對(duì)流層氣溫垂直遞減
對(duì)流層大氣距離地面愈高,所吸收的長(zhǎng)波輻射能便愈少。因此,在對(duì)流層范圍內(nèi),氣溫隨海拔升高而降低。氣溫隨高度變化的情況,用單位高度(通常取100米)氣溫變化值來(lái)表示,即℃/100米,稱(chēng)為氣溫垂直遞減率,簡(jiǎn)稱(chēng)氣溫直減率γ。從整個(gè)對(duì)流層平均狀況來(lái)看,海拔每升高100米,氣溫降低0.6℃。
焚風(fēng)效應(yīng)
焚風(fēng)效應(yīng)是發(fā)生在山地的一種特殊大氣現(xiàn)象。比較潮濕的空氣在迎風(fēng)山玻上升時(shí),水汽凝結(jié)成云雨,到山頂后已變得比較干燥,然后沿著背風(fēng)坡下沉增溫,此時(shí)空氣便變得更加干燥和炎熱,這股又干又炎熱的氣流便是焚風(fēng)。
在山地迎風(fēng)坡一側(cè),氣流上升,在對(duì)流層中,海拔每上升100米,氣溫下降0.6攝氏度。但其實(shí)這個(gè)規(guī)律僅僅是針對(duì)上升過(guò)程,在上升過(guò)程中,溫度會(huì)按照濕絕熱直減率(0.5-0.6℃/100m)降溫。但是在下降過(guò)程中,并非如此。
干絕熱遞減率與濕絕熱遞減率
當(dāng)一塊空氣從地面上升時(shí),雖然它并沒(méi)有得到或失去熱量,但上升后的氣塊因壓力降低而膨脹,氣塊為了克服膨脹而做功,消耗一部分內(nèi)能,以致氣塊溫度下降。當(dāng)空氣塊下降時(shí),因外界壓力增大,對(duì)它做功,使氣塊受到壓縮,空氣的內(nèi)能增加,氣塊溫度也就升高了。這種空氣塊的運(yùn)動(dòng),會(huì)使大氣形成不同的溫度層結(jié)。
干空氣塊(或在升降過(guò)程中未發(fā)生水蒸汽相變的濕空氣塊)溫度變化的數(shù)值叫干絕熱遞減率γd,干空氣上升過(guò)程中,由于水汽較少,所以降溫作用就比較大,經(jīng)理論計(jì)算,γd=1℃/100米未飽和空氣絕熱減溫率,近似地等于1 ℃ /100米;
飽和空氣上升則按濕絕熱減溫率γm降溫?!ひ话愣?,含水量較大的空氣,其垂直遞減效率要更高,因?yàn)榭諝馍仙^(guò)程中遇冷會(huì)使得水汽變?yōu)橐簯B(tài)水珠,而飽和空氣上升到露點(diǎn)溫度以下時(shí),水汽產(chǎn)生凝結(jié),因凝結(jié)釋放潛熱,抵消了部分因絕熱上升所引起的降溫,一般為0.6℃/100米,被稱(chēng)為濕絕熱垂直遞減率。
焚風(fēng)效應(yīng)詳解
有一潮濕氣團(tuán)在山的迎風(fēng)坡上升時(shí)溫度為15℃,越過(guò)一座相對(duì)高度為4000米的山脈。如果水汽的凝結(jié)高度為1000米,在凝結(jié)高度以下,氣流上升其溫度逐漸降低,每上升100米,約下降1℃(氣象學(xué)上稱(chēng)之為干絕熱遞減),當(dāng)氣流升到1000米時(shí),這時(shí)空氣溫度只有5.0℃。以后再上升,因水汽凝結(jié)要放出潛熱能,上升氣流溫度降低將減慢,每上升100米,溫度約降低0.6℃(濕絕熱遞減)。這樣氣流升到了4000米處,其溫度降為-13.0℃。
當(dāng)上升氣流中水汽大部分或全部凝結(jié)并降落在山的迎風(fēng)面以后,便成為比較干的空氣,它在山脊的背風(fēng)面按干絕熱遞增率下沉增溫,即每下降100米大約要升高1.0℃。所以當(dāng)氣流下沉到山谷時(shí),它的溫度可達(dá)27℃(即-13.0℃+40.0℃=27.0℃)。它比迎風(fēng)面上同一高度處的溫度增高了12.0℃,加之此時(shí)空氣干燥,氣流就變成了干熱氣流,這種干熱氣流也稱(chēng)為焚風(fēng)效應(yīng)。
焚風(fēng)的分布
在我國(guó)各地也可以見(jiàn)到它的蹤影,如喜馬拉雅山、橫斷山脈、二郎山等高大山脈的背風(fēng)坡,都有極為強(qiáng)烈的焚風(fēng)效應(yīng)。地處太行山東麓的石家莊年平均焚風(fēng)為19天,最多的年份可達(dá)49天。
在世界各地山脈幾乎都有類(lèi)似的風(fēng),對(duì)類(lèi)似的現(xiàn)象還有類(lèi)似的地區(qū)性的稱(chēng)呼,比如在我國(guó)的四川瀘州地區(qū)稱(chēng)這樣的風(fēng)為火風(fēng),智利的安第斯山脈這樣的焚風(fēng)被稱(chēng)為帕爾希風(fēng)(Puelche),在阿根廷同樣的焚風(fēng)被稱(chēng)為Zonda,美國(guó)落基山脈東側(cè)的焚風(fēng)叫欽諾克風(fēng)(Chinook),在加利福尼亞州南部被稱(chēng)為圣安娜風(fēng)(Santa Ana),在墨西哥被稱(chēng)為倉(cāng)裘風(fēng)(Chanduy)。一般來(lái)說(shuō),在中緯度相對(duì)高度不低于800~1000米的任何山地都會(huì)出現(xiàn)焚風(fēng)現(xiàn)象,甚至更低的山地也會(huì)產(chǎn)生焚風(fēng)效應(yīng)。
焚風(fēng)的影響
“焚風(fēng)”在世界很多山區(qū)都能見(jiàn)到,但以歐洲的阿爾卑斯山,美洲的落基山,原蘇聯(lián)的高加索最為有名。阿爾卑斯山脈在刮焚風(fēng)的日子里,白天溫度可突然升高20℃以上,初春的天氣會(huì)變得像盛夏一樣,經(jīng)常發(fā)生火災(zāi)。強(qiáng)烈的焚風(fēng)吹起來(lái),能使樹(shù)木的葉片焦枯,土地龜裂,造成嚴(yán)重旱災(zāi)。
焚風(fēng)的害處很多。它常常使果木和農(nóng)作物干枯,降低產(chǎn)量,使森林和和村鎮(zhèn)的火災(zāi)蔓延并造成損失。焚風(fēng)在高山地區(qū)可大量融雪,造成上游河谷洪水泛濫;有時(shí)能引起雪崩。如果地形適宜,強(qiáng)勁的焚風(fēng)又可造成局部風(fēng)災(zāi),刮走山間農(nóng)舍屋頂,吹倒莊稼,拔起樹(shù)木,傷害森林。
焚風(fēng)有時(shí)也能給人們帶來(lái)益處。北美的落基山,冬季積雪深厚,春天焚風(fēng)一吹,不要多久,積雪會(huì)全部融化,大地長(zhǎng)滿(mǎn)了茂盛的青草,為家畜提供了草場(chǎng),因而當(dāng)?shù)厝税阉Q(chēng)為“吃雪者”。程度較輕的焚風(fēng),能增高當(dāng)?shù)責(zé)崃?,可以提早玉米和果?shù)的成熟期,所以原蘇聯(lián)高加索和塔什干綠洲的居民,干脆把它叫做“玉蜀黍風(fēng)”。
相關(guān)習(xí)題
焚風(fēng)效應(yīng)是由山地引發(fā)的一種局地范圍內(nèi)的空氣運(yùn)動(dòng)形式。一般發(fā)生在背風(fēng)坡地區(qū),使氣溫比迎風(fēng)坡異常變高。濕絕熱變化過(guò)程中隨著水汽凝結(jié)會(huì)有熱量的釋放,導(dǎo)致其氣溫垂直遞減率偏低。下圖為某山體兩個(gè)坡向氣溫垂直分布理論模式。
1.關(guān)于圖中的判讀正確的是:( )
A.曲線(xiàn)a反映的是濕絕熱變化規(guī)律
B.曲線(xiàn)b現(xiàn)象一般會(huì)出現(xiàn)焚風(fēng)效應(yīng)
C.④處氣溫比①大致高12℃
D.曲線(xiàn)b②至③區(qū)間的變化是因?yàn)樗Y(jié)釋放熱量
2.下列地理現(xiàn)象是與焚風(fēng)效應(yīng)無(wú)關(guān)的是( )
A.澳大利亞西海岸出現(xiàn)熱帶荒漠
B.大分水嶺西側(cè)草原植被
C.安第斯山脈南段的東側(cè)出現(xiàn)溫帶荒漠
D.云南怒江谷地出現(xiàn)熱帶、亞熱帶稀疏草原
思考時(shí)間
【解析】
1.濕絕熱會(huì)使氣溫垂直遞減率降低,圖中a曲線(xiàn)反映氣溫垂直遞減率大于6℃每千米,故A錯(cuò)誤。b曲線(xiàn)顯示隨著高度從3000米下降到500米氣溫只升高了10℃,不符合焚風(fēng)氣溫高于迎風(fēng)坡的特點(diǎn),B錯(cuò)誤。A曲線(xiàn)垂直遞減率大致是8℃/千米,④處氣溫應(yīng)為23℃,①處氣溫為15℃,故C錯(cuò)誤。②至③區(qū)間海拔上升了3500米,氣溫只升高了10℃,氣溫垂直變化率較低,根據(jù)材料描述應(yīng)為水汽凝結(jié)釋放熱量導(dǎo)致出現(xiàn)濕絕熱。D正確。
2.澳大利亞西海岸出現(xiàn)荒漠的原因是位于回歸線(xiàn)附近常年受副高控制干燥少雨導(dǎo)致的,與焚風(fēng)無(wú)關(guān),A正確。大分水嶺西側(cè)的草原植被出現(xiàn)原因是山地阻擋了東南信風(fēng)在山地背風(fēng)坡的雨影區(qū)出現(xiàn)焚風(fēng)導(dǎo)致氣候干燥形成的;安第斯山脈南段東側(cè)出現(xiàn)溫帶荒漠的原因是山地阻擋了盛行西風(fēng)導(dǎo)致背風(fēng)坡出現(xiàn)焚風(fēng)形成的;云南怒江谷地出現(xiàn)熱帶亞熱帶草原是因?yàn)槲髂霞撅L(fēng)被阻擋形成的焚風(fēng)導(dǎo)致的。故選擇A。
來(lái)自鄂霍次克海的冷濕空氣,在日語(yǔ)中稱(chēng)作“山背風(fēng)”。日本東北部太平洋沿岸地區(qū)受其影響,水稻減產(chǎn);而圖中山脈以西地區(qū)受其影響,水稻豐產(chǎn),當(dāng)?shù)厝朔Q(chēng)此風(fēng)為“寶風(fēng)”。下圖示意日本本州島部分地區(qū)受“山背風(fēng)”影響狀況。
據(jù)此完成下面小題。
3.推測(cè)“山背風(fēng)”盛行的時(shí)節(jié)有
A.冬至前后 B.大寒前后
C.立春前后 D.夏至前后
4.甲地水稻減產(chǎn)的直接原因有
①氣溫下降 ②光照減弱
③降水減少 ④風(fēng)力減弱
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
5.與乙地“寶風(fēng)”形成關(guān)系最為密切的大氣效應(yīng)是
A.雨影效應(yīng) B.狹管效應(yīng)
C.焚風(fēng)效應(yīng) D.溫室效應(yīng)
思考時(shí)間
【解析】
3.分析材料可知,“山背風(fēng)”盛行的時(shí)節(jié)為水稻生長(zhǎng)的季節(jié);日本東北部緯度高,熱量條件較差,水稻性喜高溫多雨,因此日本東北部水稻生長(zhǎng)季節(jié)為夏季。故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。故選D。
4.讀圖可知,“山背風(fēng)”為東北風(fēng);由材料來(lái)可知,“山背風(fēng)”為來(lái)自鄂霍次克海的冷濕空氣。因此甲地位于“山背風(fēng)”的迎風(fēng)坡,多地形雨;受降雨影響,當(dāng)?shù)叵募練鉁仄汀⑷照詹蛔?,?dǎo)致水稻減產(chǎn),①②正確,③④錯(cuò)誤。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。故選A。
5.分析材料可知,“寶風(fēng)”應(yīng)利于水稻生長(zhǎng)。讀圖可知,“山背風(fēng)”為東北風(fēng),乙地位于山的西側(cè),處于背風(fēng)坡??諝忭樕狡孪鲁?,氣溫升高。氣溫升高,利于水稻生產(chǎn)。
A、雨影效應(yīng)是伴隨地形降水產(chǎn)生的現(xiàn)象,當(dāng)山地迎風(fēng)坡發(fā)生地形抬升降水時(shí),其背風(fēng)坡可表現(xiàn)出晴好天氣,形成“雨影”,雨影區(qū)降水少,不利于水稻生長(zhǎng),A錯(cuò)誤;
B、當(dāng)氣流由開(kāi)闊地帶流入地形構(gòu)成的峽谷時(shí),由于空氣質(zhì)量不能大量堆積,于是加速流過(guò)峽谷,風(fēng)速增大。當(dāng)流出峽谷時(shí),空氣流速又會(huì)減緩。這種地形峽谷對(duì)氣流的影響稱(chēng)為“狹管效應(yīng)”。乙處于山地背風(fēng)坡,B錯(cuò)誤;
C、氣流翻過(guò)山嶺時(shí)在背風(fēng)坡絕熱下沉而形成干熱的風(fēng)被稱(chēng)為焚風(fēng)效應(yīng),C正確;
D、溫室效應(yīng)指太陽(yáng)短波輻射可以透過(guò)大氣射入地面,而地面增暖后放出的長(zhǎng)波輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收,從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng),與“寶風(fēng)”無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤。
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