一、空气与外界交换热量的方式
1、传导 依靠分子的热运动,将热量从一个分子传递给另一个分子。有温度差异时就会有传导。
2 、辐射 以长波方式进行。由于地面平均温度高于大气,辐射交换使大气净增热量。
3 、对流、湍流 对流指由于地表性质差异,受热不均等所引起的空气大规模有规则的升降动。对流使低层空气热量较快传到高层。湍流指小规模不规则的涡旋运动。湍流使相邻气团之间发生混合,从而交换热量。
4 、潜热交换 蒸发时,水变成水汽,吸收热量。水汽凝结,释放潜热,被空气吸,地面的热量被输送到空气中。地面蒸发的水分远比凝结的水分多,通过水分相变,地面失去热量,大气获得热量。
三、气温的日变化
大气的受热过程实质就是一个热量的传输过程。
当地地方时正午12时,太阳辐射最强;
当地方时约13时,地面辐射最强,地温最高;
地方时约14时,大气辐射最强,气温最高。
总体上,当大气热量由盈余转为亏损这一刻,气温最高。
特别要注意大气热量的收入项与支出项。 故一天中气温最高值出现于午后2时前后,气温最低值出现于日出前后。当太阳辐射大于地面辐射的时段,大气热量处于累积盈余时间,气温逐步上升,当地面辐射大于太阳辐射时问,大气热量逐渐损损,气温下降。
另外,一天中受天气因素影响,云量变化大,故到达地面的太阳辐射量变化也大,故气温变化曲线变幅有时很大。
四、焚风效应
因为水汽已经在迎风坡耗散,一旦风继续越过山顶吹向背风坡,就产生了焚风。所以焚风吹来时,气温迅速增高,湿度显著减小,山体背风侧降水很少,形成雨影区,这就是典型的焚风效应。因为背风坡异常干热,容易引发森林火灾虫灾和等现象。
五、干绝热递减率与湿绝热递减率
当一块空气从地面上升时,虽然它并没有得到或失去热量,但上升后的气块因压力降低而膨胀,气块为了克服膨胀而做功,消耗一部分内能,以致气块温度下降。当空气块下降时,因外界压力增大,对它做功,使气块受到压缩,空气的内能增加,气块温度也就升高了。干空气块(或在升降过程中未发生水蒸汽相变的湿空气块)温度变化的数值叫干绝热递减率γd,干空气上升过程中,由于水汽较少,所以降温作用就比较大,经理论计算,γd=1℃/100米未饱和空气绝热减温率,近似地等于1 ℃ /100米;
饱和空气上升则按湿绝热减温率γm降温。一般而言,含水量较大的空气,其垂直递减效率要更高,因为空气上升过程中遇冷会使得水汽变为液态水珠,而饱和空气上升到露点温度以下时,水汽产生凝结,因凝结释放潜热,抵消了部分因绝热上升所引起的降温,一般为0.6℃/100米,被称为湿绝热垂直递减率。
六、例题分析
焚风效应是由山地引发的一种局地范围内的空气运动形式。一般发生在背风坡地区,使气温比迎风坡异常变高。湿绝热变化过程中随着水汽凝结会有热量的释放,导致其气温垂直递减率偏低。下图为某山体两个坡向气温垂直分布理论模式。
1.关于图中的判读正确的是
A.曲线a反映的是湿绝热变化规律B.曲线b现象一般会出现焚风效应C.④处气温比①大致高12℃
D.曲线b②至③区间的变化是因为水汽凝结释放热量
2.下列地理现象是与焚风效应无关的是
A.澳大利亚西海岸出现热带荒漠B.大分水岭西侧草原植被
C.安第斯山脉南段的东侧出现温带荒漠
D.云南怒江谷地出现热带、亚热带稀疏草原
参考答案
1~2DA
试题分析
第1题:湿绝热会使气温垂直递减率降低,图中a曲线反映气温垂直递减率大于6℃每千米,故A错误。b曲线显示随着高度从3000米下降到500米气温只升高了10℃,不符合焚风气温高于迎风坡的特点,B错误。A曲线垂直递减率大致是8℃/千米,④处气温应为23℃,①处气温为15℃,故C错误。②至③区间海拔上升了3500米,气温只升高了10℃,气温垂直变化率较低,根据材料描述应为水汽凝结释放热量导致出现湿绝热。D正确。
第2题:澳大利亚西海岸出现荒漠的原因是位于回归线附近常年受副高控制干燥少雨导致的,与焚风无关,A正确。大分水岭西侧的草原植被出现原因是山地阻挡了东南信风在山地背风坡的雨影区出现焚风导致气候干燥形成的;安第斯山脉南段东侧出现温带荒漠的原因是山地阻挡了盛行西风导致背风坡出现焚风形成的;云南怒江谷地出现热带亚热带草原是因为西南季风被阻挡形成的焚风导致的。故选择A。
太阳辐射直接投射到地面的部分被称为(太阳)直接辐射。太阳辐射被大气、尘埃等散射后,向下到达地面的部分被称为(太阳)散射辐射。喀什位于新疆西南部,气候干旱。近年来,喀什地区太阳直接辐射、散射辐射年际变化和季节变化明显,其中春季散射辐射最强。下图示意2001—2019年喀什年直接辐射量变化。据此完成下面小题。
3.导致2001—2019年喀什地区年直接辐射量变化的原因是
A.气候干旱,太阳活动逐年减弱 B.地形平坦,光照被山体阻挡小
C.经济发展,城镇化率明显提高 D.气候变化,年降水量有所减少
4.喀什地区春季散射辐射最强的原因可能是
A.多大风、沙尘天气
B.气温回升,冰雪融化
C.日照长,太阳高度大
D.海拔高,大气较稀薄
5.下列现象与散射辐射有关的是
A.海边气候温和
B.天空呈蔚蓝色
C.阴雨天温差小
D.山顶气温较低
参考答案
3.D 4.A 5.B
试题分析
3.太阳活动大约是以11年为一个周期,2001—2019年太阳活动不会逐年减弱,A错误;光照被山体阻挡不会随时间尺度出现年际变化,B错误;城镇化率对年直接辐射量影响较小,C错误;随着气候变化,该地年降水量减少,达到地面的太阳辐射增加,年直接辐射量增加,D正确。所以选D。
4.喀什地区春季植被覆盖率较低,多大风、沙尘天气,空气中尘埃较多,对太阳辐射的散射作用较强,散射辐射最强,A正确;冰雪融化对于散射影响较小,B错误;春季的日照时间不如夏季长、太阳高度角不如夏季大,C错误;海拔高大气稀薄不会导致散射辐射出现季节差异,D错误。所以选A。
5.海边气候温和是由于海陆热力性质差异导致的,A错误;天空呈现蔚蓝色,是因为大气对对太阳辐射散射导致的,B正确;阴雨天温差小,是因为大气保温作用和削弱作用导致的,C错误;山顶气温较低,是由于大气受热过程导致的,D错误。所以选B。