“冰凍之河”為何部分河段不結(jié)冰——以北美圣勞倫斯河為例

張麗娟

（長(zhǎng)春吉大附中實(shí)驗(yàn)學(xué)校, 吉林 長(zhǎng)春 130000）

溫帶大陸性氣候區(qū)冬季平均氣溫低于0℃，很多河流有結(jié)冰、封凍現(xiàn)象。北美的圣勞倫斯河地處美國(guó)東北部，是一條著名的“冰凍之河”，我們一般認(rèn)為，河流全河段冬季均結(jié)冰，然而在2015年高考新課標(biāo)II卷第9題卻考查該河流冬季可能不結(jié)冰河段的位置，沒(méi)有選擇緯度較低的河段，顛覆了大多師生的常規(guī)推理，錯(cuò)誤率極高。本文查找了相關(guān)資料，結(jié)合中國(guó)吉林豐滿水電站對(duì)松花江的影響，分析、推理，發(fā)現(xiàn)落差大的河段水流速度快，水電站排出的熱水也會(huì)升高附近河段水溫，因此推測(cè)出圣勞倫斯河普雷斯科特至康沃爾河段可能不結(jié)冰。通過(guò)查找百度百科對(duì)圣勞倫斯河的介紹，驗(yàn)證了該結(jié)論。由此啟示我們，不僅要總結(jié)水文特征的結(jié)論，還要重視分析水文特征成因的生成過(guò)程。

一、真題呈現(xiàn)

（2015·新課標(biāo)II卷9～11，9）圣勞倫斯河（圖1a）是一條著名的“冰凍之河”。圖1b示意蒙特利爾年內(nèi)各月氣溫和降水量。據(jù)此完成下題。

圖1 圣勞倫斯河水系及氣候統(tǒng)計(jì)圖

根據(jù)圖示信息推測(cè)，冬季可能不結(jié)冰的河段位于

A.安大略湖至普雷斯科特河段

B.普雷斯科特至康沃爾河段

C.蒙特利爾至魁北克河段

D.魁北克以下河口段

【答案】B

二、質(zhì)疑探討

【提出疑問(wèn)】很多老師和學(xué)生對(duì)此產(chǎn)生了疑問(wèn)，為什么“普雷斯科特至康沃爾河段” 冬季可能不結(jié)冰？為什么不選擇緯度較低的“安大略湖至普雷斯科特河段”呢？

【知識(shí)回顧】氣溫是影響結(jié)冰與否的主要因素，哪些因素會(huì)影響氣溫的高低呢？

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，純水0℃結(jié)冰。即河流結(jié)冰的必要條件是最冷月月均溫要至少低于0℃。而影響氣溫高低的因素主要有太陽(yáng)輻射、大氣環(huán)流、下墊面、人類活動(dòng)等（見(jiàn)圖2）。

圖2 影響氣溫的因素

考慮太陽(yáng)輻射因素對(duì)氣溫的影響，在北半球緯度越高，氣溫越低，結(jié)冰期越長(zhǎng)。我國(guó)冬季0℃等溫線大致與秦嶺-淮河一線重合，以此為界，以南地區(qū)的河流流經(jīng)濕潤(rùn)地區(qū)，水量豐富，汛期長(zhǎng)，含沙量少，冬季河流不結(jié)冰。以北地區(qū)的河流流經(jīng)半濕潤(rùn)或半干旱地區(qū)，水量不大，汛期較短，且冬季河流有結(jié)冰現(xiàn)象，例如黃河、鴨綠江、松花江、黑龍江等，其中黑龍江結(jié)冰期最長(zhǎng)。

考慮人類活動(dòng)因素對(duì)氣溫及水溫的影響，圖例中有個(gè)關(guān)鍵信息——水電站，水電站會(huì)升高流經(jīng)河水的溫度，并影響下游地區(qū)。例如自從黃河小浪底水庫(kù)運(yùn)行后，隨著防凌庫(kù)容增大，調(diào)控能力增強(qiáng)，出庫(kù)水溫升高，使下游相應(yīng)河段的封河長(zhǎng)度減少了35%，封河冰量減少了82%。又如 “吉林八景”之一 “松江霧凇”的形成與此也相關(guān)。經(jīng)研究表明，形成霧凇的自然條件是足夠的低溫和充分的水汽。冬季的吉林市-20℃以下的天數(shù)達(dá)到60～70天，然而穿城而過(guò)的松花江水卻從不結(jié)冰。這是因?yàn)榧质械呢S滿水電站大壩在上游將松花江江水?dāng)r腰截?cái)?，形成一個(gè)巨大的人工湖泊松花湖。湖水經(jīng)過(guò)水電站發(fā)電機(jī)組后溫度有所升高，使得豐滿大壩下幾十公里江面臨寒而不凍。而且江水與空氣之間存在的溫差，利于水蒸氣凝結(jié)到兩岸的樹(shù)木和草叢中，形成大量美麗的霧凇。圖3為松花江豐滿水電站附近河段水溫變化圖。

從圖3a可知，水溫在經(jīng)過(guò)松花江豐滿水電站后異常升高。從圖3b分析可知，水電站上游（東南方向）已結(jié)冰，而下游（西北方向）尚未結(jié)冰。

圖3 a 水溫變化折線圖

圖3 b 遙感及水溫變化圖

影響河流結(jié)冰的因素除了氣溫以外還有流水速度、河水鹽度、地質(zhì)條件等。當(dāng)水流速度過(guò)快，紊流擾動(dòng)增強(qiáng)，即使在0℃以下，河水也很難結(jié)冰，例如黃河壺口瀑布、美國(guó)尼亞加拉大瀑布的冰期均短于周圍區(qū)域內(nèi)同緯度的河流。若水中含有沙、鹽等雜質(zhì)，水的結(jié)冰溫度（結(jié)冰點(diǎn)）會(huì)降低。隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程加快，流經(jīng)城市的河流中溶入了太多來(lái)自工業(yè)廢水與生活污水中的雜質(zhì)，河流難以結(jié)冰，例如遼寧葫蘆島市內(nèi)的茨山河因污染嚴(yán)重而冬季不結(jié)冰，被百姓稱為“溫泉河”。若河流下面的地質(zhì)條件不穩(wěn)定，發(fā)育有火山熔巖通道，易形成溫泉，例如內(nèi)蒙古阿爾山哈拉哈河-40℃河水不結(jié)冰，牛兒照常飲水吃草。

【聚焦真題】通過(guò)分析出題者意圖、提取圖例信息、結(jié)合生活常識(shí)經(jīng)驗(yàn)，最終摒棄思維定式，推導(dǎo)出普雷斯科特到康沃爾河段可能不結(jié)冰。

本題中根據(jù)設(shè)問(wèn)“冬季可能不結(jié)冰”直接推理說(shuō)明該河段冬季水溫較高或流速較快而難以結(jié)冰。閱讀圖例可發(fā)現(xiàn)“水電站”信息，說(shuō)明河流落差大，水流急，河水不易結(jié)冰。結(jié)合常識(shí)“水電站附近如果河流結(jié)冰將如何實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能？”來(lái)推理，再結(jié)合小浪底水庫(kù)與吉林豐滿水電站會(huì)升高水溫的案例，可證明B選項(xiàng)“普雷斯科特至康沃爾河段”冬季可能不結(jié)冰。而由于北美五大湖至圣勞倫斯河口段緯度較高，溫帶大陸性氣候區(qū)的“安大略湖至普雷斯科特河段”沒(méi)有理由不結(jié)冰，所以A選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。

事實(shí)的確如此。經(jīng)過(guò)上網(wǎng)查詢百度百科可知，圣勞倫斯河位于美國(guó)東北部，與加拿大交界，緯度位置為44°N～50°N。上承五大湖水，向東北流入圣勞倫斯灣。冬季漫長(zhǎng)而嚴(yán)寒，河流封凍期長(zhǎng)達(dá)5個(gè)月，凌汛危害嚴(yán)重。該河上游有一系列急灘，自普雷斯科特到康沃爾為國(guó)際急灘段。在天然情況下，一般冬季安大略湖到普雷斯科特的大部分河段封凍，72km的國(guó)際急灘段不封凍，產(chǎn)生大量流冰，常使康沃爾急灘周圍的河道產(chǎn)生冰塞。

三、反思演繹

綜上，遇到無(wú)法用常規(guī)思路解決的問(wèn)題時(shí)，我們首先要回歸教材，分析考查的知識(shí)對(duì)應(yīng)教材中哪個(gè)章節(jié)；其次提取圖文材料信息，分析設(shè)問(wèn)關(guān)鍵詞，尤其要注意圖例、標(biāo)注中哪個(gè)信息還沒(méi)有派上用場(chǎng)；再次揣摩高考出題者意圖，想要考什么；若實(shí)在解決不了，可能是生僻的地理知識(shí)，建議查閱專業(yè)的文獻(xiàn)資料，如百度百科、中國(guó)知網(wǎng)、地理相關(guān)官方網(wǎng)站、中國(guó)國(guó)家地理雜志等。

經(jīng)過(guò)探討該類問(wèn)題，給高考復(fù)習(xí)的啟示是：常規(guī)教學(xué)時(shí)不僅要重視總結(jié)、識(shí)記水文特征，還要重視分析水文特征生成的原因及過(guò)程。例如分析河流流量大、季節(jié)變化大的原因、凌汛的形成過(guò)程等。此外高考題中考查的新問(wèn)題往往是從平常所學(xué)的舊知識(shí)遷移過(guò)來(lái)的，所以應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生多分析往年高考題，分析其涉及的區(qū)域、知識(shí)與能力立意、考查具體知識(shí)點(diǎn)、總結(jié)做題方法等。

下面兩道變式題均以北美中高緯度河流、港口為背景考查水文特征。變式題1考查影響港口封凍期長(zhǎng)短的因素，變式題2（1）考查圣勞倫斯河不同河段水文特征的差異，屬于比較類題目，只需簡(jiǎn)答水文特征差異，不需要解釋原因。圖例與標(biāo)注中的水位差是重要信息，會(huì)影響流速與結(jié)冰期。變式題2（2）考查影響降雪的因素，需要分析降雪形成的過(guò)程。

【變式練習(xí)1】

圖4為“某地區(qū)部分港口分布示意圖”。完成（1）～（2）題。

圖4

（1）導(dǎo)致a港口解凍日期比其他港口晚的主要因素是

A.地形 B.經(jīng)度 C.緯度 D.洋流

（2）b、c、d三港口封凍期由長(zhǎng)到短排序正確的是

A.c>d>b B.d>c>b

C.c>b>d D.b>c>d

【變式練習(xí)2】

（2011·浙江卷）圖5為世界某區(qū)域示意圖，下表為圖5中甲、乙兩城市的氣候資料。完成下列問(wèn)題。

圖5

月份 甲 乙氣溫（℃） 降水（mm） 氣溫（℃） 降水（mm）1 -6.7 45.6 -12.4 90.04 6.0 64.0 3.3 75.57 20.5 76.6 19.1 118.510 8.9 63.0 6.5 96.0

（1）圣勞倫斯河是世界上水位最穩(wěn)定的河流之一，說(shuō)明其原因。比較①、②河段水文特征的差異。（12分）

（2）簡(jiǎn)述“雪帶”（降雪量明顯多于周邊地區(qū)）分布的特點(diǎn)，并解釋原因。（8分）

附：變式練習(xí)題答案與解析

【變式練習(xí)1】

（1）C （2）A

【解析】

（1）圖示北美大陸，a港口在哈得遜灣沿岸，緯度高受北冰洋寒冷氣流影響大，結(jié)凍時(shí)間長(zhǎng)。選C正確。

（2）b在大陸西岸是溫帶海洋性氣候，沿岸地區(qū)受暖流影響大，溫度較高；c在內(nèi)陸五大湖沿岸，溫帶大陸性氣候，且平原地形南北縱貫，北冰洋冷空氣影響大，溫度低；d在大陸東部，受東部山地阻擋，海洋影響較弱；相比三地，c地大陸性最強(qiáng)，封凍時(shí)間最長(zhǎng)，b地的海洋性最強(qiáng)，冷的時(shí)間最短。選A正確。

【變式練習(xí)2】

（1）流域內(nèi)降水的季節(jié)變化小，五大湖的調(diào)節(jié)作用明顯。①河段較②河段流速快、流量小、冰期短。

（2）分布在湖的東、南岸。五大湖地區(qū)冬季多西風(fēng)和西北風(fēng)；冷空氣經(jīng)過(guò)湖面時(shí)，增溫增濕；經(jīng)過(guò)湖面后，暖空氣上升，水汽凝結(jié)形成降雪，出現(xiàn)雪帶。

【解析】

（1）河流水位影響因素是降水和湖泊的調(diào)節(jié)能力。根據(jù)表格，得出降水均勻。河流水文特征包括水位、流速、流量、冰期、含沙量等方面。根據(jù)圖中所示水位差，可以得出河段①的流速更大，且①河段在上游，緯度較低，因此流量較小，冰期較短。

（2）根據(jù)圖中所示可以容易得出降雪帶的分布位置。降雪的影響因素包括水汽含量與水汽遇冷。學(xué)生要掌握三個(gè)知識(shí)點(diǎn)和基本原理：①大氣如何運(yùn)動(dòng)才會(huì)遇冷？（上升運(yùn)動(dòng)）②冬季，北美洲中部平原地區(qū)受來(lái)自北美高壓的西北風(fēng)或西風(fēng)影響，風(fēng)從湖面吹向東南方。經(jīng)過(guò)湖面時(shí)，增溫增濕（水汽來(lái)源）③帶走湖面水汽并向東岸和南岸海拔較高的湖岸地區(qū)做上升運(yùn)動(dòng)（類似迎風(fēng)坡），遇冷容易形成降雪。考查地理事物的分布描述；降雪的影響因素。