自然地理学试题（一）
自然地理学试题（一）
（附参考答案要点）
一、解释下列名词（25分）
1、温室效应
大气获得热能后依据本身温度向外辐射，其中一部分热能向下投向地面，称之为大气逆辐射。大气逆辐射的存在使地面实际损失的热量略少于长波辐射放出的热量，地面得以保持一定的温暖程度。这种保温作用，通常称之为“温室效应”。
2、基座阶地
多分布于河流中下游，是在谷地展宽并发生堆积，后期下切深度超过冲积层而进入基岩的情况下形成的。因此阶地上部是由冲积物组成，下部由基岩组成。
3、顶极群落
在一定的自然地理区域里，植物群落主要受气候、土壤、地形和动物等因素分别控制，相应地可以形成许多顶极群落，如气候顶极等。发育在显域生境上的，与当地大气候水热条件最相适应的、稳定的植物群落，即是气候顶极。
4、灰钙土
它是钙积土的一个土类。是荒漠草原区的地带性土类。它是钙积层中具有石灰性反应、有厚淡色表层和变质粘化层、具有薄的腐殖质层的土壤。
5、沙漠化
沙（荒）漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。
二、说明下列诸现象产生的原因或机制（30分，每小题10分）
1、山地可以出现两个极大降水高度带
降水随高度先增加，到最大降水高度后递减。这一高度视山地的湿度、温度、方位和季节而异。关于极大降水高度，一般认为对同一个山脉来说只有一个，但也可能出现第二个甚至更多的极大降水高度，其原因有：（1）气流两次爬坡可以形成两个极大降水高度；（2）冰川风与谷风（valley wind）辐合可能造成高山降水极大值带；（3）鲜明的降水季节变化可能造成第二个最大降水高度；测点位置选择不当也可造成两个以至多个最大降水高度。
2、城市有热岛效应
城市热岛是城市化气候效应的主要特征之一，是城市化对气候影响的最典型的表现。大量的观测对比和分析研究表明，这是城市气候中最普遍存在的气温分布特征。如果绘制等温线图，则形成等温线呈闭合状态的高温区，人们把这个高温区比喻为立于四周围较低温度的乡村海洋中的孤岛，称为“城市热岛”。大量观测资料证明，在水平方向上，城市高温中心出现在人口密集、建筑密度大，工商业最集中的城区，例如上海热岛中心位于徐家汇到外滩的旧城区，北京热岛中心位于东西长安街的城区南部。城市热岛与城市化程度（城市建筑面积、人口规模、人口密度、工业发展、交通运输）以及城市的几何形状、自然地理环境、人类活动方式等均有密切关
系。城市化程度愈高，即城市面积、人口规模、人口密度愈大，其城市热岛强度愈强。
3、黄土区无林
黄土高原的天然植被在漫长的历史时期受到人类的严重破坏，大部分地区都已不存在了。只是在一些山地还存在着天然植被，而且大多也都是次生的。这种情况，对黄土高原植被的认识与研究，造成了很大的难度，存在诸多分歧。黄土高原的现代植被，在渭河以北的黄土高原属于草原带的森林草原区。六盘山以东、吕梁山以西、渭河以北、长城以南广大地区的黄土高原上，草地和灌丛（灌木林）分布广泛，占据了黄土原的大部分面积。黄土的透水性强，黄土黏土矿物具有强烈的吸水性，这些因素使植物对水分的利用率大为降低，不能保证林木群体的生长，这是导致黄土高原显域生境植被趋于草原化的重要原因之一。黄土碳酸钙含量高达10%~20%，加之土壤pH值高，均会影响乔木生长。因此，在相同气候条件下，如果不是黄土，而是另外的成土母质，植被就会有很大不同。这是某些水热条件相似的地方，黄土区无林而石质山区有林的重要原因。
三、简述新月形沙丘的形成过程，并说明沙丘移动的主要影响因素（20分）
新月形沙丘主要是在单风向作用下由沙堆演变而成的，状如新月，弧形突向主风向，迎风坡缓而成凸形，坡度10—20°，背风坡陡而微凹，坡度为28—33°，相当于沙子的最大休止角。
新月形沙丘最初形态是一种较小的盾状沙堆。盾状沙堆一经形成，就成为风沙流运行的更大障碍，贴地层气流在沙堆的背风坡会发生分离，形成具有水平轴的涡旋，速度减弱，使气流搬运的沙粒过丘顶后，在背风坡的涡旋区沉积下来。随着沙子不断沉积，盾形沙堆尺寸的增长，北风坡沉积量相对最大位置愈来愈接近顶部，遂使背风坡的坡度不断加陡，当坡度达到沙子的最大休止角（34°）时，沙体发生剪切运动，部分沙粒崩坠，形成小落沙坡，发育为雏形新月形沙丘。此后，随着沙丘的不断堆积增高，气流分离愈来愈厉害，涡流的尺度和强度都不断加大，小落沙坡进一步扩大。在同一发展过程中，沿沙堆两侧绕过的气流，把沙子搬运到两侧的前方堆积（由于两侧较顶部低矮，移动就快），在沙丘的两翼逐渐形成了两个顺着风向前伸的兽角。这样，就形成了典型的新月形沙丘。
沙丘移动的主要影响因素有：（1）输沙量，沙丘移动速度与风速的三次方成正比，而输沙量与起沙风速的三次方成反比。（2）沙丘高度，沙丘移动速度与沙丘高度成反比。（3）沙丘移动速度还受植被、沙丘水分及下伏地面因素影响。植被能减小风速，沙粒湿润需要
更高的起沙风速，下伏地面粗糙可阻碍沙粒起动
四、现代干旱气候大致分布在哪些地区？试分析他们的成因，为什么在地质时代干旱气候的分布与现代不同？试举我国实例加以说明（25分）
现代干旱气候大致分布在以下地区：（1）南北半球的副热带地区，诸如北非的撒哈拉沙漠、亚洲西南部的阿拉伯大沙漠、塔尔沙漠、墨西哥和美国西南部的沙漠带、西南非洲的卡拉哈利沙漠、澳大利亚西部和中部沙漠等；（2）纬度10°—30°附近的热带大陆西岸地带，如北美加利福尼亚沿岸、南美秘鲁沿岸、北非沿岸、南非沿岸地带；（3）地处内陆，如中亚、中国内蒙古、新疆、甘肃等地，美国内华达、犹他州和加利福尼亚州东南部等；
干旱气候的成因主要有以下几方面：
（1）持续宽广的下沉气流。在南北半球的副热带纬度上，终年受副热带高压下沉气流控制，又当信风带的背风海岸，是热带大陆气团的源地，离赤道低压槽和极锋都很远。最大下沉气流的平均纬度在南北半球的33度附近，降水量极少，像北非的阿斯旺经常是连续多年无雨，偶有降水多属爆发性阵雨。（2）缺乏气压扰动。气压的气旋性扰动，它具有产生降水的必要条件—湿空气的不断复合上升。著名的地中海气候夏季干旱主要就是由于缺乏这种气压扰动（降水系统）所造成的，尽管空气中的水分并不缺少。热带大陆西岸、冷洋流经过的海滨地带，位于副热带高压下沉气流区，又受冷洋流影响，空气层结稳定，多雾而少雨，多低层云，常出现逆温，少降水天气系统。但在厄尔尼诺现象出现年份，由于赤道暖水流来，空气层结不稳定，有上升气流因此多雨。例如南美秘鲁的卡亚俄常年降水量近30.5mm，但在厄尔尼诺现象中却出现大雨，造成洪涝灾害。（3）缺乏潮湿气流。空气潮湿不一定下雨，但反过来，如果没有潮湿空气，则一定不会下雨。由此可见，潮湿气流可以到达某地区虽不是该地区降水的充分条件，但却是必不可少的条件。有些内陆距离水的源地十分遥远、或包含水汽的气流长途跋涉、途径干旱地带，或潮湿气流被巨大的山脉所阻挡等等，均是干旱气候的直接原因。（4）局地下沉气流。这种局地下沉气流一般是由山脉或其它特殊地形所诱发的。通常叫做雨影沙漠的干燥气候带存在于山脉的背风侧，地球上的好几个主要沙漠属于这一类型。在南美洲的安第斯山以西、智利北部几乎总是存在着连续不断的下沉气流，它形成了著名的南美洲阿特卡马沙漠。
中国是世界上主要干旱国家之一，干旱、半干旱面积占国土面积的二分之一，大部分集中在我国西北地区。不过，以
上成因多数还难以解释中国温带干旱气候的形成问题，更不能解释干旱气候何以第四纪中期以来趋于强化。凡此，均说明了亚洲中部干早气候成因的独特性，即青藏高原的热力、动力作用对西北地区干旱气候形成具有重要作用。（1）高原的屏障作用关，它直接阻挡了西南湿润季风气流的北进，切断了主要的水汽来源。平均而言，高原北侧的大气湿度不足南侧的1/3。（2）高原为强大的热源和有组织的上升运动区。在高原及邻近地区多年夏季平均的垂直运动场上，夏半年（4-9月）高原上盛行较强的上升运动，而绕高原西、北和东北侧分布着下沉运动带，三个下沉中心大体分别与中亚、西北和华北三片干早及半干早区对应。高原北侧和西侧这种长时间维持的深厚下沉运动，致使这些地方全年出现少云的干燥天气，形成高原外围少雨带。（3）强迫西风气流分支绕流，形成高原北侧全年盛行的高空脊和反气旋性辐散带。既进一步加强了高原北侧的下沉运动，也使气柱中本来就稀少的水汽易辐散掉，难在当地降雨。上述高原对西北干旱背景及年变化的影响，得到Brocoo1i等（1992）有无青藏高原地形的气候模拟试验结果的验证。还得到青藏高原隆升史上，至高原达3000-3500m临界高度（冰冻圈高度）后，亚洲气候环境才发生重大变化的古地质证据的支持。