回归地理教材重难点02 大气的运动原理

作者：地理人来源：未知时间：2023-06-05 阅读：次字体：大中小在线投稿

大气的运动原理来自选择性必修一大气部分。
在高考中，选择题主要以图表材料切入，要求分析气温与降水的成因、分布和变化规律，锋面类型的判断和天气特征分析，气候类型的特征和分布规律等；非选择题一般是以某特定区域为背景，要求具体分析气温和降水对生产生活的影响。
气温和降水的分布规律、天气系统、气候特征仍是重要考点。高考主要的命题趋势：利用各种区域图和统计资料设置特殊情境，选择题主要考查知识点之间的联系、探究知识在实际生活中的应用；非选择题中，气温、降水、气候作为分析区域可持续发展的条件，需要从材料中获取相关信息。结合日常生活中的观察和感受，分析归纳大气受热过程原理对大气环境的影响，提升地理实践力。通过对人们的生产、生活中案例分析，探讨大气受热及大气运动等相关原理实践应用，培养人地协调观。
2022年高考，辽宁卷、广东卷有考查。

01 从地气系统分析大气的受热过程
(1)抓住下列因素，看到达地面的太阳辐射多少，分析气温的高低。
①纬度：纬度低，太阳高度角大，气温高。
②地势：海拔高，大气稀薄，光照强，白天气温高。
③天气状况：晴天白天气温高，光照强。
④日照时间：夏季白昼长，气温高。
(2)考虑下垫面情况，看地面的吸收效率，分析地面温度的高低。
①反射率：反射率大，吸热少。(冰雪＞裸地＞草地＞林地＞湿地、水域)
②比热容：比热容大，吸热慢，白天气温低。(水域＞砂石)
(3)考虑大气状况，看大气对地面的吸收能力，分析气温的高低。
①大气密度：海拔高，空气稀薄(吸收效果差)，气温低。
②大气成分：大气中含水汽、二氧化碳多，气温高。
02 从对流层的气温分布分析大气中的逆温现象
(1)逆温的表现及形成
一般情况下，对流层温度上冷下暖。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。逆温的形成主要有以下原因：

类型	发生的条件	出现的地区
辐射逆温	经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢	中高纬度大陆冬季黎明前
平流逆温	暖空气水平移动到冷的地面或气层上	中纬度沿海地区
地形逆温	主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升	盆地和谷地夜间
锋面逆温	锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著	锋面活动地区

(2)逆温现象产生的影响
①不利影响：出现在城市上空的逆温，阻碍大气的对流运动，会加重近地面的大气污染，并降低大气能见度，增加酸雨出现的概率，给人们的生命、财产带来危害。
②有利影响
a．在某些山坡或河谷地区，逆温成为一种气候资源而得到利用。例如，我国新疆的伊犁谷地，逆温现象从10月持续至次年3月，长达半年之久。逆温层提高了伊犁谷地冬季的气温，坡地上的多年生果树可不必埋土保护，从而避免或减轻了低温冻害；在这里发展冬暖式蔬菜大棚，可减少保温材料投入，提高经济效益；逆温层坡地还为当地牲畜提供了避寒越冬的理想场所。
b．由于逆温层的出现会阻碍空气垂直对流运动，因此逆温可以抑制由大风、沙尘、强对流而引起的沙尘暴的发生。
c．逆温出现在高空，对在相应空间中飞机的飞行极为有利。使飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳；同时，晴空万里提高了能见度，使飞行更加安全。

（2022·辽宁·高考真题）为保障2022北京冬奥会顺利进行，气象部门提前在云顶和古杨树赛场建立自动观测气象站。左图示意云顶赛场甲、乙气象站和古杨树赛场丙、丁气象站的位置。右图为各气象站2019年1-3月平均气温的日变化图。据此完成下面小题。

1．据图可知（）
A．白天古杨树赛场比云顶赛场最高气温低 B．傍晚云顶赛场比古杨树赛场降温速率快
C．夜间气温随海拔高度的增加而降低 D．古杨树赛场比云顶赛场昼夜温差大
2．丙气象站夜间气温低是由于（）
A．冷空气聚集多 B．水汽蒸发强 C．海平面气压低 D．降水量较大
3．古杨树赛场夜间气温的垂直变化多出现在天气图中的（）
A．等压线稀疏区 B．气旋大风区 C．等压线低值中心 D．气旋降水区
【答案】1．D2．A3．A
【解析】1．根据图示信息可知，白天位于古杨树赛场丙、丁气象站的最高气温高于云顶赛场甲、乙气象站，A错误；傍晚古杨树赛场丙、丁气象站降温速率快于云顶赛场甲、乙气象站，B错误；根据图示信息可知，丁地海拔高于丙地，其夜间气温高于丙地，C错误；古杨树赛场丙、丁气象站的昼夜温差大于云顶赛场甲、乙气象站，D正确。所以选D。
2．根据图示信息可知，丙地海拔较低，为山谷地形，该地位于我国东部季风区，冬季受西北风影响显著，来自西北方向的冷空气受到地形的阻碍，在丙地不断聚集，导致丙地气温较低，A正确；该地气温较低，水汽蒸发较弱，B错误；海平面气压对于丙地夜间气温影响较小，C错误；该地为温带季风气候，冬季降水量较小，D错误。所以选A。
3．根据图示信息可知，古杨树赛场丙气象站气温低于丁气象站，说明近地面气温较低，随着海拔高度的上升，气温升高，对流运动较弱，大气性质稳定。等压线稀疏区大气性质稳定，以晴朗天气为主，可以出现此种现象，A正确；气旋大风区、等压线低值区、气旋降水区，都是低压中心，近地面为热源，大气运动剧烈，不符合该地在垂直方向上的气温变化，BCD错误。所以选A。
【点睛】影响气温的因素：1、纬度（决定因素）：影响太阳高度、昼长、太阳辐射量、气温日较差，年较差（低纬度地区气温日、年较差小于高纬度地区）；2、地形（高度、地势）：阴坡、阳坡，不同海拔高度的山地、平原、谷地、盆地（如：谷地盆地地形热量不易散失，高大地形对冬季风阻挡，同纬度山地比平原日较差、年较差小等）；3、海陆位置：海洋性强弱引起气温年较差变化；4、洋流（暖流：增温增湿；寒流：降温减湿）；5、天气状况（云雨多的地方气温日、年较差小于云雨少的地方）；6、下垫面：地面反射率（冰雪反射率大，气温低）；绿地气温日、年较差小于裸地；7、人类活动：热岛效应、温室效应等。
（2022·辽宁·高考真题）水分利用效率是指植物消耗单位质量的水所固定二氧化碳（或生成干物质）的量，一般表述为单位时间，单位面积内光合作用合成的有机物质总量与实际蒸散发量（蒸发量和植物蒸腾量）的比值。据此完成下面小题。
4．自然状态下，下列选项中水分利用效率最低的是我国（）
A．7月的热带季雨林 B．12月的热带季雨林 C．7月的落叶阔叶林 D．12月的落叶阔叶林
5．最可能提高祁连山区高寒草甸年均水分利用效率的是（）
A．生长季结束时间提前 B．月平均风速均减小
C．生长季降水比例降低 D．月平均温度均降低
【答案】4．D5．B
【解析】4．阅读材料，结合所学知识可知，水分利用效率一般表述为单位时间，单位面积内光合作用合成的有机物质总量与实际蒸散发量（蒸发量和植物蒸腾量）的比值，要使水分利用效率最低，也就是单位面积内光合作用合成的有机物质总量较小，而蒸散发量较大。我国7月的热带季雨林，高温多雨，降水量大，因此单位面积光合作用合成的有机质总量较大，故A错误；7月的温带落叶阔叶林属于温带季风气候，夏季高温多雨，因此夏季单位面积光合作用合成有机质量较大，因此水分利用效率较大，故C错误；12月的热带季雨林，气温较高，气候干旱，因此单位面积光合作用合成的有机质总量较小，且由于气候干旱，蒸散发量较大，因此比值较小，而12月的温带落叶阔叶林，12月属于冬季，温带落叶阔叶林冬季树叶已经掉落，没有叶面进行光合作用，因此水分利用率最低，故D正确。答案选择D。
5．根据题意，结合所学知识可知，祁连山属于我国地势的一二级阶梯分界线，深居内陆，海拔较高，其高山草甸年均水分利用效率较低，因此要提高水分利用率，可以提高单位面积的水量，使其水分增加，单位面积光合作用的合成有机质总量增加，故C错误；高山草甸的生长季结束时间提前，说明气温降低，而气温降低，将会减缓光合作用的速率，从而导致合成的有机质总量减少，故AD错误；月平均风速减小会减少蒸发量和蒸腾量，从而使水分利用效率提高，故B正确。答案选择B。
【点睛】高寒草甸是祁连山区的优势植被类型，不但是当地重要的畜牧业生产基地，而且还发挥着极其重要的水源涵养、碳储存和生物多样性维持等生态服务功能。放牧是草地最主要的利用方式。科学的放牧不但能够有效提高草地的生产力、维持较高的生物多样性，而且能够促进草地生态服务功能的正常发挥。
（2022·江苏·统考高考真题）2022年3月25—30日，北美部分地区受到冷空气影响，出现降温。下图为“冷空气影响期间降温范围及31日地面天气形势图”。据此完成下面小题。

6．影响图中降温区分布特点的因素是（）
A．海陆位置 B．地形格局 C．植被覆盖 D．洋流性质
7．因受暖锋影响，31日最可能的降水区域是（）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
8．造成此次降温的天气系统，31日已移向（）
A．太平洋 B．大西洋 C．北冰洋 D．墨西哥湾
【答案】6．B7．D8．D
【解析】6．阅读图文材料，结合所学知识可知，北美大陆地形西侧是世界最长的山系北段落基山脉，图示区域中东侧是美国的阿巴拉契亚山脉，中间是广阔的中央大平原，材料显示该时段北美受冷空气的影响，出现图示降温的区域为中央大平原区域，因此主要受到地形格局的影响，导致降温区分布状况，故B正确；海陆位置影响，应该是沿海和内陆的差异，一般呈现递增或递减，但图示区域不是，故A错误；北美大陆中，美国的中部和东部植被覆盖率都较高，故C错误；洋流性质影响海洋沿岸地区，但是图示区域降温不是沿海，故D错误。答案选择B。
7．观察图中信息可知，图中出现锋面气旋，北半球气旋呈逆时针辐合运动，在低压中心西侧槽线上，受来自北面冷空气的影响，甲、乙、丙三附近均形成冷锋，ABC与题意不符；丁处位于低压中心东侧槽线附近，南面暖气团主动向北面冷气团推进形成暖锋，暖锋是锋前降雨，丁位于锋前，若是水汽足够，最有可能发生降水，D正确。故答案选择D。
8．结合第1小问结论可知，该降温天气系统的移动受到两侧山脉的阻挡，冷空气自北向南移动，因此天气系统被迫向南移动，31日最可能移动向墨西哥湾，D正确，C错误；太平洋位于天气系统西侧，被落基山脉阻挡，大西洋位于天气系统东侧，被阿巴拉契亚山脉阻挡，因此不太可能移动向太平洋和大西洋，AB错误。答案选择D。
【点睛】冷锋过境特点：冷锋过境前：由单一暖气团控制，气温较高、天气晴朗、气压较低；过境时：大风、降温、阴雨（降水集中在锋后，锋前也有）；冷锋过境后：由冷气团控制，气温低，气压高，天气逐渐转晴。
（2023·河南郑州·统考二模）呼伦湖（左图）为内蒙古地区最大湖泊，受湖泊自身特征和区域内气象因素等影响，呼伦湖不同部位冰情复杂。在呼伦湖湖冰冻结消融过程中，湖泊南部是最早开始结冰的区域。右图为呼伦湖封冻期与气温关系示意图。据此完成下面小题。

9．呼伦湖南部水域结冰最早的原因最可能是（）
A．湖泊盐度较低 B．湖泊深度较大 C．湖泊水域封闭 D．纬度位置较高
10．受大风天气影响，呼伦湖融冰最早的区域是（）
A．西南部湖区 B．西北部湖区 C．东南部湖区 D．东北部湖区
11．呼伦湖封冻期（）
A．长短与同时段平均气温呈正相关 B．累积负积温高，结冰早
C．累积负积温低，封冻时间长 D．同时段平均气温和累积负积温呈负相关
【答案】9．C10．B11．C
【解析】9．由图文资料可知，南部地区无河流注入，湖泊盐度相对高，A错误；材料信息无法判断湖泊深度，B错误；湖区冬季大风天气较多且以西北风为主，导致呼伦湖西北岸一带在初冰期刚结的冰被风吹到东南岸并大量累积，所以湖东南岸较西北岸结冰早；呼伦湖南部湖泊水域面积较小，轮廓封闭，“南部较浅"，为浅水湖湾，所以南部湖水储热较少，受陆地降温快的影响大，南部湖水降温冷却快，开始结冰的时间较早。C正确；南部地区纬度较低，D错误。故选C 。
10．从风速上分析，强风对湖冰冰情造成影响的主要是风速较大时会加快湖面空气流通，在融冰期间，强风天气会加大湖面的风浪，冰会因风浪冲击作用而破裂成块，使开始融化的湖冰破碎，加快融化速率；大风天气使得开始融化的湖冰更加脆弱，会被风吹散吹乱并形成较多较大的冰面裂缝，从而加快了湖冰的消融速率。在融冰期由于西北风的影响，使得西北岸的融化破碎的冰块被风吹到东南岸并大量累积，使东岸的冰融化则相对较慢。B正确；A、C、D错误。故选B.
11．由图文资料可知呼伦湖封冻期长短与同时段平均气温呈负相关，A错误；冬季气温初始降温早，结冰早，与累积负积温关系不大，B错误；累积负积温低，说明低温期延续时间长，有利于封冻，封冻时间长，C正确；读图可知同时段平均气温和累积负积温呈正相关，D错误。故选C。
【点睛】湖水的结冰一般影响因素：温度、盐度、水量、风速、地形、地质条件（地热）。
（2023·浙江嘉兴·统考二模）极地急流是中纬度高空中一条狭长蜿蜒几千千米的快速风带，冬季风速明显快于夏季，其核心位置风速更快，对中纬度天气具有重要影响。下图为北美大陆中部1月份200hp等压面高度场（单位：米）分布示意图。完成下面小题。

12．图示四地中，处于极地急流核心位置，且风向正确的是（）
A．甲地南风 B．乙地西北风 C．丙地东风 D．丁地西南风
13．极地急流冬季风速快于夏季，其原因是冬季（）
A．海陆热力差异更明显 B．高空摩擦力更小
C．南北间地面温差较大 D．地转偏向力较大
【答案】12．D13．C
【解析】12．根据所学知识，一般来说，海拔越高，气压越低，图中显示的气压都是200百帕，而200百帕的气压海拔整体向北方降低，说明南方高空气压高，北方高空气压低，故该图可以当成高空同一水平面的等压线图来判读，数字越大气压越高。材料提到“极地急流是中纬度高空中一条狭长蜿蜒几千千米的快速风带，冬季风速明显快于夏季，其核心位置风速更快”，因此核心位置即风速最大处，结合图示可判断，甲、丁处密集，气压梯度力大，风速大。结合所学知识，高空风风向平行于等压线，结合地转偏向力判断，甲为西南风，乙为东北风，丙为偏东风，丁为西南风。因此符合条件的为丁地，风向为西南风。故选D。
13．冬夏季节海陆轮廓不变，海陆热力性质不变，A错误；高空摩擦力与季节无关，冬夏季节均较小，B错误；冬季南部正午太阳高度大、昼长，温度高，北部正午太阳高度小、昼短，温度低，南北温差大，气压差大，风速快，C正确；地转偏向力只能改变风向而不能改变风速，D错误。故选C。
【点睛】高空风受水平气压梯度力、地转偏向力影响，风向与等压线平行；近地面风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力影响，风向斜穿等压线。
（2023·重庆·重庆市万州第二高级中学统考模拟预测）山地高原等大地形区对天气系统的运动有重要影响。下图分别为我国某地区某年份1月12日等温线随海拔变化状况（单位:℃），同一时间风速随海拔变化状况（单位：m/s，正值和负值代表不同的风向）。据此完成下面小题。

14．该日控制图示区域的天气系统是（）
A．暖锋 B．冷锋 C．准静止锋 D．反气旋
15．甲地该日的天气状况和风向最可能是（）
A．晴朗西北风 B．晴朗东北风 C．阴雨西北风 D．阴雨东北风
【答案】14．C15．D
【解析】14．观察两幅图可以发现山地高原两侧的风向相反，甲地温度5度以下，山地另一侧的温度在15度左右，说明甲地一侧是冷气团，另一侧为暖气团，气团性质不一样；读右图看出，山地高原两侧风速较小，说明冷暖气团势力相当，冷暖气团相遇时未对当地气温产生较大影响，所以当日图示地区的天气系统最可能为准静止锋， ABD错误，C 正确。故选C。
15．根据上题，准静止锋带来的是阴雨天气，AB错误；1月12日是我国的冬季，我国冬季风是东北风或西北风，甲地风力较大且山地高原另一侧无风，说明甲地为冬季风的迎风坡，另一侧位于冬季风的背风坡。甲位于高原山地的东侧，故风向最可能是东北风。C错误，D正确，故选D。
【点睛】冷锋是指冷气团主动向暖气团移动形成是锋面，暖锋是暖气团主动向冷气团移动形成是锋面，准静止锋是冷暖气团势力相当，使锋面来回摆动的锋。
（2023·天津·校联考一模）降水转化率指降水云系中，统计时段内产生的实际降水量与可能最大降水量（即大气中所含水汽量）的比值，能直观反映出一个地区空中云水资源的开发潜力。通常某一地区在大气水汽含量一定的情况下，降水转化率越低，其空中云水资源开发潜力越大。研究发现，三江源地区年均降水转化率仅15%左右，其余85%的水汽都越境而过。全年高值中心均出现在黄河源区和澜沧江源区。下图示1979～2016年三江源地区年均降水转化率的空间分布。据此完成下面小题。

16．在大气水汽常年稳定的情况下，三江源地区云水资源的开发潜力（）
①南部低于北部②南部高于北部③从东南向西北逐渐增大④从东南向西北逐渐减小
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
17．不同季节，三江源地区降水转化率存在差异，主要表现为（）
A．夏季最小，冬季最高 B．夏季最高，冬季最小
C．春秋最高，夏季最小 D．春秋最小，冬季最高
18．三江源地区越境而过的水汽主要输往我国（）
A．青藏高原西部 B．西北地区 C．青藏高原南部 D．东部地区
【答案】16．A17．B18．D
【解析】16．由图可以看出，三江源地区降水转化率大致由东南向西北逐渐减小且南高北低，结合材料信息“通常某一地区在大气水汽含量一定的情况下，降水转化率越低，其空中云水资源开发潜力越大”可以判断出该地区云水资源的开发潜力由东南向西北逐渐增加且南低北高，①③正确，②④错误，故选A。
17．三江源地区夏季受西南季风影响，水汽充足，同时地表温度较高，气流上升运动剧烈，易成云致雨，降水转化率较高；同理冬季水汽较少，且地表温度较低，降水转化率较小，春秋季居中，综上所述，B正确，ACD错。故选B。
18．本地区大气中未转化为降水的水汽受地形西高东低及西风（三江源多位于西风带，受高空西风影响大）影响主要输往我国东部地区，D正确，排除ABC，故选D。
【点睛】影响青藏高原乃至亚洲地区的季风是来自印度洋的印度季风和来自太平洋的东亚季风。因为海洋和陆地受热不同，在陆地和海洋面形成了不同的气压，青藏高原的高原面受热后，空气被加热，不断上升，印度洋和太平洋上的水汽开始填补高原面空气受热上升后形成的空缺，于是就在海洋和陆地之间形成了泵吸效应。
19．（2023·重庆万州·重庆市万州第二高级中学校考模拟预测）阅读图文资料，完成下列要求。
新疆中部的天山为新疆干旱区的“湿岛”。天山夏季降水较少，但冬季降雪丰沛，并且其西部降雪比东部丰富。在全球气候变暖背景下，近31年来天山西部中山带冷季气温升高了0.8℃，同时冷季降水量年平均增长率为0.12%，中山带的积雪长期以来呈增加趋势，近26年来年最大积雪深度年平均增长率为1.43%。下图分别为天山西部中山带的冷季降水量和气温时间序列及其拟合直线图。

(1)简要分析天山夏季降水较少，但冬季降雪丰沛，并且其西部降雪比东部丰富的自然原因。
(2)对比天山西部中山带冷季降水与气温变化的异同。
(3)简要说明天山西部中山带积雪年际变化与冷季气温和降水年际变化的相关关系。
【答案】(1)原因：天山位于中纬度地带中部，呈东西走向；夏季西风带北移，天山地区受大陆气团影响，降水较少；冬季西风带南移，天山西部成为迎风坡，降雪比东部丰富。
(2)异同：冷季降水与气温变化的拟合直线都呈上升趋势；降水的上升趋势更明显；相对于拟合值，降水的波动幅度更大一些。
(3)关系：虽然冷季气温有所上升，但是仍然处在0℃以下，降水保持以降雪的形式出现，因此积雪的年际变化与冷季气温的年际变化呈较弱的负相关关系；积雪的年际变化与冷季降水的年际变化呈显著的正相关关系；冷季降水变化对积雪增加的贡献比由于冷季气温升高而造成积雪减少的贡献大。
【分析】本大题以天山西部中山带气候变化资料和中山带的冷季降水量和气温时间序列及其拟合直线图为材料设置试题。涉及降水的影响因素、气温差异、气温和降水的年际变化等知识点。考查读图能力和对比分析能力，培养学生正确的人地协调观。
【详解】（1）天山纬度大致在40°N左右，呈东西走向，夏季直射点北移，风带随直射点往北移动，西风带随之往北移动，西风带远离天山，此时天山地区受本地大陆干热气团影响，降水较少；冬季西风带南移，天山西部受西风带控制，且是迎风坡，降水丰富，天山海拔较高，天气寒冷，以降雪为主，天山东坡是背风坡，降雪较少。
（2）从材料中可以看出冷季降水与气温变化的拟合直线都呈上升趋势；降水的上升趋势更明显；相对于拟合值，降水的波动幅度更大一些。
（3）近31年来天山西部中山带冷季气温升高了0.8℃，虽然冷季气温有所上升，但是从气温时间序列及其拟合直线图看仍然处在0℃以下，降水保持以降雪的形式出现，因此积雪的年际变化与冷季气温的年际变化呈较弱的负相关关系；从冷季降水量时间序列及其拟合直线图看出冷际降水量为正值，同时冷季降水量年平均增长率为0.12%，说明积雪的年际变化与冷季降水的年际变化呈显著的正相关关系；冷季降水变化对积雪增加的贡献比由于冷季气温升高而造成积雪减少的贡献大。