波士顿市地处美国东部沿海,风能资源开发潜力大。研究显示,城市热岛效应对波士顿市风能产生显著影响,城区和郊区风能变化呈现相反的特征。如图示意城市热岛效应引起的200m高度风能密度变化量随距市中心距离的变化。据此完成9-11题。

9.波士顿城区风能变化的主要原因是城区
A.水平气流增强
B.上升气流减弱
C.水平气流减弱
D.下沉气流增强
本题的难点在于理解“风能密度变化”。风能大家并不陌生,但是用物理公式怎么表达呢?风能即风的动能,所以可以用E=½ mv2 表示,v是风速,m为空气质量。根据公式,风速越大,风能也越大。另外,还要明确风的定义,风是大气的水平运动,垂直方向的上升或下降气流不是风。风能密度变化量是用后来的风能密度减去原来的风能密度,若为负值,说明风能密度减小,为正值,风能密度增大。这种变化是由城市热岛效应引起,根据热岛效应原理,城区盛行上升气流,会使波士顿200m高度水平方向上的风速减弱,城区的风能密度变化量为负值,故C答案正确。

10.波士顿郊区100m高度风能变化小于200 m高度。导致该现象的关键因素是
A.云量差异
B.地面摩擦力
C.城郊温差
D.地转偏向力
云量和地转偏向力都不影响风速,AD错误。近地面大气的主要热源来自地面,一般情况下,波士顿100m高度的城郊温差大于200m高度,故100m高度风能增量大于200m,C答案错。根据城市热岛环流原理,郊区主要为水平方向的气流。波士顿100m高度空气受到的摩擦力大于200m,故风能变化较小,故B答案正确。
11.受城市热岛效应影响,波士顿城区
A.东侧海风增强、陆风减弱
B.东侧海风减弱、陆风增强
C.西侧海风增强、陆风增强
D.西侧海风减弱、陆风减弱


根据城市热岛环流和海陆风原理,可绘制下面两幅。波士顿吹海风时,东侧海风风向与热岛环流地面风向一致,西侧海风风向与热岛环流地面风向相反,所以东侧海风增强,西侧海风减弱;波士顿吹陆风时,东侧陆风风向与热岛环流地面风向相反,西侧陆风风向与热岛环流地面风向一致,所以东侧陆风较弱,西侧陆风增强。
夜雨聆风