“大氣運(yùn)動與天氣變化”專題

湯國榮

一、考核方向分析

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考核方向：本考點(diǎn)涉及的主要知識有大氣的熱力作用、熱力環(huán)流、天氣系統(tǒng)與氣象災(zāi)害等。從近幾年高考試題在本專題的分布狀況看，考核方向主要集中在運(yùn)用天氣形勢圖分析不同的天氣系統(tǒng)對天氣狀況的影響、氣象災(zāi)害的形成與分布、大氣環(huán)流對降水狀況的影響等。相對而言直接考查大氣受熱過程和熱力環(huán)流的試題不多，但作為分析大氣運(yùn)動的知識鋪墊，考生對其基礎(chǔ)知識也應(yīng)有較好把握。

二、基本概念解讀

1.熱力環(huán)流

熱力環(huán)流是由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，它是大氣運(yùn)動的一種最簡單的形式。

冷熱不均是引起大氣運(yùn)動的根本原因。同一高度上氣壓差異是大氣水平運(yùn)動的直接原因。

2.等壓面與等壓線

等壓面是指在垂直方向上氣壓相等的面。等壓線是指同一水平面上氣壓相等的各點(diǎn)連線。

等壓面反映的是垂直方向上的氣壓差異，等壓線則反映的是水平方向上的氣壓差異。某一高度的水平面切割等壓面而得到的交線即為等壓線。某一等壓面的高程變化可以間接反映出氣壓在水平方向上的空間差異（向高空凸出氣壓高，向低空凸出氣壓低）。

3.水平氣壓梯度與水平氣壓梯度力

水平氣壓梯度是指單位距離的氣壓差，由于氣壓差的存在，促使大氣有高壓區(qū)流向低壓區(qū)，這個(gè)力就是水平氣壓梯度力。

決定風(fēng)力（風(fēng)速）大小的主要因素是氣壓梯度。而水平氣壓梯度力則是大氣產(chǎn)生水平運(yùn)動的原動力。對氣壓梯度力應(yīng)從力的大小、方向、作用點(diǎn)三方面理解。首先應(yīng)確定研究的空氣質(zhì)點(diǎn)即力的作用點(diǎn)，作用點(diǎn)所受到的氣壓梯度力方向?yàn)榇怪庇诘葔壕€，由高壓指向低壓，大小主要取決于氣壓梯度（單位距離的氣壓差）。

4.鋒、鋒面、鋒線

鋒由兩種性質(zhì)不同的氣團(tuán)相接觸形成的狹窄過渡地帶，常把它看成是一個(gè)幾何面，稱為鋒面。鋒面與地面的交線稱為鋒線。而鋒則是鋒面和鋒線的統(tǒng)稱。

對于鋒而言，應(yīng)是一個(gè)區(qū)域空間（鋒面所在的區(qū)域），無論是什么性質(zhì)的鋒，鋒時(shí)天氣變化復(fù)雜，鋒后則天氣顯得比較單一（晴朗）。冷鋒與暖鋒的雨區(qū)分布主要集中在冷氣團(tuán)一側(cè)，冷鋒主要分布于鋒線之后，暖鋒主要分布于鋒線之前（但均位于鋒時(shí)）。

5.天氣與天氣系統(tǒng)

天氣是一定區(qū)域短時(shí)段內(nèi)的大氣狀態(tài)（如冷暖、風(fēng)雨、干濕、陰晴等）及其變化的總稱。天氣系統(tǒng)是具有一定的溫度、氣壓或風(fēng)等氣象要素空間結(jié)構(gòu)特征的大氣運(yùn)動系統(tǒng)。

天氣相對于氣候來說具有時(shí)間短、不穩(wěn)定的特點(diǎn)。而天氣系統(tǒng)則指伴隨一定天氣的大氣運(yùn)動形式， 諸如氣旋（低壓）、反氣旋（高壓）、鋒面等是常見的天氣系統(tǒng)。在不同的天氣系統(tǒng)控制下則呈現(xiàn)出不同的天氣狀況。

三、原理知識梳理

1.大氣受熱過程

（1）大氣受熱的空間過程示意（圖2）。

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（2）大氣受熱的地理過程示意（圖3）。

（3）大氣受熱過程中的幾個(gè)關(guān)注點(diǎn)。

大氣具有保溫效應(yīng)及實(shí)踐應(yīng)用：大氣對太陽的短波輻射吸收較弱而對地面的長波輻射吸收較強(qiáng)，這樣就儲存了熱量；大氣逆輻射補(bǔ)償了地面輻射損失的部分熱量。

采用塑料大棚發(fā)展農(nóng)業(yè)；秋冬季節(jié)，我國北方地區(qū)常用人造煙幕的辦法增強(qiáng)大氣逆輻射，使地里的農(nóng)作物免遭凍害。

氣溫的日變化與年變化：一天中，太陽輻射最強(qiáng)出現(xiàn)在正午12時(shí)，而地面吸收太陽輻射，再將熱量傳遞給大氣則需要一定的時(shí)間過程，故氣溫最高（大氣輻射最強(qiáng)）的時(shí)間出現(xiàn)在午后2時(shí)（14時(shí)）左右。同理，對于北半球中高緯大陸地區(qū)而言，太陽輻射最強(qiáng)和最弱分別出現(xiàn)在6月22日左右（白晝最長、太陽最高）和12月22日左右，而氣溫最高（大氣輻射最強(qiáng)）則出現(xiàn)在7月，而氣溫最低（大氣輻射最弱）則出現(xiàn)在1月。受海陸熱力性質(zhì)差異的影響，海洋上氣溫極值出現(xiàn)的時(shí)間則遲一個(gè)月，分別為8月和2月。南半球情況則相反。

2.熱力環(huán)流原理及應(yīng)用

（1）熱力環(huán)流的形成過程（圖4）。當(dāng)A地受熱時(shí)，近地面空氣膨脹上升形成低氣壓，其高空的空氣密度增大形成高氣壓，同時(shí)B、C兩地受熱較少，空氣冷卻下沉在高空形成低氣壓，在近地面形成高氣壓。水平氣壓的差異產(chǎn)生水平氣壓梯度力，并引起空氣的水平運(yùn)動。在高空，空氣從A地向B、C兩地?cái)U(kuò)散；在近地面，空氣則由B、C兩地流向A地。這樣就形成了熱力環(huán)流。

基本過程為：近地面冷熱不均→空氣的垂直運(yùn)動→同一水平面上存在氣壓差異→空氣的水平運(yùn)動→形成熱力環(huán)流。

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（2）熱力環(huán)流原理的應(yīng)用（表1）。

3.風(fēng)（大氣水平運(yùn)動）形成原理

（1）風(fēng)的形成過程。風(fēng)是空氣的水平運(yùn)動，形成風(fēng)的直接原因是水平氣壓梯度力，由于氣壓梯度力的存在，空氣便由高壓吹向低壓，空氣一旦做水平運(yùn)動就受到地轉(zhuǎn)偏向力的影響，北半球風(fēng)向向右偏，南半球風(fēng)向向左偏。高空不受到摩擦力的作用，最終風(fēng)向與等壓線平行（圖5）；近地面除了受到氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力外，還受到摩擦力，在三個(gè)力的共同作用下，風(fēng)向最終與等壓線有個(gè)夾角，摩擦力越大，夾角越大（圖6）。

（2）風(fēng)向的應(yīng)用。①根據(jù)風(fēng)向可以判斷是地面還是高空。近地面受到摩擦力的影響，風(fēng)向與等壓線有一定的夾角；高空因不受摩擦力的影響，風(fēng)向與等壓線平行，根據(jù)這些特點(diǎn)可以推斷是近地面還是高空。②根據(jù)風(fēng)向可以判斷南北半球。北半球地轉(zhuǎn)偏向力使風(fēng)向向右偏，南半球地轉(zhuǎn)偏向力使風(fēng)向向左偏，所以根據(jù)風(fēng)向的偏轉(zhuǎn)方向可以判斷南北半球。③根據(jù)風(fēng)向可以判斷高低壓。風(fēng)總是由高壓吹向低壓。

四、方法技巧歸納

1.等壓線圖的判讀

（1）等壓線的特點(diǎn)。同一等壓線上的各點(diǎn)氣壓相等；相鄰兩條等壓線數(shù)值相等或相差一個(gè)等值距；相鄰兩條等壓線之間的閉合等壓線數(shù)值是其兩側(cè)等壓線其中之一。

（2）等壓線的判讀方法。①看數(shù)值：判斷氣壓高低分布及變化；②看疏密：了解影響因素；判斷風(fēng)力大?。虎劭醋呦颍毫私庥绊懸蛩?；④看彎曲：確定高壓脊或低壓槽，推斷天氣狀況。

（3）等壓線的等高線圖判讀。垂直方向上，同一條等壓線向高空彎曲的區(qū)域，氣壓較相同海拔的其它地點(diǎn)氣壓高；向低空彎曲，氣壓較相同海拔其它地點(diǎn)氣壓低，即“高高低低”。如圖7所示的500 hPa等壓線的分布。由圖可見，與等壓面凸起部位相對應(yīng)的是由一組閉合等高線構(gòu)成的高值區(qū)域，高度值由中心向外遞減；同理，與等壓面下凹部位相對應(yīng)的是由一組閉合等高線構(gòu)成的低值區(qū)域，高度值由中心向外遞增。因此，平面圖中等高線的高、低中心即代表氣壓的高低中心，而且等高線的疏密同等壓面的緩陡相對應(yīng)，等壓面陡的地方，等高線密集，該處風(fēng)力較強(qiáng)；等壓面緩的地方，等高線稀疏，表示該地風(fēng)力較小。

（4）等壓線圖的判讀應(yīng)用。①判斷高壓中心和低壓中心：等壓線上的數(shù)值由中心向四周變小的為高壓中心；等壓線上的數(shù)值由中心向四周變大的為低壓中心。②判斷天氣狀況：高壓區(qū)為下沉氣流，天氣晴朗；低壓區(qū)為上升氣流，多陰雨天氣。③判斷高壓脊（線）和低壓槽（線）：等壓線中彎曲最大處，其數(shù)值由高指向低處為高壓脊（類同于等高線圖中的山脊）。等壓線中彎曲最大處，其數(shù)值由低指向高處為低壓槽（類同于等高線圖中的山谷）。④判斷鞍部：鞍部兩個(gè)高壓和兩個(gè)低壓的交匯處，其氣壓值比高壓中心低，比低壓中心高。⑤判斷風(fēng)向和風(fēng)力大?。罕卑肭蚪孛鏆鈮簣鲋酗L(fēng)向是由高壓指向低壓并向右斜穿等壓線；南半球近地面氣壓場中風(fēng)向是由高壓指向低壓并向左斜穿等壓線。在高空中，風(fēng)向與等壓線平行。風(fēng)力大小，取決于水平氣壓梯度力。在同一幅圖中等壓線越密集，風(fēng)力越大；等壓線越稀疏，風(fēng)力越小。

2.高、低壓系統(tǒng)比較分析（表2）

3.冷、暖鋒比較分析（表3）

4.鋒面氣旋的解讀（圖8）

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①鋒面出現(xiàn)在低壓槽處；②冷鋒降水區(qū)域位于鋒線后，暖鋒降水區(qū)域在鋒線前；③西側(cè)的低壓槽形成冷鋒系統(tǒng)，東側(cè)的低壓槽形成暖鋒系統(tǒng)；④暖鋒雨帶較寬闊，冷鋒雨帶較狹窄。

五、診斷糾錯(cuò)筆記

【例題】氣溫垂直遞減率是指空氣溫度在垂直方向上隨高度升高而降低的數(shù)值，讀某地春季某日氣溫垂直遞減率（℃/100 米）時(shí)空變化圖（圖9），回答1～2題。

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1.當(dāng)天該地幾乎沒有對流運(yùn)動發(fā)生的時(shí)段是：

A.9 時(shí)～17 時(shí) B.18 時(shí)～次日 8 時(shí)

C.17 時(shí)～次日 9 時(shí) D.19 時(shí)～次日 6 時(shí)

2.發(fā)生大氣逆溫現(xiàn)象的最大高度約為：

A.100 米 B.200 米

C.400 米 D.500 米

【參考答案】 1.B 2.C

【錯(cuò)因分析】此題出錯(cuò)的原因一是不能正確理解氣溫垂直遞減率的含義，不能對圖中不同的數(shù)據(jù)作出準(zhǔn)確判斷；二是不理解對流運(yùn)動發(fā)生的條件；三是讀圖能力較差，不能根據(jù)圖中信息結(jié)合題干做出判斷。根據(jù)氣溫垂直遞減率的含義可知圖中數(shù)值為正值表示隨海拔高度升高氣溫降低，而為負(fù)值則表示隨海拔升高氣溫不降反升，零表示氣溫沒有變化，可見在 18時(shí)～次日8時(shí)出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，大氣的對流運(yùn)動受到抑制。從圖中可以直接讀出出現(xiàn)逆溫的最大高度約為400米。

【糾錯(cuò)行動】大氣增溫主要是靠吸收地面的長波輻射，因而大氣主要的直接熱源是地面輻射，一般情況下隨海拔的升高大氣獲得的地面輻射減少，因而氣溫降低，但有時(shí)受不同因素的影響（如地形、大氣運(yùn)動等）會出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，也就是隨海拔升高氣溫不再降低。逆溫按形成原因主要分為以下幾種：一是地面輻射逆溫，在晴朗無風(fēng)或微風(fēng)的夜晚，地面因輻射冷卻而降溫，與地面接近的大氣層冷卻降溫快速，而上層空氣降溫緩慢，因此產(chǎn)生逆溫現(xiàn)象；二是平流逆溫，當(dāng)暖空氣流到冷的地面上時(shí)，暖空氣與冷地面之間不斷進(jìn)行熱量交換，暖空氣下層受冷地面影響最大，氣溫降低快速，上層降溫緩慢，從面形成逆溫；三是鋒面逆溫，鋒面是冷暖氣團(tuán)之間狹窄的過渡帶，暖氣團(tuán)位于鋒面之上，冷氣團(tuán)在下，在冷暖氣團(tuán)之間的過渡帶上形成逆溫等。逆溫的存在抑制大氣的對流運(yùn)動，使近地面的污染物不易擴(kuò)散，容易造成大氣污染。

六、考前試題預(yù)測

圖10為東亞部分地區(qū)2010年某日20點(diǎn)500百帕氣壓的高程分布圖（單位：米），完成1～2題。

1.此時(shí)北京近地面的氣壓和風(fēng)向可能是：

A.高壓脊 偏北風(fēng) B.高壓脊 偏南風(fēng)

C.低壓槽 偏北風(fēng) D.低壓槽 偏南風(fēng)

2.杭州未來兩天生活指數(shù)預(yù)報(bào)與實(shí)際情況相符的是：

A.洗車指數(shù)：適宜 B.感冒指數(shù)：低發(fā)期

C.舒適度指數(shù)：較舒適 D.紫外線指數(shù)：較弱

圖11是某天氣系統(tǒng)的垂直剖面圖，其中甲（110°E，40°N）、乙（115°E， 40°N）是近地面的兩點(diǎn)。根據(jù)所學(xué)回答3～4題。

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3.圖12的A、B、C、D四圖中，能表示該地天氣系統(tǒng)附近氣壓分布狀況是（圖中黑箭頭代表當(dāng)?shù)仫L(fēng)向）：

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4.甲乙兩地在此天氣系統(tǒng)影響下天氣狀況可能是：

A.甲地沙塵漫天，大氣能見度差；乙地晴朗少云，氣溫日較差大

B.甲地沙塵漫天，大氣能見度差；乙地多日陰雨不開

C.甲地晴朗少云，氣溫較低；乙地多日陰雨不開

D.甲地和乙地都是晴朗少云，但是甲地氣溫更低

5.圖13為2010年某日海平面氣壓分布圖，讀圖回答下列問題。

（1）判斷A等壓線的數(shù)值，并寫出判斷的依據(jù)。

（2）該日河北、貴州兩省易出現(xiàn)暴雪天氣的是哪個(gè)省，并簡述判斷的理由。

（3）據(jù)圖判斷該季節(jié)我國黃海沿岸流的流向，并寫出判斷的依據(jù)。

（4）圖示季節(jié)珠江口多發(fā)咸潮，試分析原因。

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參考答案：

1.A 2.D

【解析】高空和近地面氣壓分布相反，高空為高壓脊則低空為低壓槽，根據(jù)等壓面的等高線分布特點(diǎn)，即“高高低低”可以判斷出，北京上空為低壓槽，則近地面為高壓脊。杭州西部高空為高壓脊，近地面低壓槽，低壓槽附近有可能出現(xiàn)冷鋒，會出現(xiàn)大風(fēng)、降溫、陰雨天氣。

3.C 4.B

【解析】圖示信息顯示，該地有鋒面氣旋形成，且甲地為冷鋒活動，乙地為暖鋒活動（注意冷、暖氣團(tuán)交界面坡度大小）。因地處北半球，第3題能正確表示該天氣系統(tǒng)氣壓和風(fēng)向的圖示是C。第4題的判斷則需要考慮鋒面性質(zhì)和所處的地理位置（甲：110°E，40°N；乙：115°E， 40°N），B選項(xiàng)符合題意。

5.（1）1 032hPa；A處附近分布著低壓槽，說明A處氣壓低，A等壓線兩側(cè)的等壓線分別為1 032和

1 034hPa，應(yīng)為兩個(gè)中的低值（2）河北；河北省受槽線附近的冷鋒系統(tǒng)的影響，易形成降水；該省緯度高，氣溫低。貴州省受高壓脊影響，不易形成降水；該省緯度較河北省低 ，溫度較高（3）向南流；由等壓線的分布可以看出陸地氣壓較高，盛行偏北風(fēng)，海水在盛行風(fēng)的影響下向南流（4）由等壓線的分布可以看出陸地氣壓較高，此時(shí)應(yīng)為冬季（或冬半年），珠江流域值枯水季節(jié)，流域內(nèi)降水稀少，河流流量少?！?/p>