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专题09 热量平衡原理
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重难点一 热量平衡原理
一、核心概念：什么是“热量平衡”?
热量平衡：指在一定时间、一定地域内，热量的收入与支出达到相等或相对稳定的状态。
核心公式：热量收入=热量支出
若收入>支出，则温度升高；若收入<支出，则温度降低。
研究尺度：可以是全球、某个区域、地面、大气、海陆界面等。
二、基本原理：驱动热量平衡的关键过程
1.热量的“收入”来源(几乎全部来自太阳)
太阳短波辐射：是地球最主要的能量来源。
2.热量的“支出”去向(以长波辐射为主)
地面长波辐射：地面吸收太阳辐射后增温，向外辐射能量。
大气辐射(大气逆辐射) ：大气吸收地面辐射后，本身也向外辐射能量，其中返回地面的部分称为大气逆辐
射，对地面有保温作用。
反射、散射：将部分太阳短波辐射直接返回宇宙空间。
潜热输送：水分蒸发/蒸腾吸收热量，水汽凝结时释放热量。
显热输送：空气流动(风、对流)直接输送热量。
三、地表热量平衡方程
对于一个区域地表而言，其热量平衡公式可以简化为：地面吸收的太阳辐射(S) =地面长波辐射失
热(L↑)+潜热输送(LE) +显热输送(H) +地-气热交换
1.不同下垫面的平衡差异
下垫面类型
热量分配特点
地理现象与影响
湿润表面(海洋、 森林、农田)
潜热输送(LE)占比大
蒸发旺盛，空气湿润，气温日较差小，易成云致
雨
干旱表面(沙漠、裸地)
显热输送(H)占比大
空气干燥，气温日较差极大，易形成对流但难降
水
城市表面(沥青、水泥)
储存热多，长波辐射
(L↑)强
“热岛效应”显著
2.典型案例分析
案例1：海洋性气候与大陆性气候的成因
海洋：热容量大，蒸发强(LE 大)，故升温慢降温也慢，气温日/年较差小。
大陆:热容量小，蒸发弱(H 大)，故升温快降温也快，气温日/年较差大。
案例2：温室效应增强
:过程：人类活动排放CO2等温室气体→大气吸收地面长波辐射能力增强→大气逆辐射增强→地面损失的热
量减少→地面和大气温度升高(全球变暖)。
本质：打破了原有的全球热量平衡，使“热量收入>热量支出”。
案例3：阴天昼夜温差小的原因
:白天：云层反射部分太阳辐射，削弱作用强，到达地面辐射减少，升温缓和。
夜晚：云层增强大气逆辐射，保温作用强，地面散热慢，降温缓和。
1.（2025·广东省广州市天河区·模拟预测）阅读图文材料，完成下列要求。
热量平衡原理认为，当一个物体收入的热量与支出的热量相等时，其温度保持稳定；温度较高的物
体，对外辐射的热量支出也较大。图1 为地球表面热量平衡示意，图中数字示意单位时间内热量输送值的
相对大小。
(1)将地球当作一个整体，其主要的外界热源是 辐射；读图可知，地面的直接热源，首要是
辐射，其次是 辐射；近地面大气主要的、直接的热源是 辐射。
(2)请据图分别列出计算地面热量总收入、总支出的算式并写出计算结果。
(3)为探究我国青藏地区地面温度与同纬度长江中下游地区存在明显差异的原因，小明尝试绘制地理逻辑示
意图（图2）加以解释，请你帮忙填空完成A B C 。
(4)说明我国青藏地区到达地面的太阳辐射强于同纬度长江中下游地区的原因。
(5)说明我国青藏地区地面吸收的大气辐射弱于同纬度长江中下游地区的原因。
【答案】(1) 太阳 大气（逆） 太阳 地面
(2)总收入等于总支出（相等）。总收入：47（太阳辐射）+106（大气辐射）=153（也可把“大气辐射”写
成“大气逆辐射”）总支出：120（地面辐射）+23（潜热输送）+10（湍流输送）=153
(3) 低 少 少
(4)青藏地区海拔高，大气稀薄，大气对太阳辐射削弱少。
(5)青藏地区大气稀薄且气温低，大气辐射弱。
【详解】（1）将地球当作一个整体，其主要的外界热源是太阳辐射，太阳辐射源源不断的以电磁波的形
式向外放射能量，大约有二十亿分之一到达地球表面；由图可知，“图中数字示意单位时间内热量输送值
的相对大小”，地面的直接热源，首要是大气逆辐射，其次是太阳辐射；因为太阳辐射是短波辐射，大气
不能直接吸收，只能吸收地面长波辐射，故近地面大气主要的、直接的热源是地面辐射。
（2）读表可知，地面热量总收入=47（太阳辐射）+106（大气辐射）=153，总支出：120（地面辐射）+23
（潜热输送）+10（湍流输送）=153，故总收入等于总支出，实现地球表面热量平衡。
（3）青藏地区地面吸收太阳辐射较多，吸收大气辐射较少，辐射总收入B 较少；地面温度A 较低，辐射
支出C 较少，从而实现了热量收支平衡。
（4）青藏地区地处青藏高原，海拔高，平均海拔超过4000 米，有”世界屋脊“之称，海拔高，大气稀薄，
大气对太阳辐射削弱少.，且天气以晴朗为主，所以到达青藏高原的太阳辐射强烈，长江中下游平原多云雾
天气，大气对太阳辐射削强。
（5）青藏地区地处青藏高原，海拔高，大气稀薄，大气吸收地面辐射的能量少，补偿给地面的大气逆辐
射弱，气温低。
重难点二 热量平衡原理应用
一、大气的保温作用与削弱作用
1. 过程图解“温室效应”的原理
2.影响因素分析
影响削弱作用的因素(即到达地面太阳辐射的多少) ：
太阳高度角：决定因素。角越大，辐射越集中，被削弱越少。
大气状况：云层厚度、尘埃、水汽(云层和尘埃对太阳辐射具有反射作用)。
海拔高度：海拔高，空气稀薄，大气削弱作用弱。(如青藏高原太阳辐射强)
影响保温作用的因素(即大气逆辐射的强弱)：
云层：最重要的因素。云层越多越厚，大气逆辐射越强，保温作用越好。
大气湿度/水汽含量:水汽是温室气体，含量高则保温作用强。
二氧化碳等温室气体浓度：直接增强大气吸收长波辐射的能力。
二、海-气相互作用促进全球热量平衡
1.能量交换方面：
①海洋是大气最主要的热量储存库,海洋通过潜热、长波辐射等方式把储存的太阳辐射能输送给大气，为大
气运动提供能量，驱使大气运动。
②大气主要通过风向海洋传递动能，驱动表层海水运动。
2.实现途径
海—气相互作用通过大气环流与大洋环流，驱动水分和热量在不同地区传输,维持地球上水分和热量的平衡。
3.海-气相互作用现象
（1）德雷克海峡海冰冰进
德雷克海峡海冰冰进（数量较多）年份，西风漂流在德雷克海峡的通道变窄，海峡西侧水位增高，北上水
流增多，秘鲁寒流增强，赤道太平洋东岸温度降低，沃克环流增强；德雷克海峡海冰冰退（数量较少）的
年份，西风漂流在德雷克海峡的通道变宽，北上水流减少，秘鲁寒流减弱，赤道太平洋东岸温度升高，沃
克环流减弱甚至消失。
（2）孟加拉湾冷池
孟加拉湾夏半年盛行西南季风，受西南风的影响，北印度洋海区季风洋流，由西南流向东北，呈顺时针
运动，可将印度和斯里兰卡以南的较冷的海水输送至孟加拉湾南部，形成冷水池。西南季风出现于夏半
年，夏半年陆地相比于海洋增温快，气温高、气压低；近海面气温增温较陆地慢，气温偏低，气压高；
印度和斯里兰卡以南海区冷池加强，使南部海面气温与孟加拉湾北部的气温差异扩大，水平气压梯度增
大，西南季风增强。
（3）冷流雪
冷流雪也称“冷流降雪”，是由于海上富含水汽，而且海水的水温在冬季相较内陆的地表温度更高，所
以海面上方的空气相对温暖而湿润。当冷空气南下时，海面上方的暖湿空气升至一定高度时，就会凝结
成雪花，飘落下来，形成降雪。冷流降雪又被称作“大湖效应”。 常发生于我国黄海、渤海沿海地区，
也见于江苏、上海、辽宁等东部沿海地区，影响范围涉及中、朝、韩、日四国，最典型的在烟台、威海
一带，冷流雪占总降雪日数的比例高达80%以上。
不同于一般性降雪，冷流雪对流性、局地性明显，常形成“列车效应”，易出现积雪。例如，2023 年
12 月，山东半岛出现多场冷流降雪，其中威海文登积雪深度达74 厘米，打破山东全省最大积雪深度纪
录。冷空气流经海面时，暖湿海面输送大量的热量和水汽，使低层冷空气变得暖而潮湿，当这些暖湿空
气在山东半岛丘陵地形的阻挡下减速并产生辐合抬升时，容易在丘陵的北侧形成冷流降雪。
（4）海浩
海浩冷空气流到暖水面上时，由于暖水面蒸发而形成的雾。当液态水温度高出其上的空气温度时，液态
水通过蒸发形成蒸发雾。液态水温度高于其上空气的温度越多，形成的蒸发雾越浓。这是因为空气中的
饱和水汽压只与温度有关，温度越高，饱和水汽压越大；温度越低，饱和水汽压越小。由于暖水面上的
空气有较大的气温垂直递减率，即靠近水面的空气温度高，远离水面的空气温度低，因此靠近水面的空
气饱和水汽压大，远离水面的空气饱和水汽压小。靠近暖水面的薄层空气温度高，饱和水汽压大，有利
于水分蒸发；较大的温度垂直递减率增强了大气的不稳定，有利于蒸发的水汽通过乱流上传。由于远离
暖水面的空气温度低，饱和水汽压小，因而空气中的乱流源源不断地把暖水面蒸发的水汽输送到温度较
低的上层空气中，这样空气很容易达到饱和而形成雾。
（2025·江苏无锡第一中学·模拟预测）在地球表面系统中，大气环流驱使热量从低纬向高纬传输，维
持全球热量平衡。大气环流输送的热量包括潜热与显热（指大气增温、降温过程中不发生固、液、气状态
转变时吸收或放出的热量，不同纬度大气温差引起显热传递）。下图为全球经向热量输送潜热输送通量
（指单位时间经过某断面的热量）多年平均值分布图。据此完成下面小题。
1．关于北半球热量输送通量的纬度分布及主要原因，正确的是（ ）
A．赤道附近潜热向南方输送，气流垂直辐合上升
B．20°附近潜热输送通量小，大气水汽呈现亏缺
C．40°附近总通量达到峰值，海面热量盈余最多
D．50°附近显热输送通量大，中纬环流影响明显
2．南半球10°附近潜热输送通量为正值，主要影响因素是（ ）
A．盛行风向
B．锋面气旋
C．洋流流向
D．海气温差
【答案】1．D 2．A
【解析】1．由图可知，赤道附近的潜热向南输送，主要受东北信风影响，A 错误；20°附近潜热输送通量
小，气流以上升为主，蒸发强，大气水汽呈盈余，B 错误；40°附近总通量达到峰值，由于西风带来的水汽
受陆地地形影响，在陆地形成降水较多，陆地热量盈余最多，C 错误；50°附近显热输送通量大，中纬环流
中西风由低纬带来的热量以降水形式转换，影响明显，D 正确，故选D。
2．南半球10°附近主要受东南信风影响，信风带来的水汽在陆地形成降水，潜热释放，A 正确；锋面气旋
主要位于温带地区，B 错误；南纬10°附近少洋流，C 错误；海气温差不同季节不同，海气热量交换情况不
同，D 错误，故选A。
【点睛】不同纬度地带的太阳辐射存在差异，形成了全球尺度的大气环流和洋流，促进高低纬度之间、海
陆之间的水热输送，调节全球的水热平衡。
重难点三 热量平衡原理试题解题思路
第一步：定对象，明界面
确定研究对象：是地面系统、大气系统，还是地-气系统（全球）？常用于分析全球变暖、城市热岛效应、
昼夜温差、温室效应等核心问题
明确空间与时间尺度：是局部（如城市、农田）、区域，还是全球尺度？是日变化、季节变化，还是长期
变化？
第二步：析收支，判动态
1.热量收入项（能量输入）
①对于地面系统：
主要收入：吸收太阳短波辐射。
次要收入：吸收大气逆辐射（温室效应的关键）。
②对于大气系统：
主要收入：吸收地面长波辐射（最主要的热源）。
次要收入：吸收太阳辐射（少量）、水汽凝结释放的潜热、感热输送（通过对流、传导）。
2.热量支出项（能量输出）
①对于地面系统：
主要支出：以地面长波辐射的形式向外辐射能量。
②对于大气系统：
主要支出：以大气逆辐射的形式向地面辐射，以及向宇宙空间辐射能量。
③共同支出：反射（如云、冰雪）、蒸发/蒸腾（消耗潜热）。
第三步：论后果，溯原因
①判断状态与温度变化：
收入>支出：热量盈余，温度上升。
收入≈支出：热量平衡，温度稳定。
收入<支出：热量亏损，温度下降。
②追溯主要原因：
是自然因素（如昼夜交替、天气变化）导致的短期波动？还是人类活动（如排放温室气体、改变下垫面）
导致的长期趋势？
③影响收入的因素：
太阳辐射：纬度、太阳高度角、日照时间。
大气逆辐射：云量、大气中温室气体（CO₂、水汽）浓度。温室气体增多→大气逆辐射增强→地面系统收
入增加。
④影响支出的因素：
地面辐射：地表温度（温度越高，辐射越强）、云量（云层阻挡地面辐射散失）。
反射：下垫面反射率（新雪>裸地>森林>海洋）。
通过本专题，希望大家能将“热量平衡”作为一把万能钥匙，去解锁从全球气候到局部小气候的各种
地理现象。记住，分析任何热力问题，都要从“收入vs 支出”和“来龙vs 去脉”的角度思考。祝大家复
习高效！
（2025·吉林省蛟河市实验中学·模拟预测）下图是地球热量平衡示意图，读图，完成下面小题。
1．大气中CO2浓度的增加会导致（ ）
A．①减少
B．③增加
C．④增加
D．⑤减少
2．对整个地球大气而言，热量的根本来源是（ ）
A．①
B．②
C．③
D．④
【答案】1．B 2．D
【解析】1．读图可知，图中①、③、④、⑤分别表示大气吸收的地面辐射、大气逆辐射、到达地面的太
阳辐射、大气对太阳辐射的反射作用。大气中CO2 对地面长波辐射的吸收能力很强，大气中二氧化碳浓度
的增加，导致大气对地面辐射的吸收能力增强，即图中①增强，A 错误；大气中二氧化碳浓度的增加，使
得地面辐射直接损失的能量减少，同时增强大气逆辐射③，B 正确：二氧化碳浓度增加对④到达地面的太
阳辐射影响较小，C 错误；二氧化碳浓度对⑤大气对太阳辐射的反射作用影响不大，D 错误。故选B。
2．读图可知，图中①、②、③、④分别表示大气吸收的地面辐射、地面辐射、大气逆辐射、到达地面的
太阳辐射。对整个地球大气而言，热量的根本来源是到达地面的太阳辐射，D 正确，排除ABC。故选D。
【点睛】地球大气对太阳短波辐射基本透明，而对地表长波辐射具有强烈的选择吸收，大气吸收了长波辐
射，同时又放射长波辐射，其中一部分逸向太空，另一部分又返回地表和低层大气，从而使有大气存在时
地表的实际温度高于无大气存在时地表的平均温度。
3．（2025·江西景德镇市·模拟预测）阅读图文材料，完成下列要求。
大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换和转移。太阳辐射是地球大气最重要的热量来源。假设
进入地球大气层的总太阳辐射的相对数量为1，则热量在大气系统、地面系统和地外系统中各环节转移和
转换的相对数量如图及表所示。
序号
相对数量
①
m
②
0.19
③
1.2
④
1.14
⑤
n
⑥
0.33
⑦
0.6
⑧
1
⑨
0.34
⑩
0.06
(1)根据热量平衡原理，全球各系统的热量保持动态稳定，请利用图中热量传输的环节序号写出以下三个系
统的热量平衡等量关系（填序号）：
示例：进入大气层的太阳辐射热量转移⑧=
+
+
①②⑨。
地面系统的热量平衡：①+ =
+
③⑥；
大气系统的热量平衡：②+
+
=
④⑥ + ；
全球系统（按地外系统描述）的热量平衡：⑧= + + 。
(2)根据如上热量平衡原理，环节①的相对数量m= ，⑤的相对数量n= 。
(3)大气中云量增加，将导致⑨的量 （增加/减少），从而直接导致 （填序号）的量减少。
(4)若其他的量不变，⑤的量增加，则地表温度将 （升高/降低）。
【答案】(1)
⑤
⑦
⑤
⑨
⑩
⑦
(2) 0.47 1.06
(3)增加 ①
(4)升高
【详解】（1）地面系统的热量平衡：收入等于支出，即到达地面的太阳辐射（①）和大气逆辐射（⑤）=
地面辐射（③）和潜热湍流输送（⑥）。大气系统的热量平衡：大气吸收太阳辐射（②）+大气吸收地面
辐射（④）+潜热湍流输送（⑥）=大气辐射射向宇宙空间（⑦）和大气逆辐射辐射（⑤）。全球系统（按
地外系统描述）的热量平衡：大气上界的太阳辐射（⑧）=大气、地面反射（⑨）+地面辐射外逸部分
（⑩）+大气辐射射向宇宙空间（⑦）。
（2）计算m（环节①的值），材料提及⑧=
+
+
①②⑨，⑧=1，②=0.19，⑨=0.34，代入公式可知m=0.47。
计算n（环节⑤的值），据地面系统的热量平衡：①+
=
+
⑤③⑥，①=0.47，③=1.2，⑥=0.33，代入公式可
知n=1.06。
（3）⑨表示大气、地面反射，云量增加会增强大气的反射；云量增加会反射更多太阳辐射（削弱到达地
面的太阳辐射），直接减少地面接收的太阳辐射量，即①减少。
（4）从表格可知，⑤代表大气逆辐射，若其他的量不变，则⑤增加，地面获得热量增加，结果是地表温
度升高。
（建议用时：10 分钟）
（2025·云南·真题） 2023 年12 月14 日8 时，济南章丘站记录了一次天气现象。下图为此次探空资料，
露点温度指大气水汽凝结时的温度。据此完成下面小题。
1. 此时章丘站不同高度大气状态是（ ）
A. 600hPa 至500hPa 高度风速不变
B. 600hPa 高度以上云量较多
C. 850hPa 至700hPa 高度有暖湿层
D. 925hPa 高度以下有逆温层
2. 控制该站的天气系统是（ ）
A. 冷气团
B. 暖气团
C. 高压脊
D. 低压槽
3. 该站点正在经历的天气现象最可能是（ ）
A. 大雾
B. 降雪
C. 冻雨
D. 霜冻
【答案】1. C 2.D 3. B
【解析】1.由图可知，600hPa 至500hPa 高度，风速在变大，A 错误；600hPa 高度以上，露点温度低于大
气温度，说明水汽未凝结，云量较少，B 错误；850hPa 至700hPa 露点温度等于大气温度，且气温相对较
高，说明水汽凝结，存在暖湿层，C 正确；925hPa 高度以下，大气温度随海拔升高而降低，不存在逆温层，
D 错误。故选C。
2.由图可知，该站点3 千米高度以下露点温度等于大气温度，说明水汽凝结，可能有降水现象，近地面吹
偏东风，风速较大，气温较低，大约1.5 千米以上至3 千米左右吹偏西风，气温较高，风速较小，符合锋
面特征，低压槽处气流汇合，容易形成锋面，D 正确；受单一的冷气团或暖气团控制，大气比较稳定，不
易出现图示的风向、风速、气温变化，AB 错误；高压脊处气流下沉，风力较小，且水汽不易凝结，C 错
误。故选D。
3.大雾天气发生时通常大气稳定，风速较小，由图可知，该站点近地面风速较大，不易形成大雾天气，A
错误；图中可看出自近地面到4 千米高空左右，气温整体上低于0℃，露点温度等于大气温度，可推测该
站点正经历降雪，B 正确；冻雨的形成需要近地面温度低于冰点，图示贴近地面的气温高于0℃，难以形
成冻雨，C 错误；霜冻往往形成于大气较稳定的晴朗的夜晚，图示表明该站点风力较大，天气不稳定，D
错误。故选B。
【点睛】露点是指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。湿空气的露点不仅与
温度有关，而且与湿空气中水分含量的多少有关，含水量大的露点高，含水量少的露点低。
（2024·天津·真题）研究发现，在全球变暖过程中，气温变化幅度最大的是北极地区，这与北极海冰
减少对气温增幅的放大作用密切相关。差值（10
4km
2）（差值=当月海冰面积-上月海冰面积）。完成下面
小题。
4．据图分析，该年北极海冰面积的变化特点是（ ）
A．1 月增长最快
B．4 月缩小最快
C．9 月面积最小
D．12 月面积最大
5．从海气相互作用角度判断，北极海冰面积减少会导致（ ）
A．海面蒸发减弱，热量损失减少
B．大气对海面逆辐射减弱
C．极地东风和极地高压均增强
D．海面对大气的辐射增加
【答案】4．C 5．D
【解析】4．通过阅读某年各月北极海冰面积变化图，获取当月与上月海冰面积的差值，进而推断出各月
海冰面积的增减情况，10 月—次年3 月海冰增加，4 月—9 月海冰减少，所以当年北极海冰面积3 月最大、
9 月最小，海冰面积10 月增长最快、7 月缩小最快，C 正确，ABD 错误。故选C。
5．在全球变暖过程中，北极海冰面积减少会导致海面蒸发增强、热量损失增加，大气对海面逆辐射增强，
极地东风和极地高压相对减弱，海面对大气的辐射增加，D 正确，ABC 错误。故选D。
【点睛】“北极放大”现象，主要原因是海冰减少，可能导致北极地区海洋对太阳辐射的吸收增强，并且
由于海冰减少，冰面反射减少，整个海洋对太阳辐射的反射减弱，到达下垫面的太阳辐射增强，海洋对太
阳辐射的吸收增强。
（2025·浙江省宁波市九校·模拟预测）热量平衡原理认为，当一个物体收入的热量与支出的热量相等
时，其温度保持稳定；温度较高的物体，对外辐射的热量支出较大。下图为地球表面热量平衡示意图，图
中数字示意单位时间内热量输送值的相对大小。据此完成下面小题。
6．（双选）青藏地区地面吸收的大气辐射弱于同纬度长江中下游地区的原因（ ）
A．太阳辐射弱
B．地面辐射弱
C．大气逆辐射弱
D．大气反射弱
7．（双选）根据图文信息推测地面辐射的数值和热量根本来源是（ ）
A．120
B．130
C．太阳辐射
D．大气辐射
【答案】6．BC 7．AC
【解析】6．青藏地区海拔高，空气稀薄，大气削弱（反射）弱，太阳辐射强，与地面吸收大气辐射弱没
有直接关系，AD 错误；青藏地区海拔高，气温低，地面温度低，地面辐射弱，大气吸收地面辐射的能量
少，由于空气稀薄，补偿给地面的大气逆辐射弱，故地面吸收的大气辐射弱，BC 正确。故选BC。
7． 地球表面热量平衡，从图中可知，地面热量总收入=47（太阳辐射）+106（大气辐射）=153，总支出：
（地面辐射）+23（潜热输送）+10（湍流输送）=153，由于总收入等于总支出，可计算出地面辐射=120，
A 对、B 错误；联系已学可知，地球表面热量的根本来源是太阳辐射，大气辐射是地面辐射被大气吸收后
大气再以辐射形式释放的能量，不是根本来源，C 对、D 错误。故选AC。
【点睛】与长江中下游地区相比，青藏高原海拔高，空气稀薄，大气中水汽和杂质含量小，大气对太阳辐
射的削弱作用和对地面辐射的吸收作用弱，到达地面的太阳辐射量大，但大气逆辐射作用弱，保温效果差，
气温低。
8. （2025·湖南·真题）阅读图文材料，完成下列要求
海洋温度锋是指海水温度呈极大水平梯度的现象，全年广泛分布在大陆架海域。它的存在会阻挡海岸
陆源物质向外陆架海域输送。研究表明，山东半岛附近海域沿岸波短期性显著加强时，局地的海洋温度锋
会被破坏，这是海岸陆源物质输送到外陆架海域的主要时期。图1 示意我国部分海域冬季海水表层温度水
平梯度的空间分布，图2 示意2019 年冬季某日甲区域海水悬浮物浓度的空间分布。
（1）简述图1 中甲区域冬季海洋温度锋的空间分布，并分析该季节海洋温度锋显著的原因。
（2）分析图2 中A、B 海域悬浮物浓度存在显著差异的原因。
（3）判断山东半岛附近海域陆源物质向外陆架海域输送的主要季节，并说明理由。
【答案】(1)空间分布：①分布不均；②靠近海岸，沿海岸分布(延伸方向大致与海岸一致)；③甲区域的东
北部及西南近岸海域显著；④呈条带状分布。
原因：①冬季陆地降温快，近岸水域受陆地影响，冷却速度更快；海洋降温慢，远海水域受海洋影响温度
高。②沿岸寒流与黄海暖流交汇，加剧温差；③ 大陆架边缘水深骤变，抑制水体混合；④)冬季北风推动
沿岸流，扩大与暖流温差。
(2)海域A 离海岸近，悬浮物浓度高；受海洋温度锋的阻挡，海域A 的悬浮物难以输送到海域B。
(3)冬季和早春/冬季/冬半年
受西北方向的强劲冬季风(冬春季大风)的影响，沿岸流显著增强，易引发海洋温度锋结构不稳定，海岸陆
源物质输送到外陆架。
【详解】（1）根据图1 中不同灰度的温度水平梯度可以判断海洋温度锋的空间分布规律，主要包括分布趋
势、形状、分布区域等角度。读图可知，甲区域冬季海洋温度锋整体呈现不均匀的分布趋势。具体表现为
海洋温度锋呈带状分布，主要分布在山东半岛沿岸海域和北黄海北部海域，海水深度较浅，主要为大陆架
海域。另外，从图中可以看出，甲区域东南海域表层海水温度水平梯度较小，海洋温度锋不明显。
冬季，海洋温度锋显著，表明表层海水温度水平梯度较大，即近岸海域与深海区海水温度差异明显。冬季，
受海陆热力性质差异影响，大陆降温较快，温度较低，近岸海域受陆地影响明显，海水温度较低。另外，
受沿岸寒流的降温作用，导致近岸海域海水温度更低。相对而言，大陆架外部的深海区海水深度较大、海
水热容量较高，加上由南向北的暖流增温作用，导致深海区海水温度较高。于是，形成明显的近岸海域水
温低、深海水温高的分布特点，呈现极大的温度水平梯度分布，形成显著的海洋温度锋。
（2）读图2 可知，A 海域悬浮物浓度大，B 海域悬浮物浓度小。结合材料，海洋温度锋的存在会阻挡海岸
陆源物质向外陆架海域输送。结合上题可知，冬季，山东半岛海洋温度锋显著，可以阻挡陆源物质输送，
引起B 海域悬浮物来源少、浓度低。相对而言，A 海域距离陆地更近，受陆地径流等影响更明显，陆地径
流携带大量的悬浮物在A 海域聚集。加上弯曲的海岸线形态影响，沿岸海水携带陆源悬浮物南下也在A 处
聚集，导致A 处悬浮物数量多、浓度大。
（3）结合材料及可知，山东半岛附近海域陆源物质向外陆架海域输送主要考虑物质来源多、海水扰动大、
海洋温度锋被破坏等条件。一般来说，陆源物质输送量大的季节为陆地径流的洪水期，对于山东半岛等地
而言，陆地径流洪水期为夏季，河流输沙量大，陆源物质多。夏季太阳直射北半球，山东半岛以东海域海
水温度普遍升高，海洋温度锋可能被破坏，有利于陆源物质向外陆架海域输送。另外，夏季，我国东南沿
海热带气旋（台风等）频发，带来较强的风浪或风暴潮，强风巨浪会剧烈扰动海水，导致沉积的泥沙悬浮，
在短期内增强的沿岸流影响下，加剧向外陆架海域输送。
（建议用时：20 分钟）
（2025·广西·真题）下图示意我国东部某省会城市的中心商务区与城郊低矮植被区在某日的气温变化。
读图，完成下面小题。
1. 区域中心与外围存在气温差，可形成热岛或冷岛现象。当日该城市（ ）
A. 日出后冷岛减弱
B. 正午时热岛最强
C. 日落后热岛加强
D. 午夜时冷岛最强
2. 推测该市当日的天气条件为（ ）
①晴朗少云 ②阴有小雨 ③偏北大风 ④风力微弱
A. ①③
B. ①④
C. ②③
D. ②④
3. 上午6～9 时，中心商务区升温较慢的主要原因可能是该区域（ ）
A. 楼宇遮挡光线
B. 冷空气入侵
C. 地面热容量小 D. 大气辐射弱
【答案】1. C 2. B 3. A
【解析】1.区域中心与外围存在气温差，可形成热岛或冷岛现象，区域中心温度高于外围，则城市形成热
岛，反之形成冷岛。读图可知，日出后城郊增温速度快于中心商务区，且城郊气温由低于中心商务区逐渐
变到高于中心商务区，说明日出后城市热岛减弱，后冷岛逐渐增强，A 错误；正午时中心商务区温度低于
城郊，城市出现冷岛现象，B 错误；日落后中心商务区温度高于城郊，且两者温度差值增大，说明城市热
岛加强，C 正确；午夜时中心商务区温度高于城郊，城市出现热岛现象，D 错误。故选C。
2.从选项中可以看，①②项均与天空云量有关，而云量对气温的影响体现在大气受热过程中的两个环节。
其是在太阳辐射穿过大气层到达地面的过程中，会受到云层的反射作用。不同高度、不同类的云具有不同
的反射率。总体上，高度越低、云中水汽含量越高的云，其反射率也越高，而使得到达地面的太阳直接辐
射越少。其二是在地面放出长波辐射、被大气截留并通过逆射返还给地面的过程中，由于水汽是一种能直
接吸收特定波长红外辐射的湿室气体，云体如强大气逆辐射，使地面向上的净辐射减小。这两个方面的影
响会导致在多云的日子里，天时地面和大气升温缓慢，夜晚时降温也缓慢，全天气温日较差小。而阴天是
全天空布满學云层、不可见日月的天气现象，此时气混日较差极小。图4 中夜晚气温明显下降、6 点舌气
混快速升高并在午后达到最高、城郊低矮植被区气温日较差超过10℃的情况只能出生晴天时。因此①正确、
②不正确。③④项均与风力有关，风力对气湿的影响体现在大气平流运动。当风力微弱，即大气处于准静
止状态时，局地的气温变化会与控制这个区域的气块温度变化一致，也就是气湿的局地变化等于空气块的
个别变化；而当风力较大时，在一个时刻会有从别处移动过来的空气块控制本区域，意味着气温的局地变
化会等于空气块个别变化加上平流运动，那么此时气温的变化就不仅仅只受到大气受热过程的影响了。换
舌说，当风力较大时，影响城市中心与郯区的空气块就不再是“各玩各的”，而是“击鼓传花”：同一个
空气块，上一个时刻在城郊，现在控制城中心，下个时刻又去到城郊。这就会使得城市中心与外围郊区在
短时间内先后受到同一空气块控制，他们的气温会趋于一致。这与情境材料中两个区域温差显著，形成冷、
热岛的现象相悖。不仅如此，偏北大风所带来的冷平流还应使得区域明显降温，而图4 显示，两区域24 时
的气混与0 时相比变化却不大。因此③不正确、④正确。综上，本题选B。
3.中心商务区高楼林立，上午6～9 时，太阳高度还较小，楼宇的影子较长，受楼宇遮挡光线的影响，中心
商务区升温较慢，A 正确；冷空气入侵温度应该下降，B 错误；与城郊低矮植被区相比，中心商务区地面
硬化程度高，地面热容量大，升温速度应较快，C 错误；大气辐射强弱是由大气温度决定的，大气辐射本
身不是影响气温的因素，D 错误。故选A。
【点睛】影响气温的因素主要有纬度、大气环流、海陆分布、地形、下垫面性质、洋流、人类活动等。
（2025·浙江1 月·真题）海—气间通过潜热（海水蒸发吸收的热量或水汽凝结释放的热量）、长波辐
射等方式进行热量交换，并通过大气环流和大洋环流调节不同纬度间的水热状况。下图为北半球夏季大气
潜热释放对局地气温变化的贡献。据此完成下面小题。
注：垂直方向为非等高比例
4．关于大气潜热释放的纬度差异及其主要原因的说法，正确的是（ ）
A．0°～10°潜热释放高度较高，气流辐散上升强烈
B．30°～40°潜热释放数量较少，信风干燥抑制蒸发
C．50°～60°潜热释放高度较低，锋面气旋抬升受限
D．80°～90°潜热释放数量最少，极地东风摆动较小
5．在海—气系统内部（ ）
A．大气降水，将能量直接传递给了海洋表面
B．大气辐射和运动，消耗从海洋获取的热量
C．海面反射太阳辐射，增加了大气潜热释放
D．海面水分蒸发凝结，促使海水产生了运动
【答案】4．C 5．B
【解析】24．0°-10°气流辐合上升强烈，而不是辐散，A 错误；信风干燥有利于蒸发，B 错误；50°-60°气
温较低，锋面气旋抬升受限，因此潜热释放高度较低，C 正确；极地东风风力强劲，极地东风摆动较小利
于蒸发，有利于潜热释放，D 错误。故选C。
25．大气通过风推动海水运动，将能量直接传递给了海洋表面，降水主要是水分交换，A 错误；大气辐射
和运动需要能量，会消耗从海洋获取的热量，B 正确；海面反射太阳辐射，使海水增温幅度减少，不利于
蒸发，减少了大气潜热释放，C 错误；大气运动促使海水产生了运动，而不是水分蒸发，D 错误。故选
B。
【点睛】通过水的物理相态变化，在蒸发和凝结之间，热量就完成了从海洋到大气的“旅程” （热量输
送） ，也就是完成了海-气之间的热量交换，这个热量就是“潜热”。
（2025·吉林黑龙江两省十校联合体·模拟预测）海洋热量收入与支出差额称为海洋的热平衡值，通过
海—气作用影响全球的热量平衡。如图为大西洋热量收入与支出的差值随纬度变化示意图。据此完成下面
小题。
6．图中40°N~60°N 热量收入与支出差值最大的原因是（ ）
①寒流作用明显 ②暖流作用明显 ③纬度高，得到的太阳辐射能量少 ④纬度低，得到的太阳辐射能量多
A．①③
B．①④
C．②③
D．②④
7．大西洋的海—气相互作用会使（ ）
A．高纬度温度越来越低
B．低纬度温度越来越高
C．高低纬度间温差增大
D．高低纬度间温差减小
【答案】6．C 7．D
【解析】6．热量收支差值在北半球40°~60°最大，且为负值。该纬度带海区受强大的北大西洋暖流的影响，
蒸发旺盛，使海水热量支出较多，②正确，①错误；该纬度较高，太阳高度角较小，且受西风带影响多阴
雨天气，导致得到的太阳辐射能量较少，故该处收入和支出差值最大，③正确，④错误，综上，C 正确，
ABD 错误。故选C。
7．海—气相互作用所形成的大气环流与大洋环流将热量从低纬度地区输送到高纬度地区，维持着全球热
量平衡。因此，低纬度温度不会越来越高，高纬度温度也不会越来越低，使得高低纬度间温差减小，D 正
确，ABC 错误。故选D。
【点睛】海洋热量收入主要来自太阳辐射，支出则通过蒸发、长波辐射和感热交换等方式实现，赤道附近
收入大于支出，热量盈余，而高纬度地区支出大于收入，热量亏损，热量由低纬向高纬输送，维持全球热
量平衡。
（2025·山西大学附属等校·模拟预测）太阳辐射量和地面反射率的高低直接影响青藏高原东北部草甸
化草原的热量平衡，对于该地区的植被、水文等因素的进一步研究至关重要，图1、图2 示意青藏高原东
北部不同光照年份太阳辐射量和反射率的年内变化。据此完成下面小题。
8．该地区地面温度较高的时期是（ ）
A．光照正常年份的夏季
B．光照偏多年份的夏季
C．光照正常年份的秋季
D．光照偏少年份的冬季
9．该地区光照偏多年份和光照偏少年份太阳辐射年内变化的主要影响因素分别是（ ）
A．太阳高度、天气状况
B．地形起伏、植被长势
C．地面状况、人类活动
D．季节变化、地质活动
10．影响该地区不同年份冬季地面反射率差异大的主要因素是（ ）
A．城市扩展
B．植被状况
C．积雪数量
D．土壤性质
【答案】8．B 9．A 10．C
【解析】8．地面温度与到底地面的太阳辐射能量相关性最高，由图可知，太阳光照多的夏季，到达地面
的太阳辐射较多，地面温度也较高，B 对，ACD 错。故选B。
9．光照偏多的年份光照年内变化是夏季多，冬季少的特征，与一年中正午太阳高度变化规律相同，所以
受太阳高度变化影响。光照偏少的年份夏季光照比正常年份少的较多，说明夏季云量较大，削弱了太阳辐
射，是受天气状况影响产生的，其他各因素，地形起伏、地面状况不随季节变化，人类活动、植物长势、
地质活动不影响太阳辐射，A 对，BCD 错。故选A。
10．冬季地面反射主要与地面状况有关，冬季主要是积雪的多少影响地面反射率，C 对；城市扩展、植被
状况、土壤性质在不同年份变化不大，ABD 错。故选C。
【点睛】影响光照的因素：1.太阳辐射：太阳辐射是影响光照的最主要因素。2.天气：天气是影响光照的
重要因素，如云层、雾霾等都会影响太阳辐射的到达。3.地形：地形会影响太阳辐射的到达，如山脉、森
林等都会影响光照的到达。4.时间：光照的强度与时间有关，早晨和傍晚光照强度最弱，正午光照强度最
强。5.环境：环境也会影响光照，如城市的污染物会影响太阳辐射的到达。
11.（2025·安徽·真题） 阅读图文材料，完成下列要求。
通常把中高纬大陆冷空气突然向南爆发，南海一带东北风迅速加强的现象称为“冷涌”。2021 年12
月15——20 日，南海一带经历了一次强冷涌过程，马来西亚出现了持续性强降雨天气。下图表示北京时间
12 月17 日8 时海平面等压线分布，图中箭头示意此次冷涌气流移动路径。
（1）说明此次冷涌形成的动力条件。
（2）指出冷涌南下过程中气流温湿性质的变化，并运用海—气相互作用原理解目变化原因。
（3）结合材料，分析马来西亚此次强降雨的成因。
【答案】（1）①蒙古—西伯利亚地区受强烈冷却，形成强盛的冷高压（亚洲高压），冷高压势力强大，
冷空气堆积，气压梯度大，为冷空气南下提供强大动力；②冷高压南侧等压线密集，水平气压梯度力大，
促使冷空气快速向南爆发；③冷空气向南移动过程中，受地转偏向力影响，逐渐形成偏北风，沿着亚洲东
部的地形通道南下，加速冷涌的推进。
（2）变化：气流温度升高，湿度增大。
原因：冷涌气流南下过程中，海面温度高于冷空气温度，海洋向大气输送热量，通过热传导的方式使冷空
气增温；海洋表面水分蒸发，水汽进入冷空气中，使冷空气湿度增大，且冷空气受海洋加热后，空气对流
运动增强，进一步促进水汽的输送和混合，导致冷涌气流湿度增加。
（3）①冷涌带来的冷空气与当地暖湿空气相遇，形成冷暖气团交汇，暖湿空气被迫抬升，水汽冷却凝结
形成降水；②冷涌气流势力强，推动暖湿空气强烈上升，垂直上升运动显著，水汽快速凝结成云致雨，降
水强度大；③冷涌持续时间较长（12 月15-20 日），使得暖湿空气持续抬升，降水持续时间长，累计降水
量大。
【详解】（1）冷涌形成的动力条件需从气压系统、气压梯度力和地转偏向力等角度分析。冬季，中高纬
地区因太阳辐射减弱，地面强烈冷却，在蒙古-西伯利亚地区形成冷高压，这是冷空气的源地。冷高压与周
边地区形成较大的气压差异，气压梯度大，使得冷空气具有向南移动的趋势。等压线密集程度反映水平气
压梯度力大小，冷高压南侧等压线密集，水平气压梯度力大，推动冷空气快速向南移动。同时，在地转偏
向力作用下，北半球水平运动物体向右偏转，冷空气逐渐转为偏北风，并且亚洲东部的地形相对平坦开阔，
有利于冷空气沿着通道快速南下，形成冷涌。
（2）海-气相互作用中，热量和水汽交换是关键。南海海域纬度较低，冬季海面温度相对较高，而冷涌气
流来自中高纬度地区，温度较低；当冷涌气流南下经过南海时，冷的空气与暖的海面接触，根据热传递原
理，热量从高温的海洋传递到低温的冷空气，使冷空气温度升高；同时，海洋表面存在持续的水分蒸发过
程，水汽不断进入冷空气中，增加了空气的水汽含量。此外，冷空气受热后，空气密度减小，产生对流运
动，使得水汽在垂直和水平方向上得到更充分的混合和输送，从而进一步增大了冷涌气流的湿度。
（3）降雨的形成需要水汽、上升气流和冷却凝结条件。此次冷涌带来的冷空气南下，与马来西亚当地原
本的暖湿空气相遇，冷暖气团交汇形成锋面，暖湿空气密度小，在冷空气的推动下被迫抬升；随着高度升
高，气温降低，水汽冷却凝结形成降水。冷涌气流势力强大，促使暖湿空气强烈上升，垂直上升运动越强
烈，水汽凝结速度越快，降水强度也就越大。而且此次冷涌过程从12 月15-20 日，持续时间长达6 天，在
这段时间内，暖湿空气持续被冷空气抬升，不断有水汽冷却凝结，从而形成持续性的强降雨天气，累计降
水量大。
12．（2025·云南省“美美与共”民族中学联盟·模拟预测）阅读图文材料，完成下列要求。
黑河流域（祁连山—阿拉善高原）位于西北干旱区（如图），中游张掖绿洲昼夜温差比周边沙漠小，
夏季气温偏低2~3℃，形成“冷岛效应”。研究表明，绿洲内农田与防护林通过蒸腾作用调节局部气候，
而近年来城市扩张导致绿洲边缘出现“冷岛强度减弱”现象。阿尔金山冰川监测站数据显示，近20 年冰川
消融量年均增加1.5％，影响下游水源供给。
(1)从下垫面性质与热量平衡角度，分析张掖绿洲夏季形成“冷岛效应”的机制。
(2)黑河流域上游山区降水可达400mm，而阿拉善高原北部降水不足50mm。说明造成该流域降水空间分异
的主要原因。
(3)为应对冰川退缩对绿洲农业的影响，当地推广“膜下滴灌+防护林修复”模式。从大气水热交换角度，
解释该模式对维持绿洲小气候的作用。
【答案】(1)下垫面反射率差异（绿洲植被覆盖率高，比沙漠吸收更多太阳辐射，但通过蒸腾作用将能量转
化为潜热，减少显热增温）；热量分配方式不同（沙漠白天太阳辐射转化为大量显热，气温急剧上升；绿
洲水分蒸腾消耗辐射能（潜热输送），气温上升缓慢）。
(2)盛行西风受上游祁连山抬升影响，形成地形雨（或：山区拦截水汽，降水随海拔升高先增后减）；距水
汽源距离不同（上游接近东亚季风与西风水汽交汇带，阿拉善高原深居内陆，水汽输送衰减）；高原动力
作用（阿拉善高原受下沉气流控制，降水稀少，与上游山区形成“雨影效应”）。
(3)减少无效蒸发（膜下滴灌降低土壤水分直接蒸发，增加植被蒸腾占比，提高水分利用效率）；调节潜热
（防护林增加蒸腾量，提升潜热输送强度，减少地表显热通量，维持绿洲降温增湿效应）；增强气候稳定
性（防护林降低风速，减少绿洲与沙漠间干热空气交换，保护内部水热平衡）。
【详解】（1）绿洲地区植被覆盖率高，沙漠地区则以裸露沙面为主。植被对太阳辐射的反射率和沙漠不
同，绿洲植被能吸收更多太阳辐射。但绿洲植被会通过蒸腾作用，把吸收的能量转化为潜热（水汽蒸发需
要消耗热量，这部分热量就是潜热）。不像沙漠，吸收太阳辐射后主要转化为显热（使空气温度直接升高
的热量），所以绿洲因蒸腾消耗能量，显热增温就少，为形成“冷岛效应”奠定基础。沙漠下垫面性质单
一，白天太阳辐射到达后，大部分能量转化为显热，空气受热快，气温急剧上升。而绿洲有较多植被和水
分，水分蒸腾过程中，会消耗辐射能进行潜热输送（水汽带着热量向上输送），这就使得绿洲地区气温上
升缓慢。一快一慢，对比之下，绿洲夏季气温就低于周边沙漠，形成“冷岛效应”。
（2）黑河流域上游山区，盛行西风带来水汽，遇到祁连山地形抬升。空气在上升过程中冷却凝结，形成
地形雨。随着海拔升高，降水先因抬升增加，到一定高度后，水汽减少等原因，降水又减少，呈现降水随
海拔升高先增后减的情况。而阿拉善高原北部，没有这样的地形抬升水汽形成降水的条件，所以降水少。
上游山区更接近东亚季风与西风带的水汽交汇区域，能获得较多水汽，所以降水多（可达400mm）。阿拉
善高原北部深居内陆，远离这些水汽源地，水汽输送到这里已经衰减得很厉害，难以形成充足降水，降水
不足50mm；阿拉善高原受下沉气流控制。下沉气流在空气垂直运动中是向下的，这种气流不利于水汽凝
结成云致雨，反而会使空气增温、水汽难以停留，所以降水稀少。和上游山区因地形抬升形成降水相反，
这里形成“雨影效应”（类似山脉背风坡降水少的现象），导致降水空间差异大。
（3）膜下滴灌是在薄膜覆盖下进行滴灌，薄膜能降低土壤水分直接蒸发到空气中的量（减少无效蒸发）。
这样更多水分能被植被吸收，用于植被的蒸腾。植被蒸腾占比增加，就提高了水分利用效率；防护林修复
后，植被增多，蒸腾量加大。蒸腾过程会提升潜热输送强度（水汽带着潜热向上输送）。这样一来，地表
用于显热增温的热量就减少（因为水分蒸腾消耗了能量），能维持绿洲降温增湿的效应，就像给绿洲“降
温增湿”，巩固“冷岛效应”等小气候特征；防护林可以降低风速。风速降低后，绿洲和沙漠间的干热空
气交换就减少。沙漠的干热空气不容易影响到绿洲，绿洲内部的水热平衡能得到保护。也就是说，防护林
像一道“屏障”，减少外界干扰，让绿洲小气候更稳定。
