【气象地理】“风”的力量,附常见天气系统的判读技巧

【气象地理】“风”的力量,附常见天气系统的判读技巧
2024年01月15日 00:01 谭老师地理工作室

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春末,正是刮风的时候。世界各地气候、自然环境迥异,人们对“风”的认知不同,风的强弱会形成不一样的景色。江南的风可能是温和的,新疆的风可能是猛烈的,但过强、更极端的风甚至还会带来各种自然灾害...

什么是风?它从哪里来?

风是由空气流动引起的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起。当阳光照射在地球表面上,地表的空气受热膨胀变轻而往上升。低空低温的冷空气横向流入,上升的空气因逐渐冷却变重而降落,由于地表温度较高又会加热空气使之上升,这种空气循环往复的流动就产生了风。

总而言之对于我国而言,东南沿海、西北内陆和内蒙古等地是我国常年风力较大的地方。在这些地方,你会看到各式各样由"风"创造的地理景观。常见的风对地理景观,人们的日常生活都会产生很大的影响......

地理景观方面

当风吹过地表,在对地面物质进行侵蚀、搬运和堆积作用的过程,会形成的各种风蚀地貌和风积地貌,这两种统称为风成地貌。

风蚀地貌

风蚀地貌主要是风和沙流对土壤表面物质及基岩进行的吹蚀作用和磨蚀作用所形成的地表形态。

主要有以下这几位,风蚀蘑菇和风蚀柱

风蚀洼地与风蚀谷

雅丹地貌

风积地貌

被风搬运的物质,在某种条件下堆积形成的地貌。多数情况下,风积地貌指的就是沙丘。例如熟知的新月形沙丘......

可以发现,和风有关的地貌景观多集中在西部干旱地区,且多与沙子、沙丘有关。事实上,沙丘的形成,本身就来源于风沙的运动,是风与沙的天作之合,也是一场风与沙的舞蹈。

看到这里,当你有机会走进沙漠时,可千万别说:“哇塞,好多沙子啊!”

应该这么说:“哇塞,好大一个风积地貌——新月形沙丘啊!”

图自《中国国家地理》2021年09期

我国的沙漠地区,恰恰也是风力最强盛、最稳定的地区。有风才能起沙,要形成壮观的沙丘,就需要常年稳定的强风。这些强风,源源不断地把干旱区风化的砾石等颗粒搬运、分选到沙漠地区,为沙漠提供了充分的物质源,也塑造出了千姿百态、婀娜优美的沙丘曲线景观。

线状沙丘

风成湖

严格地说,风成湖既不属于单一的风蚀地貌,也不属于单一的风积地貌。而是两者作用叠加共同而成。我国湖泊的形成主要有八种,风力作用便是其中之一。风成湖多形成在干旱地区,因沙漠中沙丘间的洼地低于潜水面,由四周沙丘汇渗流集洼地而形成。

这类风成湖泊都是些不流动的死水湖,而且面积小,在冬春季节积水,夏季虽有些降水但是超强的蒸发量还是让它干涸或成为草地。

巴丹吉林沙漠风成湖

高耸入云的“沙漠珠峰”必鲁图峰沙山,神秘莫测的鸣沙,静谧的湖泊、湿地,构成了巴丹吉林沙漠独特的迷人景观。由于这里蒸发强烈,湖泊积聚大量盐分,受湖中微生物、盐度等因素的影响,湖水变成了浓郁的玫瑰色。从高空看,就像是镶嵌在大地上的“粉色宝石”这类湖泊被称为“玫瑰湖”。很难想象,在了无生机的沙漠深处竟有一个斑斓绚丽的玫瑰湖世界。

巴丹吉林沙漠深处的红色湖泊

当地人称之为“红海子”

天气方面

除了上文介绍的因风而成的地貌、因风而成的景观之外,还有一些“奇葩”的风。例如...

在春季才经常出现的沙尘暴

我们都熟知其的危害,只要它一出现,空气质量肯定会大幅下降。但是它真的就百害而无一利吗?其实沙尘暴也有优点。

底图自中央气象台

第一沙尘暴有助于海洋生物的生长。沙尘粒子越微小,在空中飞行的距离就越长。沙尘暴每年把上千万吨的沙尘微粒从中国西北和蒙古国等干旱地区携出洒落到广阔的太平洋,给大洋中的生物带来一场营养丰富的盛宴、带来了海中常常缺乏的铁和磷,这是保护生物多样性所需的重要元素。

来自撒哈拉的沙尘正在飞跃大西洋

第二沙尘暴能净化空气,缓解酸雨。这是因为沙尘形成的气溶胶里面钙含量高,降落过程中可以吸收烟尘、汽车尾气中的氮氧化物、氧化硫等有害物质,达到净化空气的作用。除此以外沙尘中丰富的碱性阳离子能有效地中和酸雨,减少酸雨对生产生活的不利影响。

第三沙尘暴间接地促进了华北平原土壤的肥沃。每年中国西北部沙漠、戈壁的风沙漫天漫地洒过来,都要在黄土高原上留下一层薄薄的黄土。在沙尘自西向东的运输过程中,冬季风会加强这一趋势,而温暖湿润的夏季风却会减弱这一趋势。夏季风给华北大地、黄土高原带来丰沛的降水,这降水一方面把黄土高原上黄土侵蚀掉并带向下游华北平原,并堆积而成为肥沃的土壤;另一方面也把大量黄土带入了海洋,在海洋里沉积下来。

图自《中国国家地理》2017年10期

尘卷风,它是由于地面局部增热不均匀而形成的一种特殊的旋转对流运动。与龙卷风相比,虽然就一字之差,但两者的区别可是天壤之别,大家可别被这样小的旋风误导了,尘卷风可以卷起地面沙尘、轻小物体,直径在几米左右,持续时间较短。

龙卷风就不一样了,它是强烈雷雨云中发展出来的猛烈旋风,就像是从天上垂直下来的漏斗一样。它的直径可以达到几米至几千米,上连天,下接地,有一种“世界末日”的既视感。

尘卷风

龙卷风

当风在通过峡谷时,由于受到两侧山体阻挡的影响,在峡谷峡管区也会产生风力加大,这样的现象被称为峡管效应

峡管效应对自然面貌有很深的影响,其中最明显的要数新疆的“魔鬼城”了。穿越老风口的峡管大风在下游方向雕刻出了著名的“魔鬼城”,这里位于新疆准噶尔盆地的西北边缘,西北傍加依尔山,南依天山北麓,是典型的雅丹地貌区域。每当大风经过这里,都会从四面八方传来不同的呼啸声音,似“魔鬼的怒吼”。

我国西部山脉众多,除了“魔鬼城”,在天山南北气流主要交汇通道之一的达坂城,因为峡管风的影响,这里有许多树木都偏向东南。峡管风之强甚至可以刮倒火车,或者使火车出轨的重大事故,十分危险。

峡管效应示意图

风的灾害

上节提到的龙卷风、沙尘暴都会对人们的日常生活甚至是生命构成威胁。除此以外还有一些由于强烈大风的力量甚至会形成自然灾害。

例如:台风

风暴潮

大风“助威”下肆虐的森林大火

寒潮天气,它从本质上说就是大量冷气流、冷风的快速移动过程。

从颜色的逐渐加深的过程

来看寒潮的推进

大千世界,变化万千,风的力量无穷无尽,我们在欣赏由风带来的各种地理景观的同时,也感叹道大自然的魅力。人类只有科学地、绿色地利用这些资源,才能将大自然赋予我们的宝贵资源发挥到最恰当的地方。

今年5·12防灾减灾日主题是“减轻灾害风险守护美好家园”。14年过去了,我们再一次缅怀逝者,也铭记危机时刻的生死救援。我们要记住那场令人悲伤和遗憾的灾难,要从灾难中重新出发,今后更要做好灾难的预防,如果灾害真的来临,也要科学自救,将可能的损失降到最低。

【典例1】

阅读图文资料,完成下列要求。

下图为春季T时刻亚洲部分地区的海平面气压分布图。

(1)指出控制图示区域的两个气压系统及位置关系。

(2)T时刻该区域的锋面数量发生了变化。推测T时刻前该区域锋面的数量,并分别说明锋面形成的原因。

(3)预测P点将要发生的天气变化。

(4)说明该区域春季天气系统活跃的原因。

【答案】 (1)高压;低压;高压位于低压西北。

(2)3个。在低压(气旋)中,四周空气汇集,北上的暖空气与南下的冷空气之间形成锋面,气旋逆时针旋转,形成冷锋和暖锋两个锋面。(冷)高压内的冷空气东移南下,形成冷锋。

(3)暖锋过境,降水概率高,气温升高;暖空气控制,天气转好,气温较高;冷锋过境,气温下降,可能有降水,风力加强;冷空气控制,晴朗,气温较低。

(4)中低纬升温快,(高纬尚未明显增温,)南北温差加大,气压梯度大,大气运动快(冬季风与夏季风转换期,天气系统交替控制)。

【解析】 第(1)题,根据等压线的数值可以直接判断出图中西北部有一高压系统,中部有一低压系统。第(2)题,由图可知,T时刻北部的冷锋锋面并不完全与低压槽吻合,说明该冷锋不是与低压系统相伴形成的,因此在T时刻之前应该是2个冷锋,1个暖锋,共3个锋面。原因一方面从低压中心冷暖气团的辐合角度来解释,另一方面从北部冷空气南下来解释。第(3)题,从图中可以看出P点位于暖锋的锋前,因此P点将经历暖锋过境天气,即气温上升、气压下降和阴雨天气;之后又会经历冷锋过境,即气温下降,气压升高。第(4)题,注意题目限定词“该区域春季”。由图可知,该区域位于中纬度地区,春季该区域升温快,而且此时较高纬度地区气温较低,则南、北温差大,气压梯度大;且春季为冬季风与夏季风的转换期,天气系统交替控制,大气运动快,因此天气系统活跃。

【典例2】

 飞机飞过暖锋前缘晴朗的天空时,其排出的水汽常凝结成白色云带。这种云带能较长时间存在,人们常以此来预报暖锋的到来。下图为某时刻某区域等压线分布图。完成1~2题。

1.飞机尾部凝结的云带能较长时间存在的主要原因是(   )

A.受强紫外线照射   

B.处在逆温层之中

C.处在强烈对流中   

D.受冷锋云系挤压

2.符合甲地沿线剖面天气系统分布的是(   )

A.①   

B.②   

C.③   

D.④

【答案】 1.B 2.C

【解析】1.由题干“飞机尾部凝结的云带能较长时间存在”可知,机尾部凝结的云不容易扩散,所以处在逆温层之中,B正确。受强紫外线照射对飞机尾部凝结的云长时间存在没有影响,A错误。强烈对流运动,加速云的消失,C错误。受冷锋云系挤压,风力较大,云易消失,D错误。故选B。

2.由图中等压线图,甲位于995hpa低气压中心附近可知,此处是锋面气旋,甲地东侧为暖锋,西侧为冷锋。C正确,A、B、D错误,故选C。

【技巧点拨】

1.锋面天气特征

(1)冷锋与暖锋

(2)典型准静止锋

2.气旋和反气旋

判断指标

气旋

反气旋

气压分布

中心气压低于四周

中心气压高于四周

气流垂直运动方向

上升

下沉

天气

多阴雨天气

多晴朗天气

水平气流运动特点

由四周向中心辐合

由中心向四周辐散

水平气流旋转方向

北半球呈逆时针,南半球呈顺时针

北半球呈顺时针,南半球呈逆时针

对我国的影响

夏秋季节台风给我国东南沿海地区带来狂风、暴雨、风暴潮

伏旱造成我国长江中下游地区高温干燥

3.锋面气旋

在中高纬度地区,由于冷、暖气团频繁相遇,锋面系统活跃,当与气旋系统结合时,形成锋面气旋。受气旋辐合上升气流影响,锋面上的气流上升更加强烈,往往带来云雨甚至暴雨、大风天气。

(1)不论北半球还是南半球,锋面气旋的中心一定是低气压中心。

(2)锋面的移动方向与所在半球气旋的水平气流方向一致。

(3)受海陆分布的影响,锋面气旋主要形成于北半球中高纬度地区。

(4)成熟的锋面气旋系统往往左侧为冷锋系统,右侧为暖锋系统,即“左冷右暖”判断原则。

4.天气系统与天气的判断方法

(1)图像法——把握等压线分布图的特点

①依据等压线分布,判断气压场类型,确定天气状况:

a.高压中心→气流下沉→多晴朗天气。

b.低压中心→气流上升→多阴雨天气。

c.高压脊(等压线由高压中心向外凸出的部分)→多晴朗天气。

d.低压槽(等压线由低压中心向外凸出的部分)→多阴雨天气。

②依据等压线的数值分布及疏密状况,判断某地风力、风向:

a.风向:依据等压线数值变化由高压指向低压且垂直于等压线,画出水平气压梯度力的方向,南半球将其左偏,北半球将其右偏即可。

b.风力:等压线稀疏,风力较小,反之则大。

③依据等压线弯曲或符号,判断锋面类型:

a.锋面多出现于低压槽位置,在一个低气压中往往偏右侧的低压槽上形成暖锋,偏左侧的低压槽上形成冷锋。

b.从符号上看,锋线上标黑三角的是冷锋,标黑半圆的是暖锋。

(2)特征法——把握不同天气系统的天气特征

天气系统

冷锋活动

暖锋或准静止锋

台风活动(气旋系统)

高压控制

锋面气旋活动

天气特征

大风、降温、阴雨天气

连续性

降水

沿海地区风暴潮、大风、特大暴雨天气

晴空万里

低压中心和低压槽上多降水

【变式演练1

 我国南方地区春季经常出现室内地板、墙体等物体回潮出水现象,称为南风天。南风天出现的条件是室内物体温度低于空气露点(露点是指在空气中水汽含量不变,保持气压一定的情况下,使空气冷却达到饱和时的温度)。下图是广州市某地2012年2月11日20:00至16日19:00室内地板温度、气温、露点逐时变化曲线,据此完成1~2题。

1.推测最有可能出现南风天的大致时间范围是(   )

A.11日22:00-12日11:00   

B.12日11:00-13日18:00

C.13日18:00-16日00:00   

D.16日00:00-16日19:00

2.下列对南风天的认识,符合实际的是(   )

A.南风天时,墙壁上的水珠来自墙壁本身

B.南风天时,人们的直观感受是室内温暖,室外冰冷

C.从天气系统角度看,南风天属于冷锋天气

D.当空气露点低于室内温度时,南风天就会逐渐结束

【答案】 1.C  2.D

【解析】1.根据材料信息“南风天出现的条件是室内物体温度低于空气露点”可知,当露点高于室内温度是,就出现回南天。根据图示信息可知13日18:00出现露点高于室内温度,一直持续到16日01:00,说明期间为回南天,C正确,ABD错误。所以选C。

2.根据材料信息可知,南风天时,墙壁上的水珠来自空气,A错误;南风天时,人们的直观感受是室内冰冷,室外温暖,B错误;从天气系统角度看,南风天属于暖锋天气,C错误;当空气露点低于室内温度时,水汽不再凝结,南风天就会逐渐结束,D正确。所以选D。

【点睛】

回南天是天气返潮现象,一般出现在春季的二三月份,主要是因为冷空气走后,暖湿气流迅速反攻,致使气温回升,空气湿度加大,一些冰冷的物体表面遇到暖湿气流后,容易产生水珠。

【变式演练2】

云贵高原北侧与四川盆地交界地带常出现一种地方性天气——“锢囚低涡”。较强的偏北风遇到秦岭阻挡分支南下,一支绕流四川盆地,一直绕流江汉平原,两支气流在贵州北部辐合而形成“锢囚低涡”,其强度较小,但带来的降水量较大。下图是一次“锢囚低涡”控制下的天气形势图。读图完成1~3题。

1.“锢囚低涡”形成过程中(   )

A.渭河平原麦收正忙   

B.四川盆地阴雨连绵

C.云贵高原草木枯黄   

D.江汉平原气温骤降

2.贵州北部的“锢囚低涡”强度小,降水量大的原因(   )

①受位置、地形因素的影响,冷空气势力相对较弱②本地暖气流及东支回流湿度较大

③上升气流强烈④“低涡”控制时间较长

A.①②③   

B.①②④   

C.①③④   

D.②③④

3.“锢囚低涡”过境后,贵州北部(   )

A.风速增长   

B.气温升高   

C.气压升高   

D.温差减小

【答案】1.D 2.B 3.C

【解析】3.根据图片信息,“锢囚低涡”形成过程中,需要两股冷空气南下到云贵高原,此时渭河平原位于高压中心,气温低,不可能收麦正忙,A项错误。四川盆地此时在高压控制下,大部分地区天气较为晴朗,B项错误。云贵高原还未收到了冷空气影响,并且由于纬度低,不会轻易出现草木枯黄的现象,C项错误。江汉平原此时冷锋已经过境,气温降低,气压升高,D项正确。

4.根据题意,贵州北部的“锢囚低涡”强度小,降水量大。强度小,说明冷暖气流的强度较小,不存在较大的温差,①正确,③错误。而降水量大,则是空气湿度大并且持续时间长,②④正确。故B项正确,ACD项错误。故选B。谭老师地理工作室综合整理

5.“锢囚低涡”过境后,贵州北部收到冷气团控制,气温降低,气压升高,风速降低,上升气流减少,日温差增大。C项正确,ABD项错误。故选C。

【变式演练3】

  位于锋面上下的风向往往存在明显差异。下图为我国东部地区两测站位于冷、暖锋面下方时﹐自下而上垂直方向不同高度测得的风向、风速变化图。完成1~2题。

1.有关测站上空锋面类型、锋面位置、风向变化的描述正确的是(   )

A.冷锋距地面1.5~2.0千米锋下西北风,锋上东南风

B.冷锋距地面2.0~2.5千米锋下东南风,锋上西北风

C.暖锋距地面2.0~2.5千米锋下西南风,锋上东北风

D.暖锋距地面1.5~2.0千米锋下东南风,锋上西南风

2.与测站周边近地面等压线分布最接近的是(   )

A.①   

B.②   

C.③   

D.④

【答案】 1.D  2.C

【解析】1.锋面位于东部地区,甲地近地面是东南风,锋面应该向西北移动,应该是暖锋;乙地近地面是东北风,锋面向西南移动,东北风来自高纬度,气温较低,应该是冷锋。“位于锋面上下的风向往往存在明显差异”,甲锋面风向变化最明显的高度范围是1.5米-2.0米之间,乙锋面风向变化最明显的高度范围是2.0米-2.5米之间。冷锋距地面1.5~2.0千米锋下以东北风为主,不是西北风,锋上是西南风,A错误。冷锋距地面2.0~2.5千米锋下由偏北风变为西南风,锋上西南风,B错误。暖锋距地面2.0~2.5千米锋下东南风,锋上西南风,C错误。暖锋距地面1.5~2.0千米锋下东南风,锋上西南风,D正确。故选D。

2.由上题解析可知,甲地为暖锋过境,乙地为冷锋过境。由图中等压线a>b>c可知,③图中天气系统为低压系统,甲地位于北半球,且位于该天气系统的右侧,可知甲地此时为暖锋过境。C正确;①图中天气系统为低压系统,甲地位于北半球,且位于该天气系统的左侧,可知甲地此时为冷锋过境,A错误;②图为高压系统,此时乙地风和日丽,与题意不符,B错误;由④图可知时乙风向为东南风,与题意不符,D错误;故选C。

【变式演练4

 2021年5月14日20时39分,武汉市蔡甸区突发龙卷风,导致部分房屋受损、大量树木折断,多名人员伤亡。龙卷风是一种不常见的、小尺度、突发性的天气系统,一般在强对流天气下产生,影响范围较小,但旋转速度特别快,能把地面的物品卷扬到空中,是一种比较强的灾害天气。据此完成1~3题。

1.有利于龙卷风形成的条件有(   )

①暖湿空气交汇提供对流条件  ②高空、低空不同方向的强风  ③降温幅度大的晴朗夜晚

④地形较平坦,利于气流旋转  ⑤多山地,狭管强风易生成

A.①②③   B.②④⑤   C.①②④   D.③④⑤

2.下列正确反映龙卷风的形成顺序的是(   )

A.②③④①   

B.②④③①   

C.③②④①   

D.④②③①

3.当龙卷风发生时,以下自救方式合理的是(   )

A.在野外时,就近寻找低洼地伏于地面

B.行驶时,沿与龙卷风路线平行方向行进

C.如在室内,躲在迎龙卷风方向墙壁处

D.在野外时,应抱住大树、木桩等固定物

【答案】 1.C  2.B  3.A

【解析】1.由材料信息可知,龙卷风是一种不常见的、小尺度、突发性的天气系统,一般在强对流天气下产生,影响范围较小,但旋转速度特别快,能把地面的物品卷扬到空中,是一种比较强的灾害天气。龙卷风的形成需要有冷暖湿空气交汇提供对流条件,也要求高空和低空有不同方向的强风,还需要有较平坦的地形,①②④正确,C正确。降温幅度较大不利于空气对流运动,风力较小,③错误,AD错误。山地地区摩力较大,对风力减弱作用较大,不利于龙风的形成,④错误,B错误。故选C。

2.据材料信息“龙卷风是一种很少见的局地性、小尺度、突发性的强对流天气,是在强烈的不稳定的天气状况下由空气对流运动造成的、强烈的、小范围的空气涡旋”可知,冷暖湿空气交汇,大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流的影响,它被进一步加强;由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋;随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强;同时,一个小面积的增强辅合,即初生的龙卷在气旋内部形成,产生气旋的同样过程,形成龙卷核心;龙卷核心中强度足以使龙卷一直伸展到地面;当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风速急剧上升,形成龙卷风,所以B正确,ACD错误。故选B。

3.由所学知识可知,野外遭遇龙卷风时,以最快的速度朝与龙卷风前进路线垂直的方向逃离,来不及逃离的,要迅速找一个低地趴下,A正确。驾车外出遇到龙卷风时,不要沿与龙卷风路线平行方向行进,应该与其路线垂直,B错误。如果人在室内,要避开窗户、门和房子的外墙,躲到与龙卷风方向相反的小房间内抱头蹲下,C错误。遇到龙卷风时,一定要远离大树、电线杆、简易房等,以免被砸、被压或触电,D错误。故选A。

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