天氣系統(tǒng)的動態(tài)分析

魯愛華

(河北省秦皇島市第一中學(xué))

同學(xué)們在復(fù)盤地理知識時,普遍感覺天氣系統(tǒng)的考查難度大,焦點主要集中在天氣系統(tǒng)的動態(tài)分析上,因此,大家對這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)需要再深入,并從考查的角度解讀新情境、探索新問題、感悟新高考、培養(yǎng)新能力。

【例題引入】(2020年海南選考,17,18題)在熱帶氣旋移動過程中,副熱帶高壓是一個重要的牽引力。下圖示意近地面風(fēng)場與氣壓場的關(guān)系,圖中等壓距為500帕。據(jù)此完成17,18題。

17.M線的氣壓值、N處的天氣狀況分別為

( )

A.1 000 晴朗

B.1 000 陰雨

C.1 010 晴朗

D.1 010 陰雨

18.如果P是一個臺風(fēng),它最有可能的行進(jìn)方向是

( )

A.偏東

B.偏西

C.偏南

D.偏北

【答案】17.C 18.B

上面試題難度不大,能很好地詮釋天氣系統(tǒng)的考查形式,第17題考查的是天氣系統(tǒng)的靜態(tài)特征,第18題考查的是天氣系統(tǒng)的動態(tài)特征。有動、有靜,讓考查變得靈活多樣。

一、天氣系統(tǒng)的靜態(tài)特征

常見的天氣系統(tǒng)有:高(低)壓中心、低壓槽(高壓脊)、冷(暖)氣團(tuán)、氣旋(反氣旋)、鋒面氣旋等。要想對天氣系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)分析,必須清楚天氣系統(tǒng)的靜態(tài)特征。靜態(tài)特征是指某一時刻、某一區(qū)域(固定時空)的氣象要素(溫、壓、濕、風(fēng))狀況。

【例1】下圖為2022年8月亞洲東部近地面等壓線分布圖,其中甲、乙兩地為低氣壓中心,但二者成因不同。

分析此時華北地區(qū)天氣特征。

【解讀】首先在圖中找到華北地區(qū)的大致范圍,其處于等壓線1 017.5 hPa向北包圍的范圍內(nèi),受高壓脊控制,脊線附近氣流輻散,盛行下沉氣流,天氣晴朗,由晴天再推導(dǎo)出平均氣溫高,氣溫日較差大。

【答案】受高壓控制,以下沉氣流為主,天氣晴朗;氣溫較高,日較差較大。

二、從考查類型的角度探討天氣系統(tǒng)的動態(tài)分析

(一)展示某一天氣系統(tǒng)的運動過程

通過觀察不同時刻某一天氣系統(tǒng)的運動位置,要求學(xué)生按時間先后順序排列,不僅考查學(xué)生的空間思維能力,還考查讀圖觀察能力,如天氣系統(tǒng)本身在微觀形態(tài)上的變化。

【例2】下圖為澳大利亞及周邊海域2022年8月連續(xù)兩天內(nèi)天氣形勢變化圖。

1.這兩天內(nèi)正確的時間排序是

( )

A.①③②④ B.④②③①

C.②④③① D.④②①③

【解讀】本題不能簡單地排序,因為有明顯的空間思維考查和主干知識的調(diào)動與運用。8月份,南半球是冬季,陸地上形成高壓,乙地的氣壓中心為高壓,加強了30°S附近的副熱帶高壓,南部的副極地低氣壓帶會增強,海洋上的低壓中心也增強。低壓越低,氣旋越強。8月連續(xù)兩天內(nèi),低壓中心數(shù)值會降低,即氣旋會增強。四幅圖中低壓中心附近的氣壓分別是①968 hPa、②968 hPa、③964 hPa、④984 hPa,氣旋④最弱,③最強,根據(jù)南半球的氣旋是順時針旋轉(zhuǎn),①應(yīng)該發(fā)生在②后。

【答案】1.D

(二)天氣系統(tǒng)的動態(tài)分析

某一天氣系統(tǒng)從一地移動到另一地,其氣象要素會發(fā)生變化。這里可能還涉及天氣系統(tǒng)的移動速度與距離的計算問題,氣象變化還要考慮下墊面狀況的影響。

【例3】一般情況下,空氣的密度與氣溫、空氣中的水汽含量呈負(fù)相關(guān)。下圖示意北半球中緯某區(qū)域的地形和8時氣溫狀況剖面,高空自西向東的氣流速度約20千米/時。

2.此時甲乙丙三地的大氣垂直狀況相比較

( )

A.甲地比乙地穩(wěn)定

B.乙地對流最旺盛

C.乙地比丙地穩(wěn)定

D.丙地最穩(wěn)定

3.正午前后

( )

A.甲地氣溫上升最快

B.乙地可能出現(xiàn)強對流天氣

C.丙地刮起東北風(fēng)

D.甲地出現(xiàn)強勁的偏南風(fēng)

【解讀】本題難度較大,信息量大。第2題,大氣的穩(wěn)定性主要看垂直方向上的溫差,甲地溫差最大,大氣最不穩(wěn)定;乙、丙兩地垂直溫差相差不大,但乙地的下墊面為湖泊,空氣中的水汽含量大,空氣密度小,可能會有上升氣流,大氣不穩(wěn)定。故丙地最穩(wěn)定。第3題,題中給的是8時氣溫狀況剖面圖,所求的是正午前后的氣溫狀況,這其中經(jīng)歷了動態(tài)變化。分析從8時到正午前后的氣溫變化和大氣運動狀況,三地氣溫都有升高,但甲地因為是盆地,受地形阻擋,得到的太陽輻射少,升溫幅度小,氣溫上升慢;高空自西向東的氣流速度約20千米/時,4小時之后,高空等溫線向東移動80千米,甲地西側(cè)垂直方向上密集的等溫線平移至乙地附近,垂直溫差大;根據(jù)材料可知,乙地為湖泊。空氣中水汽豐富,空氣密度小,推測是空氣上升引起的,說明乙地可能出現(xiàn)強對流天氣。就氣壓而言,乙地形成了低壓中心,即氣旋;該地為北半球中緯地區(qū),再考慮地轉(zhuǎn)偏向力的影響,氣旋東部的點(丙地)盛行東南風(fēng),西部的點(甲地)為西北風(fēng)(偏北風(fēng))。

【答案】2.D 3.B

(三)大氣的水平運動與垂直運動

鋒面的形成,首先是冷暖氣團(tuán)的水平運動,當(dāng)兩氣團(tuán)相遇,暖氣團(tuán)抬升。先有水平運動,后有垂直運動。在此期間,風(fēng)速和風(fēng)向均在變化。

【例4】(2021年6月浙江選考,24,25題)位于鋒面上下的風(fēng)向往往存在明顯差異。下圖為我國東部地區(qū)兩測站位于冷、暖鋒面下方時﹐自下而上垂直方向不同高度測得的風(fēng)向、風(fēng)速變化圖完成24,25題。

24.有關(guān)測站上空鋒面類型、鋒面位置、風(fēng)向變化的描述正確的是

( )

A.冷鋒距地面1.5～2.0千米鋒下西北風(fēng),鋒上東南風(fēng)

B.冷鋒距地面2.0～2.5千米鋒下東南風(fēng),鋒上西北風(fēng)

C.暖鋒距地面2.0～2.5千米鋒下西南風(fēng),鋒上東北風(fēng)

D.暖鋒距地面1.5～2.0千米鋒下東南風(fēng),鋒上西南風(fēng)

25.與測站周邊近地面等壓線分布最接近的是

( )

A.① B.②

C.③ D.④

【解讀】試題以創(chuàng)新圖像考查了鋒面形成前后大氣的水平運動與垂直運動。第24題,鋒面位于我國東部地區(qū),甲地近地面是東南風(fēng),鋒面向西北移動,推測是暖鋒;乙地近地面是東北風(fēng),鋒面向西南移動,東北風(fēng)來自較高緯度,氣溫較低,推測是冷鋒?！拔挥阡h面上下的風(fēng)向往往存在明顯差異”,甲鋒面風(fēng)向變化最明顯的高度范圍是1.5～2.0千米,乙鋒面風(fēng)向變化最明顯的高度范圍是2.0～2.5千米。冷鋒(乙)距地面1.5～2.0千米鋒下以東北風(fēng)為主,不是西北風(fēng),鋒上是西南風(fēng),A項錯誤;冷鋒(乙)距地面2.0～2.5千米鋒下由偏北風(fēng)變?yōu)槲髂巷L(fēng),鋒上西南風(fēng),B項錯誤;暖鋒(甲)距地面2.0～2.5千米鋒下東南風(fēng),鋒上西南風(fēng),C項錯誤;暖鋒(甲)距地面1.5～2.0千米鋒下東南風(fēng),鋒上西南風(fēng),D項正確。第25題,由上題知,甲地為暖鋒過境,乙地為冷鋒過境。由等壓線數(shù)值a>b>c可知,③圖中天氣系統(tǒng)為低壓系統(tǒng),甲地位于北半球低壓槽附近,即鋒面氣旋的右側(cè),此時為暖鋒過境,C項正確;①圖中天氣系統(tǒng)為低壓系統(tǒng),甲地位于北半球低壓槽線偏左位置,甲地在冷鋒鋒后,A項錯誤;②圖為高壓系統(tǒng),此時乙地風(fēng)和日麗,與題意不符,B項錯誤;由④圖可知乙地近地面風(fēng)向為東南風(fēng),與前面分析的“冷鋒(乙)距地面1.5～2.0千米,鋒下以東北風(fēng)為主”不符,D項錯誤。

【答案】24.D 25.C

三、鋒面氣旋(溫帶氣旋)的形成過程

(一)初生階段

氣旋發(fā)生前在地面上有一鋒面。鋒面北面是冷空氣,冷空氣自東向西運動;鋒面南面是暖空氣,暖空氣自西向東運動。開始出現(xiàn)波動時,冷空氣向南侵襲,暖空氣向北擴(kuò)展,使鋒面演變?yōu)闁|段呈暖鋒,西段呈冷鋒,并出現(xiàn)相應(yīng)的鋒面降水,這時在地面圖上出現(xiàn)低壓中心,繪出第一根閉合等壓線。

(二)發(fā)展階段(成熟階段)

鋒面波動振幅加大,冷、暖鋒進(jìn)一步發(fā)展,鋒面降水進(jìn)一步增強,雨區(qū)擴(kuò)大。地面圖上閉合等壓線增多,氣旋不斷加深,暖區(qū)逐漸變窄。

(三)錮囚階段

鋒面氣旋進(jìn)一步發(fā)展,由于冷鋒移動較快,暖區(qū)逐漸縮小,氣旋式環(huán)流更加明顯,地面閉合等壓線增多。當(dāng)冷鋒追上暖鋒后,合并成錮囚鋒,中心氣壓更低,暖空氣逐漸被抬升至高空,降水強度和范圍增大。

(四)消亡階段

經(jīng)過氣旋的錮囚階段后,冷空氣從兩邊包圍暖空氣,迫使暖空氣上升,這時地面呈冷性渦旋。由于地面的摩擦和輻合作用,氣旋從地面開始填塞、消亡。

【例5】(2022年全國甲卷,37題)(節(jié)選)

2002年4-10月,澳大利亞大部分地區(qū)氣候嚴(yán)重異常。同年10月22-23日,一場沙塵量創(chuàng)紀(jì)錄的沙塵暴襲擊了澳大利亞部分地區(qū)。下圖示意澳大利亞及周邊區(qū)域當(dāng)?shù)貢r間10月23日4時的海平面氣壓分布。

(2)在圖示甲乙丙丁四地區(qū)中,指出10月23日4時正在經(jīng)歷沙塵暴的地區(qū)并說明判斷依據(jù)。

(3)指出經(jīng)歷此次沙塵暴的地區(qū)10月22-23日風(fēng)向、氣溫的變化。

【解讀】沙塵暴是冷鋒過境造成的。圖中988 hPa閉合等壓線是一個氣旋中心,槽線位置形成冷鋒面,南半球氣旋是順時針旋轉(zhuǎn),丙處位于冷鋒鋒后,等壓線密集,風(fēng)速大。冷鋒過境前,丙處風(fēng)向應(yīng)與槽線東側(cè)風(fēng)向相同,當(dāng)槽線順時針旋轉(zhuǎn),冷氣團(tuán)東進(jìn),丙氣溫有所降低。南半球的鋒面氣旋識別是個難點,本題考查突破了常規(guī),需要學(xué)生準(zhǔn)確把握鋒面氣旋的實質(zhì)。

【答案】(2)丙地。受低壓槽控制,位于冷鋒鋒后,風(fēng)速大,挾沙塵能力強。

(3)由偏北風(fēng)轉(zhuǎn)為偏西(南)風(fēng);氣溫降低。

地理學(xué)科涉及動態(tài)分析的問題還有很多,此類問題本身就是地理過程分析,需要大家在掌握主干知識的基礎(chǔ)上,將過程分解為不同的階段,從分析靜態(tài)特征入手可以化繁為簡,理解動態(tài)過程。