微专题：大气的垂直运动

一、对流：指热力作用下的暖空气上升冷空气下沉。这类垂直运动的水平范围较小，只有几公里到几十公里，持续时间较短，只有几十分钟到几小时，但垂直速度大，可达1～30m/s。它造成雷暴云，产生阵性降水、雷雨大风或冰雹等不稳定天气。

强对流天气是气象学上所指的发生突然、移动迅速、天气剧烈、破坏力极强的灾害性天气，主要有雷雨大风、冰雹、龙卷风、局部强降雨等。午后太阳高度角大，地面吸收太阳辐射增温，热量不断从地面往大气中传输，导致对流层气温下热上冷，底部的热空气膨胀上升，上升过程中遇冷容易凝结成雨。

当低空有暖湿空气，它会向上运动。升高时，它周围环境的气温会下降（在对流层高度每上升1000米，气温下降6.5℃）。暖空气遇冷，水蒸气凝结成水滴。凝结释放了热量，加热了温度，因此暖空气还会继续上升，再遇冷，水蒸汽继续凝结，如此往复，上升气流从低空可以伸展到万米高空。到了更高的高度，气温低于0℃时，就出现冰晶，小水滴和冰晶就形成了积雨云。当积雨云发展到对流层顶以后，上升运动就停止了。强烈发展的积雨云云顶可达10公里以上，甚至20公里。有时当上升气流特别强，还可以冲破对流层顶。

当云中的冰晶相互碰撞合并，有些水蒸气直接凝华附着在冰晶表面，小冰晶就会长大，当上升气流无法托住它的时候，在重力作用下它会下落，形成各种形态的降水（雨、雪、冰雹等）。下降过程中，低空温度升高，冰晶融化，就成为降雨。有些小冰晶变成了比较大的冰晶时，会直接下落形成冰雹，下落时还会继续相互碰撞合并，长成比较大的冰雹，就像滚元宵一个道理。另外，云中的冰晶相互碰撞的过程中，还会摩擦起电，当正负电荷累积到一定程度，就会击穿空气，形成雷电。

总之，在积雨云形成前后，低空有非常温暖且潮湿的空气，由于温度和密度之差，导致内部往往有着一支强烈的上升气流，其后部会形成一个下沉气流。强对流天气，就在其中酝酿出现。

形成机制是近地面层空气受热或高层空气强烈降温，促使低层空气上升，水汽冷却凝结，就会形成对流雨。

正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，但在不同的地点和不同的时间，可能会小于0.6℃或者大于0.6℃，如下图表现为曲线变陡或变缓。在②情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定；在①情况下，大气对流运动更加强烈。

气温随海拔上升，气温下降。即上冷下暖，上湿下干。

气温垂直递减率≥6℃/1000米。

垂直方向上，气温梯度越大，对流越旺盛。

二、水平辐合辐散引起的垂直运动：低层辐散引起下沉运动，低层辐合引起上升运动。

特点：水平范围大，垂直运动小。

三、锋面上的垂直运动：指暖空气沿锋面坡度爬升产生上升运动。

四、地形引起的垂直运动：当气流遇到高大地形或山脉时，在迎风坡产生上升运动，在背风坡产生下沉运动。

五、乱流引起的垂直运动：大气中的乱流也能产生垂直运动，可以形成层云，雾或毛毛雨。

六、吸收潜热上升：水汽凝结释放潜热，周围水汽吸收潜热而上升。

七、下降风：一般形成于谷地。夜间山脊的地表空气从高处流向谷底，下坡风也从山区流向附近的低地。其分为暖下降风和冷下降风。如：落基山脉东部的温暖干燥风和阿尔卑斯山的焚风属于暖下降风，法国隆河谷地的一种凛冽北风，是一种冷下降风。

八、焚风

当潮湿空气越过高山时，常在山的背风坡山麓地带形成一种干燥高温的气流，这种沿着背风山坡向下吹的干热风称作焚风。焚风往往以阵风形式出现，从山上沿山坡向下吹。焚风在迎风坡成云致雨，在背风坡形成干热风的整个过程称为“焚风效应”。

一般来说，空气流动遇山受阻时会出现爬坡或绕流。气流在迎风坡上升时，空气被迫绝热冷却，温度会随之降低。空气上升到一定高度时，水汽遇冷出现凝结，以雨雪形式降落,,爬山空气按湿绝热率（<1℃/100m）降温。空气到达山脊附近后，变得干燥，在背风坡一侧顺坡下降，并以干绝热率（1℃/100m）增温。因此，空气沿着高山峻岭沉降到山麓的时候，气温常有大幅度的升高。焚风强烈时，常常带来一系列灾害。

九、布拉风

十、冰川风

“旗云”为珠穆朗玛峰上的一种奇观，因出现时其形如旗，被称为“旗云”（下图）。云沿着山顶飘向一边，仿佛一面迎风招展的旗帜。珠穆朗玛峰7500m以下被冰雪覆盖，7500m以上由于高空风大，山坡陡峭，降雪不易堆积，多为碎石坡面。读图，据此完成1—3题。

1．“旗云”多在

A．阴雨天出现 B．日出前后出现 C．晴朗白天出现 D．晴朗夜间出现

2．下列大气现象的成因与“旗云”差异最大的是

A．山谷风 B．华北季风 C．湖陆风 D．盛行西风

3．据图可知，“旗云”飘动的位置

A．越向上掀，高空风越大 B．越向下倾，高空风越小

C．与太阳辐射的强弱有关 D．下倾，不易登山

【答案】1．C 2．D 3．D【解析】1．珠穆朗玛峰7500m以上由于高空风大，山坡陡峭，降雪不易堆积，多为碎石坡面。碎石坡面白天升温快，石面温度大于同一高度大气温度，石面区域气流受热上升，受高空西风影响，形成“旗云”，因此“旗云”多在晴朗白天出现，C对；阴雨天、日出前后、晴朗夜间石面温度低，不能形成“旗云”，A、B、D错。故选C。

2．选项中的大气现象的成因与“旗云”差异最大的是盛行西风，因为盛行西风属于行星风带，与下垫面影响无关，D对；山谷风、华北季风、湖陆风都是因下垫面差异形成的，与“旗云”成因相似，A、B、C错。故选D。

3．据图可知，“旗云”飘动的位置是背风坡一侧，与太阳辐射的强弱无关，C错；越向上掀，高空风越小，A错；越向下倾，高空风越大，B错；7500m以上由于山坡陡峭，下倾，说明高空风大，不易登山，D对。故选D。

空气在山脉背风坡上空形成的波状运动称为背风波，当风速较大且与山脊垂直时，有利背风波形成，背风波形成时，常可出现波状云，波状云的出现往往表明大气层结构比较稳定。某日当风垂直于西北东南走向的山脉时形成了背风波（下图）。据此完成4—6题。

4．该日当地风向可能是

A．东南 B．西北 C．西南 D．东北

5．图中形成波状云最多的是

A．① B．② C．③ D．④

6．该日天气

A．山脉西南侧晴朗，东北侧阴雨 B．山脉西南侧阴雨，东北侧晴朗

C．山脉西南侧晴朗，东北侧晴朗 D．山脉西南侧阴雨，东北侧阴雨

【答案】4．C 5．A 6．C【解析】4．由图可知，该日当地形成的背风波位于山脉东北侧，所以当日西南侧为迎风坡，风向可能是西南风。故选C。

5．图中背风波结构中，①处气流在冷凝高度以上的范围较大，所以形成波状云最多。故选A。

6．从该日背风波结构分析，山脉顶部上空气流进入冷凝高度，山脉两侧气流高度都在冷凝高度之下，水蒸气不易凝结，云量小为晴天。故选C。

一个地区的风受局地风与背景风的共同影响,某气象研究团队选取河北崇礼山区2016年12月至2017年2月、2017年12月至2018年2月两个冬季的气象观测资料,探究了山谷风的日变化特征。在观测到山谷风的时日,山风一般自2时起,至次日7时结束;谷风一般自10时起,至16时结束。

据此完成7-8题。

7.有利于观测到较强山谷风的天气条件是

A.背景风较弱的晴天 B.背景风较弱的阴天

C.背景风较强的晴天 D.背景风较强的阴天

8.在观测到山谷风的时日,影响崇礼山区山风与谷风时长差异的主要因素是

A.背景风速 B.植被覆盖 C.昼夜长短 D.山坡坡度

答案：7.A 8.C 解析：第7题，由“一个地区的风受局地风与背景风的共同影响”知，山谷风应在背景风较弱的时候较强，排除C、D。又因山谷风产生的根本原因是山坡与谷地的受热不均，只有在背景风较弱的晴天这种“受热不均”才会更强，山谷风才会较强，A对，B错。第8题，该区域为河北省，12月至次年2月为冬季。我国北方的冬季，植被覆盖变化不大；同一区域短时期内，山坡坡度也不会变化。没有变化的事物不会导致其他要素的变化，BD可排除。背景风速只会影响山风或谷风的强度，不会影响“时长”，排除A。昼长长短，为影响到山坡与谷地的“受热时间”，进而影响山风与谷风时长。答案为C。

雪幡是一种特殊的气象学现象，是雪晶在下降过程中不断升华、消失，而在云底形成的白色丝缕状悬垂物。它随云飘荡，形似旗幡，因此得名。下图为某摄影爱好者于当地时间10时在拉萨（91°E）拍摄到的雪幡照片。据此完成9—10题。

9.有利于雪晶在下降过程中升华、消失的气象条件是

A.风力强劲 B.空气干燥 C.温度降低 D.湿度增大

10.该地发生雪幡时

A.雪幡附近常有冷空气下沉 B.飞机接近雪幡时非常安全

C.雪幡阻碍臭氧吸收紫外线 D.无风时悬垂物出现弯曲状

9.B【解析】本题考查区域特殊天气的形成条件，同时考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力。由材料可知，风力强劲可以影响升华，但升华形成的水汽容易被风吹走，不会形成丝缕状悬垂物；根据材料可知，雪幡是雪晶在下落过程中升华、消失，而在云底形成的丝缕状悬垂物，进而可以推测出雪晶在下落过程中能受热升华，气温下降不利于升华；湿度增大不利于雪晶升华；下降过程中温度升高，空气干燥，雪晶得不到水体补充，未及落地，就在空中升华，从而形成这种雪晶基本没有落至地面就变成白色丝缕状悬垂物的现象。故B选项正确。

10.A【解析】本题考查区域特殊天气形成时的气象状况，同时考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力。飞机接近雪幡时，受下沉气流影响产生波动；臭氧分布在平流层，云雨出现在对流层，悬垂物不会阻碍臭氧吸收紫外线；风对雪幡的形态造成显著影响，风会将雪幡丝缕状悬垂物吹成弯曲状，当没有风时，就会呈现垂直下落的形式；雪幡现象中的云底形成的水汽在云下蒸发时由于吸热，导致周边温度较低，这样会产生一些低温气团，这些低温气团会在空气中下沉。故 A选项正确。

在冰盖坡度较大的地区，由于冰盖表面辐射冷却快，使得近地面空气密度增大，海拔较高处近地面空气密度比同一水平面上其他位置的空气密度大，并在重力作用下沿坡面加速向下运动，形成下降风，其风力大，破坏性强。下降风具有明显的日变化特征。下图为南极大陆等高线地形图。据此完成下面小题。

11.图中我国四所南极科考站中，下降风最为显著的是中山站，其原因是该地（）

A. 海陆差异显著 B. 坡度陡 C. 辐射冷却剧烈 D. 冰盖厚

12．为抵御下降风的危害，中山站应特别加固建筑物的（）

A. 南墙 B. 北墙 C. 东墙 D. 西墙

13.春、秋分日前后，南极大陆下降风最强烈的天气和时段在（）

A. 晴天2：00-4:00 B. 晴天14：00-16:00 C. 阴天2: 00-4:00 D. 阴天14: 00-16:00

14.与下降风相似的大气运动现象是（）

A. 山风 B. 谷风 C. 海风 D. 陆风

15. 图中（）

A. 下降风最为典型的科考站是昆仑站 B. 中山站的风向以偏西风为主

C. 下降风的强度在晴朗的白天或多云的夜晚较大 D. 出现下降风时，近地面大气会出现逆温现象

答案：11.C 12.A 13.A 14.A 15.D解析:11. 由材料可知，下降风是南极冰盖表面的剧烈辐射冷却所致，故C正确。

12. 中山站位于南半球的极地东风带，常年吹东南风，且下降风与地面坡度有关，图中中山站的南部等高线密集，坡度陡，因此下降风为偏南气流，故A正确。

13. 南极大陆下降风最强烈的天气和时段应是地面温度最低的时刻，为日出之前，因此排除B、D，晴天的大气对地面的保温效果差，地面温度低。故A正确。

14. 冷空气在重力作用下沿斜坡加速向下运动，形成下降风。与下降风相似的大气运动现象是山风，山坡气温下降快，空气下沉，顺山坡到谷底，A对。谷风是顺上坡向山上吹，B错。海风、陆风是水平吹动的风，C、D错。

15. 根据等高线，图中下降风最为典型的科考站是中山站，坡度最陡，A错。中山站受极地东风影响，风向以偏东风为主，B错。下降风的强度在晴朗的白天或多云的夜晚较小，C错。出现下降风时，近地面大气会出现逆温现象，D对。

冷空气被山脉或高地阻挡聚集，易形成高压，而温暖海面上空为暖低压控制（如下图左图所示）。冷空气沿山坡像瀑布一样直泻至山麓，犹如从山坡上滚落的石块一样越滚越快，使到达海岸的风速骤然增大，这种风被称为布拉风。据此完成16-17题。

18. 结合上图信息推测，在亚得里亚海海域中最有可能出现布拉风的地区是

A.西北部 B.东北部 C.西南部 D.东南部

17. 一天中，布拉风出现频率最高的时刻可能是

A.上午 B.正午 C.傍晚 D.夜间

答案：16.B 17.D解析：第16题，由图可知，亚得里亚海的东北部为河流的发源地，地势较高，为山地，冷空气易沿山坡直泻至山麓，形成布拉风。

第17题，布拉风是指冷空气沿山坡直泻至山麓的现象。一天24小时中的夜间时段，因山坡降温快，气温低，冷空气沿山坡下沉，易形成布拉风。

在珠穆朗玛峰北侧，海拔5300～7000米的区域主要被冰雪覆盖，日出后的冰雪表面气温仍然低于山谷中同高度的大气温度，因而该区域山谷处几乎昼夜盛行下山风，这种因冰川分布而形成的下山风又被称作冰川风。下图为冰川风示意图，据此回答下列小题。

18.珠穆朗玛峰北侧山谷几乎昼夜盛行冰川风的原因是（）

A. 冰面气温较低 B. 盛行风的推动 C. 山谷地形封闭 D. 山坡气温较高

19.下列变化能导致冰川风风速增大的是（）

A. 昼夜温差变小 B. 地形起伏变小 C. 山坡坡度增大 D. 植被覆盖率降低

20.珠穆朗玛峰冰川风占主导地位的季节是

A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季

【答案】18.A 19.C 20.D

【解析】18. 【分析】本题考查珠穆朗玛峰北侧山谷几乎昼夜盛行冰川风的原因，旨在考查学生调动相关知识的能力。解题关键在于熟练掌握冰川风的成因。

【解答】冰川风为下山风即山风，其是沿着山坡下行的。山坡处因有冰面覆盖，气温低、气压较高，山谷中气温高、气压低，因此气流沿着山坡上的冰面，由山坡向山谷中流动形成冰川风，故A对，D错。该地位于珠穆朗玛峰北侧山谷，难以受盛行风的影响，B错。山谷地形封闭，如果没有山坡的冰层，形成的应该是山风和谷风，而不是昼夜盛行冰川风，C错。

故选A。

19. 【分析】本题考查导致冰川风风速增大的因素，旨在考查学生调动相关知识的能力。解题关键在于熟练掌握导致冰川风风速增大的因素。

【解答】山坡坡度增大有利于下山风下行，增大风速，C正确；地形起伏变小会导致冰川风风速减小；冰川风的形成主要与山坡和山谷的温差有关，与昼夜温差关系不大；冰川风盛行地区，植被覆盖率本就较低，其变化对冰川风影响不大，ABD错误。故选C。

20.D ［解析］冬季，珠穆朗玛峰北侧冰川面积最大，冰川风最为强盛，因此珠穆朗玛峰冰川风占主导地位的季节是冬季。

在冰川覆盖的地区，冰川表面较稳定而下沉的冷却气流沿冰面向冰川前方运动，迫使冰缘地区较暖的空气上升而产生对流交换，形成由冰川表面向冰缘地带吹送的风，称作冰川风。在四姑娘山么妹峰（(6250m)北侧和珠穆朗玛峰北侧的河谷地区均存在冰川风现象。尤其在珠穆朗玛峰北侧海拔5300-7000米的地区，昼夜盛行冰川风，风力强劲，阵风达到7-8级。据此完成下面小题。

21. 与冰川风形成原理相似的是（）

A. 我国的冬季风 B. 盛行西风 C. 东北信风 D. 太行山东坡的干热风

22. 与珠穆朗玛峰相比，幺妹峰冰川风仅表现为增强和延长山风，减弱并缩短谷风，且不会全天出现，其原因主要是因为幺妹峰（）

A. 山体海拔相对低 B. 冰川覆盖面积相对小 C. 冰雪厚度大 D. 山体雪线低

23. 推断珠穆朗玛峰冰川风风力最强时段可能为当地时间（）

A. 6时—10时 B. 0时—4时 C. 19时—23时 D. 12时—16时

【答案】21. A 22. B 23. D【解析】21.冰川风是由于冰川的热力作用形成，其形成类似于热力环流，我国的冬季风受海陆热力性质差异形成，故A项正确，盛行西风、东北信风是动力作用形成，太行山东坡的干热风是由于气流随海拔下降形成的气温高、湿度小的小尺度风，故BCD错。故选A。

22..由于四姑娘山去妹峰冰雪覆盖面积较珠峰小，热力性质差异不明显，气压梯度力小，故风力较弱。与山体海拔、冰雪厚度和雪线高度关系不大，故B项正确。故选B。

23.冰川表面与冰缘地区温差最大时风力最强，当地午后气温最高，所以12时—16时冰川表面与冰缘地区温差最大，气压梯度力大，风力最大，故D正确故选D。

钦诺克风指位于北美洲西部的焚风，因过山气流在背风坡下沉而形成。位于落基山东坡山麓的莱斯布里奇市(50°N, 113°W)常受钦诺克风影响，增温明显。图2示意落基山山麓莱斯布里奇某日的暖脊，读图完成24-26题。