辨析温压关系 走出思维误区
2013-04-29任石岭
任石岭
图1中近地面实线为等压线,虚线为等温线,下列与图1所示天气系统相一致的是( )
A.七月份出现的亚洲低压
B.一月份出现的亚洲高压
C.七月份出现在中国的副热带高压
D.一月份出现在澳大利亚的气压中心
解析:根据图中的等温线和等压线变化趋势可以判断出该地区受高压控制,中部温度较低。一月份出现在澳大利亚的气压中心为低压,故A、D两项均错误。七月份出现在中国的副热带高压造成近地面气温高,故C项错误。一月份出现的亚洲高压使近地面的气温低,故B项正确。
上题为2012年浙江五校联考的一道题,考查的是等温线与等压线的关系。笔者在高三第一轮复习中讲授“大气的热状况与大气运动”内容时将此题作为一道课堂练习题让我班同学练习,结果发现有相当一部分同学没有做对,部分同学虽选对了选项,但不能进行合理解释。究其原因就是他们未能真正把握气温和气压的本质关系。通过交流发现,相当一部分同学认为“气温高的地方气压低、气温低的地方气压高,等压线的凸向与等温线的凸向相反”,这实际上是一个认识误区。下面笔者就这个误区发表一下自己的见解,希望各位读者能够批评指正。
一、热力环流中气温与气压的关系
热力环流是由于地面的冷热不均而引起的最简单的一种空气环流(如图2)。其形成过程为:A地由于接受的太阳辐射量较多,空气受热膨胀上升,到高空聚积起来,高空空气的密度增大,气压升高形成高压;B地接受的太阳辐射量较少,空气冷却收缩下沉,高空空气密度减小,气压下降形成低压。于是,空气便从气压高的C处流向气压低的D处。A地近地面空气上升后,近地面空气密度减小,气压比B地近地面的低,形成低压;B地由于空气下沉,近地面空气密度增大,相对于A地近地面而言,形成高压。这样近地面的空气就从B地流向A地。
经上述分析我们得知,A地近地面低压的形成和B地近地面高压的形成是由于两地受热不均造成的,我们称之为热力因素形成的低压和高压,即“热低压”和“冷高压”。此时A、B两地近地面等温线的凸向如图3所示。
对比图2和图3我们可以发现,此时A、B两地近地面等压线的凸向与等温线的凸向相反,而高空等压线的凸向与等温线的凸向一致。
例.读某市等温线图(如图4),完成1~2题。
1.热岛效应使市郊之间形成热岛环流,称为城市风系,在近地面的风又称为乡村风。A地乡村风的风向是( )
A.东南风 B.东北风 C.西北风 D.西南风
2.以下正确表示N地近地面在竖直方向上等温线与等压线配置的是( )
A B C D
解析:本题考查的是热力环流的相关知识。城市中心气温高,近地面风由乡村吹向城市,在地转偏向力的影响下,A处风向向右偏转形成东南风。因此第1题的正确选项为A。N地气温比周围高,形成热低压,近地面等压线凸向与等温线凸向相反,低压等压线向下凸。因此第2题的正确选项为A。
二、三圈环流中气温与气压关系的分析
學习过程中我们往往从热力环流的角度入手来分析三圈环流的形成。由于冷热不均、地转偏向力和摩擦力的存在,地球上便形成了不同的气压带和风带,如图5所示。
根据热力环流原理,我们可以得知赤道低气压带和极地高气压带是由于热力原因形成的热低压和冷高压;副热带高气压带和副极地低气压带是由于动力原因形成的热高压和冷低压。其等压线与等温线凸向的关系见表1。
表1 三圈环流中气压带成因、等压线与等温线的凸向关系
例.读①、②、③、④四种等压线与等温线示意图(如图6),回答1~2题。
图6
1.若图6代表气压带,则下列对应正确的是( )
A.①——副热带高气压带 B.②——极地高气压带
C.③——副极地低气压带 D.④——赤道低气压带
2.《水经注》中有一段关于三峡地区古代土著“祈雨”的记载:“天旱,燃木崖上,推其灰烬,下移渊中,寻即降雨。”其主要原理对应图中的( )
A.① B.② C.③ D.④
解析:第1题,根据等压线和等温线的弯曲方向可以判断,图6中①、②、③、④依次为热高压、热低压、冷高压、冷低压,因此①对应副热带高气压带,②对应赤道低气压带,③对应极地高气压带,④对应副极地低气压带。故正确选项为A。第2题,根据题意可知,“祈雨”主要是通过近地面空气受热膨胀上升形成降雨,因此符合热低压的形成原理。故正确选项为B。
三、其他因素对气温、气压关系的影响
除了热力因素和动力因素外,地形地势对气温和气压的关系也有一定的影响,如有“世界屋脊”之称的青藏高原雄踞亚洲中部,位于我国地势的第一阶梯上。青藏高原由于地势高,空气稀薄,气压低,气温也低,高寒缺氧。其气温与气压的关系如我们上述所说的“冷低压”。
综上所述,影响气温和气压关系的因素包括动力因素、热力因素和地形地势因素等,如图7所示。
在热力原因作用下形成的热低压和冷高压,其等压线与等温线(近地面)的凸向相反,而在地形地势原因或动力原因作用下形成的热高压和冷低压,其等压线与等温线(近地面)的凸向一致。所以“气温高的地方气压低、气温低的地方气压高,等压线的凸向与等温线的凸向相反”这种认识是片面的。
通过以上分析,在确定等压线与等温线关系的时候,我们首先要根据等压线的凸向判断气压为高气压还是低气压,然后再根据等温线与等压线的凸向关系判断气压成因(或根据气压成因判断等温线和等压线的凸向关系),从而确定具体的气压名称。如果某地低压或高压是由于冷热不均形成的,则该地低压或高压便是由于热力原因形成的热低压或冷高压。如果某地低压或高压是由于动力原因或地形地势原因形成的,则该地低压或高压便是由于这些原因形成的冷低压或热高压。