常见的地理“效应”
“焚风效应”是指当气流经过山脉时,沿迎风坡上升冷却,在所含水汽达饱和之前按干绝热过程降温,达饱和后,按湿绝热直减率降温,并因发生降水而减少水分。
过山后空气沿背风坡下沉,按干绝热直减率增温,故气流过山后的温度比山前同高度上的温度高得多,湿度也显著减少,使该地气候变得十分干热。
“焚风效应”在地球上热带、温带的山地屡见不鲜,甚至可找到主要由“焚风效应”影响形成的荒漠,如南美阿根廷的巴塔哥尼亚沙漠。
我国不少地区都有“焚风效应”,例如偏西气流越过太行山下降时,位于太行山东麓的石家庄就会出现焚风效应。据统计,出现焚风时,石家庄的日均温比无焚风时增加10℃左右。
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例题1 云南省宾川县位于横断山区边缘,高山地区气候凉湿,河谷地区气候干热。为解决河谷地区农业生产的缺水问题,该县曾在境内山区实施小规模调水,但效果有限。
1994年“引洱(海)入宾(川)”工程竣工通水,加之推广节水措施,当地农业用水方得以保障。近些年来,宾川县河谷地区以热带、亚热带水果为主的经济作物种植业蓬勃发展。
1.说明地形对宾川县河谷地区干热气候特征形成的影响?(2019全国卷二)
答案:宾川县位于温暖湿润的亚热带季风气候区,因山高谷深,谷地盛行下沉气流,气流下沉过程中增温且谷地热量不易散失,导致热(气温高),同时不易形成降水,导致干(降水少)。
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02狭管效应
当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时,由于空气质量不能大量堆积,于是加速流过峡谷,风速增大。当流出峡谷时,空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响,被称之为“狭管效应”。
如由乌鲁木齐开往阿克苏的5807次旅客列车,通过天山南北向的峡谷地区时,由于“狭管效应”列车遭遇到13级狂风,列车被掀翻,造成车辆脱轨,大量人员伤亡,南疆线被迫中断行车9小时。
如我国的台湾海峡、松辽平原等地两侧都是山岭,地形像喇叭管,当气流直灌管口时,经常会出现大风。
在高楼大厦林立的城市,两座毗邻的高楼之间,也会出现“狭管效应”。科学家实验发现:平地3—4级风,通过高楼之间,经过“狭管效应”可放大达10级以上。
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例题2 昔日丝路重镇、以一曲《达坂城的姑娘》名扬海内外的达坂城地区,是目前新疆九大风区中开发建设条件最好的地区,已建设成为中国最大的风能基地。读“达坂城及其附近地区简图”。完成下列各题。
答案:1. D 2. B
【1题解析】
达坂城地处新疆境内,地处我国西北内陆地区,离冬季风源地较近,因此冬季风力强劲,所以达坂城风力发电运行的最高峰季节应该为冬季。故选D。
【2题解析】
据图可知,达坂城地区地处山口,自然的峡谷地形可对冬季风风速产生影响,引发狭管效应,因此风能资源比新疆其它地区较丰富。故选B。
03温室效应
近代由于人类的社会经济活动,大量燃烧煤炭、石油、天然气等矿物燃料,向大气排放大量二氧化碳等温室气体。
温室气体大量吸收地面长波辐射,使地面热量截留在温室气体内,同时大气自身气温也在升高,又以大气辐射射向地面,因而对地面有类似于温室玻璃所起的保温作用,所以叫“温室效应”。
有的学者认为,当二氧化碳浓度增加1倍时,地表气温将相应升高2.3℃左右。目前由“温室效应”引起的全球变暖,已成为全球性环境问题。
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例题3 矿物能源的大量使用,会使大气中二氧化碳的浓度不断提高;开发利用新能源,可以减少二氧化碳排放,降低大气中二氧化碳的浓度。下面甲、乙两图反映的是开发利用新能源的两种途径,据此回答下列问题。
1.居室”室内的最高温度可达22 ℃。请分析“阳光居室”是如何达到这一保温效果的?
2.开发利用新能源,能够减缓全球变暖。请根据“温室效应”的原理,解释其原因。
【1题详解】
大部分太阳辐射能透过“阳光居室”的玻璃到达室内陆面,地面吸收太阳辐射能而增温,并以长波辐射的形式把热量传递给室内大气,地面长波辐射不能穿透玻璃(而被反射回地面,从而将热量保留在居室内。同时,封闭的空间也隔绝了室内外热量的交换,加强了保温效果。
【2题详解】
开发利用新能源使大气中二氧化碳减少,大气吸收的地面辐射也会减少,大气逆辐射会变弱,大气的保温作用减弱,使气温增高趋势减缓。
04热岛效应
随着城市人口增加,城市规模扩大,城市中机动车辆、工业生产及人民生活等向外排放大量的热量。
再加上柏油路面、各种混凝土建筑物、城市绿地和水域的减少,使城市的“体温”一再升高,使城区气温高于外围郊区的这种现象,如同出露水面的岛屿,被形象地称之为“城市热岛”,此效应谓之“城市热岛效应”。
城市热岛中心,气温一般比周围郊区高1℃左右,最高可达6℃以上,特别是当天气晴朗无风的夜晚,城市热岛强度更大。
在城市热岛效应的作用下,近地面产生由郊区吹向城市的热岛环流,往往给城市带来严重的大气污染,严重影响城市的环境质量,导致人类发生各种疾病,甚至造成死亡。
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例题4 下图为“美国盐湖城热岛效应空照图”,运用大气的受热过程、热力环流相关知识和原理探究问题。据此回答下列问题。
1. 据图推测,下列说法正确的是( )
A. 市区的空气温度白天小于夜晚
B. 市区的表面温度(地面温度)和空气温度的差值夜晚大于白天
C. 市区和郊区之间的空气温度差夜晚大于白天
D. 郊区的表面温度(地面温度)白天小于夜晚
2. 导致地面温度大于空气温度的主要原因是( )
A. 削弱作用导致空气温度低
B. 地面是对流层大气的主要热源
C. 保温作用导致地面温度高
D. 地面依靠吸收大气辐射而升温
答案:1. C 2. B
【1题详解】
读图可知,实线与虚线分别表示表面温度、空气温度,白天空气温度波动较小,夜晚空气温度波动较大,市区和郊区之间的空气温度差夜晚大于白天,C正确;市区的空气温度白天略高于夜晚,A错;市区的表面温度(地面温度)和空气温度的差值夜晚小于白天,B错;郊区的表面温度(地面温度)白天大于夜晚,D错。故选C。
【2题详解】
从对流层空气的热源分析,地面是对流层大气的主要热源,对流层海拔越高气温越低,地面温度大于空气温度,B正确。大气削弱作用会使到达地面的太阳辐射减弱,使地面温度低,气温也随之降低,A错;C、D都是地面温度升高的原因,空气温度也随之升高,并非是地面温度高于空气温度的主要原因,CD都错。故选B。
05
大湖效应
大湖效应指的是冷空气遇到大面积未结冰的水面(通常是湖泊)从中得到水蒸汽和热能,然后在向风的湖岸形成降水的现象,通常是以雪的形式出现。
大湖效应产生条件:
1.有冷空气吹来。
2.冬季湖面存在“热源”。
3.暖湿气团在迎风岸登陆,遇冷气团或地形阻挡形成降雪(雨)。
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例题5 大湖效应指的是冷空气遇到大面积未结冰的水面(通常是湖泊)从中得到水蒸汽和热能,然后在湖泊迎风岸形成雨、雪、雾等现象。下图为美国五大湖区年平均降雪量(1971~2000年)的空间分布示意图。据此完成1~2题。
1.下图为五大湖区东岸附近一年中气温与水温变化示意图。由大湖效应产生降雪的主要时期是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.与大湖效应产生的降雪过程原理类似的天气系统是( )
A.暖锋 B.冷锋
C.气旋 D.反气旋
答案:1.D 2.A
【1题解析】
大湖效应指的是冷空气遇到大面积 未结冰的水面从中得到水蒸汽和热能,然后在湖泊迎风岸形成雨、雪、雾等现象。④时期,气温低于0度 ,属于强冷空气,水温较高,且与气温差值较大,是大湖效应产生的降水等现象的主要时期。
【2题解析】
大湖效应产生时,水温高于气温,冷空气经过大湖湖面,变成了带有大量水汽的暖湿气团,在迎风岸登陆,又遇到冷气团阻挡,形成降水或降雪。整个过程与暖锋降水过程相似,都是暖气团主动前进产生的。