“冰冻之河”为何部分河段不结冰——以北美圣劳伦斯河为例

张丽娟

（长春吉大附中实验学校, 吉林 长春 130000）

温带大陆性气候区冬季平均气温低于0℃，很多河流有结冰、封冻现象。北美的圣劳伦斯河地处美国东北部，是一条著名的“冰冻之河”，我们一般认为，河流全河段冬季均结冰，然而在2015年高考新课标II卷第9题却考查该河流冬季可能不结冰河段的位置，没有选择纬度较低的河段，颠覆了大多师生的常规推理，错误率极高。本文查找了相关资料，结合中国吉林丰满水电站对松花江的影响，分析、推理，发现落差大的河段水流速度快，水电站排出的热水也会升高附近河段水温，因此推测出圣劳伦斯河普雷斯科特至康沃尔河段可能不结冰。通过查找百度百科对圣劳伦斯河的介绍，验证了该结论。由此启示我们，不仅要总结水文特征的结论，还要重视分析水文特征成因的生成过程。

一、真题呈现

（2015·新课标II卷9～11，9）圣劳伦斯河（图1a）是一条著名的“冰冻之河”。图1b示意蒙特利尔年内各月气温和降水量。据此完成下题。

图1 圣劳伦斯河水系及气候统计图

根据图示信息推测，冬季可能不结冰的河段位于

A.安大略湖至普雷斯科特河段

B.普雷斯科特至康沃尔河段

C.蒙特利尔至魁北克河段

D.魁北克以下河口段

【答案】B

二、质疑探讨

【提出疑问】很多老师和学生对此产生了疑问，为什么“普雷斯科特至康沃尔河段” 冬季可能不结冰？为什么不选择纬度较低的“安大略湖至普雷斯科特河段”呢？

【知识回顾】气温是影响结冰与否的主要因素，哪些因素会影响气温的高低呢？

在一个标准大气压下，纯水0℃结冰。即河流结冰的必要条件是最冷月月均温要至少低于0℃。而影响气温高低的因素主要有太阳辐射、大气环流、下垫面、人类活动等（见图2）。

图2 影响气温的因素

考虑太阳辐射因素对气温的影响，在北半球纬度越高，气温越低，结冰期越长。我国冬季0℃等温线大致与秦岭-淮河一线重合，以此为界，以南地区的河流流经湿润地区，水量丰富，汛期长，含沙量少，冬季河流不结冰。以北地区的河流流经半湿润或半干旱地区，水量不大，汛期较短，且冬季河流有结冰现象，例如黄河、鸭绿江、松花江、黑龙江等，其中黑龙江结冰期最长。

考虑人类活动因素对气温及水温的影响，图例中有个关键信息——水电站，水电站会升高流经河水的温度，并影响下游地区。例如自从黄河小浪底水库运行后，随着防凌库容增大，调控能力增强，出库水温升高，使下游相应河段的封河长度减少了35%，封河冰量减少了82%。又如 “吉林八景”之一 “松江雾凇”的形成与此也相关。经研究表明，形成雾凇的自然条件是足够的低温和充分的水汽。冬季的吉林市-20℃以下的天数达到60～70天，然而穿城而过的松花江水却从不结冰。这是因为吉林市的丰满水电站大坝在上游将松花江江水拦腰截断，形成一个巨大的人工湖泊松花湖。湖水经过水电站发电机组后温度有所升高，使得丰满大坝下几十公里江面临寒而不冻。而且江水与空气之间存在的温差，利于水蒸气凝结到两岸的树木和草丛中，形成大量美丽的雾凇。图3为松花江丰满水电站附近河段水温变化图。

从图3a可知，水温在经过松花江丰满水电站后异常升高。从图3b分析可知，水电站上游（东南方向）已结冰，而下游（西北方向）尚未结冰。

图3 a 水温变化折线图

图3 b 遥感及水温变化图

影响河流结冰的因素除了气温以外还有流水速度、河水盐度、地质条件等。当水流速度过快，紊流扰动增强，即使在0℃以下，河水也很难结冰，例如黄河壶口瀑布、美国尼亚加拉大瀑布的冰期均短于周围区域内同纬度的河流。若水中含有沙、盐等杂质，水的结冰温度（结冰点）会降低。随着工业化、城市化进程加快，流经城市的河流中溶入了太多来自工业废水与生活污水中的杂质，河流难以结冰，例如辽宁葫芦岛市内的茨山河因污染严重而冬季不结冰，被百姓称为“温泉河”。若河流下面的地质条件不稳定，发育有火山熔岩通道，易形成温泉，例如内蒙古阿尔山哈拉哈河-40℃河水不结冰，牛儿照常饮水吃草。

【聚焦真题】通过分析出题者意图、提取图例信息、结合生活常识经验，最终摒弃思维定式，推导出普雷斯科特到康沃尔河段可能不结冰。

本题中根据设问“冬季可能不结冰”直接推理说明该河段冬季水温较高或流速较快而难以结冰。阅读图例可发现“水电站”信息，说明河流落差大，水流急，河水不易结冰。结合常识“水电站附近如果河流结冰将如何实现发电功能？”来推理，再结合小浪底水库与吉林丰满水电站会升高水温的案例，可证明B选项“普雷斯科特至康沃尔河段”冬季可能不结冰。而由于北美五大湖至圣劳伦斯河口段纬度较高，温带大陆性气候区的“安大略湖至普雷斯科特河段”没有理由不结冰，所以A选项是错误的。

事实的确如此。经过上网查询百度百科可知，圣劳伦斯河位于美国东北部，与加拿大交界，纬度位置为44°N～50°N。上承五大湖水，向东北流入圣劳伦斯湾。冬季漫长而严寒，河流封冻期长达5个月，凌汛危害严重。该河上游有一系列急滩，自普雷斯科特到康沃尔为国际急滩段。在天然情况下，一般冬季安大略湖到普雷斯科特的大部分河段封冻，72km的国际急滩段不封冻，产生大量流冰，常使康沃尔急滩周围的河道产生冰塞。

三、反思演绎

综上，遇到无法用常规思路解决的问题时，我们首先要回归教材，分析考查的知识对应教材中哪个章节；其次提取图文材料信息，分析设问关键词，尤其要注意图例、标注中哪个信息还没有派上用场；再次揣摩高考出题者意图，想要考什么；若实在解决不了，可能是生僻的地理知识，建议查阅专业的文献资料，如百度百科、中国知网、地理相关官方网站、中国国家地理杂志等。

经过探讨该类问题，给高考复习的启示是：常规教学时不仅要重视总结、识记水文特征，还要重视分析水文特征生成的原因及过程。例如分析河流流量大、季节变化大的原因、凌汛的形成过程等。此外高考题中考查的新问题往往是从平常所学的旧知识迁移过来的，所以应该引导学生多分析往年高考题，分析其涉及的区域、知识与能力立意、考查具体知识点、总结做题方法等。

下面两道变式题均以北美中高纬度河流、港口为背景考查水文特征。变式题1考查影响港口封冻期长短的因素，变式题2（1）考查圣劳伦斯河不同河段水文特征的差异，属于比较类题目，只需简答水文特征差异，不需要解释原因。图例与标注中的水位差是重要信息，会影响流速与结冰期。变式题2（2）考查影响降雪的因素，需要分析降雪形成的过程。

【变式练习1】

图4为“某地区部分港口分布示意图”。完成（1）～（2）题。

图4

（1）导致a港口解冻日期比其他港口晚的主要因素是

A.地形 B.经度 C.纬度 D.洋流

（2）b、c、d三港口封冻期由长到短排序正确的是

A.c>d>b B.d>c>b

C.c>b>d D.b>c>d

【变式练习2】

（2011·浙江卷）图5为世界某区域示意图，下表为图5中甲、乙两城市的气候资料。完成下列问题。

图5

月份 甲 乙气温（℃） 降水（mm） 气温（℃） 降水（mm）1 -6.7 45.6 -12.4 90.04 6.0 64.0 3.3 75.57 20.5 76.6 19.1 118.510 8.9 63.0 6.5 96.0

（1）圣劳伦斯河是世界上水位最稳定的河流之一，说明其原因。比较①、②河段水文特征的差异。（12分）

（2）简述“雪带”（降雪量明显多于周边地区）分布的特点，并解释原因。（8分）

附：变式练习题答案与解析

【变式练习1】

（1）C （2）A

【解析】

（1）图示北美大陆，a港口在哈得逊湾沿岸，纬度高受北冰洋寒冷气流影响大，结冻时间长。选C正确。

（2）b在大陆西岸是温带海洋性气候，沿岸地区受暖流影响大，温度较高；c在内陆五大湖沿岸，温带大陆性气候，且平原地形南北纵贯，北冰洋冷空气影响大，温度低；d在大陆东部，受东部山地阻挡，海洋影响较弱；相比三地，c地大陆性最强，封冻时间最长，b地的海洋性最强，冷的时间最短。选A正确。

【变式练习2】

（1）流域内降水的季节变化小，五大湖的调节作用明显。①河段较②河段流速快、流量小、冰期短。

（2）分布在湖的东、南岸。五大湖地区冬季多西风和西北风；冷空气经过湖面时，增温增湿；经过湖面后，暖空气上升，水汽凝结形成降雪，出现雪带。

【解析】

（1）河流水位影响因素是降水和湖泊的调节能力。根据表格，得出降水均匀。河流水文特征包括水位、流速、流量、冰期、含沙量等方面。根据图中所示水位差，可以得出河段①的流速更大，且①河段在上游，纬度较低，因此流量较小，冰期较短。

（2）根据图中所示可以容易得出降雪带的分布位置。降雪的影响因素包括水汽含量与水汽遇冷。学生要掌握三个知识点和基本原理：①大气如何运动才会遇冷？（上升运动）②冬季，北美洲中部平原地区受来自北美高压的西北风或西风影响，风从湖面吹向东南方。经过湖面时，增温增湿（水汽来源）③带走湖面水汽并向东岸和南岸海拔较高的湖岸地区做上升运动（类似迎风坡），遇冷容易形成降雪。考查地理事物的分布描述；降雪的影响因素。