典型例题一：阅读图文材料，回答下列问题。
东北冷涡是在对流层中高层表现明显的冷性涡旋系统，其中心附近的气温偏低，在东北冷涡及其引导气流影响下，对流层中层的风向会向近地面传导，大气处于上干下湿状态。研究表明，东北冷涡强盛时，华北地区雨季提前到6月，这一方面因为东北冷涡促进了冷暖气团提前相遇，另一方面取决于东北冷涡及其外围垂直方向的气流特征。下图示意5月16日8时900hpa天气分析图，甲为冷涡中心。细实线为等高线，单位m。
(1)判断甲处气压中心的高低，并说明理由。
(2)从冷暖气团的角度，分析冷涡活跃导致华北地区雨季提前的原因。
(3)垂直方向的气流特征加剧强降水，对此做出合理解释。
参考答案：
(1)低压。垂直方向上气压随海拔升高而降低；同一等压面在甲处分布高度从中心向四周升高，说明同一高度上，甲处气压中心较四周低。
(2)冷涡西侧偏北风引导高纬度冷空气南下；冷涡吸引来自副高外围的暖湿气流北上，扩大暖湿气流影响范围。
(3)冷涡为低压中心，垂直方向气流上升，利于水汽降温凝结；上干下湿，下层湿空气上升过程中，凝结放出热量（潜热释放），利于上升气流的维持。外围冷暖气团辐合，暖湿空气沿锋面抬升，提供大量水汽。
典型例题二：阅读图文材料，完成下列要求。
冷涡是较深厚的冷性低压系统，从对流层中高层延伸到低层的涡旋。其中心附近的气温明显低于四周。影响我国东北地区的冷涡，多形成于贝加尔湖一带，经蒙古、中国东北、堪察加半岛东移出海。有时会在偏北风的助推下，从东北、内蒙古等地区一路南下，为南方地区带来冷空气。东北冷涡垂直厚度大，可高达300百帕高空，受其影响，大气处于上冷下暖的不稳定状态。春末夏初，东北冷涡活动频繁，是影响东北地区降水的重要天气系统之一。降水多出现在冷涡中心和移动方向的前部。下图为春季某时刻亚洲部分地区高空500百帕等压面的高度分布。
(1)指出图示地区高空此时的气压状况和水平气流运动状况。
(2)推断我国东北地区此时的天气特点，并分析原因。
(3)高空冷涡常常会带来天空高颜值的“冷涡蓝”。指出图中甲、乙、丙、丁四地中最有可能出现“冷涡蓝”的位置并说明原因。
参考答案：
(1)气压状况：低气压中心；水平气流运动状况：气流呈逆时针辐合旋转。
(2)天气特点：低温、强降水。原因：我国东北地区此时正处于高空冷涡的中东部，冷空气控制，气温降低；冷涡东部的东南风从海洋上带来大量水汽；近地面出现强对流天气，湿润气流遇冷形成强降水。
(3)乙地。原因：地处冷涡西部，雨过天晴；受偏北风影响，风力强劲，大气能见度高。
典型例题三：阅读图文资料，完成下列要求。
冷涡是较深厚的冷性低压系统,其中心附近的气温明显低于四周,在对流层的中高层表现尤其明显。影响我国东北地区的冷涡，多形成于贝加尔湖一带,经蒙古、中国东北、堪察加半岛东移出海。东北冷涡垂直厚度大，可高达300百帕高空,受其影响,大气处于上冷下暖的不稳定状态。春末夏初，东北冷涡活动频繁,是影响东北地区降水的重要天气系统之一。降水多出现在冷涡中心和移动方向的前部。下图示意春季某时刻亚洲部分地区高空500百帕等压面的高度分布。
（1）指出图示地区高空此时的气压状况和水平气流运动状况。
（2）推断我国东北地区此时的天气特点,并分析原因。
（3）说明东北冷涡被人们高度关注的理由。
参考答案：
（1）低气压中心;气流呈逆时针辐合旋转。
（2）特点：低温、强降水。原因：我国东北此时正处于高空冷涡的中东部，冷空气控制，气温降低;冷涡东部的东南风从海洋上带来大量水汽;近地面出现强对流天气，湿润气流遇冷形成强降水。
（3）东北冷涡易造成低温（冻害）、强降水（雪）、大风和冰雹等灾害性天气，影响农牧业生产、交通运输和人们出行等。
典型例题四：阅读图文材料，完成下列要求。
中尺度涡是海洋中半径为几十至几百千米的旋转流体，可分为气旋涡和反气旋涡（在北半球呈顺时针旋转并下沉的涡旋）。通常情况下，反气旋涡中心的温度比周边高，表现为暖涡。但最新研究表明，孟加拉湾表层海水盐度较低，反气旋涡引起表层低盐海水聚集，导致混合层（温度随深度增加基本不变）厚度变浅，障碍层（温度随深度增加快速下降）厚度增加，影响海水的垂向热量交换，使得孟加拉湾反气旋涡可能表现为冷涡。下图为孟加拉湾反气旋涡影响下的海洋层化结构示意图。
(1)简述反气旋涡通常表现为暖涡的原因。
(2)分析孟加拉湾反气旋涡可能表现为冷涡的原因。
参考答案：
(1)海水表层温度较高，深层温度较低；反气旋涡抽吸表层暖水聚集，中心水流下沉，使中心温度比周边高。
(2)海水的热量散失主要通过表层的蒸发、长波辐射等环节进行；表层低盐海水聚集易导致混合层变浅，混合层直接和大气接触，所以散热加快；混合层变浅，混合层和等温层之间的障碍层厚度增加，阻碍热量垂向传输，加剧表层散热。
典型例题五：阅读图文材料，完成下列要求。
反气旋涡（北半球顺时针旋转并下沉的涡旋）是海洋中半径为几十至几百千米的旋转流体。通常情况下，反气旋涡中心的温度比周边高，表现为暖涡。最新研究表明，孟加拉湾表层海水盐度较低，反气旋涡引起表层低盐海水聚集，导致混合层（温度随深度增加基本不变）厚度变浅，障碍层（温度随深度增加快速下降）厚度增加，影响海水的垂向热量交换。障碍层通常具备热量储存功能。下图为孟加拉湾反气旋涡影响下的海洋层化结构示意图。
(1)简述反气旋涡通常表现为暖涡的原因。
(2)有人认为孟加拉湾反气旋涡可能表现为冷涡，也有人并不认同这种观点。基于所给材料，请表明你支持的观点，并说明理由。
参考答案：
(1)海水表层温度较高，深层温度较低；反气旋涡抽吸表层暖水聚集，中心水流下沉，使中心温度比周边高。
(2)认同。理由：海水的热量散失主要通过表层的蒸发、长波辐射等环节进行；表层低盐海水聚集易导致混合层变浅，混合层直接和大气接触，所以散热加快；混合层变浅、等温层所处深度增加，混合层和等温层之间的障碍层厚度增加，阻碍热量垂向传输，加剧表层散热。
或不认同。理由：即使混合层变浅，中心暖水下沉也可加热反气旋涡；混合层变浅，散热快的同时受热升温也快；障碍层厚度增加，储存的热量多，障碍层受扰动时放出的热量多。
典型例题六：阅读图文材料，完成下列要求。
科学家发现，世界大洋中广泛分布着时间尺度从数周到数月、空间尺度从几十千米到数百千米的海洋中尺度涡旋。基于旋转方向分为气旋涡（气旋式涡旋）与反气旋涡（反气旋式涡旋），基于热力学站构分为冷涡与暖涡。通常，气旋涡（气旋式涡旋）表层水流向外辐散，反气旋涡（反气旋式涡旋）表层水流向中心辐聚。下图示意北半球两类海洋中尺度涡旋（图中箭头表示水流方向）。
(1)从表层海水水平运动方向的角度，判断甲、乙两涡旋对应的涡旋类型，并说明理由。
(2)说明甲、乙两涡旋中心附近表层海平面高度差异，并从涡旋中心海水运动角度分析其原因。
(3)描述台风中心途经甲类涡旋时台风势力强弱的变化，并分析原因。
参考答案：
(1)类型：甲对应气旋涡（气旋式涡旋），乙对应反气旋涡（反气旋式涡旋）。
理由：甲涡旋表层水流呈逆时针流动，向四周辐散，为北半球气旋涡（气旋式涡旋）；乙涡旋表层水流呈顺时针流动，向中心辐聚，为北半球反气旋涡（反气旋式涡旋）。
(2)甲涡旋中心附近表层海平面较周围低，乙涡旋中心附近表层海平面较周围高。
原因：受地转偏向力的影响，甲涡旋下层冷海水上升，表层海水向四周辐散，中心附近表层海平面较周围低；受地转偏向力的影响，乙涡旋上层海水下沉，表层海水向中心辐合，中心附近表层海平面较周围高。
(3)甲类涡旋为冷涡，表层海水温度低，促使台风势力减弱。
典型例题七：阅读图文资料，完成下列要求。
东北冷涡是产生在我国东北地区或其附近的深厚冷性气旋，是影响我国中东部地区的主要天气系统之一，冷涡中的空气处于上冷下暖的不稳定状态。受2022年9月生成的第20号东北冷涡的影响，我国部分地区迎来了剧烈的天气变化。下图为2022年9月22日8时我国东北部地区近地面气压分布。
(1)绘制完成甲处锋面的剖面示意图（要求绘出锋面，标注冷、暖气团及其运动的方向）。
(2)说出东北冷涡近地面气流的运动特点（从移动方向、水平及垂直运动等方面描述）。
(3)分析此时甲地的天气状况及原因。
(4)冷涡常常会带来天空高颜值的“冷涡蓝”（蓝天少云，能见度高）。判断“冷涡蓝”在冷涡系统中可能出现的位置（冷涡的西侧或东侧），并分析原因。
参考答案：
(1)要求绘出锋面，标注冷、暖气团及其运动的方向
(2)向东南方向移动；水平方向：逆时针旋转；垂直方向：上升辐合。
(3)降水（阴雨天气）。①冷涡东部的东南风从海洋上带来大量水汽；②甲地位于冷锋附近，湿润的暖气团被迫抬升，水汽易凝结，形成降水；③加上近地面出现强对流天气，湿润气流遇冷形成强降水。
(4)冷涡西部。①冷涡西部冷锋过境后，雨过天晴；②受偏北风影响，风力强劲，少云，大气能见度高。
典型例题八：阅读图文材料，完成下列要求。
冷涡是较深厚的冷性低压系统，其中心附近的气温明显低于四周，在对流层的中高层表现尤其明显。影响我国东北地区的冷涡，多形成于贝加尔湖一带，经蒙古、中国东北、堪察加半岛东移出海。东北冷涡垂直厚度大，可高达300百帕高空，受其影响，大气处于上冷下暖的不稳定状态。春末夏初，东北冷涡活动频繁，是影响东北地区降水的重要天气系统之一。降水多出现在冷涡中心和移动方向的前部。下图示意春季某时刻亚洲部分地区高空500百帕等压面的高度分布。
(1)指出图示地区高空此时的气压状况和水平气流运动状况。
(2)推断我国东北地区此时的天气特点，并分析其原因。
(3)高空冷涡常常会带来天空高颜值的“冷涡蓝”。分析“冷涡蓝”可能在图示区域出现的位置及原因。
参考答案：
(1)低气压中心；气流呈逆时针辐合旋转。
(2)低温、强降水。原因：我国东北此时正处于高空冷涡的中东部，冷空气控制，气温降低；冷涡东部的东南风从海洋上带来大量水汽，近地面出现强对流天气，湿润气流遇冷形成强降水。
(3)图示西部地区。原因：地处冷涡西部，雨过天晴；受偏北风影响，风力强劲，大气能见度高。
典型例题九：阅读图文材料，完成下列要求。
冷涡是指存在于中高纬地区对流层中、上部（一般在5000米左右）的闭合低压系统，其中心的气温明显低于四周一东亚地区的高空冷涡常形成于贝加尔湖附近，移至东北被称之为东北冷涡，东北冷涡具有持续性、反复性和移动慢的特点，其既可能长时间“盘踞”在东北上空，也可能是一个冷涡生消后，又有一个新的冷涡补充过来。图为月某时刻亚洲部分地区高空500百帕等压面的高度分布图。
(1)分析冬季东北冷涡具有持续性、反复性和移动慢特点的原因。
(2)推测此次东北冷涡引发甲地出现的天气现象并分析其形成原因。
(3)此次冷涡过境导致乙地出现了雪崩，推测雪崩的形成过程。
(4)为应对此次冷涡系统带来的极端天气，我国内蒙古东部地区的牧民应做好哪些应对措施。
参考答案：
(1)持续性：东北地区纬度高，气温低，近地面易形成冷高压，加强东亚冷涡。东北地区近地面的冷空气与其东南的暖湿空气势力相当，难以移动。
反复性：贝加尔湖附近纬度高，高空易形成冷涡，东北地区与冷涡源地近，所以东北地区可能一次冷涡过程生消后又迅速生成一个新的冷涡补充过来。
移动慢：地形对冷空气向东南移动的阻挡作用。东南的暖湿空气势力较强，阻挡其东移。
(2)天气：降温、大风、降雪（降水可得分，降雨不给分）。东北冷涡为对流层中、上部的闭合低压系统，对应地面为冷高压，冷空气向东南相对暖湿空气移动的过程，即冷锋过境的天气，暖湿空气被迫抬升，产生强降雪天气；同时，气压梯度加大，风力加强，温度下降。
(3)该地为山地的西北坡，坡度较大；冬季的降雪量大，气温低，山地大量积雪；此次冷涡过程，冷锋产生强降水，上层积雪在重力的作用下，向下滑动。
(4)提前储存大量牧草；降雪后要及时清除棚顶上的积雪；整修和加固畜禽圈舍（栏）；积极做好牲畜防寒保暖工作，防止发生牲畜冻死冻伤；牧民要注意补给饲草料，除干草外，应喂少量黄豆、玉米精饲料，增强牲畜抗寒能力，防止掉膘。
典型例题十：阅读图文材料，完成下列要求。
材料一：冷涡是指存在于中高纬地区对流层中、上部（一般在5000米左右）的闭合低压系统，其中心的气温明显低于四周。东亚地区的高空冷涡常形成于贝加尔湖附近，移至东北被称之为东北冷涡，东北冷涡具有持续性、反复性和移动慢的特点，其既可能长时间“盘踞”在东北上空，也可能是一个冷涡生消后，又有一个新的冷涡补充过来。东北冷涡是产生在我国东北地区或其附近的深厚冷性气旋，冷涡中的空气处于上冷下暖的不稳定状态，影响我国中东部地区的天气变化。下图为2024年11月26日10时我国东北部地区近地面气压分布。
(1)推测此次东北冷涡引发甲地出现的天气现象并分析其形成原因。
材料二：此次东北冷涡给东北带来了大范围的暴雪、低温冻害等自然灾害，给当地居民生产生活造成巨大影响。
(2)评价此次冷涡给东北带来的影响。
(3)根据所学知识，提出农业生产中防御霜冻的措施。
参考答案：
(1)天气现象：暴雪，伴有降温、大风。
成因：冷涡东部的偏南风从海洋上带来大量水汽；甲地处于冷锋过境时（暖气团被抬升）；加上近地面出现强对流天气，冬季气温低，湿润气流遇冷形成暴雪，并伴有大风和降温。
(2)有利影响：春季积雪融水能缓解旱情，改善生态；
不利影响：路面积雪、冰冻影响交通出行；低温暴雪天气，危害人体健康；造成春播或返青延迟，造成农业减产。
(3)熏烟法：在防御霜冻的地区设烟堆燃熏；灌水法：这种方法多用于苗圃或果园防止春霜冻；覆盖法：有塑料膜、秸秆、杂草、砂砾石等覆盖，能减少有效辐射达到预防霜冻的目的。
典型例题十一：阅读图文材料，完成下列要求。
东北冷涡是发生在对流层低层至高层，中心气温比四周低的冷低压系统。东北冷涡由高空西风深槽发展而来，其形成与大气环流、地形等因素相关。2021年6月2日—3日，我国东北地区出现冷涡暴雨天气。下图示意2021年6月2日02时，北半球中高纬度局地500hPa位势高度场及850hPa风矢量场。500hPa位势高度场反映的是大气中500hPa等压面的高度分布状况。
(1)指出甲地近地面的天气系统，并说明判断依据。
(2)分析本次东北地区发生冷涡暴雨的条件。
(3)与6月相比，推测东北冷涡7—8月水汽来源区的差异，并说明理由。
参考答案：
(1)甲是气旋（低压中心/冷涡）。
依据：甲附近气流总体上呈现逆时针旋转，中间气压低。
(2)夏季近地面气温升高，东北冷涡下热上冷，气流抬升强烈；东北冷涡东侧盛行强势偏南气流，气流携带水汽向北输送，为冷涡提供水汽；东北冷涡西侧引导北方干冷空气南下，与偏南的暖湿气流交汇，引发强降水；长白山地形对气流起到抬升作用。
(3)水汽来源范围更广、来自更南的海域。
理由：副热带高压西侧的偏南气流从海面上带来充沛的水汽，向副高北侧的锋区输送，7—8月副热带高压带向北移动，带动低纬度的暖湿气流向北输送。
典型例题十二：阅读图文材料，完成下列要求。
东北冷涡是活动于我国东北地区或其附近的高空大型冷涡，是深厚冷性气旋。2023年11月5～7日，来自西伯利亚附近的高空冷涡加强发展成东北冷涡，与地面气旋结合，共同影响东北地区。受其影响，东北大部分地区经历了强烈的降雪或雨转雪过程，同时也带来了大范围降温，12日冷涡才彻底移出东北地区。左图为2023年11月6日14时，东北冷涡中心即将离开我国东北地区的近地面气压分布图，右图为2023年11月6日20时～7日20时东北部分地区降温幅度图。
(1)说出11月5日～7日期间，东北冷涡的整体移动方向，并描述冷涡水平气流和垂直气流的运动方向。
(2)判断左图所示时刻图中锋面乙的类型，并预测甲地天气的变化。
(3)从地形角度，说明右图中吉林省内东南部降温幅度最大的原因。
参考答案：
(1)自西北向东南（自西向东）。冷涡气流水平方向呈逆时针辐合，垂直方向盛行上升气流。
(2)冷锋。甲地气温降低、出现强降雪天气。
(3)吉林省东南部是长白山山区，西北部是松嫩（东北）平原，东北冷涡带来的冷气团受长白山脉（东北-西南走向）阻挡，冷空气堆积、下沉，在山前形成冷堆；山地迎风坡，降雪多，削弱太阳辐射，降温幅度大。
典型例题十三：阅读图文材料，完成下列要求。
高纬度平流层附近气压较低，导致极地高空出现巨大的、寒冷的旋涡。南极的冷涡中心较为稳定，通常靠近南极点，而北极冬季冷涡中心分布于西伯利亚北部和巴芬岛上空两个区域，稳定性差。2021年1月北极冷涡中心的一次南移给美国带来了剧烈的天气变化。下左图示意两极地区冷涡大体位置，右图为北美洲地形图。
(1)分析北极冷涡中心冬季分裂成两个的原因。
(2)北极冷涡南移常给美国中央大平原带来强寒潮天气，分析其原因。
(3)说明北极冷涡活动可能对美国居民生活的影响。
参考答案：
(1)北极点及附近区域为海洋，海陆热力性质差异导致陆地在冬季时气温更低，所以北极冷涡冬季出现在亚欧和北美两个大陆的北部。
(2)北极冷涡南移，带动冷空气南下；中央大平原地形平坦开阔，对冷空气阻挡较弱；快速南下的冷空气与墨西哥湾北上的暖空气交汇，形成暴风雪（寒潮）天气。
(3)剧烈降温，导致冻伤、感冒等疾病增加，老弱人口死亡率升高；大雪覆盖路面，压断电线，影响交通和通信；暴风雪毁坏建筑、林木，影响居民生活；用于取暖而导致的能源消费增加。
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