【地理专题】冰川与大气、海洋的相变转换、地温vs气温vs水温

1.冰川对大气的影响

辽阔的南极冰盖是一个巨大的“冷源”,在那里形成一个稳定的高压中心。与北极相比,南极的冷高压既强又稳定。北极地区由于海洋性质的影响,每年6-8月由高压转变为低压,气旋活动经常可达北极;而南极的高压,甚至夏季也不消失,只是其强度略有降低而已。强大的冷高压使南极地面的盛行风常保持为南风和东南风,风速离大陆中心愈远愈大,当其吹至冰面陡急的冰盖边缘时,形成强大的下降风,年平均风速可达20米/秒,以致南极地区有“风极”之称。

同时稳定的冷高压使气旋很难深入南极大陆,故在南极冰盖中心部分年降水量仅约数十毫米,与撒哈拉沙漠差不多。可以设想,如果北极不是海洋而是冰盖,北半球的气候也将会严酷得多。

山岳冰川规模虽不及冰盖,但它对气候也有明显的影响。据祁连山、天山和喜马拉雅山等高山冰川的气象观测,山区降水的垂直分布除在山地中部森林带出现丰沛的降水带外,在高山冰川带还存在另一个更大的降水带,冰川气象工作者称其为第二降水带。表1-2-54可见,海拔2400米处为托木尔峰的中山森林丰沛降水带,向上降水量减少,到冰川消融区下部,降水又增加,到冰川消融区上部达最大值。第二降水带的产生与冰雪下垫面的作用有来,在相同高度上,冰川表面气温一般比无冰川覆盖的山地低2℃左右,而湿度却高得多,水汽容易饱和,故有利于产生降水。此外,冰雪覆盖的山头是个冷中心,同样能形成稳定的下沉气流,但紧贴冰川表面吹向下游,形成“冰川风”。

在傍晚,冰川风和山风迭加在一起,风势特强,常超过10米/秒,白天则因山谷风上吹而有所减弱。冰川风带来的冷空气,能在山谷中比较闭塞的部位停滞,造成局部逆温现象,这种逆温对植物生长有很大的影响,往往导致喜欢冷湿的冷杉林在谷底生长,而在山坡上却生长着喜干热的松树林和一些阔叶林。

2.冰川与海洋的相变转换

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地球上气候转冷的时候,冰川的规模就大,大量的水从海洋转移到冰川上储存起来,导致海面降低。气候转暖时,冰川退缩,大量的冰川融水又通过河流注入大海,导致海面抬升。例如,20世纪上半叶,全球气候变暖,从1900-1950年海面上升了6.1厘米,相当于440立方千米的水量从陆地转移到海洋中去:50年代以后,全球气候又有变冷的趋势,冰川前进扩大,这就会使海面逐渐下降。由于冰川进退所引起的海平面变化,甚至高差可达200米左右。第四纪以来由于冰期、间冰期的交替,世界洋面就这样反复地上升和下降,改变着地球上的海、陆的轮廓,例如,欧洲北部斯堪的纳维亚半岛,第四纪时是冰川作用的中心之一,自最后一次冰期结束后的近一万年内,由于上伏的大陆古冰盖的消退,地壳一直在抬升,波罗的海面积不断缩小,波的尼亚湾是原冰盖的中心,冰期时下沉最多,所以现在上升最剧烈,约每百年抬升90厘米,芬兰南部每百年抬升60厘米。古冰盖的边缘--瑞典南部,则每百年仅上升10厘米,人们预言,由冰川引起的均衡运动完全恢复时,波的尼亚湾将不复存在,欧洲的瑞典,芬兰将连成一片,丹麦附近的陆地将与斯堪的纳维亚半岛联结在一起,波罗的海将成为一个封闭的湖泊。

（一）水温与气温

雾凇通称“树挂”，是水汽遇冷凝结在枝叶上的冰晶。隆冬时节，沿松花江的堤岸望去，松柳凝霜挂雪，戴玉披银，如朵朵白银，排排雪浪。读下列图及统计表回答⑴-⑶ 题。

⑴图中甲乙丙丁四地附近岸边最不可能出现雾凇的地方是（）A．甲 B．乙

C．丙 D．丁⑵丙乙甲三地水温逐渐降低的原因是（）A．纬度越来高，气温逐渐降低

B．海拔越来越低，气温逐渐升高C．位于水库下游，河水逐渐冷却

D．越往下游流速减缓，气温下降⑶2007年年底国家将丰满大坝定为病坝。丰满大坝若被拆除，雾凇景观或将因此消失。请问消失的原因是（ ）A．流速减缓，水汽减少

B．河流封冻，水汽减少C．水库消失，气温下降

D．水温与气温温差减少

解析：⑴雾凇形成需要两个条件：①气温低于0摄氏度，②大气中水汽充足。据材料知，“隆冬时节”，均满足了气温低的条件；而图中丁地表层水温为-20摄氏度，说明丁地江面冰冻，江水蒸发量小，水分不足，失去了雾凇形成的水分条件。故答案选D。

第⑵题，此题首先搞清楚大气的受热过程，是“水温”影响“气温”，设问问水温逐渐降低的原因，所以可排除ＡＢＤ三项；其次要根据大坝和松花湖的相对位置判断河流流向，然后结合右上图知从水库中流出的水温为4摄氏度，随着向下游的流动距离的加大，河水水温将不断冷却。

⑶丰满大坝若被拆除，雾凇景观或将因此消失，这是因为该地区没有了松花湖的温暖水流供水，下游河流水温低，将会封冻，水汽减少，不易于形成雾凇。故答案选Ｂ。

答案：⑴Ｄ⑵Ｃ⑶Ｂ

1-“地温”是指“下垫面”的温度，“气温”是指“大气”的温度，二者不要混淆。

（二）气温与地温

霜冻线是指地表温度为0℃的一条曲线，在我国，该线北侧是可能出现霜冻的地区，南侧则是不会出现霜冻的地区。下图示意我国2022年2月4日的霜冻线位置。据此完成⑴-⑵题。

⑴霜冻线在南昌附近向北突起的原因是

A.海拔较低，温度较高

B.受冬季风影响小，温度较高

C.距海较近，温度较高

D.下垫面比热容大，温度较高

⑵推断图中长沙附近霜冻线与0℃等温线的位置关系是

A.0℃等温线位于霜冻线以北

B.0℃等温线位于霜冻线以南

C.0℃等温线位于霜冻线以东

D.O℃等温线与霜冻线重合

⑴南昌东北部是鄱阳湖，湖水比热容大，散热慢，冬季地表温度比同纬度其他地区偏高，因此南昌附近的霜冻线向北凸起，故D正确。

⑵地表温度与通常说的气温不同。通常说的气温是距离地表1.5米处大气的温度，而地表温度是指地面的温度。一般情况下，地表温度会高于通常说的气温。但在形成霜冻的时间段，由于地面辐射散失热量会导致地表温度低于通常说的气温，类似逆温现象。霜冻线以地表温度0℃的位置确定，0℃等温线以距地表1.5米处0℃的位置确定。根据以上分析，霜冻线上的温度低于同地点1.5米处的气温，故0℃等温线位于霜冻线以北。A正确。

⑴Ｄ⑵Ａ

备注：地温与气温的区别与联系

一、地温与气温的区别：

1-概念不同：

（1）地温的概述：地温指地表面和以下不同深度处土壤温度的统称。

（2）气温的概述：气象学上把表示空气冷热程度的物理量称为空气温度，简称气温。

2-两者所属学科不同：

（1）地温所属学科：地理学、地质学。

（2）气温所属学科：气象学。

3-分布规律不同：

（1）地温的温度分布

表层地温的水平分布与气温相似，从低纬度向高纬度递减，等温线与纬线大体上平行。

垂直分布差异很大，这里引入地温剃度的概念。

地温梯度（geothermal gradient）又称“地热梯度”、"地热增温率"。指地球不受大气温度影响的地层温度随深度增加的增长率。表示地球内部温度不均匀分布程度的参数。一般埋深越深处的温度值越高，以每百米垂直深度上增加的℃数表示。不同地点地温梯度值不同，通常为(1—3)℃/百米，火山活动区较高。谭老师地理工作室综合整理

在实际工作中，通常用每深100米或1千米的温度增加值来表示地温梯度；在地温异常区，也常用每深10米或1米的温度增加值来表示地热梯度。地壳的近似平均地热梯度是每千米25℃，大于这个数字就叫做地温梯度异常。近地表处的地热梯度则因地而异，其大小与所在地区的大地热流量成正比，与热流所经岩体的热导率成反比。因此，地热梯度的区域性变化可能来源于热流量的变化，也可能来源于近地表岩体的热导率的变化。而在整个地球内部，地温梯度随深度的增加逐渐降低。

参考酿酒车间通风干燥处接触地面设置的温度计的温度，下面给出一个参照图表。

那么，什么是恒温带？中国境内的恒温带深度取20-30m，恒温带的温度取高于年平均气温2-6℃，或考虑地下水的温度或岩溶洞穴中的气温，做为恒温带以下计算地温梯度的依据。地形及气候对恒温带的温度和深度则有直接的影响，其中气温又与纬度有关，一般低纬度带恒温带较浅，温度亦偏高；反之，高纬度带则较深，温度则偏低。气温随地形有垂直分异的特点，所以其影响的深度和温度也有深浅和高低之分。

在中国地温研究中发现，各地区地温梯度的变化很大。不同地点地温梯度值不同，从各地研究经验来讲，国内地下地温梯度通常为(1-3)℃/100m，分布具有东部高、西部低；南部高、北部低的总趋势。

（2）气温的温度分布：

水平分布：从低纬度向高纬度递减，因此等温线与纬线大体上平行。同纬度海洋陆地的气温是不同的。夏季等温线陆地上向高纬方向凸出，海洋向低纬方向凸出。

垂直分布：大致如下图所示

二、地温与气温之间的联系：

地温与气温两者均是温度的一种。地温是气象观测项目之一，更是十分有用的气候资源。气温是在观测场中离地面1.5米高的百叶箱中的温度表上测得的，由于温度表保持了良好的通风性并避免了阳光直接照射，因而具有较好的代表性。气温的差异是造成自然景观和生存环境差异的主要因素之一，与生活关系非常密切。

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