
第6講 冷熱不均引起大氣運動
一、大氣的受熱過程
1.兩個來源
(1)大氣最重要的能量來源:A太陽輻射。
(2)近地面大氣熱量的主要、直接來源:B地面輻射。
2.兩大過程
(1)地面的增溫:大部分太陽輻射透過大氣射到地面,使地面增溫。
(2)大氣的增溫:地面以長波輻射的形式向大氣傳遞熱量。
3.兩大作用
(1)削弱作用:大氣層中的水汽、云層、塵埃等對太陽輻射的反射作用和散射作用。
(2)保溫作用:C大氣逆輻射對近地面大氣熱量的補償作用。
4.主要影響
大氣的受熱過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化,制約著大氣的運動狀態(tài)。
二、熱力環(huán)流
1.形成原因:近地面冷熱不均。
2.形成過程
具體如下圖所示:
三、大氣的水平運動
1.形成的直接原因:水平氣壓梯度力。
2.風的受力狀況與風向
類型
高空風
近地面風
圖示
(北半球)
受力
F1(水平氣壓梯度力)和F2(地轉(zhuǎn)偏向力)共同影響
F1(水平氣壓梯度力)、F2(地轉(zhuǎn)偏向力)和F3(摩擦力)共同影響
風向
與等壓線平行
與等壓線斜交
微點1 近地面大氣熱量的主要、直接熱源
太陽輻射為短波輻射,地面輻射為長波輻射,大氣吸收的熱量主要為長波輻射,對短波輻射吸收很少。因此,地面輻射是近地面大氣熱量的主要、直接來源。
微點2 地面、大氣與太陽輻射
(1)地面對太陽輻射的吸收能力強。
(2)大氣對地面輻射的吸收能力強。
(3)地面吸收太陽輻射與地面狀況有關,一般規(guī)律:顏色越淺的物體,其反射就越強(反射太陽輻射越多),吸收就越弱,地面輻射越弱;顏色越深的物體,其反射就越弱(反射太陽輻射越少),吸收就越強,地面輻射越強。比如,對太陽輻射的反射率:新雪>冰>沙土>草地。
微點3 太陽輻射強≠溫度一定高
青藏高原所處的緯度較低,海拔較高,空氣稀薄,大氣透明度好,大氣對太陽輻射的削弱作用弱,因此太陽輻射強。但大氣吸收地面輻射熱量的能力小,通過大氣逆輻射返還地面的熱量少,造成青藏高原地表熱量散失多,溫度較低。
微點4 影響大氣逆輻射的因素
影響大氣逆輻射的因素主要有空中的云量多少,大氣的潔凈度、干燥度。一般情況下,云量越多、空氣越渾濁、濕度越大,大氣逆輻射越強。
微點5 掌握熱力環(huán)流
(1)“一個關鍵”:冷熱判斷(根據(jù)熱容量大小判斷)。
(2)“四個步驟”
①熱上升,冷下沉;②熱低壓,冷高壓(近地面);③近地面與高空的氣壓相反;④水平氣流從高壓流向低壓。
微點6 熱力環(huán)流的規(guī)律
關于熱力環(huán)流,具有“氣溫越高,氣壓越低”的規(guī)律,切記該規(guī)律只適用于熱力條件下的下墊面,受動力因素影響的大氣環(huán)流或者高空不適用此規(guī)律。
微點7 影響風向的因素
(1)近地面摩擦力越大,風向與等壓線之間的夾角越大;反之,夾角越小。
(2)風向與半球位置及氣壓分布有密切關系。無論高空還是近地面,風的來向為高壓一側(cè)的方向;風向向右偏的處于北半球,向左偏的處于南半球。
微點8 風壓定律
在北半球,背風而立,高氣壓在右后方,低氣壓在左前方;在南半球,背風而立,高氣壓在左后方,低氣壓在右前方。
大氣受熱原理及應用
(2017·高考全國卷Ⅰ)我國某地為保證葡萄植株安全越冬,采用雙層覆膜技術(兩層覆膜間留有一定空間),效果顯著。下圖中的曲線示意當?shù)睾淦?12月至次年2月)豐、枯雪年的平均氣溫日變化和豐、枯雪年的膜內(nèi)平均溫度日變化。據(jù)此回答1~2題。
1.圖中表示枯雪年膜內(nèi)平均溫度日變化的曲線是( )
A.① B.② C.③ D.④
2.該地寒冷期( )
A.最低氣溫高于-16 ℃
B.氣溫日變化因積雪狀況差異較大
C.膜內(nèi)溫度日變化因積雪狀況差異較大
D.膜內(nèi)溫度日變化與氣溫日變化一致
【圖解思路】
【嘗試解答】 1.B 2.C
1.大氣削弱作用原理應用→分析某地區(qū)太陽能的多寡
(1)高海拔地區(qū)(如青藏高原地區(qū))
→→→
(2)內(nèi)陸地區(qū)(如我國西北地區(qū))
(3)濕潤內(nèi)陸盆地(如四川盆地)
2.大氣保溫作用的應用
(1)解釋溫室氣體大量排放對全球氣候變暖的影響
(2)分析農(nóng)業(yè)實踐中的一些現(xiàn)象
①我國北方地區(qū)利用溫室大棚生產(chǎn)反季節(jié)蔬菜。
②深秋農(nóng)民利用燃燒秸稈制造煙霧預防霜凍。
③華北地區(qū)早春農(nóng)民利用地膜覆蓋進行農(nóng)作物種植。
④干旱半干旱地區(qū)果園中鋪沙或鵝卵石,不但能防止土壤水分蒸發(fā),還能增加晝夜溫差,有利于水果的糖分積累等。
(3)大氣受熱過程原理的綜合應用——晝夜溫差大小的分析
分析晝夜溫差的大小要結(jié)合大氣受熱過程原理,主要從地勢高低、天氣狀況、下墊面性質(zhì)幾方面分析。
①地勢高低:地勢高→大氣稀薄→白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。
②天氣狀況:晴朗的天氣條件下,白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。
③下墊面性質(zhì):下墊面的比熱容大→增溫和降溫速度都慢→晝夜溫差小,如海洋的晝夜溫差一般小于陸地。
3.與青藏高原有關的大氣熱力作用
(1)青藏高原太陽輻射強
①緯度較低,太陽高度大,太陽輻射強度大;②地勢高,空氣稀薄,大氣削弱的太陽輻射少,到達地面的太陽輻射多;③晴天多,日照時間長。
(2)青藏高原氣溫日較差大
地勢高,空氣稀薄,白天大氣削弱的太陽輻射少,到達地面的太陽輻射多,增溫快,夜晚大氣逆輻射弱,地面損失的熱量多。
(3)青藏高原氣溫年較差小
①地勢高,空氣稀薄,大氣保溫作用差,因此夏季氣溫低;②緯度低,冬季太陽高度大,日照時間較長,因此冬季氣溫較高。
(4)青藏高原比同緯度長江中下游平原氣溫低
地面輻射是近地面大氣的直接熱源,而青藏高原地勢高,空氣稀薄,大氣對地面長波輻射的吸收能力有限,不利于熱量的積累,且大氣逆輻射弱,地面損失的熱量多,所以年均溫較低。
(2020·北京海淀區(qū)期中)圖中的4條曲線反映某地某日近地面觀測的輻射和溫度隨時間變化情況。其中,太陽總輻射強度是指到達地面的太陽輻射強度,地面凈輻射強度是指地面收入減去支出的輻射強度。讀圖,回答1~3題?!?br />
1.影響該地該日太陽總輻射強度的主要因素有 ( )
①太陽高度 ②氣候類型?、鄣匦翁攸c?、艿乇頊囟取、菰屏?br />
A.①②③ B.②③④
C.①③⑤ D.②④⑤
2.圖中曲線與地面凈輻射強度、近地面大氣溫度、地表溫度依次對應的是 ( )
A.甲、乙、丙 B.乙、丙、甲
C.丙、乙、甲 D.甲、丙、乙
3.此次的觀測地點和時段可能是( )
A.西歐平原 3、4月份
B.撒哈拉沙漠 7、8月份
C.青藏高原 5、6月份
D.準噶爾盆地 10、11月
解析:第1題,一般情況下,太陽高度越大,太陽輻射越強,①對;氣候類型反映地區(qū)多年的氣候特征,對某日的太陽輻射強度影響較小,②錯;海拔高,空氣稀薄,太陽輻射強,③對;地表溫度受太陽輻射影響,④錯;云量多,對太陽輻射削弱多,到達地面的太陽輻射少,⑤對。第2題,夜晚地面輻射支出大于收入,地面凈輻射強度為負值,對應乙曲線;甲、丙曲線表示近地面大氣溫度和地表溫度,丙曲線變化平緩,應表示近地面大氣溫度,甲曲線變化幅度大,應表示地表溫度。第3題,太陽總輻射強度最大時的地方時是12:00,而此時該地世界時(中時區(qū)區(qū)時)為6:00,則該地的經(jīng)度約90°E,不可能是西歐平原和撒哈拉沙漠,A、B錯;丙曲線表示近地面大氣溫度,該日最低氣溫大于0 ℃,準噶爾盆地在10、11月份的最低氣溫小于0 ℃,D錯;青藏高原海拔高,5、6月份氣溫仍較低,圖示氣溫符合,C對。
答案:1.C 2.B 3.C
(2020·益陽模擬)到達地表的太陽輻射有一部分會被反射回到大氣,反射率與下墊面的性質(zhì)密切相關。下圖示意我國某考察站測得的一年中地表反射率的變化情況(注:圖中橫坐標時間原點為1月1日)。讀圖,回答4~5題?!?br />
4.該考察站的地理坐標最可能是( )
A.78°55′N,11°56′E B.69°22′S ,76°22′E
C.33°23′N,79°42′E D.62°12′S,58°57′W
5.7-9月該考察站的下墊面為( )
A.冰雪 B.苔原
C.灌木 D.草原
解析:第4題,讀圖可知,該考察站附近地面反射率的年變化很大,每年10月底至次年2月底約4個月的時間沒有測得地面反射率的數(shù)據(jù)。綜合分析可以推斷,當?shù)卦诿磕甑?0月底至次年2月底約4個月處于極夜期,地面所接受的太陽輻射基本為零,因此地面反射率也沒有數(shù)據(jù)。由此判斷該考察站位于北極地區(qū),(黃河站)選擇A。B、D分別為我國南極中山站和長城站,C為我國青藏高原上的阿里荒漠環(huán)境綜合觀測研究站。第5題,黃河站地處北極的斯瓦爾巴群島,該群島受北大西洋暖流影響,氣溫高于同緯度地區(qū)。該群島冬季地表被冰川和冰雪覆蓋,地面反射率強;夏季時地面接收的太陽輻射迅速增強,地面冰雪融化,形成了苔原,地面反射率迅速下降,A錯誤,B正確。黃河站位于極圈內(nèi),即使受暖流影響,夏季氣溫也不會太高,灌木和草難以生長,C、D錯誤。
答案:4.A 5.B
逆溫現(xiàn)象
(高考浙江卷)逆溫是在一定條件下出現(xiàn)的氣溫隨高度上升而升高的現(xiàn)象。某校氣象興趣小組在十月下旬晴朗的夜晚對我國南方山區(qū)谷地進行逆溫測定。下圖為該小組多次觀測所得的逆溫時空變化平均結(jié)果?;卮?~2題。
1.下列關于該地逆溫特征的描述,正確的是( )
A.逆溫強度近地面較大,向上減小
B.逆溫強度午夜達到最大,后減弱
C.逆溫現(xiàn)象日落前出現(xiàn),日出前消失
D.強逆溫前半夜增速慢,后半夜降速快
2.造成逆溫層上界峰值在時間上滯后于強逆溫層上界峰值的主要原因是( )
A.大氣吸收地面輻射存在晝夜差異
B.大氣散射反射在高度上存在差異
C.空氣上下熱量傳遞存在時間差異
D.下墊面反射率在時間上存在差異
【圖解思路】
【嘗試解答】 1.A 2.C
1.逆溫現(xiàn)象產(chǎn)生的機理
在對流層,氣溫垂直分布的一般情況是隨高度增加而降低,大約每升高100 m,氣溫降低0.6 ℃,這主要是由于對流層大氣的主要熱源是地面,離地面越遠,受熱越少,氣溫就越低。但在一定條件下,對流層中也會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而上升的現(xiàn)象,被稱為逆溫現(xiàn)象。
2.逆溫的類型、過程及其影響
(1)逆溫的類型及成因
類型
成因
特點
輻射
逆溫
地面輻射冷卻,在晴朗無云或少云的夜晚,地面輻射冷卻快,離地面越近,降溫越快
大陸上常年均可出現(xiàn),尤以冬季最強
平流
逆溫
暖空氣水平移動到冷的地面或水面上,而發(fā)生的冷接觸作用
越近地表,降溫越快
鋒面
逆溫
冷暖氣團溫度差異顯著,暖氣團位于鋒面上部
出現(xiàn)于鋒面附近
地形
逆溫
冷空氣沿斜坡向低谷和盆地流動
出現(xiàn)于山谷或盆地
(2)逆溫的形成及消失過程
(3)逆溫的影響
①有利方面
a.逆溫的出現(xiàn)阻礙了空氣對流,因此可以抑制沙塵暴的發(fā)生。
b.逆溫出現(xiàn)在高空,有利于飛機的飛行。
c.和其他天氣現(xiàn)象一樣,逆溫可當成一種氣候資源加以利用。例如,在我國新疆伊犁河谷,逆溫出現(xiàn)在10月至次年3月,長達半年之久,有效地提高了冬季谷地的溫度,多年生果樹越冬可以免受凍害等。
②不利方面
a.逆溫時大氣結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,容易加重大氣污染。
b.對天氣的影響:容易產(chǎn)生大霧等不利天氣。
c.對交通的影響:能見度降低,地面濕滑。
(2020·晉中調(diào)研)一般情況下,近地面大氣中的水汽是向上輸送的,表現(xiàn)為蒸發(fā)過程。而在特定情況下,水汽可能會向下輸送,稱為逆濕現(xiàn)象,多形成于夏季綠洲風環(huán)流系統(tǒng)(近地面風由綠洲吹向荒漠)中下沉氣流和上升氣流交界地帶。據(jù)此回答1~3題。
1.下列地區(qū),最容易出現(xiàn)逆濕現(xiàn)象的是( )
A.綠洲邊緣的荒漠 B.荒漠邊緣的綠洲
C.綠洲中心 D.荒漠中心
2.夜晚出現(xiàn)逆濕現(xiàn)象概率大,原因可能是夜晚 ( )
A.綠洲風最弱,水汽不容易消散
B.荒漠地表溫度低,蒸發(fā)弱,易凝結(jié)
C.綠洲風最強,由綠洲輸送的水汽多
D.荒漠地表溫度低,近地面大氣中水汽多
3.我國西北地區(qū)的逆濕現(xiàn)象可能會( )
A.導致沙漠擴大 B.改善土壤條件
C.導致降水增多 D.加劇風力侵蝕
解析:第1題,由材料可知,逆濕現(xiàn)象多形成于綠洲環(huán)流系統(tǒng)中下沉氣流和上升氣流交界的地帶,此地帶多位于綠洲和荒漠交界地帶;逆濕現(xiàn)象表現(xiàn)為水汽向下輸送,空氣應是下干上濕的,荒漠地區(qū)底層空氣較干,水汽較少,故綠洲邊緣的荒漠最易出現(xiàn)逆濕現(xiàn)象。第2題,夜晚沙漠降溫快,地表溫度低,蒸發(fā)弱,水汽易凝結(jié)。第3題,我國西北地區(qū)的逆濕現(xiàn)象可能使土壤中水分含量增大,改善土壤條件,使沙漠縮??;逆濕現(xiàn)象使蒸發(fā)量減少,降水可能減少;土壤濕度增大,會減輕風力侵蝕。
答案:1.A 2.B 3.B
熱力環(huán)流
(2019·高考全國卷Ⅱ)積云為常見的一類云,其形成受下墊面影響強烈。空氣在對流過程中 ,氣流攜帶來自下墊面的水汽上升,溫度不斷下降,至凝結(jié)溫度時,水汽凝結(jié)成云。水汽開始凝結(jié)的高度即為積云的云底高度。據(jù)此完成1~3題。
1.大氣對流過程中上升氣流與下沉氣流相間分布,因此積云常常呈( )
A.連續(xù)層片狀 B.魚鱗狀
C.間隔團塊狀 D.條帶狀
2.積云出現(xiàn)頻率最高的地帶是( )
A.寒溫帶針葉林地帶
B.溫帶落葉闊葉林地帶
C.亞熱帶常綠闊葉林地帶
D.熱帶雨林地帶
3.在下墊面溫度決定水汽凝結(jié)高度的區(qū)域,積云的云底高度低值多出現(xiàn)在( )
A.日出前后 B.正午
C.日落前后 D.午夜
【圖解思路】
【嘗試解答】 1.C 2.D 3.A
1.熱力環(huán)流判讀思路
(1)確定近地面兩點白天和夜晚的冷熱狀況
(2)根據(jù)冷熱狀況判斷垂直方向上的氣流運動方向
熱上升、冷下沉——近地面熱空氣上升,近地面冷空氣下沉。
(3)判斷兩地近地面與高空的氣壓狀況
①熱低壓、冷高壓——近地面冷的地方形成高壓,近地面熱的地方形成低壓。
②近地面和高空氣壓性質(zhì)相反——近地面為高壓,其高空為低壓;近地面為低壓,其高空為高壓。
(4)根據(jù)氣壓狀況判斷兩地間風向
水平氣流從高壓流向低壓。
相鄰地區(qū)冷熱判斷的方法
(1)首先判斷比熱容大小。一般地,不同下墊面的比熱容大小如下:水面>森林>草地>裸地。
(2)其次,比熱容大的下墊面白天溫度較低,夜晚溫度較高;比熱容小的下墊面白天溫度較高,夜晚溫度較低?!?
2.常見的熱力環(huán)流形式
(1)海陸風
影響:使濱海地區(qū)氣溫日較差減小,降水增多。
(2)山谷風
影響:在山谷和盆地常因夜間的山風吹向谷底,使谷底和盆地內(nèi)形成逆溫層,阻礙了空氣的垂直運動,易造成大氣污染。
(3)城市風
影響:一般將綠化帶布局于氣流下沉處或下沉距離以內(nèi),將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布局于氣流下沉距離之外。
3.等壓面圖的判讀
(1)判斷氣壓高低
①氣壓的垂直遞減規(guī)律。由于對流層大氣密度隨高度增加而降低,在垂直方向上氣壓隨著高度增加而降低,如圖,在空氣柱L1中,PA′>PA,PD>PD′;在L2中,PB>PB′,PC′>PC。
②同一等壓面上的各點氣壓相等。如圖中PD′=PC′、PA′=PB′。
綜上分析可知:PB>PA>PD>PC。
(2)判讀等壓面的凸凹
等壓面凸向高處的為高壓,凹向低處的為低壓,可形象記憶為“高凸低凹”。另外,近地面與高空等壓面凸起方向相反。
(3)判斷下墊面的性質(zhì)
①判斷陸地與海洋(湖泊):夏季,等壓面下凹者為陸地、上凸者為海洋(湖泊)。冬季,等壓面下凹者為海洋(湖泊)、上凸者為陸地。
②判斷裸地與綠地:裸地類似陸地,綠地類似海洋。
③判斷城區(qū)與郊區(qū):等壓面下凹者為城區(qū)、上凸者為郊區(qū)。
(4)判斷近地面天氣狀況和氣溫日較差
①等壓面下凹者,多陰雨天氣,日較差較小。
②等壓面上凸者,多晴朗天氣,日較差較大。
4.等溫面圖的判讀
等溫面圖與等壓面圖的判讀有很多相似之處,可借用等壓面圖的判讀方法來判讀等溫面圖。
(1)隨著海拔升高,等溫面的溫度數(shù)值逐漸降低。
(2)等溫面向下凹的地區(qū),氣溫較同高度其他地區(qū)低;等溫面向上凸的地區(qū),氣溫較同高度其他地區(qū)高。如上圖中甲地為低溫中心,乙地為高溫中心。
(3)夏季:陸地上等溫面向上凸,海洋上等溫面向下凹;城市市區(qū)等溫面一般向上凸。
下圖為城市中心與郊區(qū)垂直方向上的氣壓分布圖(圖1)及城郊間高空等壓面示意圖(圖2)。據(jù)此完成1~2題。
1.根據(jù)熱力環(huán)流的原理,城郊之間正確的環(huán)流方向是( )
A.E→F→H→G→E B.G→E→F→H→G
C.G→E→H→F→G D.G→H→F→E→G
2.關于城市中心與郊區(qū)大氣狀況的敘述,正確的是( )
A.EF代表城市中心氣壓垂直變化規(guī)律
B.各點間熱力環(huán)流的晝夜方向相反
C.甲位于郊區(qū)高空,氣流下沉
D.乙、丙間氣流流動方向如箭頭所示
解析:第1題,由圖1可知,G、E在近地面,F(xiàn)、H在高空。G為近地面的低壓,中心氣流上升,高空相應出現(xiàn)高壓H;E為近地面高壓,中心氣流下沉,高空相應出現(xiàn)低壓F;在水平方向上,氣流從高壓流向低壓,即從H流向F,E流向G;綜合起來,該熱力環(huán)流方向是G→H→F→E→G,選D。第2題,城市中心的溫度高于郊區(qū),所以城市中心近地面形成低壓,E的氣壓較高,對應郊區(qū),EF代表郊區(qū)氣壓垂直變化規(guī)律,A錯誤;無論晝夜,溫度都是城市中心大于郊區(qū),因此熱力環(huán)流的方向沒有晝夜的變化,B錯誤;由于圖2中甲處等壓面向下彎曲,丙處等壓面向上拱起,所以甲處氣壓小于丙處氣壓,郊區(qū)空氣下沉,高空為低壓,所以甲為郊區(qū)高空,氣流下沉,C正確;乙、丙之間的氣流應該由高壓流向低壓,不會沿等壓面流動,D錯誤。故選C。
答案:1.D 2.C
(2020·益陽期末)湟水是黃河上游的一條重要支流,受地形影響,山谷地區(qū)熱力不均勻,形成了一種局地環(huán)流——山谷風。山風、谷風的轉(zhuǎn)換時刻主要受太陽輻射的影響,一般情況下,上午日出及傍晚日落以后的2~3個小時,分別為山風轉(zhuǎn)谷風和谷風轉(zhuǎn)山風時。下圖為湟水谷地平安地段山谷風一定時間內(nèi)風向頻數(shù)及風速日變化圖。據(jù)此回答3~5題。
3.據(jù)圖可知,湟水谷地平安地段谷風的風向是( )
A.偏東風 B.偏西風 C.偏南風 D.偏北風
4.關于湟水谷地平安地段山谷風風速變化的敘述,正確的是( )
A.山風大于谷風 B.谷風大于山風
C.正午風速最大 D.傍晚風速最小
5.推測平安山谷風成為湟水谷地山谷風典型地段的主要原因是( )
A.晴好天氣多,晝夜溫差較大
B.植被覆蓋少,摩擦阻力較小
C.河道較寬闊,水平氣流顯著
D.地形起伏大,峽谷效應顯著
解析:第3題,據(jù)圖可知,日出前該地以偏西風為主,應該是山風,日出后2~3小時轉(zhuǎn)為以偏東風為主,依據(jù)題干可知此時應是山風轉(zhuǎn)谷風的時刻,所以該地谷風的風向應為偏東風。選擇A。第4題,依據(jù)上題結(jié)論,此地偏西風為山風,偏西風盛行時,風速較??;偏東風為谷風,偏東風盛行時,風速較大,說明該地的谷風風速大于山風風速。據(jù)圖可知傍晚時風速最大,日出前后風速最小。選擇B。第5題,山谷風主要是地勢起伏造成的,地形起伏大,峽谷效應明顯,同為湟水谷地,在天氣和植被覆蓋率上,各地段差異較小;河道較寬闊,會縮小山谷間的熱力差異,使得山谷風不典型。故選擇D。
答案:3.A 4.B 5.D
大氣的水平運動
(高考天津卷)讀圖,回答下題。
在上圖所示的時段內(nèi),風向由東南變?yōu)闁|北的城市是( )
A.臺北 B.上海
C.首爾 D.北京
【圖解思路】
【嘗試解答】 D
1.形成風的力
作用
力
方向
大小
對風的影響
備注
風速
風向
水平
氣壓
梯度力
始終與等壓線垂直,由高壓指向低壓
等壓線越密集,水平氣壓梯度力越大
水平氣壓梯度力越大,風速越大
垂直于等壓線,由高壓指向低壓
原動力
地轉(zhuǎn)
偏向力
始終與風
向垂直
大小隨緯度而增加,赤道為零
不影響風速的大小
北半球使風右偏,南半球使風左偏
無風無此力
摩擦力
始終與風向相反
大小與下墊面性質(zhì)有關,下墊面越粗糙、起伏越大,摩擦力越大,反之越小
使風速減小
與其他兩力共同作用,使風向斜穿等壓線
無風無此力
2.判斷風力大小
(1)看水平氣壓梯度力大小
①同一幅等壓線圖上,根據(jù)等壓線疏密判斷:等壓線密集,水平氣壓梯度力大,風力大;等壓線稀疏,水平氣壓梯度力小,風力小。
②不同等壓線圖上,若比例尺相同,相鄰兩條等壓線數(shù)值差越大,風力越大。如下圖中B處風力大于A處。
③不同等壓線圖上,若相鄰兩條等壓線數(shù)值差相等,比例尺越大,風力越大。如下圖中C處風力大于D處。
④根據(jù)溫差判斷:一般溫差越大,水平氣壓梯度力越大,風力越大。
(2)看距風源地遠近:距風源地近,則風力大,如我國西北地區(qū)距冬季風源地近,冬季風力大。
(3)看摩擦力大小
①平原、高原地面平坦開闊,阻擋作用弱,風力大,如內(nèi)蒙古高原;風由陸地吹向海面或湖面,摩擦力變小,風力變大。
②摩擦力隨海拔變化
原理分析
圖示
隨著海拔升高,空氣運動所受的摩擦力變小,故風速增大,風向受地轉(zhuǎn)偏向力影響增大,北半球風向逐漸向右偏轉(zhuǎn)(如右圖),南半球逐漸向左偏轉(zhuǎn)
(4)看植被多少:植被茂密,阻力大,風力小;植被稀疏,阻力小,風力大。
(5)看地形因素:地形(河谷、山谷)延伸方向與盛行風向基本一致,受狹管效應影響,風力大。原理如下所示:
3.等壓線圖中風向的判斷方法
第一步:在等壓線圖中,按要求畫出過該點的切線并作垂直于切線的虛線箭頭(由高壓指向低壓,但并非一定指向低壓中心),表示水平氣壓梯度力的方向。
第二步:確定南、北半球后,面向水平氣壓梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏轉(zhuǎn)30°~45°,畫出實線箭頭,即為經(jīng)過該點的風向。如下圖所示(北半球):
如何根據(jù)風向判斷氣壓高低和南北半球
(1)根據(jù)風的來向為高壓一側(cè)可知:圖中南側(cè)為高壓,北側(cè)為低壓。
(2)根據(jù)水平氣壓梯度力垂直于等壓線且由高壓指向低壓可繪出水平氣壓梯度力F水。
(3)從圖中可知風向比F水偏右,可知該地位于北半球。并在風向的右側(cè)繪出地轉(zhuǎn)偏向力F地,并且垂直于風向。
(4)根據(jù)摩擦力方向始終與風向相反,繪出摩擦力F摩?!?
細顆粒物(PM2.5)的排放超過大氣循環(huán)能力和承載度,細顆粒物濃度將持續(xù)積聚,此時如果受靜穩(wěn)天氣等影響,極易出現(xiàn)大范圍的霧霾。2016年12月,入冬以來最持久霧霾天氣來臨,全國多個城市達到嚴重污染。下圖是我國南方局部區(qū)域該時段某日海平面與相應5 000 m高空等氣壓差(單位:hPa)分布圖。據(jù)下圖回答1~3題。
1.此時,下列城市近地面氣壓最高的是( )
A.重慶 B.長沙
C.南昌 D.武漢
2.此時,南昌近地面的風向最有可能為( )
A.偏北風 B.偏南風
C.偏西風 D.偏東風
3.若僅考慮天氣因素,此時該地區(qū)出現(xiàn)霧霾天氣的說法正確的是( )
A.重慶盛行下沉氣流,霧霾持續(xù)時間較長
B.武漢盛行上升氣流,霧霾持續(xù)時間較長
C.重慶風力較大,霧霾持續(xù)時間較短
D.武漢風力較小,霧霾持續(xù)時間較長
解析:第1題,氣壓隨海拔升高而降低。由圖可知,四個城市所在地海平面與相應5 000 m高空等氣壓差從大到小依次為重慶、南昌、長沙、武漢,可推知重慶5 000 m高空氣壓最低,根據(jù)熱力環(huán)流中氣壓分布與氣流的運動方向可推出,重慶垂直方向上空氣做下沉運動,近地面氣壓最高,A正確。第2題,結(jié)合第1題分析可知,武漢近地面氣壓最低,近地面從南昌到武漢氣壓逐漸降低,水平方向上近地面空氣從南昌高壓處向武漢低壓處流動,在地轉(zhuǎn)偏向力作用下,向右偏轉(zhuǎn),形成偏南風,B正確。第3題,由材料可知,受靜穩(wěn)天氣等影響極易出現(xiàn)大范圍的霧霾,靜穩(wěn)天氣是指由持續(xù)不利于擴散氣象條件導致污染物大范圍積累。重慶位于近地面的高壓中心附近,盛行下沉氣流,不利于霧霾擴散,霧霾持續(xù)時間較長,A正確;武漢位于低壓中心附近,盛行上升氣流,污染物容易擴散,霧霾持續(xù)時間短,B錯;此圖并非近地面等壓線圖,無法判斷重慶與武漢的風力大小,C、D錯。故選A。
答案:1.A 2.B 3.A
(2020·懷化模擬)影響風力大小的直接因素主要是水平氣壓梯度力,而水平氣壓梯度力是由地表熱量分布不均造成的。下圖為昆士蘭州(位于澳大利亞大陸東北部)太平洋沿岸某氣象觀測站在3月份某兩天觀測的風力大小統(tǒng)計圖。讀圖,回答4~6題。
4.關于該氣象站M、N兩日的判斷,合理的是 ( )
A.M日正午氣溫比N日低
B.M日當日狂風暴雨
C.N日次日風和日麗
D.M日次日可能為晴天
5.乙時刻大約是 ( )
A.8:00 B.14:00
C.18:00 D.23:00
6.N日丁時刻該地最可能吹 ( )
A.東風 B.西南風
C.西北風 D.東北風
解析:第4題,昆士蘭州位于澳大利亞大陸東北部,3月份這兩日的風主要為海陸風。海陸溫差白天大于夜晚,海風較陸風強,可知乙時刻為一天中氣溫最高的時刻,此時氣溫越高,海陸溫差越大,風力越強;從圖中看,M日乙時刻風力比N日大,說明M日正午氣溫較N日高;M日白天風力大,夜間風力小,晝夜風力差異明顯,應為晴天,次日也可能為晴天;N日夜間風力較大,說明大氣不穩(wěn)定,次日可能為大風陰雨天氣。第5題,M日乙時刻的風力最大,應是一天中氣溫最高時段,一天中氣溫最高時段大約是地方時14:00。第6題,讀圖可知,N日丁時刻風力接近10級,不可能是海陸風;昆士蘭州位于澳大利亞大陸的東北部,3月南半球處于夏末秋初,多颶(臺)風;N日該地乙時刻(白天)風力小,丁時刻(夜晚)風力增大,說明丁時刻開始受颶(臺)風影響,該地位于澳大利亞大陸東北部,應位于颶(臺)風的西側(cè)或南側(cè),南半球氣旋呈順時針方向輻合,丁時刻該地風向最可能為西南風。
答案:4.D 5.B 6.B
等溫線圖的判讀
等溫線是氣溫相等的點的連線,是高考考查的主要圖示之一。等溫線圖是考查氣溫分布特征及成因、氣溫時空變化的主要依據(jù),也是考查區(qū)域氣候特征的主要載體。在高考試題中既有選擇題,也有綜合題。
判讀內(nèi)容
分析解決問題
讀數(shù)值大小
及變化,辨
南、北半球
和溫度帶
等溫線圖上的數(shù)值由南向北遞減為北半球,反之為南半球。左圖為北半球。若最冷月氣溫在15 ℃以上為熱帶,大于0 ℃為亞熱帶,小于0 ℃為溫帶和寒帶
讀數(shù)值特征,
辨溫差大小
讀取圖中氣溫最大值和最小值,計算圖中氣溫差。如左圖中最低氣溫在8~10 ℃,最高氣溫在24~26 ℃,氣溫差在14~18 ℃之間
讀彎曲變化
辨月份、
海陸
(1)冬季,陸地上的等溫線向低緯彎曲(表示冬季的陸地比同緯度的海洋溫度低),海洋上的等溫線向高緯彎曲(表示冬季的海洋比同緯度的陸地溫度高)。
(2)夏季,陸地上的等溫線向高緯彎曲(表示夏季的陸地比同緯度的海洋溫度高),海洋上的等溫線向低緯彎曲(表示夏季的海洋比同緯度的陸地溫度低)。
(3)1月,陸地上的等溫線向南彎曲,海洋上的等溫線向北彎曲;7月,陸地上的等溫線向北彎曲,海洋上的等溫線向南彎曲
辨洋流、
地勢
(1)寒流流經(jīng)地區(qū),等溫線向低緯凸出;暖流流經(jīng)地區(qū),等溫線向高緯凸出。
(2)地勢高:在非閉合等溫線圖上,地勢高處等溫線的數(shù)值要比同緯度的其他地區(qū)低;若等溫線穿過山脈或高地,則凸向氣溫高的地區(qū)。(如圖甲)
(3)地勢低:在非閉合等溫線圖上,地勢低處等溫線的數(shù)值要比同緯度的其他地區(qū)高;若等溫線穿過河谷或低地,則凸向氣溫低的地區(qū)。(如圖乙)
讀閉合
辨數(shù)值
大小,
析地形
類型
(1)判斷氣溫數(shù)值大小
甲地氣溫介于20~22 ℃,乙地氣溫介于16~18 ℃。判讀方法可采用“大于大的,小于小的”。
(2)判斷地形類型
山地:在閉合等溫線圖上,越向中心處,等溫線的數(shù)值越小,如左圖中乙為山地。
盆地:在閉合等溫線圖上,越向中心處,等溫線的數(shù)值越大,如左圖中甲為盆地
讀疏密程度,辨溫差大小,析形成原因
一般情況下,等溫線分布密集的地區(qū)溫差較大,反之溫差較小。
(1)冬季等溫線密集,夏季等溫線稀疏。因為冬季各地溫差較夏季大。
(2)溫帶地區(qū)等溫線密集,熱帶地區(qū)等溫線稀疏。因為溫帶地區(qū)的氣溫差異大于終年高溫的熱帶地區(qū)。
(3)陸地等溫線密集,海洋等溫線稀疏。因為陸地表面形態(tài)復雜,海洋表面性質(zhì)單一且熱容量大,所以陸地的溫差大于海洋。
(4)寒暖流交匯處等溫線密集;鋒面天氣系統(tǒng)中鋒線附近等溫線密集,因為溫差較大。如左圖中乙處溫差小于甲處
(高考四川卷)下圖為北半球某平原城市冬季等溫線分布圖。讀圖,回答(1)~(2)題。
(1)該城市可能位于( )
A.回歸線附近大陸西岸 B.40°N附近大陸西岸
C.回歸線附近大陸東岸 D.40°N附近大陸東岸
(2)市中心與郊區(qū)的氣溫差異導致市中心( )
A.降水的可能性較郊區(qū)大
B.降雪的可能性較郊區(qū)大
C.大氣污染物不易擴散至郊區(qū)
D.不易受郊區(qū)燃燒秸稈煙霧的影響
【判讀流程】
第一步,讀圖名、圖例。
明確該圖為北半球某平原城市的冬季等溫線分布圖。
第二步,讀數(shù)值大小及變化。
第(1)題,從圖中可知該城市冬季均溫在0 ℃以下,故屬于溫帶,該地可能是溫帶大陸性氣候或溫帶季風氣候,不可能為溫帶海洋性氣候。
第三步,讀閉合狀況。
第(2)題,圖中市中心等溫線閉合但比四周氣溫高,為城市熱島。市中心氣溫高,氣流上升,溫度降低,易成云致雨;郊區(qū),氣流下沉增溫,不易成云致雨。此時市區(qū)氣溫較高,降雪的可能性小。
【嘗試解答】 (1)D (2)A
(2020·滄州模擬)下圖示意海南島1月和7月等溫線分布(單位:℃)。據(jù)此完成1~3題。
1.根據(jù)海南島氣溫分布特點推斷,影響海南島冬季與夏季氣溫分布的主導因素分別是 ( )
A.地形、降水 B.緯度、地形
C.地形、季風 D.洋流、緯度
2.圖中甲地所在區(qū)域,1月等溫線發(fā)生彎曲的主要原因是 ( )
A.地處河谷地帶,河流向北注入海洋
B.深居島嶼內(nèi)部,海陸熱力性質(zhì)差異大
C.地形低洼且狹長,狹管效應較顯著
D.南下冷空氣影響大,海洋調(diào)節(jié)作用小
3.與丙地相比,乙地7月平均氣溫較高,其主要原因可能是 ( )
A.地形閉塞,大氣保溫作用強
B.長期人類活動影響,植被遭到嚴重破壞
C.地處東南季風背風坡,夏季降水少
D.沿岸有季風洋流流經(jīng),增溫效應顯著
解析:第1題,圖示1月等溫線總體上呈東西延伸,說明受緯度影響很大;7月等溫線呈閉合的同心圓狀,且氣溫中部低、四周高,結(jié)合海南島地形中高周低,可判斷影響7月氣溫分布的主要因素是地形。第2題,圖示甲地1月等溫線向南凸,說明該地氣溫低,其彎曲方向與冬季風風向一致,則可能是冬季風影響所致。河谷或地形低洼,均會使該地氣溫高于兩側(cè)。第3題,乙、丙兩地緯度、距離海洋均相近,海拔差別也不大;但丙處于山地的東南、乙位于山地的西部,在夏季風作用下,丙處于迎風坡而降水多、增溫較慢,乙位于背風坡而降水少、增溫快,從而氣溫不同。
答案:1.B 2.D 3.C
選擇題
下圖為2018年12月-2019年2月我國南方部分城市的太陽上崗率(同期實際上崗時間與理論最大時間值之比)統(tǒng)計資料。據(jù)此回答1~2題。
1.影響各城市太陽上崗率差異的主要因素是( )
A.緯度 B.地形
C.天氣 D.海陸分布
2.同期太陽上崗率普遍較小的主要原因是( )
A.降水季節(jié)變化大 B.降水年際變化大
C.全球氣候變暖 D.氣溫年際變化大
解析:第1題,太陽上崗率指同期實際上崗時間與理論最大時間值之比,影響各城市太陽上崗率差異的主要因素是天氣,降水越多,上崗率越低,C對。緯度、地形、海陸分布條件相同,太陽上崗率也可能不同,不是主要原因,A、B、D錯。第2題,同期太陽上崗率普遍較小的主要原因是降水年際變化大,受不穩(wěn)定的季風環(huán)流影響,有的年份同期降水量大,導致太陽上崗率小,B對。
答案:1.C 2.B
(2020·深圳高級中學檢測)犬鼠(土撥鼠)善于挖掘洞穴,其洞穴有兩個出口,一個是平的,而另一個則是隆起的土堆(如下圖),使地面上的風吹進洞穴,形成了“穿堂風”。據(jù)此回答3~5題。
3.關于犬鼠洞穴的“穿堂風”的說法正確的是( )
A.甲洞口為氣流出口
B.甲洞口地面氣流流速較快
C.乙洞口氣溫較低
D.甲洞口氣壓比乙洞口高
4.與“穿堂風”成因一致的地理原理是 ( )
A.熱力環(huán)流 B.狹管效應
C.焚風效應 D.溫室效應
5.最有利于我國南方山區(qū)房屋形成“穿堂風”的是( )
A.房屋東西朝向,房前石質(zhì)地面,屋后河流
B.房屋東西朝向,房前河流,屋后山林
C.房屋南北朝向,房前石質(zhì)地面,屋后山林
D.房屋南北朝向,房前山林,屋后河流
解析:第3題,水平氣流經(jīng)過乙洞口處的土堆時,被抬升形成上升氣流,氣壓較低,故甲洞口氣壓比乙洞口高,為氣流進口;兩個洞口地面氣流流速相當;受洞內(nèi)的上升氣流影響,乙洞口氣溫較高。第4題,乙洞口形成上升氣流,使洞內(nèi)氣壓降低,氣流在甲處下沉補充,故而形成“穿堂風”。與“穿堂風”成因一致的地理原理是熱力環(huán)流;狹管效應、焚風效應是受地形影響,而不是熱力差異形成的;溫室效應是指因溫室氣體含量增多,大氣的保溫作用增強,從而導致氣溫升高的現(xiàn)象。第5題,房屋南北朝向,房前是陽面,石質(zhì)地面,升溫快,氣流上升形成低壓,屋后是陰面,山林升溫慢,形成高壓,房屋前后氣壓梯度大,易形成“穿堂風”;房屋東西朝向,房前、屋后受熱差異小,不易形成“穿堂風”;房屋南北朝向,房前山林,屋后河流,受熱差異小。
答案:3.D 4.A 5.C
(2020·安徽高三“皖江名校聯(lián)盟”聯(lián)考)在冰川谷地中,冰川表面較穩(wěn)定而下沉的冷卻氣流沿冰面向冰川前方運動,迫使冰緣地區(qū)較暖的空氣上升而產(chǎn)生對流交換,形成了由冰川表面向冰緣地帶吹送的風,稱作冰川風。珠峰北側(cè)海拔5 300~7 000米為冰雪表面,晝夜盛行下山風,風力強勁,陣風達到7~8級(7~8級風風速為13.9~20.7 m/s)。據(jù)此完成6~8題。
6.與冰川風形成原理相同的是( )
A.東北信風 B.盛行西風
C.東亞西北季風 D.太行山東坡的干熱風
7.珠峰北側(cè)冰川風勢力強勁的主要原因是( )
A.冰雪覆蓋面積大 B.坡度和落差均大
C.人類活動影響小 D.冰雪厚度大
8.推斷風力最強的時段為當?shù)貢r間( )
A.0-4時 B.6-10時
C.14-18時 D.19-23時
解析:第6題,冰川風是由冰川的熱力作用形成,其形成類似于熱力環(huán)流,東亞西北季風受海陸熱力性質(zhì)差異形成,選項C正確。東北信風、盛行西風是動力作用形成。太行山東坡的干熱風是氣流隨海拔下降而形成的氣溫高、濕度小的小尺度風。第7題,珠峰北側(cè)冰雪覆蓋面積大,熱力性質(zhì)差異明顯,故風力強勁。第8題,冰川表面與冰緣地區(qū)溫差最大時風力最強,當?shù)匚绾髿鉁刈罡?,溫差最大,選項C正確。
答案:6.C 7.A 8.C
(2020·西安聯(lián)考)下圖示意澳大利亞等壓線分布狀況。據(jù)此回答9~11題。
9.影響1月等壓線走向的主導因素是 ( )
A.地形 B.洋流
C.海陸分布 D.緯度
10.甲地7月和1月氣壓差可達( )
A.8 hPa B.10 hPa
C.13 hPa D.14 hPa
11.與7月份相比,達爾文1月份 ( )
A.氣溫較低 B.降水較多
C.對流較弱 D.氣壓較高
解析:第9題,據(jù)圖可知,澳大利亞1月等壓線走向大致與緯線平行,呈東西走向,因此可判斷影響其走向的主導因素是緯度。第10題,該圖中等壓線的等值距為2 hPa,故甲地7月氣壓為1 022~1 024 hPa,1月氣壓為1 010~1 012 hPa,因此其氣壓差大于10 hPa、小于14 hPa,選C。第11題,據(jù)圖中等壓線數(shù)值可判斷,達爾文7月氣壓高于1月氣壓;達爾文位于南半球,1月為夏季,氣溫高,對流強;1月太陽直射點南移,氣壓帶、風帶南移,北半球的東北信風越過赤道后受地轉(zhuǎn)偏向力影響形成西北季風,該地位于西北季風的迎風坡,因此1月降水較多,7月該地位于東南信風的背風坡,降水較少。
答案:9.D 10.C 11.B
下圖為我國某區(qū)域三個不同類型的下墊面某時段平均地溫變化示意圖。據(jù)此回答12~14題。
12.該區(qū)域最可能位于 ( )
A.西藏 B.內(nèi)蒙古
C.新疆 D.青海
13.綠洲地溫相對較低的主要原因是( )
A.陰雨天多,太陽輻射弱 B.大氣的保溫作用差
C.植被削弱太陽輻射 D.風力大,散熱快
14.關于該區(qū)域圖示時段垂直氣流或水平風向的敘述,正確的是 ( )
A.綠洲為上升氣流 B.荒漠為下沉氣流
C.風從荒漠吹向綠洲 D.風從綠洲吹向荒漠
解析:第12題,一般情況下,最高地溫出現(xiàn)在當?shù)氐胤綍r14時左右,而該區(qū)域最高地溫出現(xiàn)在北京時間16時左右,說明該區(qū)域地方時比北京時間晚2小時左右,其經(jīng)度大約為90°E。再根據(jù)該區(qū)域有荒漠、綠洲等,可以判斷其位于我國西北地區(qū),最可能位于新疆,故C項正確。內(nèi)蒙古在90°E以東,青海絕大部分地區(qū)也在90°E以東,故B項和D項錯誤;西藏位于青藏高原上,綠洲少,且由于海拔高,地溫比較低,故A項錯誤。第13題,綠洲的植被覆蓋度較好,植被覆蓋在地表,削弱了到達地表的太陽輻射,從而導致地溫相對較低,故C項正確。綠洲位于我國西北干旱地區(qū),陰雨天少,太陽輻射強,故A項錯誤;大氣的保溫作用主要與天氣有關,受植被條件影響小,故B項錯誤;綠洲植被覆蓋度高,地表摩擦力大,風力較小,故D項錯誤。第14題,綠洲地溫較荒漠低,在垂直方向上氣流下沉,在綠洲近地面形成高壓,風從綠洲吹向荒漠。故D項正確。
答案:12.C 13.C 14.D
(2020·齊齊哈爾模擬)下圖為甲、乙兩地某時段大氣受熱過程示意圖,箭頭反映了能量傳遞的方向及大小(粗細)。讀圖回答15~16題。
15.近地面大氣溫度隨高度升高而遞減,主要影響因素是( )
A.①⑤ B.②⑦ C.③⑧ D.④⑥
16.關于甲、乙兩地熱力狀況的比較,正確的是( )
A.甲地的年太陽輻射量較小,與②大小有關
B.乙地的年平均氣溫較低,與⑥大小有關
C.甲地的氣溫日較差比乙地小,與③④有關
D.乙地的年太陽輻射總量比甲地大,與⑤有關
解析:第15題,近地面大氣溫度隨高度升高而遞減,是因為地面輻射是近地面大氣的主要的直接熱源,圖中②⑦表示地面輻射,故選B。第16題,甲地的年太陽輻射量較小,與④大小有關,A錯;乙地的年平均氣溫較低,與⑧大小有關,B錯;甲地大氣對太陽輻射的削弱作用較乙地強,白天到達地面的太陽輻射④較⑥小,氣溫較低,夜晚大氣逆輻射③較⑧強,氣溫降低較慢,故甲地氣溫日較差較乙地小,C對;乙地的年太陽輻射總量比甲地大,與⑥有關,D錯。
答案:15.B 16.C
讀鄱陽湖周邊德安氣象觀測站和鄱陽氣象觀測站年平均風速逐時距平日變化圖(正距平為西風,負距平為東風),回答17~19題。
17.有關兩氣象觀測站風向的判讀正確的是( )
①德安氣象觀測站8-19時吹西風
②德安氣象觀測站19時-次日8時吹西風
③鄱陽氣象觀測站11-21時吹東風
④鄱陽氣象觀測站21時-次日11時吹東風
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
18.兩氣象觀測站晝夜風向變化的原因是( )
A.湖陸的面積差異 B.湖陸的濕度差異
C.湖陸的海拔差異 D.湖陸的熱力差異
19.白天,自德安氣象觀測站至鄱陽氣象觀測站作等壓面圖,下列正確的是( )
解析:第17題,據(jù)圖可知,德安氣象觀測站8-19時主要吹東風,19時-次日8時吹西風;鄱陽氣象觀測站11-21時吹西風,21時-次日11時吹東風。故選D。第18題,兩地晝夜風向變化是湖泊與陸地的熱力性質(zhì)差異造成的。故選D。第19題,白天,陸地增溫快,近地面為低壓;湖泊增溫慢,湖面附近為高壓,高空等壓面彎曲狀態(tài)與近地面相反。故選C。
答案:17.D 18.D 19.C
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