原来山谷风,也有这么多种!

文摘   2024-11-14 19:31   浙江  
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作者:一直 | 排版:杳杳


山谷风平常考得较多,而且随着考查角度的深入,出现了一些和山谷风有关的陌生概念,如上谷风、下谷风、上坡风、下坡风等,这些内容到底该如何理解?

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 01 

不同尺度的山谷风


山谷风是在天气晴朗的山地区域,风向在昼夜之间发生反向转变的风。


制图 | 一直


地面是对流层大气的直接热源,离地面越近的空气,受地面冷热变化的影响越明显。


白天地面升温快,离地面近的大气,会吸收更多的地面辐射。相比同海拔自由大气(点A),山坡附近的(点B、C)气温更高,气流上升,气压低,吸引周围空气吹向山坡,形成谷风(左图中红色箭头)


夜晚,与同海拔自由大气(点A)相比,山坡附近空气(点B、C)受地面降温影响,气温更低,气流下沉,气压高,冷空气沿着山坡下滑,形成山风(右图中红色箭头)

理论图示中的情况比较单一,现实中地形组合情况复杂,山谷之间的风具有不同的尺度的观察视角。


如上图所示:


观察山谷横向剖面(图中黄线),坡面AC与坡面BC,组成了山谷。A、B两点位于坡上,点C位于谷地,三地之间存在一定高度差;


观察山谷纵向剖面(图中红线),DE两地之间存在明显的高度差。

按照不同空间尺度(视角),山谷风可分为以下三种:

【注】山谷风的原理相同,要区分以下三组,关键是明确空间关系,找准观察视角。


① 小尺度:斜坡风


斜坡风是一种地方性风,因坡面与其附近空气之间的昼夜热力差异而形成。其风向垂直于山谷(峡谷)

制图 | 一直


白天,空气沿着增热的坡地上升形成上坡风(谷风)
夜间,冷空气从冷却的坡地流入谷地形成下坡风(山风)


② 较大尺度:峡谷风


峡谷风是指沿着山谷(峡谷)流动的风。

制图 | 一直


白天,空气沿着山谷,由低处向上流动,形成上谷风(谷风)
夜间,冷空气沿着山谷,从高处向下流动,形成下谷风(山风)

制图 | 一直


③ 大尺度:平原-山地环流


山地—平原风,是在整个山区与平原之间空气交换过程中形成的。

制图 | 一直


白天,山地升温速度较快,盛行上升气流,平原盛行下沉气流,风从平原吹向山地,形成平原风(谷风)
夜晚,山地降温速度较快,盛行下沉气流,平原盛行上升气流,风从山地吹向平原,形成山地风(山风)

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 02 

山谷风的常见考点


考点1:山谷风效应


  • 降水


白天,上坡风、上谷风及平原风沿着山坡上行时,受山坡地形抬升,可能形成山顶积云,有时甚至出现阵雨。


夜晚,下坡风在谷地积聚,(谷地原有的)暖空气被迫抬升,在水汽充足的条件下可能形成夜间降水。


  • 逆温


夜晚山坡降温快,山坡产生的冷空气沿着山坡堆积到谷底,暖空气被迫抬升,形成上暖下冷的逆温结构。清晨最低温度出现前后,逆温层厚度达到最大值。

(一般来说,地形陡峭、相对高差大的山区,全年逆温天数多,逆温层较厚,逆温强度较大,持续时间也较长。)


如果出现逆温现象,一方面,抑制空气的对流运动,导致大气污染物难以扩散;另一方面,谷地的冷空气积聚,在冬季夜间易导致谷地农作物受低温冻害风险增高,而山坡处因气温较高,相对利于农作物生长。


【拓展阅读】逆温


【注】谷地多夜雨夜间谷地出现地形逆温,这两种现象是否矛盾呢?


一般来说,由于逆温层是下冷上暖的稳定层结(大气垂直结构),暖空气到达的高度大约在离谷底几百米的高度(逆温层顶一般位于山体相对高度的1/3-1/4处)。由于逆温的存在,这个高度的气温较高,空气容纳水汽的能力相对更强,水汽反而不易凝结。所以当地形逆温很显著时,是不利于产生山谷夜雨的。


世界上山谷很多,各地山谷的规模和局部气象状况会有很大差异,不能僵化理解成“只要是山谷就一定有夜雨”或“只要是山谷就一定有逆温”。到底会出现什么情况,需要结合实地观测信息才能做准确分析。

考点2:风向转化


一般来说,导致山谷风风向转化是两地(山坡附近和同海拔山谷上空)之间的温差变化,从没有温差到温差越来越大,再到温差消失,继而冷热倒置,温差继续增大。因此,风向转化其本质就是温差的变化规律。


山坡附近和同海拔山谷上空的温差变化并不是在日出,日落时突变的。

山谷风的风向向转换的一般规律是:
晚间约21-22时:谷风转为山风

上午约9-10时:山风转为谷风


【拓展阅读】海陆风、山谷风到底几点转风向?


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考点3:风速判断


在没有背景风影响的情况下,由于白天山坡受热所造成的温差,比夜间辐射冷却所造成的温差要大,因此谷风的风速大于山风。

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需要注意的是,山谷风总体上来说是一种局地风(地方性风),如果有更大尺度的背景风影响(如季风等)或是有其他类型局地风(如冰川风、湖陆风等)的叠加,则会在一定程度上影响山谷风的势力和维持时间。

如二者风向一致,则风速增大,持续时间延长;反之,如二者风向相反,则风速减小,持续时间缩短。


例如,冰川风在一天中风向不变,为下山风,但强度有变化。一般正午至午夜较强,午夜后至正午前较弱。所以,在有冰川分布的山谷,冰川风会加强山风的势力,削弱谷风的势力;冰川风会延长山风的时间,缩短谷风的时间。(此处仅为一般规律,具体分析仍需看试题材料)

【冰川风】由于冰川表面上空气温度比谷中同高度空气温度低,冷而重的空气在冰川上形成沿冰川向下坡方向流动的风。


【拓展阅读】背景风和局地风的关系

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除以上因素以外,地形也会对风速有一定的影响。


例如,上下谷风在峡谷间穿行时,由于谷地狭窄有明显的狭管效应,风速会增大;山风在下坡运动过程中受重力加速影响,风速也会增大。


 03 
  做完题再走~

洱海位于云南省大理市,独特的地理条件使洱海地区形成湖陆风和山谷风叠加的局地环流。下图示意洱海周边地形。据此完成下列小题。




 参考答案 

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1.B

【解析】结合材料信息可知,洱海位于云南大理市,湖泊与周边陆地比热容不同,极易形成热力环流,同时洱海位于山谷地区,极易形成山谷风,因此同时,受两个局地环流叠加的地区为乙处,该地局地环流最明显,B正确,排除ACD。故选B。


2.A

【解析】根据所学知识,洱海的比热容大于点苍山,白天洱海增温速度慢于点苍山,使得洱海湖形成高压,点苍山形成低压,风从洱海吹向点苍山,为湖风,由材料可知,洱海位于谷地,此时风也是由山谷吹向点苍山,为谷风,故该地在白天时,湖风和谷风的风向一致,相互叠加,①正确,②错误;夜晚,洱海降温的速度也慢于点苍山,使得洱海形成低压,点苍山形成高压,风从点苍山吹向洱海,为陆风;由于洱海位于谷地,此时风也是由点苍山吹向谷地,为山风,故该地在夜晚时,陆风和山风的风向也相互一致,相互叠加,③正确,④错误。故选A。




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