比,波河平原雾形成过程的突出特征是( )
A.地表热量散失 B.暖湿气流冷却 C.锋面降水蒸发 D.冷气顺坡下沉
14.波河平原雾对当地的直接影响是( )
A.提供生活用水 B.发展避暑旅游 C.加剧城市污染 D.减少作物病害
南极上空每年春季臭氧含量大幅降低的现象被称为“臭氧空洞”。下图示意南极上空大气臭氧总量最低值(每年10月份)卫星检测数据。据此完成下面小题。
15.臭氧集中分布在地球大气层中的( )
A.对流层 B.平流层 C.高层大气 D.电离层
16.近年来南极臭氧总量最低值有所回升,得益于( )
A.植树造林活动的开展 B.新能源的广泛使用
C.空间检测技术的进步 D.全球环保合作的开展
“天然补水喷雾”六盘水山雾如河水缓缓流淌,满山清风自带凉意。六盘水地处云贵高原,夏季气候凉爽,常有浓雾在山谷间如河水般缓缓流淌的奇观。完成下面小题。
17.六盘水“山雾如河水缓缓流淌”的奇观,形成的主要动力条件是( )
A.强烈的太阳辐射导致空气对流上升 B.暖湿气流受地形抬升,水汽凝结成雾
C.冷锋过境带来大规模的降水天气 D.城市热岛效应导致气流辐合上升
18.六盘水夏季“满山清风自带凉意”,且浓雾多在山谷间滞留、流淌,主要是山谷地区出现了( )
A.逆温现象,大气层结稳定,不利于雾气扩散 B.焚风效应,气流下沉增温,水汽蒸发成雾
C.辐射冷却,地表热量散失,近地面气温骤降 D.暖湿平流,冷空气经暖水面,水汽大量蒸发
19.该“山雾如河水”的奇观在夜间至清晨最为明显,其主要的水汽来源及冷却方式是( )
A.外地水汽输入,水平冷却 B.本地植被蒸腾与水体蒸发,辐射冷却
C.工业排放的凝结核,对流上升冷却 D.暖湿气流爬升,锋面抬升冷却
“寒夜灯柱”是大气中存在的扁平片状冰晶把地面上的灯光反射在空中形成的奇景。2022年11月27日夜间,我国某地出现“寒夜灯柱”奇景(如下图)。据此完成下面小题。
20.该现象最可能出现在大气层中的( )
A.电离层 B.平流层 C.对流层 D.臭氧层
21.下列地点中最容易出现“寒夜灯柱”现象的是( )
A.广州 B.哈尔滨 C.上海 D.昆明
22.形成“寒夜灯柱”的条件包括( )
①严寒②水汽足③有光源④风力大⑤大气透明度低
A.①②③ B.①②④ C.②④⑤ D.③④⑤
二、综合题
23.热带气旋登陆昆士兰
半个多世纪来首个将在澳大利亚东南部沿海地区登陆的热带气旋“阿尔弗雷德”正在逼近该国第三大城市布里斯班和旅游胜地黄金海岸。
(1)某学校研学小组,从上海乘坐飞机到昆士兰州。已知飞机在平流层底部飞行,则飞机高度( )(单选)
A.一直上升 B.一直下降 C.先上升后下降 D.先下降后上升
(2)昆士兰州一年中最大的正午太阳高度角________度;最小的正午太阳高度角________度;________日(日期)前后,此处正午太阳高度角最小。
(3)昆士兰州气候类型丰富多样,有( )(不定项)
A.热带雨林气候 B.地中海气候
C.热带稀树草原气候 D.亚热带湿润气候
(4)昆士兰州的东北部气候呈非地带性分异的规律,最有可能的成因( )(不定项)
A.地形 B.洋流 C.信风 D.海陆热力性质
(5)在航行危险半圆内,风速较大,海浪较强,航行危险;在可航半圆内,风速较小,海浪较弱,航行安全。判断此时甲处风向与气旋前进方向________(A.相同B.相反),判断此时甲处处于________(A.航行危险半圆B.可航半圆),判断甲处一段时间内风向的变化________(A.顺时针B.逆时针C.先顺时针后逆时针)。
(6)下图为昆士兰黄金海岸在气旋登陆前后两张示意图。从平缓坡面变成“陡峭断崖”,请推测和分析陡峭断崖的形成过程。
试卷第1页(共3页)
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《大气组成分层专题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
C
B
B
A
C
B
C
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
A
D
C
B
D
B
A
B
C
题号
21
22
答案
B
A
1.D 2.D
【详解】1.图中①处是高空低于0℃的云层区,还未形成下落的水滴,A错误;
图中②处是中层高于0℃的暖层,水滴在此处融化但还未接触近地面,B错误;
图中③处属于锋前高于0℃的暖区,近地面温度高于0℃无法形成“滴水成冰”,C错误;
图中④处符合“近地面气温低于0℃,上方存在暖层使降水先融化再过冷却下落”的冻雨发生条件,D正确。
2.冻雨的垂直气温结构要求;近地面(地表附近)气温<0℃;1500-3000米的中层大气存在逆温,气温>0℃;3000米以上的高空气温再次回到<0℃。A项不存在高于0℃的暖层,降水全程为固态降雪,A错误;
B项近地面气温>0℃,水滴落到地表不会迅速冻结,不符合冻雨条件,B错误;
C项整层气温都低于0℃,没有暖层让冰晶融化为水滴,只能形成降雪,C错误;
D项符合“高空<0℃,中层1-2km区间>0℃,近地面<0℃”的冻雨气温垂直分布特征,D正确。
3.C 4.B 5.B
【详解】3.根据图示信息,实线代表飞行高度,短虚线代表气温,点状虚线代表相对湿度,爬升阶段为①→②段,高度为0-3600m,气温升高则应该对应气温曲线数值向上,先找到对应高度,然后作垂线对应到气温曲线,确定气温的变化;高度从约1900m抬升到2800m的区间,气温由-15℃上升为-10℃,气温升高,C正确;
0-1800m,气温由0℃降到-15℃,A错误;
900-2100m,气温由-5℃降为-13℃,B错误;
2900-3500m,气温由-7℃下降为-12℃,D错误。
4.飞机从③处飞往④处时,高度呈阶梯式下降,不是持续下降,存在小段高度不变,A错误;
飞机从③处飞往④处时,气温虚线起伏波动大;湿度点状虚线整体平稳,波动幅度更小,湿度变化比气温更加和缓,B正确;
飞机从③处飞往④处时,湿度曲线不是单调递减,高度下降时湿度存在小幅波动,不是单纯随高度降低,C错误;
气温变化除海拔之外,还受大气平流、云团、逆温层等大气环境影响,不全是海拔造成,D错误。
5.根据图示信息,图中存在逆温层(爬升阶段气温随海拔升高而上升),大气稳定,逆温结构抑制对流,水滴不会快速下落,悬浮在空中不断累积,满足积冰物质条件,①正确;
污染物多作为凝结核,容易让水汽直接凝结成雪花降落,逆温上部洁净、凝结核少,水汽降温后不容易冻结成雪,保持过冷水滴的液态状态,更容易附着在飞机表面结冰,缺少凝结核→水汽冷却维持过冷水(过饱和冷水滴),这是飞机积冰的核心物质来源,③正确,B正确;
强上升气流会发展对流、形成降水,液态水滴降落流失,不能稳定保存过冷水滴;本次过程是稳定的逆温层环境,垂直输送弱,不是强输送,②错误,A、C错误;
爬升加速代表暖湿空气剧烈上升运动,带来强降水,水滴直接降落,云层中过冷水快速消耗,不利于积冰,本案例大气稳定,不存在加速爬升,④错误,D错误。
6.A 7.C
【详解】6.对流层是大气层中最靠近地面的一层,对流层集中了大气总质量的75%和几乎全部的水汽,是天气现象最复杂的层次,云、雾、雨、雪等天气现象主要发生在此层,因此判断团云现象发生在对流层,A正确;
平流层以平流运动为主,几乎无云、雨天气现象,B错误;
高层大气、电离层海拔极高,不存在这类近地面山地附近的团云景观,C、D错误。
7.当大量的暖湿空气源源不断地强烈上升,上升的空气因气温下降而冷却,当温度低于露点后,水汽凝结(凝华),发生降雨(雪)。因此团云下方局部地区发生降雪需要有充足的水汽和强烈的大气对流运动,②③正确,④错误;
杂质是形成降雨(雪)的必要条件,但该区域与周围其他区域杂质含量可能差异不大,无法推测其杂质含量高,①错误。
8.B 9.C
【详解】8.在任意大气层中,海拔越高,空气越稀薄。在12~50km的平流层向上飞行时,大气密度持续降低,A错误。
从气温曲线图可见,12km至50km高度(甲大气层),曲线数值随高度增加不断升高,B正确。
风雨、雷电等天气现象仅存在于0~12km的对流层;甲为平流层,大气以水平运动为主,几乎没有水汽,不存在天气现象,C错误。
平流层中20~40千米的高度臭氧含量较高,在该层内部向上飞行,臭氧含量会先增后减;只有超过50km离开甲区域后,臭氧才会急剧变少,D错误。
9.外太空几乎不存在大气,无法发生大气摩擦燃烧,①错误。
50~80km属于高层大气,包含在题干高度范围内,②正确。
40~50km属于平流层上部,包含在题干高度范围内,③正确。
对流层的平均高度仅12km,不在40~80km区间内,④错误。
10.B 11.B
【详解】10.大气边界层是直接受地表影响的大气层:白天晴天,地面增温快,对流运动旺盛,受地表影响的空气范围更大,因此边界层高度高;夜晚地面降温快,大气稳定,对流弱,边界层高度低;夏季晴天对流运动的昼夜差异大,因此边界层高度昼夜差值大,B正确。
11.白天地面辐射强,对流旺盛,不会形成厚逆温层,逆温多出现于夜晚,A错误。
白天山地盛行谷风,谷风将山谷(人类活动排放多,气溶胶浓度高)的气溶胶向上输送到山地观测站,导致观测站白天气溶胶浓度高,B正确。
水汽凝结不是气溶胶浓度高的关键因素,且水汽凝结形成降水会冲刷气溶胶,C错误。
白天对流旺盛,大气边界层高度升高,不是降低,D错误。
12.A 13.D 14.C
【详解】12.波河水系发达,河网密布,蒸发能为雾的形成提供充足水汽,①正确;
波河平原北靠阿尔卑斯山脉、南接亚平宁山脉,地形相对封闭,大气不易对流扩散,使得雾难以消散,②正确;
波河平原为地中海气候,秋冬季节受西风带控制,夏季才受副热带高气压带控制,副高控制下天气晴朗、大气扩散条件好,不利于雾的形成与维持,③错误;
意大利附近的地中海海域没有寒暖流交汇,该表述不符合区域实际,④错误。
13.地表热量散失是各类辐射雾的普遍成雾过程,并非波河平原雾区别于我国东部海区海雾的突出特征,A错误;
暖湿气流流经冷下垫面冷却正是我国东部海区春夏海雾的核心形成过程,不是波河平原雾的突出特征,B错误;
波河平原秋冬雾的形成和锋面降水蒸发没有关联,C错误;
波河平原北邻阿尔卑斯山脉,秋冬季节山地气温低,冷空气密度大,冷却后顺坡下沉至平原,迫使平原暖湿水汽冷却凝结,这是波河平原雾形成过程区别于我国东部海雾的突出特征,D正确。
14.雾的含水量极低,无法为当地提供充足的生活用水,A错误;
波河平原的雾出现在秋冬季节,当地秋冬气温较低,避暑旅游是夏季需求,雾也不是发展避暑旅游的有利条件,更不是雾带来的直接影响,B错误;
雾出现时大气稳定,对流运动弱,城市污染物不易扩散,会直接加剧城市污染,C正确;
雾天空气湿度大,更利于病原菌繁殖,会增加作物病害,而非减少,D错误。
15.B 16.D
【详解】15.臭氧集中分布在平流层,形成臭氧层,B正确。
16.植树造林主要吸收二氧化碳,对臭氧层恢复无直接作用,A错误。
新能源广泛使用主要减少温室气体和常规污染物排放,对臭氧层恢复无直接作用,B错误。
空间检测技术进步只能监测臭氧含量,不能促使其回升,C错误。
全球环保合作限制并减少了氟氯烃等消耗臭氧层物质的排放,促使臭氧总量回升,D正确。
17.B 18.A 19.B
【详解】17.“山雾如河水缓缓流淌”是雾凝结后沿山谷流动形成的景观。六盘水位于云贵高原,暖湿气流受地形抬升,水汽凝结成雾后,沿山谷顺地势流动,符合动力条件,B正确;
对流上升会使雾向上扩散,不会留在山谷形成流动景观,A错误;
冷锋过境带来降水,不会形成该雾景,C错误;
该景观位于山区山谷,和城市热岛效应无关,D错误。
18.夜间山坡降温快,冷空气沿坡下沉到谷底,谷底暖空气被抬升,山谷形成下冷上暖的逆温结构,大气层结稳定,雾气无法向上扩散,因此滞留在山谷间流淌,A正确;
焚风效应是气流下沉增温,会使雾蒸发消散,B不符合题意;
辐射冷却是大范围的降温过程,不是山谷雾滞留的核心原因,C错误;
该雾不是暖湿平流形成的平流雾,D不符合题意。
19.该区域植被茂密,临近河流,水汽主要来自本地植被蒸腾和地表水蒸发;夜间至清晨,地面持续辐射散热,近地面气温降低,水汽辐射冷却凝结,雾的浓度最高,景观最明显,B正确,A错误;
该自然奇观的水汽与凝结核和工业排放无关,且夜间大气对流弱,不是对流冷却,C错误;
该雾是局地山谷的夜间辐射雾,不是暖湿爬升、锋面抬升形成的,D错误。
20.C 21.B 22.A
【详解】20.读图可知,该现象出现在近地面大气,且是大气中存在的扁平片状冰晶将地面上的灯光反射到空中形成的奇景,冰晶位于对流层,所以该现象主要出现在对流层大气中,C正确,ABD错误。
21.根据材料可得,冰晶是由空气中的水汽凝华形成的,形成该现象要求水汽充足,气候寒冷,广州、昆明纬度低,冬季气温温和,AD错误。
时间为2022年11月27日,上海地区较哈尔滨纬度低,冬季降温慢,达不到出现“寒夜灯柱”的条件,C错误。
哈尔滨纬度高,距离冬季风源地近,气温低,且临近松花江,有充足水汽,B正确。
22.“寒夜灯柱”是大气中存在的扁平片状冰晶把地面上的灯光反射在空中形成的奇景,而冰晶是由空气中的水汽凝华形成的,形成该现象要求水汽充足,且严寒,①②正确。
大风会破坏静稳天气,影响灯光的反射,④错误。
地面光源是寒夜光柱形成的重要条件,③正确。
寒夜灯柱对大气洁净程度要求高,大气透明度低不利于寒夜灯柱的形成,⑤错误。
23.(1)C
(2) 90 46°34′ 6月22
(3)ACD
(4)ABC
(5) B B A
(6)推测:风暴潮导致海水对海岸的侵蚀作用。分析过程:由于气旋携带强大的风力和水汽,抵达海岸时受到地形影响快速抬升形成风暴潮,而风暴潮加剧了海水对海岸的侵蚀;同时在雨水下渗和重力作用下部分岩体发生塌陷形成陡峭断崖。
【详解】(1)一般而言,纬度越低对流层越高,而平流层底部靠近对流层顶部,从上海到昆士兰,纬度是先变低后变高,所以飞机飞行高度是先上升后下降,C正确。
(2)据图示信息可知昆士兰州主要在热带范围内,所以一年中有太阳直射现象,一年中最大的正午太阳高度角为90°;昆士兰州的实际纬度范围在10°S到28°S之间,一年中的最小正午太阳高度出现在夏至日(太阳直射点纬度位置是23°26′N),由正午太阳高度计算公式H=90°-(当地纬度与直射点纬度差),可知在夏至日6月22日前后,当地的正午太阳高度达一年中的最小值,其最小正午太阳高度的范围是在28°34′~56°34′之间,一般以20°S计算,则其年内最小正午太阳高度是46°34′。
(3)昆士兰州东北部沿海地区分布热带雨林气候,这是因为地处湿润东南信风迎风坡,且有暖流增温增湿影响,昆士兰州东部沿海地区分布亚热带湿润气候,昆士兰州内陆地区地处大分水岭以西降水较少,分布着热带稀树草原气候,ACD正确。
(4)据上题分析得知昆士兰州的东北部气候为热带雨林气候,这是因为当地受湿润东南信风影响,且地处迎风坡,因地形抬升,多地形雨,降水较多,且有暖流的增温增湿作用,ABC正确。
(5)热带气旋“阿尔弗雷德”正在逼近该国第三大城市布里斯班和旅游胜地黄金海岸,说明热带气旋正向东南方向移动,甲处水平气压梯度力方向是由东南指向西北,结合南半球地转偏向力左偏,甲地风吹向西北,所以此时甲处风向与气旋前进方向相反,B正确;受南半球地转偏向力左偏影响,南半球航行危险半圆在气旋前进的左侧,而此时甲正处于气旋前进方向的右侧,处于可航半圆内,B正确;南半球气旋的气流方向是顺时针辐合向内,甲处在一段时间内受南半球的气旋控制,所以风向呈顺时针变化,A正确。
(6)剧烈的气旋登陆会导致海岸地带出现强烈的风暴潮,风暴潮爆发时会导致海浪大,加剧海水对海岸的侵蚀作用,气旋处等压线密集,风力较大,其气旋中心盛行上升气流,携带了大量水汽,强风和大量的水汽抵达海岸时,受到地形的抬升影响,会快速形成风暴潮,风暴潮加剧了海水对海岸的侵蚀,导致黄金海岸底部被严重侵蚀;同时风暴潮发生时出现强降水,在雨水下渗作用下以及岩层的重力作用下部分岩体发生塌陷,从而形成陡峭断崖。
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