“热力环流与大气的水平运动——风”易错点分析——以2022年全国乙卷第9～11题为例

翁成福

(湖北省恩施市第三高级中学)

“热力环流与大气的水平运动——风”是“地球上的大气”专题的重点内容,也是高考的高频考点,学生在解答这一部分内容的试题时常出现错误。2022年全国乙卷第9～11题以海陆风为载体,从地理基本概念出发,利用常见天气符号和热力环流的原理考查学生分析地理现象和解决地理问题的能力,引导学生重视对基本概念、基本原理本质属性和内在联系的深刻理解和充分掌握,该组试题难度中等偏上,区分度较大,体现了高考试题选拔人才的功能。对此,本文以2022年全国乙卷第9～11题为例,对易错点进行剖析研究,并结合《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)提出相应的突破策略,以期提升学生的学科关键能力和备考的精准性。

一、试题分析

(2022年全国乙卷,9～11题)我国一海滨城市背靠丘陵,某日海陆风明显。图1示意当日该市不同高度的风随时间的变化。据此完成9～11题。

图1

9.当日在观测场释放一只氦气球,观测它在1千米高度以下先向北漂,然后逐渐转向西南。释放气球的时间可能为

( )

A.1时 B.7时 C.13时 D.19时

【答案】9.C

【解析】氦气的密度小于空气的密度,故释放氦气球后氮气球在垂直方向上会向上漂,在水平方向上会受大气的水平运动——风的影响,先向北漂,故当时风向为偏南风,受偏南风的影响漂向北,随着海拔的上升,再转向西南,故随后应受东北风的影响漂向西南,由图可知,13时该地近地面吹偏南风,随着海拔的上升吹东北风,故C选项正确;图中1时、7时、19时和该风向不对应,A,B,D选项错误。

10.据图推测,陆地大致位于海洋的

( )

A.东北方 B.东南方

C.西南方 D.西北方

【答案】10.D

【解析】由热力环流的原理可知海陆风白天吹海风,夜间吹陆风。根据海陆风形成的原理,对图进行分析,夜间到清晨陆地气温低,应该为高压,此时近地面风向整体自北向南,说明陆地偏北。下午气温较高时(14:00—15:00),此时陆地气温最高为低压,水体气温低为高压,近地面风从水体吹向陆地即从东南方向吹向陆地。综上所述,推断陆地总体在水体的西北方向。A,B,C选项错误,故D选项正确。

11.当日该市所处的气压场的特点是

( )

A.北高南低,梯度大 B.北高南低,梯度小

C.南高北低,梯度大 D.南高北低,梯度小

【答案】11.B

【解析】材料中显示该地某日海陆风明显,说明当日盛行风的影响较小即从大范围气压场(高空1 000 m处风力)判断当日该市所处气压梯度较小,如果气压梯度较强,则当地盛行风强于海陆风,则海陆风不明显,可排除A,C选项;海拔越高受海陆风影响越小,受当地一般的盛行风(背景风)影响大,由图可知在高空1 000 m处偏北风强,故当地气压场为北高南低(大气水平运动由高压流向低压),B选项正确,D选项错误。

二、试题数据分析与错因分析

(一)易错数据分析

2022年全国乙卷9～11题考生普遍表示难度大,试题在基础性、综合性、创新性方面进行了深入的考查,对概念和方法理解不深刻的同学是比较吃力的,也给了一味刷题、不重视基本概念的同学当头一击,对中学地理改革起到了积极的引导和促进作用。对于该组试题,某所国家级示范性高中的一个物理类和历史类平行班学生(已经完成了大气章节的第一轮复习)在周测中的易错数据为表1。

表1

据表1的数据可以看出,第9题同学们做得较好,正确率为91.8%,但第10题与11题正答率分别为62.76%与80.9%,得分情况不太理想,特别是第10题平均分不足2分,错误的人数较多,属于典型易错题。

(二)易错点分析

笔者结合学生周测考试数据,通过与学生的交流,对试题进行了易错点总结和原因分析,分析如下:

1.第9题易错“雷区”

(1)对风矢图中风向判读未掌握造成错解

风矢图用风向杆和风羽来表示风,风向杆指出风的来向,有8个方位,分别为北、东北、东、东南、南、西南、西、西北,如图2中为西北风。准确认识风矢图中的风向后可把图1中的风矢符号转换成熟悉的、具体的风向箭头(如图3),转换后再把选项中四个时间点标出,然后直观清晰地进行对比判断。

图2

图3

(2)对氦气球运动方向判断不清造成错解

氦气的密度小于空气的密度,故释放氦气球后气球在垂直方向上会向上漂,在水平方向上会受大气的水平运动——风的影响,水平运动方向与风向相反。试题中“它在1千米高度以下先向北漂,然后逐渐转向西南”的考查意图是要求学生分析出氦气球上升中受到水平运动的风向影响,即“先向北,然后向西南”。部分同学对释放氦气球运动方向造成错解原因有:运用物理的合力方法去分析氦气球的运动方向或者只考虑氦气球的运动受大气的水平运动——风的影响。

2.第10题易错“雷区”

(1)对海陆风概念与发生时间未掌握造成错解

海陆风是出现于近海和海岸地区、具有日周期的地方性风。海陆风在近地面有两个局地环流组分,即昼间由海洋吹向陆地的海风和夜间由陆地吹向海洋的陆风。这种规律的风循环,是由于陆地与海洋比热容差异大造成的。海陆风交替的时间随地方条件及天气情况而不同。白天陆地温度高于海洋的时间吹海风,一般约为14—15时海风最强;夜里陆地温度降得快,海洋温度比陆地下降得慢些,海洋温度高于陆地的时间吹陆风,大约日出前陆风最强。

(2)对海陆风发生的空间理解不清楚造成错解

海陆风属于近地面海陆热力性质差异原因背景下的大气环流系统。以水平范围来说,海风深入大陆在温带约为15～50千米,热带最远不超过100千米,陆风侵入海上最远20～30千米,近的只有几千米;以垂直厚度来说,海风在温带约为几百米,热带也只有1～2千米,至于陆风则要比海风浅得多,最强的陆风,厚度只有200～300米,如在我国台湾省,海风厚度较大,约为560～700米,陆风为250～340米。因此,第10题要求据图推测陆地大致位于海洋的什么方向,由近地面海陆风最为典型可知判断海陆风方向时应以图中150米为最佳高度进行分析。

3.第11题易错“雷区”

(1)对气压场与风向和风力关系不清造成错解

气压场与风向和风力关系:风向在气压场中从高压指向低压,气压场中水平气压梯度力越大,风力越大。

(2)对大气环流(背景风)与海陆风发生尺度不清造成错解

大气环流是指具有全球性的有规律的大气运动,表现为气压带与风带、季风环流等。它反映了大气运动长时期的平均状态,其水平尺度在数千千米以上,垂直尺度在10千米以上。海陆风相当于大气环流,属于较小尺度的大气运动,根据所学知识:小尺度的大气运动受背景风(大气环流)影响大,只有在背景风较弱的情况下,较小尺度的海陆风才能表现明显;海陆风近地面最为典型,离地面越远,受海陆风影响越小,受背景风影响越强。因此,当日该市所处的气压场的分析依据图中1千米高度风向与风力来判断该市所处的气压场。

(3)对风矢图中风力方向判读未掌握造成错解

内容详见上文“第9题易错‘雷区’”

(4)对风矢图中风力大小判读未掌握造成错解

风矢图中分别用长划线和短划线或者与风三角组合的方式表示风速的大小,垂直于风向杆末端顺时针向一侧(北半球)。一条长划线表示4米/秒(2级),一条短划线表示2米/秒(1级),风三角表示20米/秒(8级),示例如图4。据此可分析得到当日该市1千米高度所处的风力较小,气压场的梯度特点为梯度小。

图4

三、易错练习

针对该易错题考点,笔者选取了2道与其易错点相似的试题,作为易错巩固练习题。

(一)相同地理考点下的变式练习

【练习题1】图5示意我国珠三角某沿海城市2004年10月13—14日的垂直风场,该地的风向受海陆风与背景风(大区域尺度的大气水平运动)的共同影响。据此完成下面1,2题。

图5

1.该城市13日海风开始生成的时间及风向是

( )

A.6时前后东北风

B.14时前后东南风

C.18时前后东南风

D.24时前后东北风

2.该城市13—14日的背景风

( )

①风力较强 ②风力较弱

③风向为东北风 ④风向为东南风

A.①③ B.①④ C.②③ D.②④

【答案】1.B 2.C

【解析】第1题,13日大约14时之前风向为偏东风,且风力弱,大约14时之后,风向发生转变,变为东南风,可推测此时应为海风开始生成,风向为东南风;由图可知,6时、18时、24时前后风向均没有发生明显变化,不可能是海风开始生成的时间。故选B选项。

第2题,根据材料可知,背景风是大区域尺度的大气水平运动,而海陆风是小区域尺度的大气运动,读图可知,13—14日该区域上空存在稳定的东北风,而近地面受海陆风影响,风向出现变化,可知此时背景风为东北风,③正确,④错误;近地面风向变化比较明显,说明背景风风力较弱,海陆风较为明显,①错误,②正确。故选C选项。

(二)相同命题立意下的变式练习

【练习题2】位于北京延庆区西北部的某一山地,最高海拔为2 199米,建有国家高山滑雪中心。表2是修建滑雪场后1月某日该山坡(A站)和山脚(B站)两个气象站测得的气温数据。据此完成3～5题。

表2

3.B气象站红旗向山坡上飘扬最舒展的时段是

( )

A.7时 B.11时 C.15时 D.1时

4.若B气象站测得1月份4时北风频次为20次,推测该山地的走向是

( )

A.东北—西南走向 B.东西走向

C.东南—西北走向 D.南北走向

5.若滑雪场修建在A气象站下坡方向,有关A气象站修建滑雪场后昼夜风向、风速的变化叙述正确的是

( )

A.A站白天测得风速增强,风向不变

B.A站黑夜测得风速增强,风向有变

C.A站白天测得风速减弱,风向不变

D.A站黑夜测得风速减弱,风向有变

【答案】3.C 4.A 5.C

【解析】第3题,根据所学大气热力环流原理知识可知,红旗向山坡上飘扬说明此时风由山谷吹向山坡,即吹谷风,据此可判断此时应为白天;根据表格信息可知,13—15时,A站气温高于B站,说明山坡上气温高,气压低,山脚气温低,气压高,风从高压吹向低压,为谷风;而红旗要飘扬最舒展,即气压梯度力最大,风力最大之时,应为A站(山坡)与B站(山脚)温差最大之时,根据表格信息可知,15时A站(山坡)与B站(山脚)温差最大。C选项正确。

第4题,根据表格信息可知,1—9时A站(山坡)气温低,B站(山脚)气温高,故4时山坡上气温低,气压高,山脚气温高,气压低,风从高压吹向低压为山风。结合题干可知B气象站测得4时吹北风的频次较高,根据所学地球运动知识可知,北半球地转偏向力向右偏,该北风是由西北风(山风)向右偏转形成的,因此可推测该山地的走向大致为东北―西南走向,A选项正确。

第5题,根据滑雪场修建在A气象站下坡方向可知,受滑雪场人类活动的影响山谷昼夜温度都升高,白天山坡和山谷温差减小(T山坡-T山谷),因此白天谷风减弱;夜晚山坡和山谷温差增大(T山谷-T山坡),夜晚山风势力增强;滑雪场中心是小范围的气温变化,该地的整个气压场不会改变,因此风向不会发生改变,故C选项正确。

四、“热力环流与大气的水平运动——风”易错点思维导图

五、备考策略

(一)以《课程标准》及教材引领深度教学

近年来高考地理试题启示我们课堂教学要回归教育本质:致力《课程标准》的落实与核心素养的落地。因此,地理课堂要强化对地理《课程标准》规定的必备知识的深刻理解、基本方法与能力的灵活运用,依据《课程标准》制定教学目标、落实教材教学内容,改革教学方法。在高考复习备考中需要师生以地理《课程标准》及教材为复习依据,突出学科主干知识,以教材知识体系进行层阶递进式地深度教学,深化基础性内涵,务必做到透过表象深究本质来培养学生的思维深度,在提高地理核心素养的同时不断提升考试的信心。例如,2022年全国乙卷第9～11题,以高中地理的高频考点“大气”为切入点,在问题情境中引导学生运用《义务教育地理课程标准(2022年版)》所要求的“识别常用的天气符号”的基本方法判断风力、风向的变化,考查热力环流的基本原理和运用图表资料分析复杂地理信息的能力,设问难度层阶递进,引导学生重视对基本概念、基本原理本质属性和内在联系的深刻理解和充分掌握,因此需要考生较高的思维深度才能很好地解决问题。

(二)以地理尺度思想培育学生的综合思维

尺度思想是以尺度为核心认识地理环境的一种地理思想,袁孝亭教授认为其主要包括六个方面:尺度划分、尺度匹配、尺度关联、尺度效应、尺度选择和尺度推绎。尺度思想有助于学生正确分析、推理各种地理事物和现象,提高地理思辨能力和探究能力,进而培养学生地理综合思维。在地理教学中梳理并分析地理教材与高考经典试题中所蕴含的尺度思想,引导学生充分认识尺度思想。例如,2022年全国乙卷第11题强化尺度意识,注重引导考生综合思维,设问着眼更大尺度上的气压场特点,即考查背景风,分析地理事象在不同空间尺度的区别与联系,引导学生深化对尺度概念的认识,理解不同尺度对同一地区地理现象的综合、复杂且具有差异的影响。

(三)以错题档案夯实基础知识与基本能力

表3