對流層氣溫變化的特點范文
時間:2024-01-04 17:47:58
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篇1
在對流層中,總的情況是氣溫隨溫度的上升而降低,這首先是因為對流層空氣的增溫主要依靠吸收地面長波輻射,因此離地面愈近獲得地面長波輻射的熱能愈多,氣溫愈高;離地面愈遠,氣溫愈低。其次,愈是近地面的空氣,密度愈大,水汽和雜質愈多,因而吸收地面輻射的效能愈大,氣溫愈高。整個對流層的氣溫垂直遞減率平均為0.6℃/100m。實際上,在對流層內各高度的氣溫垂直變化是因時因地而不同。對流層的中層和上層受地表的影響較小,氣溫垂直遞減率的變化比下層小得多。而對流層下層的氣溫垂直遞減率,隨地面性質、季節、晝夜和大氣條件的變化卻很大。
對流層的大氣對流顯著,產生對流的主要原因是對流層底層大氣溫度高,高層大氣溫度低。一般而言,低層大氣溫度與高層大氣溫度差值愈大,大氣對流運動愈顯著;反之,對流運動愈弱。若氣溫隨高度增加逐漸升高時,即為逆溫現象。出現逆溫現象的大氣層稱為逆溫層。
實際上,近地面空氣上升到某一高度按氣溫垂直遞減率有一個理論溫度,當該層空氣實際溫度大于或等于理論溫度時,近地面空氣上升將受阻,即出現了逆溫現象。也就是說上層空氣溫度不一定大于近地面氣溫,才出現逆溫現象,只需大于或等于理論溫度即可出現。
造成逆溫現象的原因有很多,主要有以下四種:(一)輻射逆溫:即由于地面強烈輻射冷卻而形成的。經常發生在晴朗無云的夜間,由于地面有效輻射很強,近地面層氣溫迅速下降,而高處氣層降溫較少,從而出現上暖下冷的逆溫現象。這種逆溫黎明前最強,日出后自上而下消失。輻射逆溫厚度從數十米到數百米,在大陸上半年都可以出現,以冬季最強。冬季夜長,逆溫層較厚,消失較慢。(二)平流逆溫:常發生在中緯度沿海地區,近地面大氣以水平運動為主,底層降溫快,上層、中層受水平運動影響小,降溫慢,即出現了上熱下冷的逆溫現象。(三)地形逆溫:在谷地與盆地區哉,坡上冷卻快,由于冷卻的空氣還會沿斜坡流入低谷和盆地,因而出現逆溫現象,并且往往持續數天而不會消失。如美國的洛杉磯因周圍三面環山,每年有200多天出現逆溫現象。(四)下沉逆溫:在高壓控制區,高空存在著大規模的下沉氣流,由于氣流下沉的絕熱增溫作用,致使下沉運動的終止高度出現逆溫。這種逆溫多見于副熱帶反氣旋區,它的特點是范圍大,不接地而出現在某一高度上。這種逆溫因為有時像蓋子一樣阻止了向上的湍流擴散,如果延續時間較長,對污染物的擴散會造成很不利的影響。(五)鋒面逆溫:對流層中,冷暖空氣相遇,暖空氣密度小,爬升到冷空氣的上面,兩者之間形成一個傾斜的過渡區鋒面。在鋒面上,如果冷暖空氣的溫度差比較顯著,也可出現逆溫,即由下面的冷空氣到上面的暖空氣等溫線通過鋒面的區域時必有曲折,曲折段就出現了逆溫層。由于鋒面是從地面向冷空氣上方傾斜的,逆溫層也隨鋒面的傾斜而呈傾斜狀態。因此逆溫只能在冷空氣所控制的地區內觀察到,而且,逆溫的高度與觀測點相對于地面鋒線的位置有關。觀測點距地面鋒線愈近,逆溫高度愈低。
例1 (2004年全國文綜)對流層中的上升氣流會使飛行中的飛機顛簸。導致對流層氣流上升的原因是:上層實際溫度低于理論溫度。如圖,回答:
■
(1)①圖表示的氣溫降低速率在()
A.3000米以下低于垂直遞減率
B.3000~6000米高于垂直遞減率
C.6000米以下等于垂直遞減率
D.6000米以下均低于垂直遞減率
(2)飛機可以在5000米高空平穩飛行的是()
A.① B.② C.③ D.④
【答案】(1)B (2)D
例2 近地面空氣若上升到3000米時,理論溫度為T,實際溫度為Ts,當Ts≥T時,近地面空氣上升將受阻,即出現了逆溫現象。讀某城市春季氣溫日變化圖,回答:
■
(1)若Ts穩定在-8℃,該城市氣溫至少要上升到_______℃以上時,逆溫才結束,時間為______時。
(2)逆溫結束2小時后,近地面對流才能凈化大氣,所以上午體育鍛煉宜選在______時以后。
【解析】理論溫度T0,實際溫度Ts,當Ts≥To,即出現了逆溫現象,近地面空氣上升將受阻,由這個前提進行推理,若Ts穩定在-8℃,該城市氣溫至少要上升到10℃以上時,逆溫才會結束,因為海拔每上升1000米,氣溫下降6℃,3000米的高空氣溫下降-18℃,這樣地面升高10℃才行。
圖中10℃的時間約為上午8時,逆溫結束后2小時,近地面對流才能起到凈化空氣的作用,因此空氣潔凈時出現在10時。
篇2
[關鍵詞]氣象因素 無線信號傳輸 影響
中圖分類號:TM121.1.3 文獻標識碼:B 文章編號:1009-914X(2016)01-0065-01
無線信號是科技發展的產物,具有覆蓋面積廣、接受地點限制因素小等諸多優點,無線信號在一定程度上給人們的生活、工作產生了推動作用,但是從整體角度分析,無線信號也具備弱點與不足,其中最為明顯的便是容易受到氣象因素的影響。一般在雨雪或者大風天氣中無線信號傳輸質量比較差,所以在對無線信號進行設計的時候,需要對不穩定因素進行考慮與分析,并從多個角度與方面進行分析與探究。
一、無線信號傳輸的基本路徑探析
無線信號衛星是傳輸信號的主要載體工具,在整個信號傳輸過程之中,信號需要經過多個層面,其中包括對流層、平流層以及中間層、外層空間。在這幾個層面中外層空間比較穩定,所以不會對無線信號產生重要影響,對無線信號造成影響與阻擾的以大氣為主。
在大氣中會存在非常多的物質,比如像水汽、雜質等。大氣中的水汽主要來源于地面水分的蒸發,并且當水汽在一定條件下會形成雨或者云。通常情況下,水汽的含量會伴隨著高度的提高而不斷減少。根據相關數據限制,如果從地面到高空,如果每上升2.0km,那么水汽含量會減少一半。雖然說在大氣中水汽的含量比較少,但是卻是造成大氣變化的重要因素,也是形成陰晴雨雪變化的主要內容。而大氣中的雜質主要包括了物質燃燒的煙塵、土壤微粒等,雜質聚集在一起主要以云、霧的形式出現。
大氣中的垂直分層主要包括對流層、平流層、中間層、電離層與外層。對流層是緊貼地面的一層,經常會伴隨著高度的變化而變化,一般在低緯度地區,對流程為18km,在中緯度地區為12km,在高緯度地區為8km[1]。平流層則是指從對流層頂到50KM高度,其特點是氣溫的垂直變化并不明顯,氣溫會伴隨著高度的增加而不斷增加,在25km左右的時候臭氧含量比較大,大氣以水平運動為主。中間層是指平流層到85km高度,平流層的特點是大氣溫度會伴隨著高度而不斷下降。電離層則是指中間層到800km的高度,特點是大氣溫會伴隨著高度的增高而迅速提升。外層則是指800km以上,外層不僅溫度高,并且空氣稀薄,空氣中分子的運行速度比較大。
二、無線信號傳輸所受到的損耗現象
所謂無線信號傳輸損耗主要是在自由空間的傳播中信號因為某類環境而發生的損耗。主要表現為以下幾點:
(一)無線信號在自由空間的傳播損耗
通常情況下無線信號發生損耗主要是在自由空間中傳播損耗,之所以產生這種現象的原因是由于在整個通信過程之中電波在自由空間中進行傳播,這種損耗屬于球面形式的傳播,接收機只能接收到一小部分的能量損耗。
(二)下雨天氣導致無線信號產生衰減
在下雨天氣中所傳播的無線限號容易受到雨滴的吸收,在吸收與散射之后會形成雨衰。一般而言,在3GHz之上的頻段會伴隨著頻率的升高而增大雨衰,但是在10GHz一下,需要對中雨所產生的影響進行分析。在中雨以上所形成的降雨會降低雨衰,如果降雨雨量在4mm/h的時候,電波所穿過雨區的路徑長度會在10km左右,如果降雨雨量在100mm/h的時候,雨區的高度會低于2km[2]。
(三)云、霧現象對無線信號產生衰減
根據實踐得知,云、霧現象會對無線信號產生衰減,密霧所引起電波衰減與大雨的時候相同,濃霧所引起的電波衰減與小雨相似,而對于輕霧可以進行忽略。
三、傳播噪音
所謂的傳播噪音主要是指衛星在接收信號之后所產生的一種噪音,比較常見的是太陽系噪音、宇宙噪音、降雨噪音等,傳播噪音的大小可以用等效噪音的溫度進行表示。
(一)太陽系噪音
太陽系噪音是指在太陽系之中的太陽、月亮輻射的電磁干擾所形成的一種噪音。在整個輻射體系之中,太陽作為最大的輻射源,如果天線不正對著太陽,那么相對應產生的噪音比較小。但是在太陽黑子活動比較強烈的時候,太陽噪音會比較大。
(二)宇宙噪音
宇宙噪音主要是指外空間星體所分布的熱量在整個星際空間中所形成的噪音,是影響無線信號傳輸的主要噪音之一。
(三)大氣噪音
如果電離層以及對流層對電波產生損耗,會因為電磁輻射的因素形成相應的噪音。大氣噪音主要由氧氣與水蒸氣所形成,是無線信號傳輸中影響較大的噪音之一。
(四)降雨噪音
在下雨天氣中,云與霧在產生損耗的時候會產生噪音,這種噪音被稱為降雨噪音。降雨噪音與雨量以及頻率有著密切聯系。根據相關文獻得知,如果在4GH的時候,相對應的噪音溫度會上升到120K左右[3]。另外國際衛星通信組織設計接收系統的時候,為了充分考慮到降雨所帶來的影響,所以相關人員給出了6dB的裕量。
(五)地面噪音
如果當天線副瓣比較大,則會導致地面噪音與地面反射引起的大氣噪音,這部分噪音可以成為地面噪音。如果仰角小雨300C的時候,相對應的天線接收的噪音量比較大,在整個天線的設計過程之中,壓縮天線的后瓣問題是最為嚴重的問題,筆者認為,在對天線進行設計的時候,可以設置為3―20K。
結語
綜上所述,氣象因素是影響無線信號傳輸的關鍵因素,要想真正保證無線信號的有效傳輸,需要對各類因素進行分析與研究,其中,對于不穩定的氣象因素需要設計人員進行統計與分析,并且在整個設計過程之中要保留足夠的裕量,爭取無線信號在傳輸過程中不會受到最壞天氣的影響。
參考文獻
[1] 蘇貴嶺,楊世昌,廖晶晶. 氣象觀測設備運行環境影響信號傳輸的定性分析[J]. 安徽農業科學,2014,35:12594-12595+12598.
篇3
關鍵詞:新課程;高考應考;復習對策
中圖分類號:G633.55 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)02-0088
在新課改實施后的高考應考,高三地理教師必須更新觀念,及時調整高考應考策略,才能與時俱進。近幾年的高考注重考查考生初步的科學與人文素養及創新意識,注重能力和素養考查,注重時代性和實踐性,促進素質教育的實施。綜合考查了地理學科的基本原理、理論、規律,但答案不直接來自于課本,需要聯系所提供的材料和圖表結合所學知識作答。結合近幾年的高考應考經驗,筆者認為地理高考應考應該從以下幾個方面著手:
一、重視圖表的訓練和信息的提取
我們常說:“地圖是地理的第二語言”“圖表是地理信息的重要載體”。近年來,地理圖表信息的判讀在高考試卷中占有重要的地位,注重考查考生根據圖表獲取準確信息的能力,根據信息結合所學知識和原理解答問題的能力。因此,培養學生準確判讀地理圖表、從圖表中提取信息、分析推理,不僅是學生能否入題的關鍵,更是高考取勝的法寶。所以,在高考備考過程中,不僅要讓學生熟悉各種圖表類型,把知識點落實到地圖上,還要讓他們建立圖表之間的聯系、圖表之間的變式、圖文之間的聯系。
如,在講大氣的垂直分層中,筆者不是簡單地告訴學生大氣分為對流層、平流層、高層大氣這三層和這三層的特點。首先,筆者給出了大氣層中各層的主要成分,然后要他們分析各成分的特點。結果學生很快得出對流層集中了大氣成分的大部分,主要成分有氮、氧氣、二氧化碳、水汽及塵埃等固體雜質,平流層主要成分是臭氧,高層大氣有氧原子。然后根據各成分特點學生很容易得出對流層天氣現象復雜多變,平流層天氣晴朗適宜飛行。最后根據各成分在各層的分布推理出各層氣溫和氣壓的變化規律。如在對流層二氧化碳、水汽等成分集中在近地面,所以隨著海拔的增高空氣稀薄吸收的地面輻射就少,從而對流層溫度、氣壓是隨著海拔的增高而減少。
二、立足基礎,重視過程與方法的歸納與表述
高考試題以能力立意為主導,注重考查考生的地理學習能力和學科素養,即考生對所學相關課程基礎知識、基本技能的掌握程度和綜合運用所學知識分析、解決問題的能力。所以,不僅要立足基礎,讓學生對高考考點過關,要將知識體系網絡化、綜合化,建立起各知識點之間的聯系,而且要能用地理術語規范地表述出來。
高考地理主觀題分值大,而解題答案中往往包括多個得分點,考生需踩點得分。但有不少學生反反復復答了一大堆,就是答不到點上;又或者學生理解了但措詞不規范所以也拿不到他該拿的分;更多的是答案有遺漏,不完整,所以也拿不了高分。因此,主觀題更能拉開考生的差距,而對于中等偏下生源的學校而言,這更是考生的致命弱點,是他們拿高分的瓶頸。因此,為了訓練學生答題的規范性和思維的嚴密性,筆者要求學生把每節課的主要原理規律和分析思路表述出來,然后再把他們做的優秀答案略經修改后張貼出去鼓勵他們,讓他們再次修改。這樣,不僅能及時找出學生存在的問題并解決。而且,能一步一個腳印地落實每個章節、每個知識點,切實提高應考效率。
三、開拓學生視野,注意與現實生活的聯系
高考試題多取材于生產生活實際,設問角度靈活多樣。要求考生拓寬思維和知識延伸,多角度全方位思考。所以,在地理高考應考中,我們應該緊密結合實際,插入新的案例,深入研究身邊的地理、生活中的地理。這樣,不僅能激發學生的學習興趣,而且能提高學生的思維,綜合運用所學知識分析、解決問題的能力。如在講區位時,筆者以蒼南和福鼎為例,要求學生比較這兩個地區經濟的差異與區位條件的關系;在講工業區位時,筆者以龍港為例,從龍港的區位條件入手分析其產業結構及今后工業的發展方向;在講農業和第三產業時,筆者以馬站鎮為例,引導學生分析馬站發展現代農業和生態旅游的區位條件。
四、加強地理綜合實踐活動,提高學生的綜合實踐能力
教學實踐表明:教學中從學生已有的知識和經驗入手,緊密聯系生產生活實際,學生較容易理解和接受,學習興趣更加濃厚;新考綱注重實踐性,加強對考生綜合運用地理知識解決實際問題能力的考查。高考卷中考點不直接來自于教材,但是能夠運用考生所學的知識去解決。因此,我們在應考時不能照本宣科,不是一味地要學生死記一些自然災害的成因與分布,而是要讓學生認識這些災害的危害,提高減災防災意識。例如,在本學年的應考中,考慮到利用手表定向、利用地理知識野外定向因為比較抽象,學生難以掌握。筆者以學習小組為單位,要求學生準備了鐘表、直尺或直角三角板、繩子、竹竿等材料,在野外進行實地測量。這樣,化抽象為直觀,并且針對資料中問題的利用模型及時解決,效果顯著。同時,在課堂教學中,筆者引入了地理實驗,如證明地球自轉、證明地轉偏向力、大氣的保溫效應、熱力環流、水循環等。讓學生在觀察、比較、體驗中去分析、去思考,在深入理解地理現象與原理的同時,也培養了學生敢于探究、勇于創新的學科素養。
五、建立錯題集,培養學生及時反思的學習習慣
有人說:“錯題是最好的老師”,不少學生由于思維定勢,總在同樣的問題上反復犯錯。所以,讓學生克服思維缺陷,優化思維習慣是學生能否突破自我的關鍵。對此,筆者要求學生建立錯題集,把每次大考的錯題匯編起來,用紅筆修改,并寫上解題思路和反思;在周練、課堂練習及課后練習、模擬卷均圈起來,并用紅筆修改。在臨考前一個月看,就相當于考前清醒劑,能夠盡量避免在考試中再犯同樣的錯誤。并且,在每次作業批改過程中,筆者都要針對性地寫上評語,鼓勵他們的進步,但同時指出問題、提出要求。指導學生養成及時反思的學習習慣,促進學生解題能力的提升。
篇4
與往年相比,今年的《考試說明》仍然表現出“穩定與創新”的特點,穩定指的是在命題指導思想、考點、考試知識結構等方面都力求保持穩定。而“創新”是指地理學科的學習要貼近生產生活,要注重培養學生利用所學地理知識來分析、解決問題的能力。
我們在高考復習的最后階段,利用《考試說明》,著重做好以下幾個方面:
一、明確考點內容,及時回歸課本
《考試說明》的20頁至27頁羅列了地理學科的必考內容和選考內容的全部考點,絕大部分的考點都可在人教版的教材中找到相應的知識點,只有一小部分的考點在人教版教材中沒有出現而在其他版本的教材中出現。如對流層氣溫的垂直變化,自然資源對人類生存與發展的意義,地域文化對人口或城市的影響等。因此,我們要求學生:
1 通讀《考試說明》的每一考點,找出課本對應的知識點,以點帶面重新構建知識網絡
在第一輪和第二輪的復習中,我們都是利用《創新設計》來作為復習藍本,但是我們發現不少學生在復習中過度依賴復習材料而拋開課本,雖然《創新設計》為學生總結歸納了很多的知識體系和知識網絡,但是學生沒有很好地消化吸收,重新整理,以致于在屢次的考試中出現了答題不規范,缺乏條理性的問題。課本中語言的表述具有規范性和科學性,這是我們在教學中強調并要求掌握的。利用《考試說明》,落實每個考點的內容,自查一下還有哪些是不太熟悉的知識點,及時回歸教材,可以點、線、面有機結合,構建知識網絡。
2 與《課程標準》結合,增加行為動詞,明確各個考點的能力要求,提高答題能力
《考試說明》僅僅給出了高考考查的知識點,對于大多數的學生來講,是粗線條的,不易掌握,因此我們可以結合一些行為動詞,常見的行為動詞有:描述、簡述、說出、闡述、例析、評價、分析、比較、概括、判斷等,不同的行為動詞,對學生的答題要求是不同的。所以,我們在課堂上對這些行為動詞的把握和答題要求進行補充說明。
通過不斷的訓練,學生逐漸熟悉各類行為動詞和答題要求,答題言簡意賅,準確科學,在市質檢和省質檢的兩次大型考試中成績有了顯著提高。
3 適當補充,充實考點內容,不遺漏每個知識點
對于《考試說明》里面羅列的考點,人教版教材沒有出現的,我們利用網絡資源和多媒體輔助教學手段進行必要的補充。如對流層氣溫的垂直變化,我們補充了對流層的基本特點:①氣溫隨高度的升高而遞減;②對流運動顯著;③天氣現象復雜多變。另外還補充了逆溫現象,而且還配套了相應的練習加以鞏固。
二、借鑒參考例題,把握能力要求
《考試說明》中的考核目標與要求歸納為四個方面,這四個方面的能力要求又細分為13個水平層次,對每一個層次能力的具體要求,都配備一道近幾年本省或其他省區的高考試題中較有代表性和帶有典型意義的例題分別加以解釋,具有很高的借鑒與參考價值。教師不僅要深刻領悟其能力要求的內在涵義,還要在平時練習與考試中體現各考點的能力要求,讓學生逐漸適應高考考試的要求。
到了復習的第三階段,復習的重點主要是學科內綜合試題的分析和綜合科模擬試卷的練習,我們尤其重視學生知識遷移能力的培養。因此,在每次的練習和考試中,我們要有意識地加強這方面的訓練,提高學生的知識遷移能力。
備課組老師分工協作,利用各種渠道,多方收集材料,去粗取精,選取比較好的命題角度,來考查學生對新材料、新情景的信息提取和解決問題的能力。通過近階段的強化訓練,學生解答此類題目的能力有了顯著提高。
三、熟悉試卷結構,合理安排時間
《考試說明》提供了一份參考試卷,我們通過解讀可以了解試卷結構和試題比例:試題按題型、內容等進行排列,地理學科單項選擇題有12題安排在前,非選擇題在后(其中必答題1題占37分,選考題為3選1,占15分)。考查的必修模塊內容占85分,3個必修模塊在單項選擇題中各有體現,在必考的非選擇題中也有較為均衡的分布。試題基本都是以圖表作為信息載體設計的,考查圖的類型多樣,充分體現了地理學科的特色。
我們平時訓練的試卷都是以《考試說明》的參考試卷作為設計練習的藍本。以相應的題型模式為主來訓練,讓學生逐漸適應這類題型的考試要求。從幾次的考試情況看,學生對文綜試卷的整體結構比較熟悉,但是對文綜三科的解題順序和時間的安排還需要通過一定次數的訓練來磨合。
地理學科在三個學科中的難度是最大的,又是安排在最前面的,學生對此有一定的心理障礙,對解答地理學科中稍難的題目缺乏足夠的信心,又擔心在兩個半小時的有限時間內完成不了三個學科的所有試題,從而放棄了地理學科中的一些題目,如學生普遍感覺比較難的地球運動部分,嚴重地影響地理學科的成績,也影響了整個文科綜合的成績。
篇5
在分析大氣環境有關大氣降水的問題時,尤其是分析某地大氣降水的形成原因時不知從何著手,究竟應該考慮哪些因素進行針對性分析,學習時我們感到有些困惑,請予解答。
浙江李罡
李罡同學:
所謂大氣降水,就是指大氣中的水汽以固態或液態的形式降到地表。大氣降水是怎么形成的?應怎樣分析?現解答如下。
一、大氣降水形成的根本原因
大氣中所含水汽的多少,與大氣的溫度呈正相關。一般來說,溫度越高,大氣所含的水汽越多;反之,大氣所含的水汽越少。在某一特定的溫度下,大氣中所含水汽過度飽和,則多余的水汽便可以凝結形成降水。因此,在自然界實現大氣降水最主要有兩種途徑:在濕度一定時大氣實現降溫和在溫度一定時大氣實現增濕。這也是大氣降水形成的根本原因。
二、全球性大氣降水的分布及其成因
全球性的大氣降水主要受大氣環流的影響。大氣環流包括三圈環流和季風環流,其中三圈環流在近地面的表現為七個氣壓帶、六個風帶。氣壓帶、風帶、季風的性質決定了全球性的大氣降水分布的基本規律。依據降水量的多少,全球又被劃分為四個降水帶:赤道多雨帶、副熱帶少雨帶、溫帶多雨帶和極地少雨帶。
(1)氣壓帶對降水的影響
對流層大氣溫度隨高度的增加而遞減,離地面越近,氣溫越高;離地面越遠,氣溫越低。陸地表層約四分之三的大氣和水汽集中在對流層底部。因此,高壓帶控制區由于盛行下沉氣流,大氣溫度會上升,水汽難以凝結,降水偏少;低壓帶控制區由于盛行上升氣流,大氣溫度會降低,水汽易凝結,降水較多。大氣環流在近地面形成的七個氣壓帶中,赤道低氣壓帶和副極地低氣壓帶控制區常年盛行上升氣流,降水較多,形成世界上的赤道多雨帶和溫帶多雨帶;副熱帶高氣壓帶和極地高氣壓帶控制區常年盛行下沉氣流,降水較少,形成世界上的副熱帶少雨帶和極地少雨帶。
(2)風帶對降水的影響
地球表面太陽輻射的分布呈現從低緯向高緯地區遞減的規律,因此地表溫度也大致呈現由低緯向高緯遞減的規律。大氣由低緯向高緯流動過程中,大氣溫度降低導致水汽凝結,形成降水;大氣由高緯向低緯流動過程中,大氣溫度上升導致水汽不易凝結,難以形成降水。在三圈環流形成的六個風帶中,中緯西風帶的盛行風由較低緯度吹向較高緯度,故中緯西風帶控制的地區降水較多,如歐洲西部常年受西風控制,年平均降水量為700~1000毫米;極地東風帶的盛行風由較高緯度吹向較低緯度,其控制的地區降水較少,一般年降水量在200毫米以下。
(3)季風對降水的影響
中低緯度的大陸東岸受季風環流的影響,常年受冬夏季風交替控制。夏季,大陸東岸地區主要受來自中低緯海洋上的濕熱氣流控制,大氣在向中高緯地區運動過程中,溫度會降低,可以形成降水,并且降水較多。冬季,大陸東岸地區主要受來自中高緯大陸地區的干冷空氣控制,大氣在向低緯運動過程中,溫度會升高,難以形成降水。如我國的華北平原,夏季受來自太平洋的濕熱空氣控制,降水集中在7、8月份,占全年降水量的43%左右。
三、局部地區降水差異的成因分析
局部地區降水的多少除了受空氣運動影響外,還主要受天氣系統、地形、洋流、海陸位置以及人類活動等因素影響。
(1)氣壓系統對降水的影響
高壓中心盛行下沉氣流,降水偏少,受高壓控制的地區常會出現晴朗天氣。低壓中心盛行上升氣流,降水較多,受低壓控制的地區多陰雨天氣。如我國江南地區的伏旱季節降水較少,就是受高壓控制。
(2)鋒面系統對降水的影響
冷氣團和暖氣團相遇時,暖氣團主動或被迫抬升,導致上升氣流溫度降低,水汽凝結可以形成降水。一般來說,冷鋒降水主要集中在鋒線后方,降水持續時間短,強度較大,雨區范圍較小;暖鋒降水主要集中在鋒線前方,多為連續性降水,強度較小,雨區范圍較廣。如我國北方地區夏季的暴雨多為冷鋒形成的鋒面雨。
(3)地形對降水的影響
在山體的迎風坡,暖濕空氣受地形阻擋被迫抬升,溫度降低,水汽凝結,可以形成降水;在山體的背風坡,空氣下沉,溫度升高,難以形成降水。如印度乞拉朋齊世界“雨極”的形成:夏季,來自印度洋的暖濕氣流從恒河三角洲進入孟加拉國的低地平原,暖濕氣流在向北前行的時候,突然受到山地的阻擋,被迫在2~5千米的范圍內上升至1370米的高度,處在山地迎風坡的乞拉朋齊形成大量降雨,而北側背風坡年降水量不到500毫米,相差很大。
例1(2013年高考浙江文綜卷第36題第2小題)根據下面材料,完成問題。
材料美國本土年降水量分布及棉花帶范圍。
描述美國西部年降水量的空間分布特點,并分析其成因。
【簡析】根據等降水量線數值大小和疏密特征,可以判定西部沿海地區的降水量大,降水變化大,尤其是西北部地區更為明顯;西部內陸的降水量小,降水變化小。這是由于西風帶來的太平洋上的暖濕氣流受到南北走向的科迪勒拉山系阻擋,迎風坡氣流抬升形成地形雨,而山間的高原盆地處于背風坡、雨影區,水汽難以進入,降水少。
【答案】分布特點:大致由沿海向內陸遞減;西北部降水空間差異較大。成因:西部南北走向的高大山脈阻擋來自太平洋的濕潤氣流,山脈西側地處迎風坡,降水多;西部的山間高原盆地,水汽難以進入,降水稀少。
(4)海陸位置對降水的影響
海陸位置對大氣降水的影響主要體現在兩方面:一方面,距離海洋的遠近。距離海洋越近,能到達的濕潤空氣越多,降水也越多;距離海洋越遠,能到達的濕潤空氣越少,降水也越少。如我國西北內陸地區距離海洋遠,降水偏少。另一方面,海陸熱力性質的差異。如沿海地區,白天風由海洋吹向陸地,可以帶來大量水汽。
(5)洋流對降水的影響
暖流有增溫、增濕作用,可以促進區域降水的增加;寒流有降溫、減濕的作用,會減少區域降水量。如秘魯受秘魯寒流影響,降水偏少,年降水量不足100毫米;西部歐洲受強大的北大西洋暖流的影響,年降水量可以達到1000毫米。
(6)人類活動對降水的影響
由于人類活動,下墊面的物理性質或大氣成分發生改變,從而使局部地區的降水發生變化。如修建水庫可以使庫區年降水量增加,溫差變小;大量砍伐森林會使所處地區降水減少,變得干旱。
當然,大氣降水受到眾多因子的影響,但一個地區往往只有一兩個因子起到主要的作用。因此在解題時考生需要結合區域的具體特征進行有效的分析。
例2(2013年高考全國文綜新課標卷Ⅱ第9~11題)霧是近地面大氣層中出現大量微小水滴而形成的一種天氣現象。當暖濕空氣經過寒冷的下墊面時,就易形成霧。下圖中,S市附近海域夏季多霧,并影響S市。據此完成(1)~(3)題。
(1)S市附近海域夏季多霧的主要原因是
A.沿岸暖流提供了充足的暖濕空氣
B.半島東側海灣海水溫度較低
C.海陸間氣溫差異較大
D.沿岸寒流的降溫作用較強
(2)S市夏季常被霧籠罩,是因為
A.降水較少
B.氣溫較高
C.風力較弱
D.光照較強
(3)夏季,S市主要受
A.季風影響
B.西風帶影響
C.低壓控制
D.高壓控制
篇6
關鍵詞 地面氣溫;500 hPa氣溫;相關性分析;青海達日;1986―2015年
中圖分類號 P423 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)06-0233-05
大氣溫度變化是氣候變化的重要組成部分。在近年全球變暖日益嚴峻的大環境下,國內外相繼開展并不斷重視對高空氣溫的研究[1-6],青藏高原由于其復雜的地形和獨特的氣候特點而被稱為地球的“第三極”,對中國、亞洲甚至全球的大氣環流都有非常重要的影響[7],陳 芳等[8]對青海7個探空站的探空資料進行綜合分析,認為500 hPa厚度與氣溫關系密切,氣溫變化與500 hPa厚度變化的相互正反饋非常敏感。周寧芳等[9]在對青藏高原地面及其高空氣溫變化的初步分析中發現,地面與500 hPa氣溫年際變化相當一致。王榮英等[7]研究認為高原上空各高度層年、季平均氣溫變化在空間分布上具有較高的一致性,其中夏季的一致性特征最弱。
達日縣地處青藏高原腹地,是氣候變暖顯著的區域之一,地理位置特殊,擁有獨特的高原探測條件。臺站海拔接近4 000 m,而所探測的500 hPa等壓面也僅為海拔5 700 m左右。500 hPa在內地相當于對流層的中層,而在達日地區僅僅是對流層的下層。因此,500 hPa等壓面氣溫和地面氣溫的變化同時受到地面長波輻射的影響,但這種變化及影響在每個時次是不同的。目前,關于高空與地面氣溫變化趨勢是否一致以及二者之間關系的研究很少。本文利用達日地區1986―2015年探空資料(7:00、19:00)和地面觀測資料,運用氣候統計學方法,分時次對地面、500 hPa氣溫進行分析,并進一步探討它們之間的關系,以期對該地區地面、500 hPa氣溫變化特征有一個初步認識。
1 資料與方法
1.1 資料來源與處理
選取達日地區1986―2015年高空探測(7:00、19:00)500 hPa等壓面、地面層(7:00、19:00)的月平均氣溫、地面逐月平均氣溫資料。在季節資料的分析中,按照氣候統計分四季的方法,春季為3―5月,夏季為6―8月,秋季為9―11月,冬季為12月至翌年2月。春、夏、秋季采用1986―2015年觀測資料,冬季采用1985年12月至2015年11月的觀測記錄進行統計整理,生成季、年的平均氣溫序列。
在以往地面氣溫和高空氣溫的分析中,大多氣象學者采用地面月平均(4次平均)數據,根據國家氣象信息中心2012年8月的氣候資料統計整編方法(地面),日平均值由4次定時值(北京時間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個月平均值平均求得。本文采用探空氣球施放時觀測的瞬間地面層氣溫資料,分時段進行整理分析。地面層氣溫是在探空氣球施放前后5 min內進行觀測的氣象要素之一。在時間上與500 hPa氣溫的獲取是同步的,從而更具可對比性。
傳統意義上的地面氣溫是由放置在百葉箱內的儀器通過自然通風獲取的;而探空瞬間觀測的氣溫是由放置在百葉箱內、具有恒定通風速度(為2.5 m/s)的通風干濕表獲取的。
地面氣溫日平均值是一天24 h內4次定時值的平均,是測站日平均氣溫的橫向觀測值。500 hPa的氣溫是測站垂直方向上的觀測值之一,其交點就是施放氣球時所觀測的地面層氣溫,這個觀測數值在時間上與500 hPa氣溫值是同步的。為更詳細地分析地面氣溫和500 hPa的氣溫變化及相關性,故從7:00、19:00 2個時段分別對地面氣溫和500 hPa氣溫進行分析研究。以下文中7:00、19:00氣溫是指7:00、19:00氣球施放時觀測的地面氣溫。
1.2 分析方法
通過使用氣候傾向趨勢分析[10]、累積距平、Pearson相關性分析等方法,對地面、500 hPa各時次逐年、逐季、逐月平均氣溫變化特征進行分析,并分析它們之間的相關關系。
2 結果與分析
2.1 7:00地面氣溫變化分析
由圖1可知,7:00的地面氣溫在近30年內,隨著年份的增加,氣溫呈明顯遞增趨勢,與全國氣溫變暖的趨勢一致,年平均氣溫增溫率為0.35 ℃/10年,通過0.05顯著性水平檢驗,表明達日地區7:00年平均氣溫上升明顯,高于全國年平均氣溫傾向率0.22 ℃/10年[11]。與姜永見等[12]對江河源地區平均氣溫分析的結果大致相同,姜永見等分析認為該地區氣溫持續上升,氣溫變化傾向率為0.37 ℃/10年。近30年來,達日地區7:00年平均氣溫上升了1.05 ℃,1986―2015年平均氣溫為-5.4 ℃。由累積距平(圖2)可知,1986―2002年氣溫偏低,氣溫距平值以負值為主;2003―2015年氣溫偏高,距平值以正值為主。最高年平均氣溫為-4.2 ℃(2009年),最低年平均氣溫為-7.0 ℃(1997年),大致突變時間為2002年。
從地面與500 hPa的季度線性變化趨勢(表1)分析比較看,在19:00,地面春季的增溫率最大,為0.60 ℃/10年,通過了0.01的顯著性水平的檢驗;其次分別是冬季、秋季;夏季則最小,為0.34 ℃/10年,與7:00截然不同。500 hPa的增溫主要是夏季,為0.35 ℃/10年,小于7:00冬季的增溫率;春季、冬季相當,秋季略小。而在19:00,冬季地面與500 hPa的相關性最好,其 Pearson相關系數r=0.87(p
由圖12可知,在近30年,19:00地面和500 hPa每月的氣溫變化傾向率也不相同,地面在2月、3月、4月、9月氣溫上升傾向率較大,2月的地面月平均氣溫上升最大,為0.87 ℃/10年,遠大于同月份7:00的傾向率;5月、6月、11月、12月則相對較小,其中6月最小,為0.16 ℃/10年。500 hPa層的月平均氣溫上升傾向率在1月、2月、9月較大,2月最大,為0.52 ℃/10年;3月、4月、7月、8月次之;5月、6月、10月、11月、12月則較小;6月最小,為0.01 ℃/10年,幾乎沒變化。
3 結論與討論
(1)在進一步細致分析地面氣溫與500 hPa氣溫相關的基礎上,可利用地面氣溫場和500 hPa氣溫場互相進行插補。在實際業務應用中,當某一時次探空記錄出現500 hPa氣溫層缺測或氣溫因信號變性無法判別時,可利用地面氣溫進行插補判別;亦可以利用500 hPa氣溫場對瞬間氣溫值進行訂正判別。
(2)近30年來,地面和500 hPa氣溫在每個時段的增溫率不同,地面氣溫增溫率高于500 hPa,19:00的增溫率又高于7:00,各時段的增溫率分別為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氣溫在2個時段均有共變現象,為正相關,關系密切,其Pearson相關系數都通過了顯著性為99%的檢驗。在冬季,因7:00段近地面輻射逆溫層的存在,相關性稍差。地面四季平均氣溫均呈現上升趨勢,夏季增溫最顯著,春季增溫最小,地面氣溫四季的增溫幅度表現為夏季>冬季>秋季>春季的氣候特征;500 hPa的增溫則主要集中在冬季,春季亦最小。7:00秋季地面與500 hPa的相關性最好。月平均氣溫線性勢分析中,地面氣溫2月的增溫率最大,4月最小;500 hPa氣溫9月的增溫率最大,且高于同月份的地面氣溫傾向率。
(4)19:00地面與500 hPa的氣溫變化曲線幅度大致相同,為高度正相關,地面氣溫在春季的增溫率最大,夏季則最小;500 hPa的增溫主要是在夏季,秋季最小。地面和500 hPa每月的氣溫變化傾向率也不相同,2月的地面增溫率最大,6月最小;500 hPa的增溫率在2月最大,6月最小。
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[10] 魏鳳英.現代氣候統計診斷與預測技術[M].2版.北京:氣象出版社,2007.
篇7
一、地理因素
1.經緯度對中國氣候的影響:中緯度為主體,南北所跨緯度大,以中緯度氣候為主體。
2.海陸格局對中國氣候的影響:亞歐大陸的東部,太平洋西岸,形成了全球最典型的季風氣候──東亞季風。
3.地形因素:中國山地眾多且高大,走向復雜,對氣團具有抬升、阻隔、分流等多種作用,致使氣候分異復雜。
4.下墊面因素:中國地理空間下墊面環境復雜多樣,且存在著許多性質較為均一的大地貌單元,形成了許多特征典型的地方性氣候。
5.洋流因素:中國近海以黑潮暖流為主體,對過境氣團有增溫增濕的作用,加強了夏季風的勢力。
6.青藏高原的影響:青藏高原是世界上最高的高原,地勢高峻,平均海拔4000~5000米,有許多聳立于雪線之上、高逾6000~8000米的山峰。高原的外緣,高山環抱,壁立千仞,以3000~7000米的高差挺立于周圍盆地、平原之上,襯托出高原挺拔的雄偉之勢。高原面積250萬平方千米,東西長3000千米,南北寬1500千米,跨15個緯度。而且高原幾乎占冬季中緯度對流層厚度的1/3以上,成為中緯度大氣環流中的一個龐大的障礙物。對中國氣候的形成無疑起著巨大的作用。
(1)阻擋高原兩側冷峻氣流的交換,擴大西風帶的影響范圍
巨大的青藏高原就像河流中央沒有露出水面的大石頭對河流的影響一樣,使冬季500mb(3~4千米)以下的西風帶發生分支、繞流,形成南北兩支氣流。北支氣流一部分沿阿爾金山成東風吹入塔里木盆地,一部分沿祁連山成西或偏西北風吹入河西走廊,二者在高原東部匯合成西北氣流,流線呈反氣旋彎曲,形成動力高壓脊,使高原地面冷高壓進一步加強,并有利于冬季風南下。高原的約束使冬季風的勢力較強。南支氣流在高原西南面為西北氣流,繞過高原南側轉為西南氣流,流線呈氣旋性彎曲,產生動力性低壓槽,在槽前暖濕氣流的影響下,我國南方與北方冬季氣候有較大差異。南北兩支氣流在長江中下游匯合,形成北半球最為強大的西風帶。青藏高原的存在使冷空氣由于受高原地形的阻擋和擠壓,向我國東部地區傾瀉到更南的緯度。高原東側的西南地區,地處高原西風帶的背風位置,風速較小,天氣、氣候別具一格。
青藏高原的動力作用還表現在它對于近地面氣流的屏障作用。東西方向上,它阻滯了隨西風氣流東移的天氣系統,南北方向上它直接阻擋著我國西部對流層冷暖空氣的南北交流。冬季高原阻擋冬季風南下,使南側的印度與同緯度其它地區相比溫度高,氣壓低,氣溫年較差小。同時西風帶氣壓系統受高原阻擋在其西側停留、減弱、消亡,而東側的四川盆地一帶則又相對平靜,氣流擾動較少,風力較弱。高原北側又不易受南來暖濕氣流影響。有利于冷空氣堆積,進一步加強蒙古高壓的勢力,進而產生對我國東部地區的強寒流影響。而高原阻擋海洋濕潤氣流進入我國西北盆地,形成少雨的燥熱天氣,使我國新疆極端干旱,成為少有的少雨區和無流區。
(2)高原季風的出現,使我國季風性氣候尤為突顯
青藏高原表面的物理性質和同高度自由大氣相比有很大差異。夏季高原成為熱源,氣流在高原面上輻合,形成青藏熱低壓,這個熱低壓從春季就逐漸發展、演化,到5、6月初基本形成,盛夏達到最強盛,它的形成破壞了北半球副熱帶高壓帶的連續分布。冬季高原面降溫迅速,加上地勢高,冰雪面積大,形成低溫高壓中心。夏季高原熱低壓的形成有利于高原面上氣流的輻合,而冬季又有利于高原面上氣流的發散。氣壓場的季節性變化引起了局部環流的季節性變換,夏季高原周圍氣流流向高原,冬季高原上氣流又流向四周,從而形成高原季風。
冬季冷高壓加強鄰近地區氣流的下沉,高原冷高壓與蒙古高壓的迭加使高原北側的蒙古高壓得以加強,勢力尤為強盛,冬季風影響大半個中國。夏季高原熱低壓吸引大氣向高原輻合,使高原南側的印度低壓進一步加強。與太平洋副高和南半球副高產生了更加強大的氣壓梯度,加強、加速西南和東南季風。冬夏季高原面上氣壓場的配置所形成的氣流場與亞歐大陸冬夏季氣壓場及其所形成的氣流場剛好吻合,從而加強了中國冬夏季風的強度。也改變了我國氣壓場的形勢,增加了我國季風氣候的典型性、廣泛性和復雜性。
(3)獨特的高原氣候
青藏高原在整個中緯度地區的大氣環流中起著極為重要的作用,同時也使其所在地區形成了獨特的高原氣候,進而對整個中國乃至亞洲地區氣候的形成產生巨大影響。
(4)青藏高原對中國氣溫分布的影響
受緯度、海陸分布和地勢起伏的影響,我國氣溫分布總的特點表現為南暖北冷,溫差較大,而青藏高原的影響,使我國氣溫分布產生極大的變化。
a.西部地區夏季出現了與南熱北冷的緯度變化規律相反的南冷北熱現象。夏季全國普遍高溫,雖然等溫線平行于海岸線,但仍有南熱北冷的變化規律。而西部地區的青藏高原由于地勢高峻,夏季原面平均氣溫低于北部的塔里木盆地。同時高原北部邊緣山地又對塔里木盆地熱量散發產生阻滯作用,使之成為夏季全國最熱的地方。而高原地區卻成為夏季全國的冷極。
b.高原東部的云貴高原由于處于冬季西風帶的背風位置,出現“死水區”,南部又受西風南支氣流北上的影響,冬季不冷,氣溫較高,天氣別具一格。昆明有“春城”之稱,很重要的一點就在于此。
c.高原地區氣溫受地形影響,表現出等溫線與等高線明顯吻合的特點,打破了冬夏季我國氣溫的變化規律。
d.高原地區由于地高天寒,長冬無夏,7月份平均氣溫仍低于8℃。全年活動積溫<2000℃,≥10℃的持續期少于100天,部分地區全年日均溫都在0℃以下,活動積溫為零。可以劃分為高原寒帶、高原亞寒帶和高原溫帶三個溫度帶。
(5)青藏高原對中國降水的影響
我國的降水主要來源于夏季環流的西南和東南季風,比較豐實,且在地區分布上具有由東南向西北逐漸遞減的規律。
a.高原邊緣山地的地形降水比較明顯,南坡降水達2000毫米以上,東部地區200~400毫米,東南邊緣地區400~800毫米。
b.高原阻擋西南季風和東南季風,使之無法進入我國西北內陸地區,所以塔里木盆地成為我國極端干旱的地區。大部分地區降水量在100毫米以下,部分地區在50毫米以下。
c.青藏冷高壓建立的遲早和它消亡的快慢還直接影響到季風的強弱程度。冷高壓建立早、強盛,冬季風迅速且大面積控制我國。消亡的遲,原面向外發散的氣流阻擋夏季風北上,直接制約著我國東部地區的降水。所以青藏高原原面冷高壓和熱低壓的變化在某種程度上也影響著中國大氣的降水強度甚至旱澇災害。
二、輻射因素
中國年總輻射分布約為90~180×4.1868KJ/cm2,見教材第192頁圖8.1。最大值在青藏高原,最小值在四川盆地,長江中下游居中,在110~120×4.1868KJ/cm2之間。
中國地面有效輻射總量約為35~55×4.1868KJ/cm2,全年總輻射量多的地區,有效輻射量也多;輻射量少的地區,有效輻射量也少。所以,最大值在青藏高原,最小值在四川盆地,長江中下游在35~45×4.1868KJ/cm2之間。
中國年輻射差額約為45~80×4.1868KJ/cm2,最大值在青藏高原,最小值在四川盆地,長江中下游在50~60×4.1868KJ/cm2之間。各季的輻射差額:各季的輻射總量,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,云南省的騰沖,由于夏季多數為陰雨天,夏季輻射量少于春、秋季,與冬季相當,輻射量依次是春、秋、夏、冬季。各季輻射差額及其溫度狀況,多數地區的輻射差額以夏季最大,冬季最小,春、秋介于兩者之間。各季的氣溫也是如此,夏季最高,冬季最低,春、秋季介于兩者之間。
三、環流因素
我國低層大氣的環流方式主要是季風環流,支配季風環流的天氣系統在一年各季中的表現是不同的。
冬季,支配我國大氣運行的活動中心有3個:蒙古高壓、阿留申低壓和赤道低壓。形成東低西高的氣壓形勢,因此,我國冬季風從大陸吹向海洋,東北地區為偏西風,華北地區為偏北風。又由于我國南海上也有低壓(赤道低壓),我國南北也存在著氣壓梯度,有一部分冷空氣會順著海岸線南下,影響我國南方各省,這些地區的冬季風為偏北風。當阿留申低壓較強時,冷空氣大量東流,南下冷空氣就較少,我國多數地區為暖冬;相反,阿留申低壓較弱時,冷空氣大量東流較少,南下冷空氣就較多,我國多數地區為冷冬。
篇8
關鍵詞:暴雪;倒春寒;渦流
中圖分類號:P458.121 文獻標識碼:A
前言
新疆烏魯木齊市地處天山北麓,屬于中溫帶大陸干旱氣候區,當地氣候特點是,季節性溫差和晝夜溫差大,寒暑變化劇烈,常年降水偏少,冬季寒冷漫長,一般要從11月3日到次年4月8日長達150d。常受極地和西伯利亞冷空氣侵襲,形成寒潮,寒潮入侵時,日溫迅速下降10℃或10℃以上。烏魯木齊市東西南三面環山,北部山口朝向準格爾盆地。由于天山的屏障作用,冷空氣會滯留在盆地內形成降雪,因此,降雪是烏魯木齊市的冬季特有天氣。另外,市區南部山區陽面丘陵地帶在地理位置上形成了一條暖帶,冬季氣溫要比市區高出4~5℃,南北溫差也是氣旋形成的要素,這些地理特征是烏魯木齊市冬季降雪形成的先天因素。
根據氣象臺預報和統計顯示,2012年2月22~23日間的大暴雪,烏魯木齊市累計降雪量23cm,是當年最大一場降雪,同時伴隨氣溫驟降至-14℃左右。降雪造成了南疆鐵路吐魯番到魚兒溝段暫時中斷運行,客貨列車停輪避風,烏魯木齊國際機場因跑道積雪結冰4次停飛,大批旅客滯留機場。同時給居民生產和生活帶來了極大的不便。
1 降雪形成的環境因素分析
據烏魯木齊市氣象臺信息,2月21日21時自治區氣象臺了暴雪藍色預警,這也成為2002年第1個暴雪預警。22日下午,預警信號取消。而根據中央氣象臺預報顯示,受冷空氣影響,從21日上午開始,我區北部和西部降雪天氣逐漸增多。截至22日8:00,伊犁河谷及沿天山北部一帶普降大雪,伊寧、霍城、尼勒克、鞏留出現暴雪,伊犁河谷地區積雪深度20~44cm,沿天山北部一帶積雪深度為12~26cm。烏魯木齊市降雪持續時間相對較短,據自治區氣象臺天氣預報顯示,21日晚間開始市區飄起雪花,截至22日16:00,城區降雪量達8.3cm,23日白天到夜間,烏魯木齊市出現小雪轉多云的天氣,最低氣溫預計為-12℃,最高氣溫為-6℃。到了24日白天到夜間,烏魯木齊市降雪停止,天氣為多云,最低氣溫預計降至-14℃。此次降雪后,烏魯木齊市的累計積雪深度達到了23cm。此次降雪與周邊大范圍降雪,以及春季氣溫變化的倒春寒的寒流變化有直接關系。
2 大尺度環流場背景分析
從氣象云圖上可以看出,降雪發生前,2月20日10:00在疆北地區有一股冷空氣西移南下,到晚間22:00到達市區北部。另外,南疆地區連續多日的大范圍降雪,隨著初春氣溫上升積雪融化,在烏魯木齊市南的丘陵暖帶,形成了一條以吐魯番盆地地區為中心的自西至東的大范圍暖濕氣流,受天山山脈阻隔一直徘徊在烏魯木齊市區南部地帶,并做緩慢向北移動。在21日兩股冷暖氣流緩慢交匯對接,由于氣壓的變化,暖濕氣流急劇上升,與高空冷空氣和氣旋接觸,由此可見,此次降雪的形成與暖濕氣流和冷空氣的交匯對流有直接關系,從高空配置和地面形式可以看出,這種氣候特征正是降雪形成的符合條件。
3 產生降雪的主要因子診斷
3.1 降雪前期天氣環流形勢
在此之前,整個新疆地區以吐魯番盆地為中心的高壓渦流一直活動頻繁,整個南部丘陵地區暖濕氣流的高壓帶在40。以南氣流呈環狀分布,隨著暖帶氣壓升高在緩慢的向北發展,逐漸形成阻塞高壓;西伯利亞冷空氣的南下和堆積,也斷續的形成橫槽南移,到21日暖帶高壓在陜西北部有弱南風維持北移,冷空氣受天山高脊前西北氣流影響緩慢向東南移動,但風速不大,在4m/s左右,低壓輻合逐漸加強。
3.2 降雪時期的天氣環流形勢
21日晚間,北疆阻高維持,西北低槽往東南移動,正好吐魯番盆地上空的橫槽處在低壓渦流的前鋒,到22日7:00可見北疆阻高減弱崩潰,在天山北麓有一氣旋性風切變,冷暖氣流在天山交界處交匯對接,使降雪的量級增大。22日中午降雪時,其中心已移到烏魯木齊市南部,整個烏魯木齊市處在冷高壓底部。此時,內陸盆地吹過來的暖濕氣流較降雪前略有增大。在冷空氣配合下,出現強降溫。
3.3 降雪后期的天氣環流形勢
北疆阻高崩潰后,吐魯番盆地低渦維持,冷空氣經天山北麓越過山脊,進入盆地北,使烏魯木齊市周邊氣溫驟降達10幾度。同時冷高壓逐漸南移,使得山區路面積雪結冰,對交通運輸造成極大影響。
3.4 降雪前后地面24h變溫分析和地面冷鋒演變
2月21日在烏魯木齊市北部地區出現了5℃左右的降溫,個別地方達到10℃左右的降溫幅度,這是降雪前小股冷空氣入侵的結果。到22日12:00地面冷風前沿已經到達烏魯木齊市區,整個新疆地區普遍降溫8~10℃,最大降溫達到14℃以上,使得烏魯木齊市迎來了2002年的第1場倒春寒。23日以后,冷鋒逐漸南下至盆地,然后影響到陜西省全境,此后的降雪主要為鋒后降雪。此次降雪對于地面空氣濕度也造成了影響,由于降雪前周邊大范圍降雪的影響,市區相對濕度已達47%左右,降雪后達到了80%以上,對于空氣凈化倒是有一定的作用。
4 結語
降雪是我國北方冬季的主要降水形式,雪災作為一種災害性天氣越來越受到社會的關注,對工農業生產和居民生活帶來的危害性都是非常大的。因此分析降雪的形成天氣原因,可以有效的促進天氣預報工作的及時性和準確性,促進防災減災工作的有效進行。烏魯木齊市的本次降雪是由周邊環境持續大范圍降雪,春季溫度升高積雪融化帶來的水汽累積,以及西伯利亞寒流的沖擊與嶺南暖流的上升過程中形成的水汽對流層,形成了降雪的重要條件。
參考文獻
[1] 任麗,矯玲玲,張桂華,等.黑龍江省2009年3次暴雪過程的螺旋度分布特征分析[J].沙漠與綠洲氣象,2011(03).
篇9
(一) 圖示
(二) 大氣對太陽輻射的削弱作用
1. 大氣對太陽輻射削弱作用的主要方式有:吸收、反射和散射。
2. 大氣對太陽輻射的吸收作用的特點是:大氣對太陽輻射的吸收作用具有選擇性。表現是:①平流層中的臭氧和高層大氣中的氧原子主要吸收太陽輻射中波長較短的紫外線;②水汽和二氧化碳主要吸收太陽輻射中波長較長的紅外線。此外,太陽輻射中能量最強的可見光被大氣吸收掉的很少,絕大部分可透過大氣射到地面。
3. 大氣對太陽輻射的反射作用是大氣對太陽輻射削弱作用的最主要方式。被反射作用削弱的太陽輻射最多。其特點是:大氣對太陽輻射的反射作用無選擇性。云量的多少(云層的厚度)是影響大氣反射作用的最主要因素。云量越多,云層越厚,反射作用越強,到達地面的太陽輻射越少。大氣對太陽輻射的反射作用形成的自然現象有:多云的白天溫度低;晴朗的白天溫度高。
4. 大氣對太陽輻射的散射作用具有選擇性。其表現是:可見光中波長較短的藍紫光最容易被散射。形成的自然現象有:晴朗的天空呈蔚藍色;陰天天空呈灰白色;日出前的黎明、日落后的黃昏,天空仍然是明亮的;無陽光直接照射的教室、樹底下仍然是明亮的。
5. 影響大氣對太陽輻射削弱作用的因素中最主要的因素是太陽高度角的大小。太陽高度角越大,太陽輻射穿過大氣的路程越短,大氣對太陽輻射的削弱作用越弱,到達地面的太陽輻射越多,即太陽輻射強度越大。其他因素還有:①地勢的高低:地勢越高,空氣越稀薄(即大氣透明度越好),大氣對太陽輻射的削弱作用越弱,到達地面的太陽輻射越多(即太陽輻射強度越大);②云量的多少:云量越少,大氣對太陽輻射的反射作用越弱,到達地面的太陽輻射越多(即太陽輻射強度越大)。
6. 大氣對太陽輻射削弱作用的意義:減少了到達地球表面的太陽輻射,使白天的溫度不會太高,從而保證了地球上生命有機體的存在和發展。
(三) 大氣對地面的保溫作用(大氣保溫作用的基本原理)
1. 大氣對地面的保溫作用表現在兩個方面:一方面大氣強烈吸收地面輻射(絕大部分地面輻射被對流層大氣中的水汽和二氧化碳吸收);另一方面大氣通過逆輻射把能量還給地面,起到保溫作用。
2. 影響大氣逆輻射的主要因素:云量的多少。云量越多,大氣逆輻射越強;云量越少,大氣逆輻射越弱。
3. 形成的自然現象:多云的夜晚溫度高;晴朗的夜晚溫度低;十霧九晴;晚秋或寒冬,霜凍多出現在晴朗的夜晚。人造煙霧的防凍原理:人造煙霧能大量吸收地面紅外線長波輻射,可增強大氣逆輻射,提高地面溫度。
(四) 大氣的受熱過程
太陽輻射把能量傳給地面,地面以地面輻射的形式把能量傳給大氣,大氣再以大氣逆輻射的形式把能量還給地面,對地面起到保溫作用。簡單地說,就是太陽暖大地,大地暖大氣,大氣還大地。
二、 大氣熱力環流的形成過程
(一) 大氣運動的根本原因
太陽輻射對各緯度加熱的不均勻,造成高低緯度間的溫度差異。
(二) 大氣運動最簡單的形式――熱力環流
1. 熱力環流的成因:地面冷熱不均,即太陽輻射對各地加熱的不均勻。
2. 熱力環流的形成過程:太陽輻射地區間冷熱不均大氣垂直運動同一水平面上氣壓的差異大氣的水平運動。
3. 熱力環流的示意圖:
氣壓首先因海拔高度而異:海拔越高,氣壓越低。上圖中A、B、C、D四點氣壓由高到低依次是ABCD。在同一水平面上,氣壓高的地方等壓面向高空凸起;氣壓低的地方等壓面向低空下凹。即“高高低低”。高空和近地面氣壓中心的性質正好相反,即近地面是高壓,高空就是低壓,近地面是低壓,高空就是高壓。
4. 三種常見的熱力環流形式:畫熱力環流,首先找冷熱差異,熱的地方氣流上升,近地面形成低壓,冷的地方氣流下沉,近地面形成高壓。
市區溫度比郊區高的主要原因:城市人口集中、工業發達,居民生活、工業生產和交通工具每天要消耗大量的礦物燃料,釋放出大量人為的廢熱。
城市風的應用:為了減輕城市的大氣污染,在城市規劃時,一方面將污染嚴重的工業企業布局在城市風的下沉距離之外,避免這些工廠排出的污染物從近地面流向市區;另一方面,應將衛星城建在城市風環流之外,以避免相互污染。
近地面的風向:白天風由海洋吹向陸地(即白天吹海風);晚上風由陸地吹向海洋(即晚上吹陸風)。
近地面的風向:白天風由山谷吹向山頂(即白天吹谷風);晚上風由山頂吹向山谷(即晚上吹山風)。
【例1】 下圖示意某沿海地區海陸風形成的熱力環流剖面圖,右圖示意左圖地區近地面與600米高空垂直氣壓差的分布狀況,讀圖回答(1)~(3)題。
(1) 有關氣壓分布狀況的敘述,正確的是( )
A. ①地氣壓低于②地
B. 近地面同一等壓面的分布高度①地比②地低
C. ③地氣壓高于④地
D. 高空同一等壓面的分布高度④地比③地高
(2) 下列說法正確的是( )
A. a的風向為東南風
B. b為上升氣流
C. c的風向為西南風
D. d為上升氣流
(3) 若該圖表示白天,下列敘述正確的是( )
A. 甲是陸地,乙是海洋
B. 甲乙都是陸地
C. 甲是海洋,乙是陸地
D. 甲乙都是海洋
【解析】 (1) 對照熱力環流圖,熱的地方近地面是低壓,高空為高壓,近地面的氣壓值仍比高空大,因而近地面和高空的垂直氣壓差較小。相反,冷的地方近地面與高空的氣壓差相差較大。故甲地為冷高壓,乙為熱低壓。近地面的氣壓中心性質與高空的正好相反,C項正確。
(2) 乙地的空氣受膨脹上升,故選D。
(3) 白天,陸地升溫快,氣流受熱膨脹上升,海洋相反,故選C。
【參考答案】 (1) C (2) D (3) C
三、 大氣環流
1. 在以下三個假設條件下,地球上形成單圈環流。①地球不自轉,②太陽始終直射在赤道上,③地表性質均勻。
2. 在以下兩個假設條件下,地球上形成三圈環流。①太陽始終直射在赤道上,②地表性質均勻。
3. 考慮到太陽直射點的移動,全球的氣壓帶和風帶會隨著直射點的移動而移動,具體如下圖所示(只剩下一個假設,即地表性質均勻)。
由于太陽直射點隨季節變化而南北移動,導致氣壓帶和風帶在一年內也作周期性的季節移動。就北半球來說,大致是夏季北移,冬季南移。氣壓帶、風帶在一年內有規律地南北移動,常使同一地區在不同季節出現完全不同的天氣和氣候狀況。
4. 否定最后一個假設,考慮到地表性質的差異,即海陸分布對大氣環流的影響,則如下圖所示。
冬季,陸地上降溫快,氣溫比同緯度的海洋地區低,空氣變冷下沉,形成高氣壓,切斷了副極地低氣壓帶,使副極地低壓帶只保留在海洋上,風從大陸吹向大洋。夏季大陸升溫快,氣溫比同緯度的海洋地區高,形成低氣壓,切斷了副熱帶高氣壓帶,使副熱帶高壓帶只保留在海洋上,風從海洋吹向大陸。
5. 多角度地觀察三圈環流圖
(1) 沿某經線
(2) 極地俯視圖
判定風帶畫法正確的技巧:西風帶氣流旋轉的方向與地球自轉的方向一致,信風帶和東風帶氣流旋轉的方向與地球自轉的方向相反。同時要注意風都是由高壓向低壓方向吹。
6. 氣壓帶、風帶與降水的關系
另外還要注意,在風帶控制下的地區降雨多少并不統一,還要看風的源地,如果是從暖濕的海洋上吹來的,則一般多雨,如果是從干旱的陸地上吹來的,則一般少雨。在副熱帶少雨帶的大陸東岸,由于夏季風和臺風的影響,降雨較多。
四、 幾種特殊情況的氣候成因
1. 四小塊熱帶雨林氣候的成因
這四小塊是指馬達加斯加島東部、澳大利亞的東北部、巴西的東南部、中美洲的部分地區。這些地方并非位于赤道附近,但是形成了熱帶雨林氣候,成因是:受暖流影響,位于信風的迎風坡。如馬達加斯加島東部受馬達加斯加暖流影響,位于東南信風的迎風坡。
2. 非洲赤道地區熱帶草原氣候的成因
地勢高,氣溫低,空氣對流不旺盛,缺乏形成熱帶雨林氣候的條件,故形成熱帶草原氣候。
3. 日本海洋性季風氣候
日本是海洋性季風氣候,氣溫的年較差比同緯度的中國大陸地區小,降水的季節變化也比同緯度中國東部地區小。日本東京、日本本州島北部某地與北京等三地氣溫、降水柱狀圖比較如圖所示。
4. 南美洲的熱帶沙漠氣候逼近赤道,是受秘魯寒流影響的結果。
5. 南美溫帶大陸性氣候的成因:地處西風帶,位于安第斯山脈的背風坡。
【例2】 讀“某城市氣溫和降水的統計資料圖”,回答(1)、(2)題。
(1) 該城市所處的氣候區最可能是( )
A. 溫帶海洋性氣候
B. 溫帶大陸性氣候
C. 溫帶季風氣候
D. 亞熱帶季風氣候
(2) 圖中②代表的城市功能區最有可能是( )
A. 商業區 B. 住宅區
C. 文化區 D. 工業區
【解析】 圖示地區最冷月氣溫在0℃以上,故不可能是溫帶大陸性氣候和溫帶季風氣候。圖示地區年降水量小于800 mm,因而不可能是亞熱帶季風氣候。溫帶海洋性氣候最熱月氣溫在20℃以下,而圖示地區是城市,由于熱島效應,城市氣溫在20℃以上。
【參考答案】 (1) A (2) D
五、 鋒面氣旋系統
近地面氣旋一般與鋒面聯系在一起,形成鋒面氣旋。它主要活動于溫帶地區。右圖是北半球鋒面氣旋圖示。
1. 位置:鋒面出現在低壓槽中,鋒線往往與低壓槽線重合(如圖中PN和PM處)。
2. 類型:無論是南半球還是北半球,暖鋒總是分布于氣旋的東部;冷鋒總是分布于氣旋的西部。
3. 移動:北半球,鋒面隨氣流呈逆時針方向移動;南半球,鋒面隨氣流呈順時針方向移動。
4. 天氣特點:氣旋的前方為PN暖鋒控制,故在鋒前C處等地出現寬闊的暖鋒云系及相伴隨的連續性降水天氣;氣旋的后方為PM冷鋒控制,故在鋒后A處等地出現比較狹窄的冷鋒云系和降水天氣。
【創新訓練】
若A、B、C三地降水量相同,但氣溫不同,分別如下圖A、B、C三條曲線所示,讀圖完成1、2題。
1. 有關A、B、C三地氣候的敘述,正確的是( )
A. A氣候類型的地區降水季節變化一定很大
B. B地降水比同緯度其他地區多
C. C地為亞熱帶季風氣候
D. A、B、C三地氣候的成因都是海陸熱力性質差異
2. 下列敘述正確的是( )
A. 只要是A氣候類型地區,就應大力發展水稻種植業
B. B地農作物主要有:水稻、油菜、棉花、甜菜等
C. C地發展農業生產必須要解決灌溉問題
篇10
一、地理課堂資料的運用
地理與生活、歷史、時事休戚相關,地理故事生動形象,對學生有很強的吸引力,因此對世界上不斷發生的一些重大事件,可以結合地理課堂教學,使它成為學生注意的焦點。將學習地理與生活、當前形勢結合起來,提高學生的綜合素質。如:生活類的有“暖氣為什么安裝在近地面”,實事類的有地震災害、“嫦娥”登月、天宮一號等。還可以引用歷史故事,如講寒潮這個知識點時引用:1949年10月2日稱“臺風”的德軍大舉侵略前蘇聯。蘇軍派出一支西伯利亞軍隊(為什么派西伯利亞軍隊)作戰,“臺風”完全失敗。這樣故事的講述與教材巧妙地統一起來。
二、地理課堂互動機制的運用
互動可以讓學生更好地參與到學習過程中,方法有很多種,這里只列舉典型的趣味實驗機制、競賽機制。如領著學生做實驗會提高學生的興趣,并使學生更好地理解課堂知識,如用實驗模擬溫室郊應中地面輻射使大氣增溫的這個環節。具體做法:兩個盆,其中一個盛有土壤,另一個空著,將兩支溫度計放入盆中然后用塑料膜蓋住玻璃盆。過一段時間,觀察溫度計,發現有土壤的盆中氣溫高于無土壤的盆中氣溫。
青少年具有易動、爭強好勝的特點,這促使他們樂于搶先回答問題。在教學中,將競賽形式巧妙地引進課堂教學中,適時利用競賽促使學生快速思考,搶先回答,寓教于樂。競賽的具體做法如下:全班學生分組,教師命題,各組代表搶答或分組必答,依據答題情況得分,在黑板上公布。
三、地理教學語言的運用
地理學是綜合性實用性很強的學科,可現實的地理教材中有關的地理原理、空間分布、地理成因等知識卻比較抽象枯燥,給學生留下枯燥乏味的印象。如果教師認真備課積累,就不難發現,許多詩詞諺語歌謠中都蘊涵著豐富的地理知識。如果在地理課堂中穿插一些詩詞諺語,詩化地理課堂,就可以使地理知識形象生動,既加強學科之間的聯系,又激發學生的學習興趣,加深其對地理知識的理解、記憶和運用,效果不言而喻。如:反映地球運動的:“坐地日行八萬里,巡天遙看一千河”(,《送瘟神》)反映了地球自轉周期約為一天,且赤道周長為4萬千米,即八萬里;“人有悲歡離合,月有陰晴圓缺”(蘇軾,《水調歌頭》)反映了月相有周期性的變化;諺語“大二小三兒,月亮露邊兒”和詩句“可憐九月初三夜,露似珍珠月似弓”(白居易,《暮江吟》)說明了農歷每月初三的月相為峨嵋月。反映天氣、氣候的:四川盆地是我國太陽輻射最貧乏區,因此有“蜀犬吠日”的成語。因為對流層氣溫隨高度增加而遞減,“人間四月芳菲盡,山寺桃花始盛開”(白居易,《大林寺桃花》)反映了因海拔高度不同引起水熱狀況變化而導致自然景觀存在垂直分布的規律。民謠“一山有四季,十里不同天”描繪的是我國的橫斷山區的自然景觀,是氣候和植被垂直變化的形象寫照。
四、地理“三板”的運用
“三板”體現了教師的基本功和素質水平,是地理課堂教學不可或缺的重要組成部分地理教師最基本的能力就是簡單精練的板書呈現和揮筆即來的板圖、板畫能力,因為讀圖能力、思維能力與應用能力一起構成地理學科能力的核心。在課堂教學中充分發揮板書的作用,是課堂教學重要的一環。
好的板書在課堂教學中可以發揮很大的作用,做到生動鮮明,重點突出,具有目的性。板書的內容要突出,布局要合理,具有計劃性。板書要確切、精當,具有啟發性。板書形式要靈活、多樣,具有趣味性。板書要字跡工整,繪畫規范,具有示范性。教師板書還有一個很重要的目的,就是在傳授知識的同時引導學生養成良好的書寫、繪圖、語言表述習慣。
地理圖像,作為直觀教學的重要形式,最能體現地理教學直觀性的特點。由于教學掛圖及地圖冊等大多是綜合性的地圖,包括的地理事物復雜而且范圍廣。學生在這樣的綜合地圖上尋找某一地理事物的難度較大。“板圖”則可以用最簡單的筆法,把教學中需要表述的地理事物和現象從復雜的原圖中“提煉”出來,使所要表達的內容一目了然。所以“板圖”和其他各類地圖相比較,具有具體、形象、簡便、省時的特點。例如:教師一筆就準確地在黑板上畫出中國地圖或世界地圖,又或者讓復雜圖形幾何化,讓學生容易記,還會增強學生的崇拜心理,更好地接受知識。如:在講黃河時,在《中國地形圖》、《中國水系圖》、《黃河水系圖》及《中國政區圖》上,雖然都繪有黃河,但除了繪有黃河的干流之外,還有支流、流域界線、省區界線等許多“線條”,學生在這樣的圖上看黃河及其流向的特點是很不容易的。利用“板圖”,老師只需一筆就畫出黃河干流圖,學生一眼就看出黃河干流的流向像一個巨大的“幾”字。再添上兩筆,就把黃河的兩條大的支流勾勒出來。假如再用上幾句順口溜:“黃河‘幾’道灣,(源于)巴顏喀拉山,青川寧甘陜,內蒙晉豫魯,五千六百里,注入渤海灣。”這樣更形象、生動,便于記憶。
五、地理教學科技的運用
多媒體引入課堂教學中,對地理教學起到了很大的幫助作用,需要老師具備相關的技術和創意。傳統的教學手段對局部地區的動態變化顯得無能為力。比如,地球的運動本身就十分抽象,要讓學生搞清地球運動的特點和意義比較困難,往往難以理解。用課件動態模擬就比較直觀,而要使學生在短時間內記住各省市、自治區的形狀、位置、行政中心、簡稱,可以用課件提供一些散亂擺放的各個省級行政單位的輪廓圖,學生用鼠標點擊,拖動各個部件到屏幕上一確定位置,位置正確則連接,同時給予表揚,錯誤則返回原處,并給予提示。經過多次嘗試,學生輕松地掌握34個省級行政單位的空間相對位置的知識。