对流层气温变化的特点范文
时间:2024-01-04 17:47:58
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篇1
在对流层中,总的情况是气温随温度的上升而降低,这首先是因为对流层空气的增温主要依靠吸收地面长波辐射,因此离地面愈近获得地面长波辐射的热能愈多,气温愈高;离地面愈远,气温愈低。其次,愈是近地面的空气,密度愈大,水汽和杂质愈多,因而吸收地面辐射的效能愈大,气温愈高。整个对流层的气温垂直递减率平均为0.6℃/100m。实际上,在对流层内各高度的气温垂直变化是因时因地而不同。对流层的中层和上层受地表的影响较小,气温垂直递减率的变化比下层小得多。而对流层下层的气温垂直递减率,随地面性质、季节、昼夜和大气条件的变化却很大。
对流层的大气对流显著,产生对流的主要原因是对流层底层大气温度高,高层大气温度低。一般而言,低层大气温度与高层大气温度差值愈大,大气对流运动愈显著;反之,对流运动愈弱。若气温随高度增加逐渐升高时,即为逆温现象。出现逆温现象的大气层称为逆温层。
实际上,近地面空气上升到某一高度按气温垂直递减率有一个理论温度,当该层空气实际温度大于或等于理论温度时,近地面空气上升将受阻,即出现了逆温现象。也就是说上层空气温度不一定大于近地面气温,才出现逆温现象,只需大于或等于理论温度即可出现。
造成逆温现象的原因有很多,主要有以下四种:(一)辐射逆温:即由于地面强烈辐射冷却而形成的。经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面有效辐射很强,近地面层气温迅速下降,而高处气层降温较少,从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温黎明前最强,日出后自上而下消失。辐射逆温厚度从数十米到数百米,在大陆上半年都可以出现,以冬季最强。冬季夜长,逆温层较厚,消失较慢。(二)平流逆温:常发生在中纬度沿海地区,近地面大气以水平运动为主,底层降温快,上层、中层受水平运动影响小,降温慢,即出现了上热下冷的逆温现象。(三)地形逆温:在谷地与盆地区哉,坡上冷却快,由于冷却的空气还会沿斜坡流入低谷和盆地,因而出现逆温现象,并且往往持续数天而不会消失。如美国的洛杉矶因周围三面环山,每年有200多天出现逆温现象。(四)下沉逆温:在高压控制区,高空存在着大规模的下沉气流,由于气流下沉的绝热增温作用,致使下沉运动的终止高度出现逆温。这种逆温多见于副热带反气旋区,它的特点是范围大,不接地而出现在某一高度上。这种逆温因为有时像盖子一样阻止了向上的湍流扩散,如果延续时间较长,对污染物的扩散会造成很不利的影响。(五)锋面逆温:对流层中,冷暖空气相遇,暖空气密度小,爬升到冷空气的上面,两者之间形成一个倾斜的过渡区锋面。在锋面上,如果冷暖空气的温度差比较显著,也可出现逆温,即由下面的冷空气到上面的暖空气等温线通过锋面的区域时必有曲折,曲折段就出现了逆温层。由于锋面是从地面向冷空气上方倾斜的,逆温层也随锋面的倾斜而呈倾斜状态。因此逆温只能在冷空气所控制的地区内观察到,而且,逆温的高度与观测点相对于地面锋线的位置有关。观测点距地面锋线愈近,逆温高度愈低。
例1 (2004年全国文综)对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因是:上层实际温度低于理论温度。如图,回答:
■
(1)①图表示的气温降低速率在()
A.3000米以下低于垂直递减率
B.3000~6000米高于垂直递减率
C.6000米以下等于垂直递减率
D.6000米以下均低于垂直递减率
(2)飞机可以在5000米高空平稳飞行的是()
A.① B.② C.③ D.④
【答案】(1)B (2)D
例2 近地面空气若上升到3000米时,理论温度为T,实际温度为Ts,当Ts≥T时,近地面空气上升将受阻,即出现了逆温现象。读某城市春季气温日变化图,回答:
■
(1)若Ts稳定在-8℃,该城市气温至少要上升到_______℃以上时,逆温才结束,时间为______时。
(2)逆温结束2小时后,近地面对流才能净化大气,所以上午体育锻炼宜选在______时以后。
【解析】理论温度T0,实际温度Ts,当Ts≥To,即出现了逆温现象,近地面空气上升将受阻,由这个前提进行推理,若Ts稳定在-8℃,该城市气温至少要上升到10℃以上时,逆温才会结束,因为海拔每上升1000米,气温下降6℃,3000米的高空气温下降-18℃,这样地面升高10℃才行。
图中10℃的时间约为上午8时,逆温结束后2小时,近地面对流才能起到净化空气的作用,因此空气洁净时出现在10时。
篇2
[关键词]气象因素 无线信号传输 影响
中图分类号:TM121.1.3 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)01-0065-01
无线信号是科技发展的产物,具有覆盖面积广、接受地点限制因素小等诸多优点,无线信号在一定程度上给人们的生活、工作产生了推动作用,但是从整体角度分析,无线信号也具备弱点与不足,其中最为明显的便是容易受到气象因素的影响。一般在雨雪或者大风天气中无线信号传输质量比较差,所以在对无线信号进行设计的时候,需要对不稳定因素进行考虑与分析,并从多个角度与方面进行分析与探究。
一、无线信号传输的基本路径探析
无线信号卫星是传输信号的主要载体工具,在整个信号传输过程之中,信号需要经过多个层面,其中包括对流层、平流层以及中间层、外层空间。在这几个层面中外层空间比较稳定,所以不会对无线信号产生重要影响,对无线信号造成影响与阻扰的以大气为主。
在大气中会存在非常多的物质,比如像水汽、杂质等。大气中的水汽主要来源于地面水分的蒸发,并且当水汽在一定条件下会形成雨或者云。通常情况下,水汽的含量会伴随着高度的提高而不断减少。根据相关数据限制,如果从地面到高空,如果每上升2.0km,那么水汽含量会减少一半。虽然说在大气中水汽的含量比较少,但是却是造成大气变化的重要因素,也是形成阴晴雨雪变化的主要内容。而大气中的杂质主要包括了物质燃烧的烟尘、土壤微粒等,杂质聚集在一起主要以云、雾的形式出现。
大气中的垂直分层主要包括对流层、平流层、中间层、电离层与外层。对流层是紧贴地面的一层,经常会伴随着高度的变化而变化,一般在低纬度地区,对流程为18km,在中纬度地区为12km,在高纬度地区为8km[1]。平流层则是指从对流层顶到50KM高度,其特点是气温的垂直变化并不明显,气温会伴随着高度的增加而不断增加,在25km左右的时候臭氧含量比较大,大气以水平运动为主。中间层是指平流层到85km高度,平流层的特点是大气温度会伴随着高度而不断下降。电离层则是指中间层到800km的高度,特点是大气温会伴随着高度的增高而迅速提升。外层则是指800km以上,外层不仅温度高,并且空气稀薄,空气中分子的运行速度比较大。
二、无线信号传输所受到的损耗现象
所谓无线信号传输损耗主要是在自由空间的传播中信号因为某类环境而发生的损耗。主要表现为以下几点:
(一)无线信号在自由空间的传播损耗
通常情况下无线信号发生损耗主要是在自由空间中传播损耗,之所以产生这种现象的原因是由于在整个通信过程之中电波在自由空间中进行传播,这种损耗属于球面形式的传播,接收机只能接收到一小部分的能量损耗。
(二)下雨天气导致无线信号产生衰减
在下雨天气中所传播的无线限号容易受到雨滴的吸收,在吸收与散射之后会形成雨衰。一般而言,在3GHz之上的频段会伴随着频率的升高而增大雨衰,但是在10GHz一下,需要对中雨所产生的影响进行分析。在中雨以上所形成的降雨会降低雨衰,如果降雨雨量在4mm/h的时候,电波所穿过雨区的路径长度会在10km左右,如果降雨雨量在100mm/h的时候,雨区的高度会低于2km[2]。
(三)云、雾现象对无线信号产生衰减
根据实践得知,云、雾现象会对无线信号产生衰减,密雾所引起电波衰减与大雨的时候相同,浓雾所引起的电波衰减与小雨相似,而对于轻雾可以进行忽略。
三、传播噪音
所谓的传播噪音主要是指卫星在接收信号之后所产生的一种噪音,比较常见的是太阳系噪音、宇宙噪音、降雨噪音等,传播噪音的大小可以用等效噪音的温度进行表示。
(一)太阳系噪音
太阳系噪音是指在太阳系之中的太阳、月亮辐射的电磁干扰所形成的一种噪音。在整个辐射体系之中,太阳作为最大的辐射源,如果天线不正对着太阳,那么相对应产生的噪音比较小。但是在太阳黑子活动比较强烈的时候,太阳噪音会比较大。
(二)宇宙噪音
宇宙噪音主要是指外空间星体所分布的热量在整个星际空间中所形成的噪音,是影响无线信号传输的主要噪音之一。
(三)大气噪音
如果电离层以及对流层对电波产生损耗,会因为电磁辐射的因素形成相应的噪音。大气噪音主要由氧气与水蒸气所形成,是无线信号传输中影响较大的噪音之一。
(四)降雨噪音
在下雨天气中,云与雾在产生损耗的时候会产生噪音,这种噪音被称为降雨噪音。降雨噪音与雨量以及频率有着密切联系。根据相关文献得知,如果在4GH的时候,相对应的噪音温度会上升到120K左右[3]。另外国际卫星通信组织设计接收系统的时候,为了充分考虑到降雨所带来的影响,所以相关人员给出了6dB的裕量。
(五)地面噪音
如果当天线副瓣比较大,则会导致地面噪音与地面反射引起的大气噪音,这部分噪音可以成为地面噪音。如果仰角小雨300C的时候,相对应的天线接收的噪音量比较大,在整个天线的设计过程之中,压缩天线的后瓣问题是最为严重的问题,笔者认为,在对天线进行设计的时候,可以设置为3―20K。
结语
综上所述,气象因素是影响无线信号传输的关键因素,要想真正保证无线信号的有效传输,需要对各类因素进行分析与研究,其中,对于不稳定的气象因素需要设计人员进行统计与分析,并且在整个设计过程之中要保留足够的裕量,争取无线信号在传输过程中不会受到最坏天气的影响。
参考文献
[1] 苏贵岭,杨世昌,廖晶晶. 气象观测设备运行环境影响信号传输的定性分析[J]. 安徽农业科学,2014,35:12594-12595+12598.
篇3
关键词:新课程;高考应考;复习对策
中图分类号:G633.55 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2016)02-0088
在新课改实施后的高考应考,高三地理教师必须更新观念,及时调整高考应考策略,才能与时俱进。近几年的高考注重考查考生初步的科学与人文素养及创新意识,注重能力和素养考查,注重时代性和实践性,促进素质教育的实施。综合考查了地理学科的基本原理、理论、规律,但答案不直接来自于课本,需要联系所提供的材料和图表结合所学知识作答。结合近几年的高考应考经验,笔者认为地理高考应考应该从以下几个方面着手:
一、重视图表的训练和信息的提取
我们常说:“地图是地理的第二语言”“图表是地理信息的重要载体”。近年来,地理图表信息的判读在高考试卷中占有重要的地位,注重考查考生根据图表获取准确信息的能力,根据信息结合所学知识和原理解答问题的能力。因此,培养学生准确判读地理图表、从图表中提取信息、分析推理,不仅是学生能否入题的关键,更是高考取胜的法宝。所以,在高考备考过程中,不仅要让学生熟悉各种图表类型,把知识点落实到地图上,还要让他们建立图表之间的联系、图表之间的变式、图文之间的联系。
如,在讲大气的垂直分层中,笔者不是简单地告诉学生大气分为对流层、平流层、高层大气这三层和这三层的特点。首先,笔者给出了大气层中各层的主要成分,然后要他们分析各成分的特点。结果学生很快得出对流层集中了大气成分的大部分,主要成分有氮、氧气、二氧化碳、水汽及尘埃等固体杂质,平流层主要成分是臭氧,高层大气有氧原子。然后根据各成分特点学生很容易得出对流层天气现象复杂多变,平流层天气晴朗适宜飞行。最后根据各成分在各层的分布推理出各层气温和气压的变化规律。如在对流层二氧化碳、水汽等成分集中在近地面,所以随着海拔的增高空气稀薄吸收的地面辐射就少,从而对流层温度、气压是随着海拔的增高而减少。
二、立足基础,重视过程与方法的归纳与表述
高考试题以能力立意为主导,注重考查考生的地理学习能力和学科素养,即考生对所学相关课程基础知识、基本技能的掌握程度和综合运用所学知识分析、解决问题的能力。所以,不仅要立足基础,让学生对高考考点过关,要将知识体系网络化、综合化,建立起各知识点之间的联系,而且要能用地理术语规范地表述出来。
高考地理主观题分值大,而解题答案中往往包括多个得分点,考生需踩点得分。但有不少学生反反复复答了一大堆,就是答不到点上;又或者学生理解了但措词不规范所以也拿不到他该拿的分;更多的是答案有遗漏,不完整,所以也拿不了高分。因此,主观题更能拉开考生的差距,而对于中等偏下生源的学校而言,这更是考生的致命弱点,是他们拿高分的瓶颈。因此,为了训练学生答题的规范性和思维的严密性,笔者要求学生把每节课的主要原理规律和分析思路表述出来,然后再把他们做的优秀答案略经修改后张贴出去鼓励他们,让他们再次修改。这样,不仅能及时找出学生存在的问题并解决。而且,能一步一个脚印地落实每个章节、每个知识点,切实提高应考效率。
三、开拓学生视野,注意与现实生活的联系
高考试题多取材于生产生活实际,设问角度灵活多样。要求考生拓宽思维和知识延伸,多角度全方位思考。所以,在地理高考应考中,我们应该紧密结合实际,插入新的案例,深入研究身边的地理、生活中的地理。这样,不仅能激发学生的学习兴趣,而且能提高学生的思维,综合运用所学知识分析、解决问题的能力。如在讲区位时,笔者以苍南和福鼎为例,要求学生比较这两个地区经济的差异与区位条件的关系;在讲工业区位时,笔者以龙港为例,从龙港的区位条件入手分析其产业结构及今后工业的发展方向;在讲农业和第三产业时,笔者以马站镇为例,引导学生分析马站发展现代农业和生态旅游的区位条件。
四、加强地理综合实践活动,提高学生的综合实践能力
教学实践表明:教学中从学生已有的知识和经验入手,紧密联系生产生活实际,学生较容易理解和接受,学习兴趣更加浓厚;新考纲注重实践性,加强对考生综合运用地理知识解决实际问题能力的考查。高考卷中考点不直接来自于教材,但是能够运用考生所学的知识去解决。因此,我们在应考时不能照本宣科,不是一味地要学生死记一些自然灾害的成因与分布,而是要让学生认识这些灾害的危害,提高减灾防灾意识。例如,在本学年的应考中,考虑到利用手表定向、利用地理知识野外定向因为比较抽象,学生难以掌握。笔者以学习小组为单位,要求学生准备了钟表、直尺或直角三角板、绳子、竹竿等材料,在野外进行实地测量。这样,化抽象为直观,并且针对资料中问题的利用模型及时解决,效果显著。同时,在课堂教学中,笔者引入了地理实验,如证明地球自转、证明地转偏向力、大气的保温效应、热力环流、水循环等。让学生在观察、比较、体验中去分析、去思考,在深入理解地理现象与原理的同时,也培养了学生敢于探究、勇于创新的学科素养。
五、建立错题集,培养学生及时反思的学习习惯
有人说:“错题是最好的老师”,不少学生由于思维定势,总在同样的问题上反复犯错。所以,让学生克服思维缺陷,优化思维习惯是学生能否突破自我的关键。对此,笔者要求学生建立错题集,把每次大考的错题汇编起来,用红笔修改,并写上解题思路和反思;在周练、课堂练习及课后练习、模拟卷均圈起来,并用红笔修改。在临考前一个月看,就相当于考前清醒剂,能够尽量避免在考试中再犯同样的错误。并且,在每次作业批改过程中,笔者都要针对性地写上评语,鼓励他们的进步,但同时指出问题、提出要求。指导学生养成及时反思的学习习惯,促进学生解题能力的提升。
篇4
与往年相比,今年的《考试说明》仍然表现出“稳定与创新”的特点,稳定指的是在命题指导思想、考点、考试知识结构等方面都力求保持稳定。而“创新”是指地理学科的学习要贴近生产生活,要注重培养学生利用所学地理知识来分析、解决问题的能力。
我们在高考复习的最后阶段,利用《考试说明》,着重做好以下几个方面:
一、明确考点内容,及时回归课本
《考试说明》的20页至27页罗列了地理学科的必考内容和选考内容的全部考点,绝大部分的考点都可在人教版的教材中找到相应的知识点,只有一小部分的考点在人教版教材中没有出现而在其他版本的教材中出现。如对流层气温的垂直变化,自然资源对人类生存与发展的意义,地域文化对人口或城市的影响等。因此,我们要求学生:
1 通读《考试说明》的每一考点,找出课本对应的知识点,以点带面重新构建知识网络
在第一轮和第二轮的复习中,我们都是利用《创新设计》来作为复习蓝本,但是我们发现不少学生在复习中过度依赖复习材料而抛开课本,虽然《创新设计》为学生总结归纳了很多的知识体系和知识网络,但是学生没有很好地消化吸收,重新整理,以致于在屡次的考试中出现了答题不规范,缺乏条理性的问题。课本中语言的表述具有规范性和科学性,这是我们在教学中强调并要求掌握的。利用《考试说明》,落实每个考点的内容,自查一下还有哪些是不太熟悉的知识点,及时回归教材,可以点、线、面有机结合,构建知识网络。
2 与《课程标准》结合,增加行为动词,明确各个考点的能力要求,提高答题能力
《考试说明》仅仅给出了高考考查的知识点,对于大多数的学生来讲,是粗线条的,不易掌握,因此我们可以结合一些行为动词,常见的行为动词有:描述、简述、说出、阐述、例析、评价、分析、比较、概括、判断等,不同的行为动词,对学生的答题要求是不同的。所以,我们在课堂上对这些行为动词的把握和答题要求进行补充说明。
通过不断的训练,学生逐渐熟悉各类行为动词和答题要求,答题言简意赅,准确科学,在市质检和省质检的两次大型考试中成绩有了显著提高。
3 适当补充,充实考点内容,不遗漏每个知识点
对于《考试说明》里面罗列的考点,人教版教材没有出现的,我们利用网络资源和多媒体辅助教学手段进行必要的补充。如对流层气温的垂直变化,我们补充了对流层的基本特点:①气温随高度的升高而递减;②对流运动显著;③天气现象复杂多变。另外还补充了逆温现象,而且还配套了相应的练习加以巩固。
二、借鉴参考例题,把握能力要求
《考试说明》中的考核目标与要求归纳为四个方面,这四个方面的能力要求又细分为13个水平层次,对每一个层次能力的具体要求,都配备一道近几年本省或其他省区的高考试题中较有代表性和带有典型意义的例题分别加以解释,具有很高的借鉴与参考价值。教师不仅要深刻领悟其能力要求的内在涵义,还要在平时练习与考试中体现各考点的能力要求,让学生逐渐适应高考考试的要求。
到了复习的第三阶段,复习的重点主要是学科内综合试题的分析和综合科模拟试卷的练习,我们尤其重视学生知识迁移能力的培养。因此,在每次的练习和考试中,我们要有意识地加强这方面的训练,提高学生的知识迁移能力。
备课组老师分工协作,利用各种渠道,多方收集材料,去粗取精,选取比较好的命题角度,来考查学生对新材料、新情景的信息提取和解决问题的能力。通过近阶段的强化训练,学生解答此类题目的能力有了显著提高。
三、熟悉试卷结构,合理安排时间
《考试说明》提供了一份参考试卷,我们通过解读可以了解试卷结构和试题比例:试题按题型、内容等进行排列,地理学科单项选择题有12题安排在前,非选择题在后(其中必答题1题占37分,选考题为3选1,占15分)。考查的必修模块内容占85分,3个必修模块在单项选择题中各有体现,在必考的非选择题中也有较为均衡的分布。试题基本都是以图表作为信息载体设计的,考查图的类型多样,充分体现了地理学科的特色。
我们平时训练的试卷都是以《考试说明》的参考试卷作为设计练习的蓝本。以相应的题型模式为主来训练,让学生逐渐适应这类题型的考试要求。从几次的考试情况看,学生对文综试卷的整体结构比较熟悉,但是对文综三科的解题顺序和时间的安排还需要通过一定次数的训练来磨合。
地理学科在三个学科中的难度是最大的,又是安排在最前面的,学生对此有一定的心理障碍,对解答地理学科中稍难的题目缺乏足够的信心,又担心在两个半小时的有限时间内完成不了三个学科的所有试题,从而放弃了地理学科中的一些题目,如学生普遍感觉比较难的地球运动部分,严重地影响地理学科的成绩,也影响了整个文科综合的成绩。
篇5
在分析大气环境有关大气降水的问题时,尤其是分析某地大气降水的形成原因时不知从何着手,究竟应该考虑哪些因素进行针对性分析,学习时我们感到有些困惑,请予解答。
浙江李罡
李罡同学:
所谓大气降水,就是指大气中的水汽以固态或液态的形式降到地表。大气降水是怎么形成的?应怎样分析?现解答如下。
一、大气降水形成的根本原因
大气中所含水汽的多少,与大气的温度呈正相关。一般来说,温度越高,大气所含的水汽越多;反之,大气所含的水汽越少。在某一特定的温度下,大气中所含水汽过度饱和,则多余的水汽便可以凝结形成降水。因此,在自然界实现大气降水最主要有两种途径:在湿度一定时大气实现降温和在温度一定时大气实现增湿。这也是大气降水形成的根本原因。
二、全球性大气降水的分布及其成因
全球性的大气降水主要受大气环流的影响。大气环流包括三圈环流和季风环流,其中三圈环流在近地面的表现为七个气压带、六个风带。气压带、风带、季风的性质决定了全球性的大气降水分布的基本规律。依据降水量的多少,全球又被划分为四个降水带:赤道多雨带、副热带少雨带、温带多雨带和极地少雨带。
(1)气压带对降水的影响
对流层大气温度随高度的增加而递减,离地面越近,气温越高;离地面越远,气温越低。陆地表层约四分之三的大气和水汽集中在对流层底部。因此,高压带控制区由于盛行下沉气流,大气温度会上升,水汽难以凝结,降水偏少;低压带控制区由于盛行上升气流,大气温度会降低,水汽易凝结,降水较多。大气环流在近地面形成的七个气压带中,赤道低气压带和副极地低气压带控制区常年盛行上升气流,降水较多,形成世界上的赤道多雨带和温带多雨带;副热带高气压带和极地高气压带控制区常年盛行下沉气流,降水较少,形成世界上的副热带少雨带和极地少雨带。
(2)风带对降水的影响
地球表面太阳辐射的分布呈现从低纬向高纬地区递减的规律,因此地表温度也大致呈现由低纬向高纬递减的规律。大气由低纬向高纬流动过程中,大气温度降低导致水汽凝结,形成降水;大气由高纬向低纬流动过程中,大气温度上升导致水汽不易凝结,难以形成降水。在三圈环流形成的六个风带中,中纬西风带的盛行风由较低纬度吹向较高纬度,故中纬西风带控制的地区降水较多,如欧洲西部常年受西风控制,年平均降水量为700~1000毫米;极地东风带的盛行风由较高纬度吹向较低纬度,其控制的地区降水较少,一般年降水量在200毫米以下。
(3)季风对降水的影响
中低纬度的大陆东岸受季风环流的影响,常年受冬夏季风交替控制。夏季,大陆东岸地区主要受来自中低纬海洋上的湿热气流控制,大气在向中高纬地区运动过程中,温度会降低,可以形成降水,并且降水较多。冬季,大陆东岸地区主要受来自中高纬大陆地区的干冷空气控制,大气在向低纬运动过程中,温度会升高,难以形成降水。如我国的华北平原,夏季受来自太平洋的湿热空气控制,降水集中在7、8月份,占全年降水量的43%左右。
三、局部地区降水差异的成因分析
局部地区降水的多少除了受空气运动影响外,还主要受天气系统、地形、洋流、海陆位置以及人类活动等因素影响。
(1)气压系统对降水的影响
高压中心盛行下沉气流,降水偏少,受高压控制的地区常会出现晴朗天气。低压中心盛行上升气流,降水较多,受低压控制的地区多阴雨天气。如我国江南地区的伏旱季节降水较少,就是受高压控制。
(2)锋面系统对降水的影响
冷气团和暖气团相遇时,暖气团主动或被迫抬升,导致上升气流温度降低,水汽凝结可以形成降水。一般来说,冷锋降水主要集中在锋线后方,降水持续时间短,强度较大,雨区范围较小;暖锋降水主要集中在锋线前方,多为连续性降水,强度较小,雨区范围较广。如我国北方地区夏季的暴雨多为冷锋形成的锋面雨。
(3)地形对降水的影响
在山体的迎风坡,暖湿空气受地形阻挡被迫抬升,温度降低,水汽凝结,可以形成降水;在山体的背风坡,空气下沉,温度升高,难以形成降水。如印度乞拉朋齐世界“雨极”的形成:夏季,来自印度洋的暖湿气流从恒河三角洲进入孟加拉国的低地平原,暖湿气流在向北前行的时候,突然受到山地的阻挡,被迫在2~5千米的范围内上升至1370米的高度,处在山地迎风坡的乞拉朋齐形成大量降雨,而北侧背风坡年降水量不到500毫米,相差很大。
例1(2013年高考浙江文综卷第36题第2小题)根据下面材料,完成问题。
材料美国本土年降水量分布及棉花带范围。
描述美国西部年降水量的空间分布特点,并分析其成因。
【简析】根据等降水量线数值大小和疏密特征,可以判定西部沿海地区的降水量大,降水变化大,尤其是西北部地区更为明显;西部内陆的降水量小,降水变化小。这是由于西风带来的太平洋上的暖湿气流受到南北走向的科迪勒拉山系阻挡,迎风坡气流抬升形成地形雨,而山间的高原盆地处于背风坡、雨影区,水汽难以进入,降水少。
【答案】分布特点:大致由沿海向内陆递减;西北部降水空间差异较大。成因:西部南北走向的高大山脉阻挡来自太平洋的湿润气流,山脉西侧地处迎风坡,降水多;西部的山间高原盆地,水汽难以进入,降水稀少。
(4)海陆位置对降水的影响
海陆位置对大气降水的影响主要体现在两方面:一方面,距离海洋的远近。距离海洋越近,能到达的湿润空气越多,降水也越多;距离海洋越远,能到达的湿润空气越少,降水也越少。如我国西北内陆地区距离海洋远,降水偏少。另一方面,海陆热力性质的差异。如沿海地区,白天风由海洋吹向陆地,可以带来大量水汽。
(5)洋流对降水的影响
暖流有增温、增湿作用,可以促进区域降水的增加;寒流有降温、减湿的作用,会减少区域降水量。如秘鲁受秘鲁寒流影响,降水偏少,年降水量不足100毫米;西部欧洲受强大的北大西洋暖流的影响,年降水量可以达到1000毫米。
(6)人类活动对降水的影响
由于人类活动,下垫面的物理性质或大气成分发生改变,从而使局部地区的降水发生变化。如修建水库可以使库区年降水量增加,温差变小;大量砍伐森林会使所处地区降水减少,变得干旱。
当然,大气降水受到众多因子的影响,但一个地区往往只有一两个因子起到主要的作用。因此在解题时考生需要结合区域的具体特征进行有效的分析。
例2(2013年高考全国文综新课标卷Ⅱ第9~11题)雾是近地面大气层中出现大量微小水滴而形成的一种天气现象。当暖湿空气经过寒冷的下垫面时,就易形成雾。下图中,S市附近海域夏季多雾,并影响S市。据此完成(1)~(3)题。
(1)S市附近海域夏季多雾的主要原因是
A.沿岸暖流提供了充足的暖湿空气
B.半岛东侧海湾海水温度较低
C.海陆间气温差异较大
D.沿岸寒流的降温作用较强
(2)S市夏季常被雾笼罩,是因为
A.降水较少
B.气温较高
C.风力较弱
D.光照较强
(3)夏季,S市主要受
A.季风影响
B.西风带影响
C.低压控制
D.高压控制
篇6
关键词 地面气温;500 hPa气温;相关性分析;青海达日;1986―2015年
中图分类号 P423 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)06-0233-05
大气温度变化是气候变化的重要组成部分。在近年全球变暖日益严峻的大环境下,国内外相继开展并不断重视对高空气温的研究[1-6],青藏高原由于其复杂的地形和独特的气候特点而被称为地球的“第三极”,对中国、亚洲甚至全球的大气环流都有非常重要的影响[7],陈 芳等[8]对青海7个探空站的探空资料进行综合分析,认为500 hPa厚度与气温关系密切,气温变化与500 hPa厚度变化的相互正反馈非常敏感。周宁芳等[9]在对青藏高原地面及其高空气温变化的初步分析中发现,地面与500 hPa气温年际变化相当一致。王荣英等[7]研究认为高原上空各高度层年、季平均气温变化在空间分布上具有较高的一致性,其中夏季的一致性特征最弱。
达日县地处青藏高原腹地,是气候变暖显著的区域之一,地理位置特殊,拥有独特的高原探测条件。台站海拔接近4 000 m,而所探测的500 hPa等压面也仅为海拔5 700 m左右。500 hPa在内地相当于对流层的中层,而在达日地区仅仅是对流层的下层。因此,500 hPa等压面气温和地面气温的变化同时受到地面长波辐射的影响,但这种变化及影响在每个时次是不同的。目前,关于高空与地面气温变化趋势是否一致以及二者之间关系的研究很少。本文利用达日地区1986―2015年探空资料(7:00、19:00)和地面观测资料,运用气候统计学方法,分时次对地面、500 hPa气温进行分析,并进一步探讨它们之间的关系,以期对该地区地面、500 hPa气温变化特征有一个初步认识。
1 资料与方法
1.1 资料来源与处理
选取达日地区1986―2015年高空探测(7:00、19:00)500 hPa等压面、地面层(7:00、19:00)的月平均气温、地面逐月平均气温资料。在季节资料的分析中,按照气候统计分四季的方法,春季为3―5月,夏季为6―8月,秋季为9―11月,冬季为12月至翌年2月。春、夏、秋季采用1986―2015年观测资料,冬季采用1985年12月至2015年11月的观测记录进行统计整理,生成季、年的平均气温序列。
在以往地面气温和高空气温的分析中,大多气象学者采用地面月平均(4次平均)数据,根据国家气象信息中心2012年8月的气候资料统计整编方法(地面),日平均值由4次定时值(北京时间2:00、8:00、14:00、20:00)平均求得;月平均值由日平均值平均求得;年平均值由12个月平均值平均求得。本文采用探空气球施放时观测的瞬间地面层气温资料,分时段进行整理分析。地面层气温是在探空气球施放前后5 min内进行观测的气象要素之一。在时间上与500 hPa气温的获取是同步的,从而更具可对比性。
传统意义上的地面气温是由放置在百叶箱内的仪器通过自然通风获取的;而探空瞬间观测的气温是由放置在百叶箱内、具有恒定通风速度(为2.5 m/s)的通风干湿表获取的。
地面气温日平均值是一天24 h内4次定时值的平均,是测站日平均气温的横向观测值。500 hPa的气温是测站垂直方向上的观测值之一,其交点就是施放气球时所观测的地面层气温,这个观测数值在时间上与500 hPa气温值是同步的。为更详细地分析地面气温和500 hPa的气温变化及相关性,故从7:00、19:00 2个时段分别对地面气温和500 hPa气温进行分析研究。以下文中7:00、19:00气温是指7:00、19:00气球施放时观测的地面气温。
1.2 分析方法
通过使用气候倾向趋势分析[10]、累积距平、Pearson相关性分析等方法,对地面、500 hPa各时次逐年、逐季、逐月平均气温变化特征进行分析,并分析它们之间的相关关系。
2 结果与分析
2.1 7:00地面气温变化分析
由图1可知,7:00的地面气温在近30年内,随着年份的增加,气温呈明显递增趋势,与全国气温变暖的趋势一致,年平均气温增温率为0.35 ℃/10年,通过0.05显著性水平检验,表明达日地区7:00年平均气温上升明显,高于全国年平均气温倾向率0.22 ℃/10年[11]。与姜永见等[12]对江河源地区平均气温分析的结果大致相同,姜永见等分析认为该地区气温持续上升,气温变化倾向率为0.37 ℃/10年。近30年来,达日地区7:00年平均气温上升了1.05 ℃,1986―2015年平均气温为-5.4 ℃。由累积距平(图2)可知,1986―2002年气温偏低,气温距平值以负值为主;2003―2015年气温偏高,距平值以正值为主。最高年平均气温为-4.2 ℃(2009年),最低年平均气温为-7.0 ℃(1997年),大致突变时间为2002年。
从地面与500 hPa的季度线性变化趋势(表1)分析比较看,在19:00,地面春季的增温率最大,为0.60 ℃/10年,通过了0.01的显著性水平的检验;其次分别是冬季、秋季;夏季则最小,为0.34 ℃/10年,与7:00截然不同。500 hPa的增温主要是夏季,为0.35 ℃/10年,小于7:00冬季的增温率;春季、冬季相当,秋季略小。而在19:00,冬季地面与500 hPa的相关性最好,其 Pearson相关系数r=0.87(p
由图12可知,在近30年,19:00地面和500 hPa每月的气温变化倾向率也不相同,地面在2月、3月、4月、9月气温上升倾向率较大,2月的地面月平均气温上升最大,为0.87 ℃/10年,远大于同月份7:00的倾向率;5月、6月、11月、12月则相对较小,其中6月最小,为0.16 ℃/10年。500 hPa层的月平均气温上升倾向率在1月、2月、9月较大,2月最大,为0.52 ℃/10年;3月、4月、7月、8月次之;5月、6月、10月、11月、12月则较小;6月最小,为0.01 ℃/10年,几乎没变化。
3 结论与讨论
(1)在进一步细致分析地面气温与500 hPa气温相关的基础上,可利用地面气温场和500 hPa气温场互相进行插补。在实际业务应用中,当某一时次探空记录出现500 hPa气温层缺测或气温因信号变性无法判别时,可利用地面气温进行插补判别;亦可以利用500 hPa气温场对瞬间气温值进行订正判别。
(2)近30年来,地面和500 hPa气温在每个时段的增温率不同,地面气温增温率高于500 hPa,19:00的增温率又高于7:00,各时段的增温率分别为7:00地面0.35 ℃/10年、19:00地面0.48 ℃/10年、7:00 500 hPa 0.16 ℃/10年、19:00 500 hPa 0.17 ℃/10年。
(3)地面、500 hPa气温在2个时段均有共变现象,为正相关,关系密切,其Pearson相关系数都通过了显著性为99%的检验。在冬季,因7:00段近地面辐射逆温层的存在,相关性稍差。地面四季平均气温均呈现上升趋势,夏季增温最显著,春季增温最小,地面气温四季的增温幅度表现为夏季>冬季>秋季>春季的气候特征;500 hPa的增温则主要集中在冬季,春季亦最小。7:00秋季地面与500 hPa的相关性最好。月平均气温线性势分析中,地面气温2月的增温率最大,4月最小;500 hPa气温9月的增温率最大,且高于同月份的地面气温倾向率。
(4)19:00地面与500 hPa的气温变化曲线幅度大致相同,为高度正相关,地面气温在春季的增温率最大,夏季则最小;500 hPa的增温主要是在夏季,秋季最小。地面和500 hPa每月的气温变化倾向率也不相同,2月的地面增温率最大,6月最小;500 hPa的增温率在2月最大,6月最小。
4 参考文献
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一、地理因素
1.经纬度对中国气候的影响:中纬度为主体,南北所跨纬度大,以中纬度气候为主体。
2.海陆格局对中国气候的影响:亚欧大陆的东部,太平洋西岸,形成了全球最典型的季风气候──东亚季风。
3.地形因素:中国山地众多且高大,走向复杂,对气团具有抬升、阻隔、分流等多种作用,致使气候分异复杂。
4.下垫面因素:中国地理空间下垫面环境复杂多样,且存在着许多性质较为均一的大地貌单元,形成了许多特征典型的地方性气候。
5.洋流因素:中国近海以黑潮暖流为主体,对过境气团有增温增湿的作用,加强了夏季风的势力。
6.青藏高原的影响:青藏高原是世界上最高的高原,地势高峻,平均海拔4000~5000米,有许多耸立于雪线之上、高逾6000~8000米的山峰。高原的外缘,高山环抱,壁立千仞,以3000~7000米的高差挺立于周围盆地、平原之上,衬托出高原挺拔的雄伟之势。高原面积250万平方千米,东西长3000千米,南北宽1500千米,跨15个纬度。而且高原几乎占冬季中纬度对流层厚度的1/3以上,成为中纬度大气环流中的一个庞大的障碍物。对中国气候的形成无疑起着巨大的作用。
(1)阻挡高原两侧冷峻气流的交换,扩大西风带的影响范围
巨大的青藏高原就像河流中央没有露出水面的大石头对河流的影响一样,使冬季500mb(3~4千米)以下的西风带发生分支、绕流,形成南北两支气流。北支气流一部分沿阿尔金山成东风吹入塔里木盆地,一部分沿祁连山成西或偏西北风吹入河西走廊,二者在高原东部汇合成西北气流,流线呈反气旋弯曲,形成动力高压脊,使高原地面冷高压进一步加强,并有利于冬季风南下。高原的约束使冬季风的势力较强。南支气流在高原西南面为西北气流,绕过高原南侧转为西南气流,流线呈气旋性弯曲,产生动力性低压槽,在槽前暖湿气流的影响下,我国南方与北方冬季气候有较大差异。南北两支气流在长江中下游汇合,形成北半球最为强大的西风带。青藏高原的存在使冷空气由于受高原地形的阻挡和挤压,向我国东部地区倾泻到更南的纬度。高原东侧的西南地区,地处高原西风带的背风位置,风速较小,天气、气候别具一格。
青藏高原的动力作用还表现在它对于近地面气流的屏障作用。东西方向上,它阻滞了随西风气流东移的天气系统,南北方向上它直接阻挡着我国西部对流层冷暖空气的南北交流。冬季高原阻挡冬季风南下,使南侧的印度与同纬度其它地区相比温度高,气压低,气温年较差小。同时西风带气压系统受高原阻挡在其西侧停留、减弱、消亡,而东侧的四川盆地一带则又相对平静,气流扰动较少,风力较弱。高原北侧又不易受南来暖湿气流影响。有利于冷空气堆积,进一步加强蒙古高压的势力,进而产生对我国东部地区的强寒流影响。而高原阻挡海洋湿润气流进入我国西北盆地,形成少雨的燥热天气,使我国新疆极端干旱,成为少有的少雨区和无流区。
(2)高原季风的出现,使我国季风性气候尤为突显
青藏高原表面的物理性质和同高度自由大气相比有很大差异。夏季高原成为热源,气流在高原面上辐合,形成青藏热低压,这个热低压从春季就逐渐发展、演化,到5、6月初基本形成,盛夏达到最强盛,它的形成破坏了北半球副热带高压带的连续分布。冬季高原面降温迅速,加上地势高,冰雪面积大,形成低温高压中心。夏季高原热低压的形成有利于高原面上气流的辐合,而冬季又有利于高原面上气流的发散。气压场的季节性变化引起了局部环流的季节性变换,夏季高原周围气流流向高原,冬季高原上气流又流向四周,从而形成高原季风。
冬季冷高压加强邻近地区气流的下沉,高原冷高压与蒙古高压的迭加使高原北侧的蒙古高压得以加强,势力尤为强盛,冬季风影响大半个中国。夏季高原热低压吸引大气向高原辐合,使高原南侧的印度低压进一步加强。与太平洋副高和南半球副高产生了更加强大的气压梯度,加强、加速西南和东南季风。冬夏季高原面上气压场的配置所形成的气流场与亚欧大陆冬夏季气压场及其所形成的气流场刚好吻合,从而加强了中国冬夏季风的强度。也改变了我国气压场的形势,增加了我国季风气候的典型性、广泛性和复杂性。
(3)独特的高原气候
青藏高原在整个中纬度地区的大气环流中起着极为重要的作用,同时也使其所在地区形成了独特的高原气候,进而对整个中国乃至亚洲地区气候的形成产生巨大影响。
(4)青藏高原对中国气温分布的影响
受纬度、海陆分布和地势起伏的影响,我国气温分布总的特点表现为南暖北冷,温差较大,而青藏高原的影响,使我国气温分布产生极大的变化。
a.西部地区夏季出现了与南热北冷的纬度变化规律相反的南冷北热现象。夏季全国普遍高温,虽然等温线平行于海岸线,但仍有南热北冷的变化规律。而西部地区的青藏高原由于地势高峻,夏季原面平均气温低于北部的塔里木盆地。同时高原北部边缘山地又对塔里木盆地热量散发产生阻滞作用,使之成为夏季全国最热的地方。而高原地区却成为夏季全国的冷极。
b.高原东部的云贵高原由于处于冬季西风带的背风位置,出现“死水区”,南部又受西风南支气流北上的影响,冬季不冷,气温较高,天气别具一格。昆明有“春城”之称,很重要的一点就在于此。
c.高原地区气温受地形影响,表现出等温线与等高线明显吻合的特点,打破了冬夏季我国气温的变化规律。
d.高原地区由于地高天寒,长冬无夏,7月份平均气温仍低于8℃。全年活动积温<2000℃,≥10℃的持续期少于100天,部分地区全年日均温都在0℃以下,活动积温为零。可以划分为高原寒带、高原亚寒带和高原温带三个温度带。
(5)青藏高原对中国降水的影响
我国的降水主要来源于夏季环流的西南和东南季风,比较丰实,且在地区分布上具有由东南向西北逐渐递减的规律。
a.高原边缘山地的地形降水比较明显,南坡降水达2000毫米以上,东部地区200~400毫米,东南边缘地区400~800毫米。
b.高原阻挡西南季风和东南季风,使之无法进入我国西北内陆地区,所以塔里木盆地成为我国极端干旱的地区。大部分地区降水量在100毫米以下,部分地区在50毫米以下。
c.青藏冷高压建立的迟早和它消亡的快慢还直接影响到季风的强弱程度。冷高压建立早、强盛,冬季风迅速且大面积控制我国。消亡的迟,原面向外发散的气流阻挡夏季风北上,直接制约着我国东部地区的降水。所以青藏高原原面冷高压和热低压的变化在某种程度上也影响着中国大气的降水强度甚至旱涝灾害。
二、辐射因素
中国年总辐射分布约为90~180×4.1868KJ/cm2,见教材第192页图8.1。最大值在青藏高原,最小值在四川盆地,长江中下游居中,在110~120×4.1868KJ/cm2之间。
中国地面有效辐射总量约为35~55×4.1868KJ/cm2,全年总辐射量多的地区,有效辐射量也多;辐射量少的地区,有效辐射量也少。所以,最大值在青藏高原,最小值在四川盆地,长江中下游在35~45×4.1868KJ/cm2之间。
中国年辐射差额约为45~80×4.1868KJ/cm2,最大值在青藏高原,最小值在四川盆地,长江中下游在50~60×4.1868KJ/cm2之间。各季的辐射差额:各季的辐射总量,一般是夏季最多,冬季最少,依次是夏、春、秋、冬季。但有例外,比如,云南省的腾冲,由于夏季多数为阴雨天,夏季辐射量少于春、秋季,与冬季相当,辐射量依次是春、秋、夏、冬季。各季辐射差额及其温度状况,多数地区的辐射差额以夏季最大,冬季最小,春、秋介于两者之间。各季的气温也是如此,夏季最高,冬季最低,春、秋季介于两者之间。
三、环流因素
我国低层大气的环流方式主要是季风环流,支配季风环流的天气系统在一年各季中的表现是不同的。
冬季,支配我国大气运行的活动中心有3个:蒙古高压、阿留申低压和赤道低压。形成东低西高的气压形势,因此,我国冬季风从大陆吹向海洋,东北地区为偏西风,华北地区为偏北风。又由于我国南海上也有低压(赤道低压),我国南北也存在着气压梯度,有一部分冷空气会顺着海岸线南下,影响我国南方各省,这些地区的冬季风为偏北风。当阿留申低压较强时,冷空气大量东流,南下冷空气就较少,我国多数地区为暖冬;相反,阿留申低压较弱时,冷空气大量东流较少,南下冷空气就较多,我国多数地区为冷冬。
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关键词:暴雪;倒春寒;涡流
中图分类号:P458.121 文献标识码:A
前言
新疆乌鲁木齐市地处天山北麓,属于中温带大陆干旱气候区,当地气候特点是,季节性温差和昼夜温差大,寒暑变化剧烈,常年降水偏少,冬季寒冷漫长,一般要从11月3日到次年4月8日长达150d。常受极地和西伯利亚冷空气侵袭,形成寒潮,寒潮入侵时,日温迅速下降10℃或10℃以上。乌鲁木齐市东西南三面环山,北部山口朝向准格尔盆地。由于天山的屏障作用,冷空气会滞留在盆地内形成降雪,因此,降雪是乌鲁木齐市的冬季特有天气。另外,市区南部山区阳面丘陵地带在地理位置上形成了一条暖带,冬季气温要比市区高出4~5℃,南北温差也是气旋形成的要素,这些地理特征是乌鲁木齐市冬季降雪形成的先天因素。
根据气象台预报和统计显示,2012年2月22~23日间的大暴雪,乌鲁木齐市累计降雪量23cm,是当年最大一场降雪,同时伴随气温骤降至-14℃左右。降雪造成了南疆铁路吐鲁番到鱼儿沟段暂时中断运行,客货列车停轮避风,乌鲁木齐国际机场因跑道积雪结冰4次停飞,大批旅客滞留机场。同时给居民生产和生活带来了极大的不便。
1 降雪形成的环境因素分析
据乌鲁木齐市气象台信息,2月21日21时自治区气象台了暴雪蓝色预警,这也成为2002年第1个暴雪预警。22日下午,预警信号取消。而根据中央气象台预报显示,受冷空气影响,从21日上午开始,我区北部和西部降雪天气逐渐增多。截至22日8:00,伊犁河谷及沿天山北部一带普降大雪,伊宁、霍城、尼勒克、巩留出现暴雪,伊犁河谷地区积雪深度20~44cm,沿天山北部一带积雪深度为12~26cm。乌鲁木齐市降雪持续时间相对较短,据自治区气象台天气预报显示,21日晚间开始市区飘起雪花,截至22日16:00,城区降雪量达8.3cm,23日白天到夜间,乌鲁木齐市出现小雪转多云的天气,最低气温预计为-12℃,最高气温为-6℃。到了24日白天到夜间,乌鲁木齐市降雪停止,天气为多云,最低气温预计降至-14℃。此次降雪后,乌鲁木齐市的累计积雪深度达到了23cm。此次降雪与周边大范围降雪,以及春季气温变化的倒春寒的寒流变化有直接关系。
2 大尺度环流场背景分析
从气象云图上可以看出,降雪发生前,2月20日10:00在疆北地区有一股冷空气西移南下,到晚间22:00到达市区北部。另外,南疆地区连续多日的大范围降雪,随着初春气温上升积雪融化,在乌鲁木齐市南的丘陵暖带,形成了一条以吐鲁番盆地地区为中心的自西至东的大范围暖湿气流,受天山山脉阻隔一直徘徊在乌鲁木齐市区南部地带,并做缓慢向北移动。在21日两股冷暖气流缓慢交汇对接,由于气压的变化,暖湿气流急剧上升,与高空冷空气和气旋接触,由此可见,此次降雪的形成与暖湿气流和冷空气的交汇对流有直接关系,从高空配置和地面形式可以看出,这种气候特征正是降雪形成的符合条件。
3 产生降雪的主要因子诊断
3.1 降雪前期天气环流形势
在此之前,整个新疆地区以吐鲁番盆地为中心的高压涡流一直活动频繁,整个南部丘陵地区暖湿气流的高压带在40。以南气流呈环状分布,随着暖带气压升高在缓慢的向北发展,逐渐形成阻塞高压;西伯利亚冷空气的南下和堆积,也断续的形成横槽南移,到21日暖带高压在陕西北部有弱南风维持北移,冷空气受天山高脊前西北气流影响缓慢向东南移动,但风速不大,在4m/s左右,低压辐合逐渐加强。
3.2 降雪时期的天气环流形势
21日晚间,北疆阻高维持,西北低槽往东南移动,正好吐鲁番盆地上空的横槽处在低压涡流的前锋,到22日7:00可见北疆阻高减弱崩溃,在天山北麓有一气旋性风切变,冷暖气流在天山交界处交汇对接,使降雪的量级增大。22日中午降雪时,其中心已移到乌鲁木齐市南部,整个乌鲁木齐市处在冷高压底部。此时,内陆盆地吹过来的暖湿气流较降雪前略有增大。在冷空气配合下,出现强降温。
3.3 降雪后期的天气环流形势
北疆阻高崩溃后,吐鲁番盆地低涡维持,冷空气经天山北麓越过山脊,进入盆地北,使乌鲁木齐市周边气温骤降达10几度。同时冷高压逐渐南移,使得山区路面积雪结冰,对交通运输造成极大影响。
3.4 降雪前后地面24h变温分析和地面冷锋演变
2月21日在乌鲁木齐市北部地区出现了5℃左右的降温,个别地方达到10℃左右的降温幅度,这是降雪前小股冷空气入侵的结果。到22日12:00地面冷风前沿已经到达乌鲁木齐市区,整个新疆地区普遍降温8~10℃,最大降温达到14℃以上,使得乌鲁木齐市迎来了2002年的第1场倒春寒。23日以后,冷锋逐渐南下至盆地,然后影响到陕西省全境,此后的降雪主要为锋后降雪。此次降雪对于地面空气湿度也造成了影响,由于降雪前周边大范围降雪的影响,市区相对湿度已达47%左右,降雪后达到了80%以上,对于空气净化倒是有一定的作用。
4 结语
降雪是我国北方冬季的主要降水形式,雪灾作为一种灾害性天气越来越受到社会的关注,对工农业生产和居民生活带来的危害性都是非常大的。因此分析降雪的形成天气原因,可以有效的促进天气预报工作的及时性和准确性,促进防灾减灾工作的有效进行。乌鲁木齐市的本次降雪是由周边环境持续大范围降雪,春季温度升高积雪融化带来的水汽累积,以及西伯利亚寒流的冲击与岭南暖流的上升过程中形成的水汽对流层,形成了降雪的重要条件。
参考文献
[1] 任丽,矫玲玲,张桂华,等.黑龙江省2009年3次暴雪过程的螺旋度分布特征分析[J].沙漠与绿洲气象,2011(03).
篇9
(一) 图示
(二) 大气对太阳辐射的削弱作用
1. 大气对太阳辐射削弱作用的主要方式有:吸收、反射和散射。
2. 大气对太阳辐射的吸收作用的特点是:大气对太阳辐射的吸收作用具有选择性。表现是:①平流层中的臭氧和高层大气中的氧原子主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线;②水汽和二氧化碳主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。此外,太阳辐射中能量最强的可见光被大气吸收掉的很少,绝大部分可透过大气射到地面。
3. 大气对太阳辐射的反射作用是大气对太阳辐射削弱作用的最主要方式。被反射作用削弱的太阳辐射最多。其特点是:大气对太阳辐射的反射作用无选择性。云量的多少(云层的厚度)是影响大气反射作用的最主要因素。云量越多,云层越厚,反射作用越强,到达地面的太阳辐射越少。大气对太阳辐射的反射作用形成的自然现象有:多云的白天温度低;晴朗的白天温度高。
4. 大气对太阳辐射的散射作用具有选择性。其表现是:可见光中波长较短的蓝紫光最容易被散射。形成的自然现象有:晴朗的天空呈蔚蓝色;阴天天空呈灰白色;日出前的黎明、日落后的黄昏,天空仍然是明亮的;无阳光直接照射的教室、树底下仍然是明亮的。
5. 影响大气对太阳辐射削弱作用的因素中最主要的因素是太阳高度角的大小。太阳高度角越大,太阳辐射穿过大气的路程越短,大气对太阳辐射的削弱作用越弱,到达地面的太阳辐射越多,即太阳辐射强度越大。其他因素还有:①地势的高低:地势越高,空气越稀薄(即大气透明度越好),大气对太阳辐射的削弱作用越弱,到达地面的太阳辐射越多(即太阳辐射强度越大);②云量的多少:云量越少,大气对太阳辐射的反射作用越弱,到达地面的太阳辐射越多(即太阳辐射强度越大)。
6. 大气对太阳辐射削弱作用的意义:减少了到达地球表面的太阳辐射,使白天的温度不会太高,从而保证了地球上生命有机体的存在和发展。
(三) 大气对地面的保温作用(大气保温作用的基本原理)
1. 大气对地面的保温作用表现在两个方面:一方面大气强烈吸收地面辐射(绝大部分地面辐射被对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收);另一方面大气通过逆辐射把能量还给地面,起到保温作用。
2. 影响大气逆辐射的主要因素:云量的多少。云量越多,大气逆辐射越强;云量越少,大气逆辐射越弱。
3. 形成的自然现象:多云的夜晚温度高;晴朗的夜晚温度低;十雾九晴;晚秋或寒冬,霜冻多出现在晴朗的夜晚。人造烟雾的防冻原理:人造烟雾能大量吸收地面红外线长波辐射,可增强大气逆辐射,提高地面温度。
(四) 大气的受热过程
太阳辐射把能量传给地面,地面以地面辐射的形式把能量传给大气,大气再以大气逆辐射的形式把能量还给地面,对地面起到保温作用。简单地说,就是太阳暖大地,大地暖大气,大气还大地。
二、 大气热力环流的形成过程
(一) 大气运动的根本原因
太阳辐射对各纬度加热的不均匀,造成高低纬度间的温度差异。
(二) 大气运动最简单的形式――热力环流
1. 热力环流的成因:地面冷热不均,即太阳辐射对各地加热的不均匀。
2. 热力环流的形成过程:太阳辐射地区间冷热不均大气垂直运动同一水平面上气压的差异大气的水平运动。
3. 热力环流的示意图:
气压首先因海拔高度而异:海拔越高,气压越低。上图中A、B、C、D四点气压由高到低依次是ABCD。在同一水平面上,气压高的地方等压面向高空凸起;气压低的地方等压面向低空下凹。即“高高低低”。高空和近地面气压中心的性质正好相反,即近地面是高压,高空就是低压,近地面是低压,高空就是高压。
4. 三种常见的热力环流形式:画热力环流,首先找冷热差异,热的地方气流上升,近地面形成低压,冷的地方气流下沉,近地面形成高压。
市区温度比郊区高的主要原因:城市人口集中、工业发达,居民生活、工业生产和交通工具每天要消耗大量的矿物燃料,释放出大量人为的废热。
城市风的应用:为了减轻城市的大气污染,在城市规划时,一方面将污染严重的工业企业布局在城市风的下沉距离之外,避免这些工厂排出的污染物从近地面流向市区;另一方面,应将卫星城建在城市风环流之外,以避免相互污染。
近地面的风向:白天风由海洋吹向陆地(即白天吹海风);晚上风由陆地吹向海洋(即晚上吹陆风)。
近地面的风向:白天风由山谷吹向山顶(即白天吹谷风);晚上风由山顶吹向山谷(即晚上吹山风)。
【例1】 下图示意某沿海地区海陆风形成的热力环流剖面图,右图示意左图地区近地面与600米高空垂直气压差的分布状况,读图回答(1)~(3)题。
(1) 有关气压分布状况的叙述,正确的是( )
A. ①地气压低于②地
B. 近地面同一等压面的分布高度①地比②地低
C. ③地气压高于④地
D. 高空同一等压面的分布高度④地比③地高
(2) 下列说法正确的是( )
A. a的风向为东南风
B. b为上升气流
C. c的风向为西南风
D. d为上升气流
(3) 若该图表示白天,下列叙述正确的是( )
A. 甲是陆地,乙是海洋
B. 甲乙都是陆地
C. 甲是海洋,乙是陆地
D. 甲乙都是海洋
【解析】 (1) 对照热力环流图,热的地方近地面是低压,高空为高压,近地面的气压值仍比高空大,因而近地面和高空的垂直气压差较小。相反,冷的地方近地面与高空的气压差相差较大。故甲地为冷高压,乙为热低压。近地面的气压中心性质与高空的正好相反,C项正确。
(2) 乙地的空气受膨胀上升,故选D。
(3) 白天,陆地升温快,气流受热膨胀上升,海洋相反,故选C。
【参考答案】 (1) C (2) D (3) C
三、 大气环流
1. 在以下三个假设条件下,地球上形成单圈环流。①地球不自转,②太阳始终直射在赤道上,③地表性质均匀。
2. 在以下两个假设条件下,地球上形成三圈环流。①太阳始终直射在赤道上,②地表性质均匀。
3. 考虑到太阳直射点的移动,全球的气压带和风带会随着直射点的移动而移动,具体如下图所示(只剩下一个假设,即地表性质均匀)。
由于太阳直射点随季节变化而南北移动,导致气压带和风带在一年内也作周期性的季节移动。就北半球来说,大致是夏季北移,冬季南移。气压带、风带在一年内有规律地南北移动,常使同一地区在不同季节出现完全不同的天气和气候状况。
4. 否定最后一个假设,考虑到地表性质的差异,即海陆分布对大气环流的影响,则如下图所示。
冬季,陆地上降温快,气温比同纬度的海洋地区低,空气变冷下沉,形成高气压,切断了副极地低气压带,使副极地低压带只保留在海洋上,风从大陆吹向大洋。夏季大陆升温快,气温比同纬度的海洋地区高,形成低气压,切断了副热带高气压带,使副热带高压带只保留在海洋上,风从海洋吹向大陆。
5. 多角度地观察三圈环流图
(1) 沿某经线
(2) 极地俯视图
判定风带画法正确的技巧:西风带气流旋转的方向与地球自转的方向一致,信风带和东风带气流旋转的方向与地球自转的方向相反。同时要注意风都是由高压向低压方向吹。
6. 气压带、风带与降水的关系
另外还要注意,在风带控制下的地区降雨多少并不统一,还要看风的源地,如果是从暖湿的海洋上吹来的,则一般多雨,如果是从干旱的陆地上吹来的,则一般少雨。在副热带少雨带的大陆东岸,由于夏季风和台风的影响,降雨较多。
四、 几种特殊情况的气候成因
1. 四小块热带雨林气候的成因
这四小块是指马达加斯加岛东部、澳大利亚的东北部、巴西的东南部、中美洲的部分地区。这些地方并非位于赤道附近,但是形成了热带雨林气候,成因是:受暖流影响,位于信风的迎风坡。如马达加斯加岛东部受马达加斯加暖流影响,位于东南信风的迎风坡。
2. 非洲赤道地区热带草原气候的成因
地势高,气温低,空气对流不旺盛,缺乏形成热带雨林气候的条件,故形成热带草原气候。
3. 日本海洋性季风气候
日本是海洋性季风气候,气温的年较差比同纬度的中国大陆地区小,降水的季节变化也比同纬度中国东部地区小。日本东京、日本本州岛北部某地与北京等三地气温、降水柱状图比较如图所示。
4. 南美洲的热带沙漠气候逼近赤道,是受秘鲁寒流影响的结果。
5. 南美温带大陆性气候的成因:地处西风带,位于安第斯山脉的背风坡。
【例2】 读“某城市气温和降水的统计资料图”,回答(1)、(2)题。
(1) 该城市所处的气候区最可能是( )
A. 温带海洋性气候
B. 温带大陆性气候
C. 温带季风气候
D. 亚热带季风气候
(2) 图中②代表的城市功能区最有可能是( )
A. 商业区 B. 住宅区
C. 文化区 D. 工业区
【解析】 图示地区最冷月气温在0℃以上,故不可能是温带大陆性气候和温带季风气候。图示地区年降水量小于800 mm,因而不可能是亚热带季风气候。温带海洋性气候最热月气温在20℃以下,而图示地区是城市,由于热岛效应,城市气温在20℃以上。
【参考答案】 (1) A (2) D
五、 锋面气旋系统
近地面气旋一般与锋面联系在一起,形成锋面气旋。它主要活动于温带地区。右图是北半球锋面气旋图示。
1. 位置:锋面出现在低压槽中,锋线往往与低压槽线重合(如图中PN和PM处)。
2. 类型:无论是南半球还是北半球,暖锋总是分布于气旋的东部;冷锋总是分布于气旋的西部。
3. 移动:北半球,锋面随气流呈逆时针方向移动;南半球,锋面随气流呈顺时针方向移动。
4. 天气特点:气旋的前方为PN暖锋控制,故在锋前C处等地出现宽阔的暖锋云系及相伴随的连续性降水天气;气旋的后方为PM冷锋控制,故在锋后A处等地出现比较狭窄的冷锋云系和降水天气。
【创新训练】
若A、B、C三地降水量相同,但气温不同,分别如下图A、B、C三条曲线所示,读图完成1、2题。
1. 有关A、B、C三地气候的叙述,正确的是( )
A. A气候类型的地区降水季节变化一定很大
B. B地降水比同纬度其他地区多
C. C地为亚热带季风气候
D. A、B、C三地气候的成因都是海陆热力性质差异
2. 下列叙述正确的是( )
A. 只要是A气候类型地区,就应大力发展水稻种植业
B. B地农作物主要有:水稻、油菜、棉花、甜菜等
C. C地发展农业生产必须要解决灌溉问题
篇10
一、地理课堂资料的运用
地理与生活、历史、时事休戚相关,地理故事生动形象,对学生有很强的吸引力,因此对世界上不断发生的一些重大事件,可以结合地理课堂教学,使它成为学生注意的焦点。将学习地理与生活、当前形势结合起来,提高学生的综合素质。如:生活类的有“暖气为什么安装在近地面”,实事类的有地震灾害、“嫦娥”登月、天宫一号等。还可以引用历史故事,如讲寒潮这个知识点时引用:1949年10月2日称“台风”的德军大举侵略前苏联。苏军派出一支西伯利亚军队(为什么派西伯利亚军队)作战,“台风”完全失败。这样故事的讲述与教材巧妙地统一起来。
二、地理课堂互动机制的运用
互动可以让学生更好地参与到学习过程中,方法有很多种,这里只列举典型的趣味实验机制、竞赛机制。如领着学生做实验会提高学生的兴趣,并使学生更好地理解课堂知识,如用实验模拟温室郊应中地面辐射使大气增温的这个环节。具体做法:两个盆,其中一个盛有土壤,另一个空着,将两支温度计放入盆中然后用塑料膜盖住玻璃盆。过一段时间,观察温度计,发现有土壤的盆中气温高于无土壤的盆中气温。
青少年具有易动、争强好胜的特点,这促使他们乐于抢先回答问题。在教学中,将竞赛形式巧妙地引进课堂教学中,适时利用竞赛促使学生快速思考,抢先回答,寓教于乐。竞赛的具体做法如下:全班学生分组,教师命题,各组代表抢答或分组必答,依据答题情况得分,在黑板上公布。
三、地理教学语言的运用
地理学是综合性实用性很强的学科,可现实的地理教材中有关的地理原理、空间分布、地理成因等知识却比较抽象枯燥,给学生留下枯燥乏味的印象。如果教师认真备课积累,就不难发现,许多诗词谚语歌谣中都蕴涵着丰富的地理知识。如果在地理课堂中穿插一些诗词谚语,诗化地理课堂,就可以使地理知识形象生动,既加强学科之间的联系,又激发学生的学习兴趣,加深其对地理知识的理解、记忆和运用,效果不言而喻。如:反映地球运动的:“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”(,《送瘟神》)反映了地球自转周期约为一天,且赤道周长为4万千米,即八万里;“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”(苏轼,《水调歌头》)反映了月相有周期性的变化;谚语“大二小三儿,月亮露边儿”和诗句“可怜九月初三夜,露似珍珠月似弓”(白居易,《暮江吟》)说明了农历每月初三的月相为峨嵋月。反映天气、气候的:四川盆地是我国太阳辐射最贫乏区,因此有“蜀犬吠日”的成语。因为对流层气温随高度增加而递减,“人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开”(白居易,《大林寺桃花》)反映了因海拔高度不同引起水热状况变化而导致自然景观存在垂直分布的规律。民谣“一山有四季,十里不同天”描绘的是我国的横断山区的自然景观,是气候和植被垂直变化的形象写照。
四、地理“三板”的运用
“三板”体现了教师的基本功和素质水平,是地理课堂教学不可或缺的重要组成部分地理教师最基本的能力就是简单精练的板书呈现和挥笔即来的板图、板画能力,因为读图能力、思维能力与应用能力一起构成地理学科能力的核心。在课堂教学中充分发挥板书的作用,是课堂教学重要的一环。
好的板书在课堂教学中可以发挥很大的作用,做到生动鲜明,重点突出,具有目的性。板书的内容要突出,布局要合理,具有计划性。板书要确切、精当,具有启发性。板书形式要灵活、多样,具有趣味性。板书要字迹工整,绘画规范,具有示范性。教师板书还有一个很重要的目的,就是在传授知识的同时引导学生养成良好的书写、绘图、语言表述习惯。
地理图像,作为直观教学的重要形式,最能体现地理教学直观性的特点。由于教学挂图及地图册等大多是综合性的地图,包括的地理事物复杂而且范围广。学生在这样的综合地图上寻找某一地理事物的难度较大。“板图”则可以用最简单的笔法,把教学中需要表述的地理事物和现象从复杂的原图中“提炼”出来,使所要表达的内容一目了然。所以“板图”和其他各类地图相比较,具有具体、形象、简便、省时的特点。例如:教师一笔就准确地在黑板上画出中国地图或世界地图,又或者让复杂图形几何化,让学生容易记,还会增强学生的崇拜心理,更好地接受知识。如:在讲黄河时,在《中国地形图》、《中国水系图》、《黄河水系图》及《中国政区图》上,虽然都绘有黄河,但除了绘有黄河的干流之外,还有支流、流域界线、省区界线等许多“线条”,学生在这样的图上看黄河及其流向的特点是很不容易的。利用“板图”,老师只需一笔就画出黄河干流图,学生一眼就看出黄河干流的流向像一个巨大的“几”字。再添上两笔,就把黄河的两条大的支流勾勒出来。假如再用上几句顺口溜:“黄河‘几’道湾,(源于)巴颜喀拉山,青川宁甘陕,内蒙晋豫鲁,五千六百里,注入渤海湾。”这样更形象、生动,便于记忆。
五、地理教学科技的运用
多媒体引入课堂教学中,对地理教学起到了很大的帮助作用,需要老师具备相关的技术和创意。传统的教学手段对局部地区的动态变化显得无能为力。比如,地球的运动本身就十分抽象,要让学生搞清地球运动的特点和意义比较困难,往往难以理解。用课件动态模拟就比较直观,而要使学生在短时间内记住各省市、自治区的形状、位置、行政中心、简称,可以用课件提供一些散乱摆放的各个省级行政单位的轮廓图,学生用鼠标点击,拖动各个部件到屏幕上一确定位置,位置正确则连接,同时给予表扬,错误则返回原处,并给予提示。经过多次尝试,学生轻松地掌握34个省级行政单位的空间相对位置的知识。