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读图解风向

2015-03-13金卫东

求学·文科版 2015年1期
关键词:箭头风向风力

金卫东

风向的判定是高考的高频考点,也是考生容易出错的基础知识。笔者通过图解的方法对该考点进行全方位总结,希望对大家的复习有所帮助。

概念全解读

高中地理中风向一般采用的是八方位,即正北、东北、正东、东南、正南、西南、正西、西北。风是大气的水平运动,风向是指风的来向。风矢(见图1)由风向杆和风羽组成。从风羽向风向杆顶端的方向代表风向,背风而立,风羽都垂直标在风向杆末端的左侧(见图2)。

风羽:由横或三角旗符号表示风力大小,一短横表示2 m/s,每一长横表示4 m/s,一个三角旗表示20 m/s。

1 竖杠(风向标) 1 横表示1~2级风;1 竖杠 2 横表示3~4级风;1 竖杠 3 横表示5~6级风;1 竖杠 4 横表示7~8级;1 竖杠 1 三角旗表示8级以上风。

例1 (2013年北京卷)图3(a)为某日08时海平面气压分布图(单位:百帕),图3(b)显示④地24小时内风的变化。读图,回答第1、2题。

1.图3(a)中

A.①比②风速大 B.①比③云量少

C.②比③气压低 D.②比④气温高

【解析】本组试题主要考查天气系统。根据等值线的疏密程度可以判断,②地比①地的等压线密集,所以②地比①地的风速大;①地受高压控制,盛行下沉气流,以晴朗天气为主,③地处在低压中心,盛行上升气流,以阴雨天气为主,故①地比③地云量少,B 项正确;在低压系统中,中心气压最低,③地比②地的气压低;④地位于冷锋的锋前,受单一暖气团控制,②地位于冷锋的锋后,受冷气团控制,所以④地比②地的气温高。故该题正确选项为B。

2.锋通过④地的时间可能为

A.上午 B.下午 C.傍晚 D.夜间

【解析】本题主要考查风向的判断和冷锋过境时的天气。为了便于说明问题,笔者在图3(a)中用虚线箭头代表水平气压梯度力,实线箭头代表风向,并加注了⑤地。冷锋过境时会带来大风、降温和雨雪天气。从图3(a)中标注的风向看,锋面过境前④地吹西南风,锋面过境时相当于④地移动到⑤地,吹西北风,而且风力增大,从图3(b)中的风矢可以看出10点到12点风由西南风转为西北风,风力由1~2级转为5~6级,故选 A。

读图全归纳

方法1:正确画出风向

在等压线分布图上正确画出风向,是判断风向和气流性质的关键。近地面空气受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响,不管是三力平衡还是不平衡,风向始终与等压线有一夹角(斜交等压线),而高空空气在水平气压梯度力和地转偏向力的作用下达到平衡时,风向平行于等压线。对近地面空气画风向时,首先判断气压的分布状况,搞清高压和低压的分布位置:过某点垂直于最靠近该点的等压线由高压指向低压用虚线箭头做出水平气压梯度力。然后北半球背对水平气压梯度力向右与水平气压梯度力呈30°~45°的夹角用实线箭头画出风向(见图4、图5);南半球背对水平气压梯度力向左,箭头画法与北半球画法相同。

例2 为什么锋面出现在近地面的低压槽中而不是在高压脊中?

【解析】由图4的风向可得,锋面出现在低压槽中,锋线往往与低压槽线重合。这是因为水平气流在低压槽中辐合上升,如图4中低压槽线两侧的A、B两点的气流向槽线辐合,冷暖气团在此相遇形成锋面;而在高压脊中水平气流辐散,如图5中高压脊线两侧的C、D两点的气流向脊线两侧辐散,冷暖气团不能相遇,无法形成锋面。

方法2:指示风向的地理事物和现象

除了利用等压线分布图的气压状况判读风向,有些地理事物和现象也能很好地指示风向。

1.新月形沙丘

在主导风的搬运下,迎风坡坡度较缓,等高线稀疏;沙粒在背风坡沉积,新月形总是在背风坡,背风坡坡度较陡,等高线密集。过迎风坡等高线顶点(图6中的A点)做等高线的切线,垂直于切线做出风向,指向A点,利用指向标判断该地的主导风向为西北风。

2.风棱石

沙漠地区或戈壁滩上常见一些较大的砾石,它们长期在风蚀作用下形成一个或几个磨光面,磨光面之间有明显的棱脊,即风棱石。最新一个磨光面能指示当地的主导风向,即最新磨光面的朝向就是风向。

3.旗形树冠

在一些高山、高纬地区,受单一风的影响,风力使迎风面树枝受损,生长缓慢,背风面树枝生长较好,形成旗形树冠。这是植物对环境适应性的体现,旗形树冠往往对风向具有指向作用,风向大致与迎风面平行,即旗形树冠的朝向与风向相反。

4.风频玫瑰图

风频是指某一风向的观测次数占总观测统计次数的百分比。风频玫瑰图是一个地区多年的风向频率的统计图。风频玫瑰图中的坐标是上北下南,左西右东,折线所在的坐标方位代表风向,坐标中心到闭合折线交点的长度表示特定时段内该风向的频率。图8中该地的最小风频的风向为东北风。

5.地理位置

气压带和风带的分布是有规律的,各地的地理位置不同,所受的气压带和风带不同,可以利用某地的地理位置所在的风带确定风向。例如位于40°N~60°N的大陆西岸的地区,常年处在中纬西风的控制之下,北半球的中纬西风为西南风。

6.季节或气候

如果试题中告诉季风气候区的冬夏季节,就能知道风向。如图9(图中北半球虚线箭头为冬季风,实线箭头为夏季风),由于海陆热力性质差异,东亚冬季主要吹西北季风(箭头1),夏季吹东南季风(箭头2),南亚冬季吹东北季风(的箭头3);北半球夏季时,由于太阳直射北半球,气压带和风带北移,南半球的东南信风(箭头5)越过赤道,在地转偏向力的作用下向右偏转成西南季风(箭头4)。

南北纬30°~40°大陆西岸为地中海气候,当其进入冬季时受中纬西风影响,温暖湿润,北半球为西南风,南半球为西北风。所以受季风或盛行风带影响形成的气候类型,当已知季节或特征时,就能判读出风向。

7.山地降水

暖湿气流受山地迎风坡的阻挡抬升,多地形雨,降水多;背风坡(雨影区)降水少。所以在山地中,一般降水多的为迎风坡,可根据迎风坡的坡向(山坡的朝向)推断风向,坡向和风向一致。

8.合理的工业布局

对大气有污染的企业,从环境保护的角度,布局时要考虑盛行风向。所以合理的工业布局,从工业区与居民区等功能区的相对位置,可以判读出当地的盛行风向。受主导风向(单一风向)控制的地区,仅从风向考虑,对大气有污染的企业应布局在主导风的下风向(图10中主导风向为西北风);受季风控制的地区,应布局在与季风相垂直的郊外(见图11);如果已知是在最小风频下的工业合理布局,可以判读出当地的最小风频决定的风向,因为对大气有污染的企业应布局在最小风频的上风向(图12中最小风频决定的风向为西风)。

另外,合理的工业布局往往在工业区与居民区之间设置卫生防护林带,起到吸烟除尘、净化空气、减弱噪音、美化环境的功能。

9.特殊的热力环流

由于比热容的差异(海陆热力性质差异),使得白天和夜晚海洋和陆地增温和降温的幅度不同,造成同一纬度地带海陆间的热冷不均,产生了海陆间的热力环流,近地面,白天吹海风,夜晚吹陆风(见图13)。相邻的森林与裸地之间,湖泊(水库)与周围的裸地之间,都有类似海陆风这样的现象。

由于城市热岛效应,使得近地面城市的气温总比郊区的高,产生了城郊之间的热力环流,近地面,风由郊区吹向城市(见图14),在城市热力环流圈半径以内进行绿化,绿地对该城市能起到净化空气和减弱热岛效应的作用。

白天山坡增温快,空气膨胀上升,山谷空气补充流向山坡,形成谷风;夜晚山坡降温快,空气冷缩下沉,形成山风(见图15)。

10.风力侵蚀、搬运和堆积形成的地理事物或现象

除新月形沙丘、风棱石外,风力侵蚀、搬运和堆积形成的其他地理事物或现象也能很好地指示风向。如某种大气污染物浓度的分布,火山灰厚度的分布,旗帜的飘向,风力侵蚀形成的蘑菇石(迎风面侵蚀严重)、风蚀洞穴、风蚀洼地、风蚀城等,风力搬运和堆积的分选性形成沙漠和黄土(岩石风化源地细粒物质被风力搬走,砾石残留原地形成戈壁,在盛行风的下风向先沉积颗粒大的沙粒形成沙漠,下风向更远的地方沉积更细粒的黄土),运用这些地理事物和现象可判断某地或某时刻的风向或盛行风向。

例3 图16中虚线是某岛火山喷发后火山灰厚度等值线,c

A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季

【解析】由图16所示经纬度可得,该岛是地中海里的西西里岛,为地中海气候。冬季受西南风影响;夏季受副热带高压带控制,盛行下沉气流,风力微弱。由图中火山灰厚度等值线可知,等值线向东北方向凸出,凸向低值区(凸低值区者其数值比周围的大),在距火山口相等的距离下,东北方向火山灰的厚度比其他地区的厚。由以上信息判断,火山喷发应该发生在冬季,火山灰受西南风吹扬飘向东北方。故该题正确选项为D。

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