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气流上升主要有以下几种方式。
一、热力作用引起的气流上升
1. 近地面空气受热
(1)在晴朗的白天,地面吸收太阳辐射而升温,使得近地面的空气受热膨胀。
热空气密度变小,产生上升运动。
例如,在沙漠地区,由于沙石比热容小,白天升温快,近地面空气迅速受热上升,形成强烈的对流。
(2)城市热岛效应也会导致近地面空气受热上升。城市中的建筑物、道路等大量的人工表面吸收和储存了太阳辐射热,使得城市气温高于周边郊区。这种温差使得城市近地面的空气受热上升,而郊区的冷空气则向城市流动,形成城市热岛环流。
2. 锋面抬升
(1)当冷暖空气相遇时,形成锋面。暖空气较轻,会沿着锋面向上爬升。例如,在暖锋天气中,暖空气主动向冷空气移动,在锋面处缓慢上升。随着暖空气的上升,水汽冷却凝结,形成连续性降水。
(2)冷锋也会引起气流上升,但相对暖锋来说,冷锋的上升运动更为剧烈。冷锋过境时,冷空气迅速推动暖空气上升,常常带来狂风、暴雨等强对流天气。
二、地形作用引起的气流上升
1. 地形抬升
(1)当气流遇到山脉等地形障碍时,被迫抬升。
在迎风坡,气流随着地形的升高而上升,气温逐渐降低,水汽冷却凝结,形成降水。
例如,喜马拉雅山脉的南坡,来自印度洋的暖湿气流被山脉抬升,形成丰富的降水,使得这一地区成为世界上降水最多的地区之一。
(2)不同的地形对气流的抬升作用程度不同。高大的山脉能够强烈地抬升气流,形成大量降水;而低矮的丘陵对气流的抬升作用相对较弱。
2. 山谷风
在山区,白天山坡上的空气比同高度的山谷上空的空气升温快,暖空气沿山坡上升,形成谷风。夜晚,山坡上的空气比同高度的山谷上空的空气降温快,冷空气沿山坡下沉,形成山风。山谷风的昼夜交替变化会引起局部地区的气流上升和下降运动。
三、动力作用引起的气流上升
1. 气旋辐合上升
(1)气旋是低压中心,空气在气压梯度力的作用下向中心辐合。
由于空气的辐合运动,使得气流在气旋中心附近被迫上升。
例如,台风是一种强烈的热带气旋,中心气压极低,周围的空气向中心辐合上升,形成狂风暴雨的天气。
(2)气旋的强度和规模不同,气流上升的速度和高度也有所差异。强气旋能够引起强烈的上升运动,带来暴雨、大风等灾害性天气;弱气旋的上升运动相对较弱,降水也较为温和。
2. 空气对流上升
(1)在不稳定的大气条件下,空气容易发生对流运动。当底层空气受热或受到其他因素的扰动时,会产生强烈的上升运动。例如,在夏季的午后,地面强烈受热,使得近地面的空气层变得不稳定,容易形成对流云。对流云发展旺盛时,会产生雷暴、冰雹等强对流天气。
(2)空气对流上升的高度取决于大气的稳定程度和上升气流的强度。在非常不稳定的大气条件下,上升气流可以达到很高的高度,形成高耸的积雨云。
四、小题大做
1.阅读图文资料,完成下列要求。
龙卷风是大气中强烈的涡旋现象。湿热气团强烈抬升,产生了携带正电荷的云团。一旦正电荷在云团局部大量积聚,吸引携带负电荷的地面大气急速上升,在地面就形成小范围的超强低气压,带动汇聚的气流高速旋转,形成龙卷风。如图示意美国本土龙卷风发生频次的分布。在美国龙卷风多发区,活跃着“追风人”,他们寻找、追逐、拍摄龙卷风,为人们提供龙卷风的相关信息。
(1)读图,指出龙卷风多发区湿热气团的主要源地、抬升的原因,以及气流发生旋转的原因。
(2)分析美国中部平原在龙卷风形成过程中的作用。
(3)解释美国中部平原龙卷风春季高发的原因。
(4)说明龙卷风被人们高度关注的理由。
【答案】
(1)主要源地:墨西哥湾。抬升原因:与北来的冷干气流(气团)交汇,湿热空气抬升;(地处中低纬,太阳辐射较强)下垫面温度较高,(湿热)空气受热抬升;湿热空气抬升过程中,水汽凝结,释放热量,加热并进一步抬升空气。旋转原因:地转偏向力的作用。
(2)地势平坦,对气流旋转阻挡作用弱(摩擦力小);平原南北延伸,面积广大,利于(南北向)冷暖气团交汇。
(3)北美大陆春季中低纬升温快,南北温差加大,气压梯度大,冷暖空气交汇频繁、强烈。
(4)强烈的涡旋,从地面至云端,壮观;历时短,局地性强,不易见到;破坏力大,对生命财产构成巨大威胁。
五、知识扩展
1、台风、龙卷风的实质:
龙卷风和台风都是气旋,低压系统。
2、龙卷风的形成条件:
(1)湿热空气抬升强烈(下垫面炎热,湿热空气上升;冷暖空气相遇,湿热空气抬升)。
(2)有云层内部上下温差大,造成冷空气下降、热空气上升的小漩涡;漩涡与风结合,加强了气旋,气旋向地面和高空延伸。
(3)有地转偏向力。
(4)地面摩檫力小。
3、龙卷风、台风的区别:
(1)形成源地不同:龙卷风可形成于陆地,也可形成于海洋,而台风形成于海洋。
(2)持续时间长短不同:龙卷风持续时间短。
(3)影响范围大小:台风影响范围大。
(4)破坏力大小:龙卷风破坏力很大,但台风破坏性更强。
(5)可预报性:台风可预报性强。
(6)出现频率大小:龙卷风出现频率小。
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图片:网络
文章来源丨理想树高中
编辑丨庄智合
审核丨黄振付
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