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专题四:地理原理与规律

2012-07-22 19:07:00
分类:经验积累

专题四:地理原理与规律

一、自然地理规律

(一)地球运动规律

【知识完善】

1.太阳高度

太阳高度是太阳高度角的简称,表示太阳光线对当地地平面的倾角。太阳高度从早晨日出东方地平线(这时的倾角为零),随着时间的推移,倾角逐渐增大,到了当地时间的12点,太阳光线与该地的倾角达到最大值。然后逐渐减小,黄昏时落入西方的地平线。所以正午太阳高度就是一日当中最大的太阳高度。

在理解上述两个概念时注意以下几点:当太阳位于地平线上(晨昏线)时,太阳高度为0°;一天中太阳高度最大值是在正午12点,当地太阳辐射最强;正午太阳高度最大值为90°,太阳直射点的纬度位于南北回归线之间(包括回归线);太阳高度大于等于0时表示白天,太阳高度小于0时表示夜晚。

2.昼夜

    昼夜是白天和黑夜的合称。昼夜产生的原因是地球是一个不发光、不透明的球体,在太阳光的照射下,向着太阳的半球是白天,背着太阳的地球是黑夜;昼夜交替是由于地球自转产生的,其周期为一个太阳日,即24小时。

    某地理论计算的昼长一般要比实际昼长略长一些,主要是由于日出与日落后,天空仍然有一段时间是明亮的,是大气对太阳光散射作用的结果。

    就季节而言,赤道上在一年中任何时间都昼夜平分;就纬度而言,春秋分日在任何地点都昼夜平分。昼夜平分时,昼夜长短的差别最小,故离赤道越近的地方或离春秋分日最近的日期昼夜长短的差别最小。

太阳直射点在哪半球,哪半球就是昼长夜短。从夏至日至冬至日,北半球昼逐渐变短,夜逐渐变长;从冬至日至次年的夏至日,北半球昼逐渐变长,夜逐渐变短,南半球正好相反。

夏至日,北极圈以内为极昼、南极圈以内为极夜,昼夜长短无变化,从北极圈向南至南极圈昼长逐渐变短,夜长逐渐变长;春秋分日,全球昼夜平分;冬至日,北极圈以内为极夜、南极圈以内为极昼,昼夜短无变化,从北极圈向南至南极圈昼长逐渐变长,夜长逐渐变短。

北极极昼的天数=南极极夜的天数,即春分3.21到秋分9.23,应为186天;北极极夜的天数=南极极昼的天数,即秋分9.23到次年春分3.21,应为179天。北极极昼的天数大于北极极夜的天数,是由于由于地球绕日公转的速度在近日点时最快,远日点时最慢。
3晨昏线

昼半球和夜半球的分界线(圈)叫晨昏线(圈)。它是由晨线和昏线组成。

根据地球自转的方向,由夜半球进入昼半球的为晨线,晨线上的各点为日出(黎明);从昼半球进入夜半球的为昏线,昏线上的各点为日落(黄昏)。
在光照图上,晨线与赤道的交点为6时,昏线与赤道的交点为18时。

    晨昏圈是一个过球心的大圆,且平分地球;晨昏线永远平分赤道;晨昏线只有在春、秋分时才与经线圈重合;晨昏线在夏至、冬至时与极圈相切,切点的最低纬为66º34¹;晨昏线自东向西移动15°/小时,与地球自转方向相反;晨昏线将所经过的纬线圈分割成两部分,位于昼半球的为昼弧,位于夜半球的夜弧,根据昼弧或夜弧长度可以计算该纬线的昼长或夜长(用弧度除以15°)。

4.正午太阳高度

正午太阳高度的数值与太阳直射点的移动:正午太阳高度的数值不一定等于90°,只有在太阳能够直射的地方正午太阳高度才能等于90°。由于黄赤交角的存在,使得太阳直射点只能在回归线之间移动,故23°26′是正午太阳高度能够等于90°的最高纬度。

正午太阳高度的变化规律:正午太阳高度的大小随纬度不同和季节变化而有规律地变化。就纬度分布而言,自太阳直射点(90°)向南北两侧递减。春秋分由赤道向南北两侧递减,二至日由回归线向南北两侧递减。就季节而言,夏至日北回归线及其以北的地区正午太阳高度达到一年中的最大值,赤道及其以南的地区达到最小值,冬至日正好相反。南北回归线之间一年有两次直射现象。

正午太阳高度的计算公式:正午太阳高度角的计算公式为:H=90°-︳φ-δ︳(H指太阳高度角,φ指地理纬度,δ指直射点纬度,冬季取负值,夏季取正值)。正午太阳高度的应用非常广泛,如热水器安置问题、楼房采光问题、日影长短和方向问题。解决这类问题,要立足于计算公式的熟练掌握、已知条件的转化,通过构建直角三角形,讨论直射点移动引起正午太阳高度变化,因此存在最佳角度、最短距离和最大高度。

5.时间计算与日期变更

    因经度不同而出现不同的时刻,称为地方时,经度每差15°地方时相差1小时;为了使用上的方便,人们又把全球每隔15个经度划分出一个时区,全球共划分出24个时区。并且规定每个时区都以本时区的中央经线的地方时,作为全区共同使用的时刻,这就是区时,同一时区内,区时相同。各时区都以中央经线的地方时为该时区的区时。

    已知北京时间,就可确定东八区的区时或东经120°经线的地方时。也就是说区时与地方时可以相互转化。

    在进行地方时计算时,按照“遇东则加,遇西则减”的原则;在进行日期计算时,以国际日期变更线为标准,遵循“东越减,西越加”的原则。

    日期变更的界线有两条:一是0时经线,二是国际日期变更线(近似认为是180°经线)。顺着地球自转的方向,0时经线两侧日期依次增加,180°经线两侧日期依次降低。

(二)热力环流规律

【知识完善】

1

 

高空等压面(线)

受热

受热

                            

                        

A            B

 

 

C            D  

 

热力环流示意图

 

 

 

 

 

 

 

 

    1)形成过程:近地面气体由于受热膨胀上升,空气密度减小,气压降低,近地面等压面向低空(高气压处)凸出;在高空由于空气聚积,密度增大,气压升高,高空等压面向高空(低气压处)凸出。同理,近地面气温由于冷却,气体收缩下沉,形成高气压,上空则形成低气压,近地面等压面向高空凸出,高空等压面则向低空凸出。在高空或近地面气体都由高压处流向低压处,从而形成热力环流。

2)在热力环流过程中,大气的初始运动是垂直运动,即大气首先是由于地面受热不均而产生了垂直方向的升降运动。冷热不均是引起大气运动的根本原因;水平气压差异是形成空气水平运动的直接原因;水平气压梯度力是大气水平运动的原动力,是形成风的直接原因。

3)通常对气压进行比较是指同一水平面上进行比较。气压的大小是由空气的密度决定的,一般而言,随着高度的增加,空气的密度会越来越小,气压也会越来越低;同一水平面,气温高的地方,气压会低一些。等压面凸起的地方是高压,下凹的地方是低压(同一水平面上)。

    4)天气与日较差分析:热力环流图中分析天气主要看垂直方向上气流的运动状况。上升气流一般会形成阴雨天气候,下沉气流一定是晴天。而且晴天的日较差大,阴天的日较差较小。

2山谷风的形成及影响:白天,山坡上的空气增温较多,而山谷上空同高度的空气因离地面较远增温较少,因此山坡上的暖空气不断上升,并从山坡上空流向山谷上空,使谷底的空气沿着山坡向山顶补充,形成热力环流,下层由谷底吹向山坡的暖空气称为谷风。夜间情况正好相反,形成由山顶沿山坡流向谷底的山风,这种热力环流一方面可形成逆温现象,造成洼地或盆地多雾,另一方面易在盆地地区形成“夜雨”。

3热力环流的分析方法:常见的热力环流主要有城市热岛环流、海陆风、山谷风、季风等。无论哪一种形式的环流,思维的起点都是分析近地面气温的高低。当然,造成温度差异的原因各不相同,例如,造成陆地和海洋温度差异的原因是海陆热力性质的差异;形成城市热岛的原因是城市人为原因释放的大量废热。

(三)气压带、风带的分布规律及移动规律

【知识完善】

1.全球气压带和风带的特征

 

气压带、风带

分布

成因

气流

性质

极地高气压带

南北纬90°附近

热力原因;终年寒冷,气流下沉;冷高压

下沉

冷干

副极地低气压带

南北纬60°附近

动力原因;南北两股气流相遇形成极锋,暖空气上升;冷低压

上升

温湿

副热带高气压带

南北纬30°附近

动力原因;地转偏向力迫使流向极地的高空气流下沉;热高压

下沉

干热

赤道低气压带

0°附近

热力原因;终年受热,气流上升;热低压

上升

湿热

极地东风带

南北纬

60°~90°

极地高气压带流向副极地低气压带的气流向右(左)偏转

北半球东北风;南半球东南风

冷干

中纬西风带

南北纬

30°~60°

副热带高气压带流向副极地低气压带的气流向右(左)偏转

北半球西南风;南半球西北风

温湿

低纬信风带

南北纬

0°~30°

由副热带高气压带流向赤道低气压带的气流向右(左)偏转

北半球东北风;

南半球东南风

干热

2.气压带、风带对气候的影响

    影响气候的因素有很多,但我们在分析气候的成因时都落在气压带、风带的控制上。如受单一气压带或风带控制下形成的气候类型主要有热带雨林气候(赤道低气压带)、热带沙漠气候(副热带高压气压带)、温带海洋气候(中纬西风带)。由于气压带、风带的性质不同,其影响下的气候类型不同、气候特征不同。如赤道低气压带性质为湿热,在其影响下形成的热带雨带气候特征为高温多雨;副热带高气压带的性质为干热,在其终年控制下的热带沙漠气候是终年炎热干燥,地中海气候在夏季的特征表现为炎热干燥。气压带、风带既影响气候类型的形成与分布,又影响气候特征的形成。

    3.气压带、风带的季节性移动及应用

    1移动规律:气压带、风带是随着太阳直射点的移动而整体移动,且移动方向始终一致。如6221222,气压带风带也向南移动;1222~次年的622,气压带风带向北移动。就北半球来说,大致是夏季北移,冬季南移。

    2)应用分析:根据某一气压带的相对位置(如右图所示)可以判断太阳直射点的大致位置,即节气;南亚的夏季风和澳大利亚西北部的西北季风的成因都是气压带、风带位置的季节性移动造成的;热带草原气候和地中海气候就是受气压带、风带交替控制而形成的气候类型。

(四)气候类型的形成和分布规律

【知识完善】

    1气候分布规律

几种重要气候类型的一般分布:地中海气候主要分布在南北纬30°~40°大陆的西岸;温带海洋气候主要分布在南北纬40°~60°大陆的西岸;亚热带季风气候主要分布在南北纬25°~35°的大陆东岸,在我国主要分布在秦岭—淮河以南地区;温带大陆气候主要分布在两个大陆(亚欧大陆和北美大陆)。一些气候类型的特殊分布:远离赤道的热带雨林气候(来自海洋的信风+地形迎风坡+沿岸暖流),主要有四处:非洲马达加斯加岛东部、澳大利亚东北部、巴西高原的东南部和中美洲东北部;非洲赤道地区的热带草原气候(地势高,改变了气温和降水状况);西风带内的温带大陆性气候(西风带内安第斯山脉的背风坡);大陆东岸的温带海洋气候,如澳大利亚东南部及新西兰南北二岛和智利火地岛;南北美洲西海岸气候南北延伸(科迪勒拉山系阻挡)。

2气候成因分析

影响气候的因素主要有:太阳辐射、大气环流、下垫面、人类活动。其中太阳辐射是形成气候差异最基本的因素。从气候分布图可以看出,大气环流对气候的影响是主要的,任何一种气候的成因分析都要落在大气环流因素的影响上,而大气环流对气候的影响是通过气压带、风带和季风环流起作用的。

3气候特征描述

描述气候特征的一般模式是先指出气候类型,然后对气温和降水两要素分别进行描述。描述气温要指出冬夏气温、气温的日较差和年较差,常用词有:炎热或凉爽,寒冷或温和;描述降水要指出冬夏降水,年降水量和降水的季节变化,常用词有:多雨或少雨、湿润或干燥,降水的季节变化大小。在探讨气候对农业的影响时,常要表述温差大小、光照强弱。

4气候综合判读:是利用气候的特征进行气候类型的判断,以实现对气候的综合考查。可能提供气候资料的方式有多种,如文字材料、表格数据、变化曲线、各类统计图等,但判断的基本方法都遵循“三步判读法”,即以“月”定“球”、以“温”定“带”、以“水”定“型”。下面是常见九种气候类型的三步判读,范围在逐渐缩小。

 

确定半球

以温定带

以水定型

气温

高低

结论

最低气温

结论

降水特征

结论

68月高;12至次年2月低

北半球

大于15

热带气候

多雨型

热带雨林气候

夏雨型 渐变性

热带草原气候

少雨型

热带沙漠气候

夏雨型 突变性

热带季风气候

68月低;12至次年2月高

南半球

015

亚热带气候或温带海洋气候

夏雨型

亚热带季风气候

冬雨型

地中海气候

年雨型

温带海洋气候

-150

温带气候

少雨型

温带大陆气候

(五)地壳物质循环规律

【知识完善】

可用下面模式归纳岩石圈的物质循环

说明:①地球内部的岩浆,上升冷却凝固形成岩浆岩;②岩浆岩、变质岩这些已生成的岩石在外力的作用下形成沉积岩;③岩浆岩、沉积岩经变质作用形成变质岩;④各类岩石在地壳深处或地壳以下被高温熔化,又成为岩浆回到地球内部。其中,已经升成的岩石指岩浆岩、变质岩;各类岩石指岩浆岩、沉积岩和变质岩。

通过理解上图可做如下变形:

 

外力作用

岩浆

岩浆岩

沉积岩

变质岩

岩浆

变质作用

外力作用

冷却凝固

高温溶化

 

 

 

 

 

 

 


 

(六)洋流的分布规律

【知识完善】

1.洋流的分类

按成因分为风海流、密度流和补偿流;按热力性质分为寒流和暖流;按与陆地关系分为向岸流和离岸流。凡是相联系的海区间密度差异较大的,都可能形成密度流,除了地中海与大西洋之间形成密度流外,红海与印度洋、印度洋与波斯湾、北海与波罗的海之间都会形成密度流。西风漂流分别属于风海流、寒流。信风带和西风带大洋西岸,海水流向陆地,多为向岸流,东岸则为离岸流,秘鲁寒流和本格拉寒流都是离岸流。

2.洋流的分布规律

南北半球中低纬度形成了以副热带海区为中心的反气旋型大洋环流(南逆北顺),北半球中高纬形成了以副极地为中心的气旋型大洋环流(顺时针),这里所说的气旋、反气旋是从时针的角度理解的,副热带的纬度位置大致在30°,副极地的纬度位置大致在60°。

北印度洋海区海洋面积小,由于受季风影响形成了季风洋流。夏季,在西南风的吹拂下,印度洋北部的海水自西向东流动,与赤道附近的北赤道暖流构成了顺时针方向的夏季洋流;冬季,在东北风的吹拂下,印度洋北部的海水自东向西流动,与赤道附近的赤道逆流构成了逆时针方向的冬季洋流。北印度洋的洋流,夏季顺时针流动,冬季逆时针方向流动。

南纬40º由于缺少陆地阻挡,故西风漂流横贯太平洋、大西洋和印度洋南部,形成了全球性的西风环流(寒流、风海流)。

3.洋流对海水温度、盐度的影响

暖流经过的海区,水温升高,盐度增大;寒流经过的海区,水温降低,盐度减小。

1)与等温线的关系:
  ①暖高寒低即暖流流经海区的等温线凸向高纬海区,寒流流经海区的等温线凸向低纬海区。
  ②凸向即流向即洋流流经海区等温线凸出的方向即为洋流的流向。
  ③低来寒、高来暖即由低温海区流向高温海区的洋流为寒流,由高温海区流向低温海区的洋流为暖流。
    2)与等盐度线的关系:
  ①暖小寒大即暖流流经海区的等盐度线向数值小的方向凸出,寒流流经海区的等盐度线向数值大的

低反高同即在中低纬海区,洋流的流向与等盐度线凸出的方向相反;在中高纬度海区,洋流的流向与等盐度线凸出方向相同。如下图所示:

 

 

 

 


 

(七)自然带的分布规律

【知识完善】

1.部分陆地自然带与气候类型的对应关系

    热带沙漠气候对应的自然带是热带荒漠带,温带大陆气候内部是温带荒漠带;热带季风气候对应热带季雨林带;同一种气候类型可以对两种自然带,该种气候类型是温带大陆气候,两个自然带分别是温带荒漠带(内部)、温带草原带(外部);两种气候类型对应同一个自然带,这两种气候类型为温带季风气候和温带海洋气候,同一自然带指温带落叶阔叶林带。

2.自然带的地域分异规律,如下结构图:

 

 

非地带性规律

受非地带性因素(海陆分布、地形起伏、洋流)影响

由沿海向内陆的地域分异(水分)

由赤道向两极的地域分异(热量)

地带性规律

水平地带性规律

垂直地带性规律

水热状况随海拔而变化

文本框: 自然带分布规律 

 

 

 

 

 

 

 


 

3.自然带分布规律的地区差异

1)由赤道向两极的地域分异(纬度地带性)在低纬和高纬表现明显,自然带南北更替,东西方向延伸;

2)从沿海向内陆的地域分异(经度地带性)在中纬度表现明显,自然带东西更替,南北方向延伸;

3)山地的垂直地域分异在中低纬的高山表现明显。山地垂直自然带的类型与山地所处的纬度、山地海拔高度、坡向等因素有关。山麓自然带与当地水平分布的自然带相一致,从山麓到山顶的变化规律类似于该地到两极的变化规律。

4.地理环境非地带性分异规律的表现

1)某些地带性自然带的缺失。例如:南半球大陆上苔原带和亚寒带针叶林带缺失,是因为,南半球同一纬度(56°S65°S)的地方是海洋(影响因素是海陆分布);

2)改变了地带性分布的自然带。例如:南美安第斯山脉南段西侧属于温带落叶阔叶林带,东侧的巴塔哥尼亚高原因受地形影响,处于西风的背风处,成为温带荒漠带(影响因素是地形起伏)。

3)地带性自然带空间分布范围受到约束。例如:南北美洲西沿海地区,各自然带紧逼西海岸分布,其空间分布范围受到极大约束,而且与东部地区的自然带割断,这是由于科迪勒拉山系分布于美洲大陆西部沿海地区的结果。

4)自然地理现象的斑状分布。例如,荒漠中呈现斑块状分布的绿洲,这是由于受高山地形和土壤水分等非地带性因素影响所形成的。我国天山麓地带众多绿洲呈斑块状散布于干旱地区,形成了与周围温带荒漠截然不同的景观,属于非地带性现象。

5.关于山地垂直地域分异的几个规律性问题

    1)山地垂直自然带的更替规律同从赤道向两极的地域分异规律有些相似。

    2)影响山地垂直自然带谱复杂程度的因素有三:山体所在纬度:纬度越低越复杂;山体海拔:海拔越高越复杂;山顶和山麓之间相对高度:相对高度越大越复杂。

3)影响山体垂直自然带的海拔高度因素有二:山体所在纬度:纬度越低,海拔越高;坡向:同一山体,阳坡高,阴坡低。

3)影响雪线高度的因素:气温:雪线分布高度的总趋势由低纬向高纬递减降水量降水量越大,雪线越低;降水量越少,雪线越高坡度:陡峻的山地,积雪易下滑,不利于积雪保存,雪线偏高;坡度较小的山地,有利于积雪沉积,雪线偏低阴、阳坡:向阳坡接受的太阳辐射量较多,气温偏高,雪融化较快,雪线位置较高;背阳坡接受的太阳辐射量较少,气温偏低,雪线位置也较低自然环境变迁、人类活动等因素全球变暖可能会导致雪线向更高海拔地区推进臭氧层破坏使得到达地表的太阳紫外线大量增加,使雪线急剧上升沙漠化造成气候变干,致使局部地区雪线有所上升矿物能源燃烧产生的粉尘污染了雪面,使之变暗,对太阳辐射的反射率下降、吸收能力增加,从而导致冰雪融化、雪线上升。

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