雾凇专题
什么是雾凇
雾凇,俗称树挂,是低温时空气中水汽直接凝华,或过冷雾滴直接冻结在物体上的乳白色冰晶沉积物。
图片来源 百度百科
在这里要注意的核心要点是:·雾凇和冻雨是不一样的,是凝华(气态→固态)的物理变化。
形成雾凇的条件苛刻,既要求冬季寒冷,又要求空气中有充足的水汽,还要求是天晴少云静风的时候。
这三点怎么理解呢?
第一点最重要的就是冬季会凝华(0度以下);
第二点就是要求附近有水源(在冬季一般水源都会冻结,所以第二点是很难实现的一点);
第三点是晴朗风小,而且晚上更容易形成。
河水水温较高,提供丰富水蒸气
例题:“寒江雪柳日新晴,玉树琼花满目春冶是吉林雾凇的真实写照。读吉林市雾淞景点分布图和甲、乙、丙、丁四处表层水温统计表,回答8 ~ 9 题。
8、该季节图示河段的水文特征是
A、流量大,结冰期长
B、含沙量大,流速快
C、处于丰水期,以地下水补给为主
D、流量稳定,无结冰
9、该地区为著名雾凇观赏区的主要自然原因是
①地形平坦②交通便利
③水温与气温的温差大④夜间晴朗,气温低
A、①② B、②③ C、③④ D、①③
【黑马哥分析】第一题要分析该地的水文特征,关于水文特征的答题角度,可参见之前我的专栏文章:水文特征VS水系特征:套用模板很简单!但是,这里不需要大家面面俱到,只需要结合题目进行分析即可。题目当中提到,该地甲乙丙三地水温都大于0度,而丁地水温低于0度,这是问什么呢(弄懂这个问题是解答这道题目的关键)?
大家首先要注意,该地湖泊流出位置,有一个水电站。水力发电的原理是利用河流、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处,将其中所含位能转换成水轮机的动能,再藉水轮机为原动力,推动发电机产生电能。
图 水力发电原理/图片来源:中国科普博览
水电站在运行过程中,水流流过发电机,势能会有一部分转化为热能。
所以,发电站、大坝等地,由于河流流经排水设备,会产生一部分热能,使得水温升高,造成不结冰的现象。
所以在这道题目中,甲乙丙三地作为河流的流出位置,会产生河流不封冻的现象。
还有同学也许会问,河流流向为什么是自南向北呢?这是因为有水电站、大坝的地方,一般会拦截水流,在偏上游的一侧形成积水湖泊。由图可证,丁处有大量积水湖泊,所以这个位置就是河流的上游。
回过头来看着一道题,由于河流上游水表面温度低于零度,所以该地是冬季。因此A选项流量大肯定是不对的。东北地区是温带季风气候,冬季寒冷少雨;该地是冬季所以流量不大,B和C错误。根据图可以发现,河流水电站下游河段在图中温度均高于零度,所以不会有结冰;再加上该季节是冬季,流量稳定,所以第一问最后选D。
现在来看第二问:
该地区为著名雾凇观赏区的主要自然原因是
①地形平坦②交通便利
③水温与气温的温差大④夜间晴朗,气温低
A、①② B、②③ C、③④ D、①③
首先根据题干【自然原因】四个字,其实就能排除②。
当然,我们本着严谨的态度,还是要把①、③和④看一下的。该地下游地形变化小(否则水电站就建设在下游了,因为有大的落差),故暂时排除①。第③个小的选项,符合雾凇成因当中的巨大温度差(水分不冻结才能产生水蒸气;空气比较冷才能直接让水蒸气凝华在树枝表面)。第④个选项,晴朗的天气是因为大气逆辐射弱,大地散热快,所以温度低;晚上也是为了保证足够的低温,减少太阳辐射对气温的影响。所以这样看来,③和④也是符合水汽凝华形成雾凇的条件的。所以第二问最终选择C。
通过这一道题我想告诉大家的是,在东北地区冬季多雾凇,而且是多发于未结冰的河流附近。
雾凇的形成和河流有密切关系,一般两类河流附近容易形成:一类是水温较高(什么样的河流才水温较高呢?第一是有水电站在上游,第二则是由温泉等地热能资源,给水增温);第二则是在落差比较大的地方,河流流动性强,阻碍了水流的结冰。关于第二类,详见下边的题目。
河流流动性导致河水不易结冰
流水不易结冰,是一个较复杂的物理知识,在这里不给大家详细解释,这个问题网上的分析也有很多版本,大家暂时知道这个原理就行。
例2:位于南北天山之间的伊犁河谷地——西域的绿色走廊,被称为中国最美的地方。雾凇美丽皎洁,晶莹高雅。在寒流滚滚的冬季,使横竖成林、山坡独树的杨、柳、榆、桦的枯枝成为琼枝玉叶,让棵棵青松翠柏成为银菊盛开,把簇簇小草装扮得婀娜多姿,玲珑剔透……新疆伊犁河谷的冬韵,迷人不已,特别是那有着晶莹剔透、千姿百态的冰花的雾凇,最是醉人。
问题:根据材料,试分析伊犁河谷雾凇的成因。(8分)
伊犁河谷为温带大陆性气候,冬季温度低;但上游河流落差大,水流急,冬季不易结冰;在河谷容易形成雾且河谷地形相对封闭雾不易扩散;大量雾气遇冷后便以霜的形式凝结在周围粗细不同的树枝上,形成大面积的雾凇奇观。
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