风雨之后见彩虹——高考地理试题对彩虹的考查

◇江苏省沭阳高级中学 张曼青

一、什么是彩虹

彩虹是太阳光通过空气中的水滴时发生折射和反射作用而形成的,是一种光学现象。彩虹形成的条件比较复杂,需要空中水滴、太阳高度、空气透明度、地形等条件共同作用才能形成,因此可以这样说彩虹是可遇不可求的。在中国古代,彩虹是一种美丽而神秘的现象。由于彩虹比较罕见同时又具有观赏价值,再加上古代没有人能够解释彩虹的形成机理,因此中国古代将彩虹视为希望与吉祥等的象征,遇到彩虹代表着能够有好运。到了现代,随着科学技术水平的提高,虽然我们知道了彩虹就是一种自然现象,并不“神秘”,但是还会以为彩虹代表了吉祥和希望,具有较高的观赏价值。

二、高考地理试题对彩虹的考查

如上所述,彩虹是由空中水滴、太阳高度、空气透明度、地形等条件共同作用形成的,因此彩虹也是地理学的研究对象。彩虹在地理学科中属于大气运动与降水内容中的知识点。近几年的高考地理试题对彩虹的形成机理和时空分布进行了考查。例如,2023年高考福建地理卷第9～11题就对彩虹出现的条件、彩虹的时空分布等进行了考查,具体考查地球运动、太阳高度、大气运动等知识。风雨之后见彩虹,彩虹是极具观赏价值的天气景观资源之一。本组题围绕彩虹的形成条件和观测条件,设置了生活实践情境,重点考查了信息的获取与解读能力、逻辑推理能力,体现了高考考查的综合性和应用性指向。

第9题,该题考查彩虹出现的条件。同学们要注意题中的隐性条件,即要与我国其他地区进行比较,解释华南地区彩虹出现频率较高的原因。解答该题时需要同学们运用比较思维和逻辑思维进行比较、推理和判断。由材料可知,彩虹出现在局部强降雨后。华南地区纬度较低,局部对流运动频繁。因此,华南地区彩虹出现频率较高。彩虹多形成在小尺度的天气系统中,容易出现在雷阵雨等对流性降水天气系统中。所以,发生雷暴天气越多的地方,出现彩虹的概率会越大。锋面雨出现在较大范围中,而且中纬度地区的锋面最为活跃。太阳辐射强和地形复杂不是彩虹形成的充分条件。因此,该题正确答案为选项C。

第10题,该题考查信息的获取与解读能力和地理计算能力。以几何光学的观点看,阳光照射到空中的一个水滴时,在进入和离开水滴的过程中会经历折射和反射,最终入射光线和出射光线形成大约42°的夹角。太阳高度>42°,意味着彩虹的最高点位于地平线以下,我们是看不见彩虹的。在平坦地形中,太阳的高度越低,越接近地平线,彩虹的最高仰角越大,观察者可以见到更高、更大的彩虹,而且彩虹在背对太阳的一侧。因此,可以首先排除选项A和选项B。由于地球的形状和运动规律,在一年内的每一天,假设形成彩虹的其他条件都成立,在地平面上观察者能否看到彩虹还取决于太阳高度是否小于42°。暑假,太阳直射点位于北半球,武夷山纬度大约为27°N。夏至日,武夷山正午太阳高度为86.5°。冬至日,武夷山正午太阳高度为39.5°。因此,暑假某日13:00—14:30,武夷山太阳高度应大于42°,不能形成彩虹,C项错误。16:00—17:30,太阳高度较小,可能会形成彩虹,D项正确。

第11题,该题考查逻辑推理能力。若其他条件相同,太阳高度小于42°的时间越长,出现可见彩虹的可能性越大。我国北方纬度高于南方,夏季白昼时间长。因此夏季北方出现彩虹的频率高于南方。故该题正确答案为选项C。