微专题：大气河与大气湖高考难点：夜雨|大气河|大气湖|暖湿|气候|河谷|降水|雨水|高考

什么是大气河

大气河，由纽威尔（Newell）和华裔科学家朱勇于上个世纪90年代提出，迄今已有近30年的历史。他们利用欧洲中期天气预报中心模拟的全球风场与相对湿度数据，计算得到垂直积分的水汽通量值，发现在中高纬度有一些带状的水汽输送结构，其长度是宽度的数倍，从低纬度延伸至中高纬度地区。在中高纬度，这些结构所输送的水汽占所有南北向水汽输送的90%以上。可与陆地上最大的河流——亚马逊河的流量相匹敌。于是，他们给这种带状的水汽输送结构取名为AtmosphericRivers，意为大气中的河流，简称大气河。

大气河这一名称由于直观地表达了其输送水汽的强度之大，因此得到了媒体、气象学家以及水文学家广泛使用，但同时也引起了一些争议。争议的原因主要有两点，一是大气河是定义在欧拉场上的瞬变结构，不同于陆地河具有较为固定的河床，因此冠之“河流”之名实为不妥；二是在气象领域，已有与之相近的概念，如温暖水汽带、热带水汽出口等。

为解决这些争议，《气象术语》委员会组织专家小组数次举办研讨会，专门辨析大气河与其相近概念之间的区别与联系，最终将其定义为大气中强水汽输送的瞬变通道，结构狭长，通常与温带气旋冷锋前的低空急流有关。

大气河在南北半球均有分布，主要位于中高纬度。在北半球多为西南-东北走向，在南半球则多为西北-东南走向，南北半球呈准对称分布。在同一时间，空中可出现多条大气河。出现在不同地方的大气河，往往有着不同的名字。有一条最为典型的大气河，从美国的夏威夷群岛延伸至北美西海岸，被称为“夏威夷消防水龙带”，因为它带来的水汽常常能够缓解美国加利福尼亚州（以下简称“加州”）等地的干旱。例如，在2012年至2017年，美国加州经历了长达5年的旱灾，而2017年2月份的大气河活动则为当地带来了充沛的雨水，结束了这场史诗级的旱情。

此外，由于夏威夷盛产菠萝，这条大气河也被称为“菠萝快车 ”，常常出现在美国的新闻播报里。在美国中部，大气河则有另外一个名字 ——“ 玛雅快车”。虽然这些名称都比较夸张，但也形象地刻画了大气河狭长、强度大且携带大量水汽的主要特点。

中国也有大气河吗

中国有没有大气河的活动呢？人们曾经对此争论不休。有人认为，大气河只是影响北美西海岸的一个天气系统，与中国甚至东亚地区无关；而且根据以往研究，大气河多出现在冬季，而我国冬季天气主要受来自西伯利亚的偏北风控制，并没有强水汽输送带的踪影。更何况在北半球，大气河多是从西南向东北方向输送水汽，而我国西部是广阔的亚欧大陆，何谈大气河登陆一说？

但随着近些年相关研究的开展，学者们发现在中国和东亚地区也有大气河活动。夏季，位于北太平洋的大气河会随着西太平洋副热带高压西移到东亚地区，从而影响中国东部以及日本、韩国等地。有研究发现，大气河对于东亚地区极端降水的贡献可达30%-90%，大气河与东亚地区年降水的30%-60%有关。根据香港科技大学学者的研究，夏季位于东亚地区的大气河将来自于阿拉伯海、孟加拉湾和南海的水汽输送至我国华南地区和长江流域，从而影响我国长江流域的降水，有时造成严重的洪涝灾害。

2020年，我国江淮地区遭遇长达62天的梅雨，持续性的暴雨袭击长江中下游地区，给湖北、浙江、安徽等地带来严重影响。有媒体形象地将其称为“超长待机的暴力梅”，该“暴力梅”背后就有大气河在推波助澜。在此期间，大气河源源不断地将水汽从孟加拉湾和南海输送至长江中下游，然后东折入海，途经日本南部，延展至西北太平洋广阔的洋面上。不同于一般的降水过程，与大气河相关的降水往往有着显著的特征，如降水落区呈带状，分布在大气河的北侧，空间尺度较大，且降水中心强度多在24小时降水量50毫米的暴雨级别。有研究表明，在我国江淮地区，梅雨期与大气河相关的降水占总降水的70%-80%，与大气河相关的降水强度是与大气河无关的降水强度的8-10倍。

尽管大气河对我国梅雨期降水有着如此重要的影响，但大气河如何与梅雨系统相耦合，二者之间有何影响以及互相影响的机制是什么，仍是一个未解之谜。此外在全球变暖的背景下，大气河对我国降水的影响有何新的特征，有待于更多的科研工作予以揭示。

大气湖

提到“大气河（Atmospheric River）”，不少人已很熟悉，是指出现在大约1.5公里高空的大气水汽密集输送带，宽可达数百公里，长可绵延数千公里。2021年12月16日，在美国地球物理学会（AGU）秋季会议上，来自美国迈阿密大学的布莱恩·马佩斯（Brian Mapes）教授提出了一个新的大气概念，或称作新的天气现象，介绍了关于“大气湖（Atmospheric Lakes）”的发现和研究成果。

相比“大气河”，“大气湖”的尺度要小很多，实际上是指空中某处的水汽密集区，像悬浮在空中的水池。顾名思义，湖泊不会像河流那样奔流不息，而是呈现相对稳定的状态，活跃的对流云团在空中某一区域缓慢移动，与大多数风暴有所区别的是“湖”中没有显著的涡旋风场。马佩斯教授最先发现的“大气湖”是在赤道附近的南亚季风区西侧的印度洋上空，从季风的水汽流场中分离而出，形成孤立的水汽柱状体（ColumnWater Vapor，CWV），其主要特征是含有足以产生降雨的高度集中的水汽，赤道附近平静的风场使“大气湖”缓慢向西漂浮移动，逐渐向非洲沿岸靠近。

通过对5年多的卫星数据做进一步分析，马佩斯教授共发现了发生在不同季节的17个“大气湖”，持续时间超过6天，且都出现在赤道附近10度范围内。离赤道更远处也会有“湖”出现，但往往会演变成为热带气旋，这显然与科里奥利参数f有关，f在赤道处为零，随着纬度上升会逐步增大，引起涡度增加。从目前统计结果看，“大气湖”发生的频次不算高，每年有几次，每次会持续一些天。“大气湖”并不是凭空产生的，它与发生在印度-太平洋地区的“大气河”密切相关。当快速移动的“河流”穿过非洲东部海岸区域时速度会变慢，一些湿气团会脱离“河流”，形成“大气湖”。

如果“大气湖”的水汽能产生降水，就可在地面上形成几厘米深、上千公里宽的积水区域。马佩斯教授认为这可以为东非国家的干旱地区解燃眉之急，那里有数百万人居住生活，需要降雨来维持基本生存条件，从中也可看出“大气湖”存在的重要性。但目前气象学家对赤道区域降水的研究存在缺陷，多数人更愿意从月以上时间尺度的视角来考虑问题，逐日尺度的研究没有得到足够关注。马佩斯教授认为目前仅从现象上关注到了“大气湖”的存在和价值，进一步的研究仍在进行，如“大气湖”是如何从暖湿的季风气流中脱离出来的；其缓慢移动又受到哪些机制的控制，包括更大尺度系统的影响和自身发展变化的作用；在气候变化的背景下，这些“湖”又会受到怎样的影响等。

“大气湖”是个新提出的概念，能否得到广泛认同，尚有待进一步关注，但利用新的探测仪器和获取的资料，分析大气中存在的各类现象，揭示其中的规律和可能的影响，显然是有效的自然探索之路。

（2020届模拟）阅读图文资料，完成下列要求（24分）材料一攀枝花拥有独特的阳光气候资源：年平均气温19"C-21C. 全年日照2300-2700小时。攀枝花夏季的短时强降水呈现出显著的日变化特征，夜间多，白昼稀少，最高峰是在0: 00到5: 00. 左下图示意攀枝花在我国西南地区的位置，右下图示意琴枝花周边地形。

（1) 结合地形特征，分析攀枝花夏季昼晴夜雨的原因，并说明该降雨模式对业的影响（12分）

解题笔记“河谷夜雨问题”，实质是考察“局部热力流”中的“山谷风”原理。这个考点分两个要点来掌握：

（一）掌握河谷夜雨的一般答题套路（注意理解其中的“山谷风”的原理）

1. 先点出该地为河谷地形河谷

2. 再点出该地x季节水汽多夜人

3. 最后用“热力环流”中“山谷风”中的原理（注意理解和背诵！）陈述一下过程即可。即：夜晚时，谷底降温慢，温度高，形成相对暖湿空气：山地降温较快，温度低，形成冷重空气：冷重空气沿坡面下沉至谷底，将谷底暖湿空气向上托起：暖湿空气遇冷凝结，形成降水。

（二）掌握昼晴夜雨降水模式对农业的影响

夜雨的影响有利影响：

1.昼晴，白天气温高，日照强，农作物的光合作用强，生产的有机质多

2.夜雨，使夜间温度降低，农作物的呼吸作用减弱，减少营养物质的消耗

3.夜间气温低，土壤蒸发和作物蒸腾弱，雨水增加土壤含水量，利于作物生长4.若是高原谷地，还有一个好处：增加热容量，减缓夜晚气温的冷却速度，减少冻害

不利影响：

1.过多降水。易引发山洪和滑坡等地质灾害，毁坏农业生产

真题解析现在我们返回来看这道真题怎么解。解析：这类题型也差不多固定答案了，我们按着答题步骤可以直接组织答案：－－基本上万能通杀！

【答案】

多夜雨的原因：

(1) 攀枝花为河谷地形；(2) 攀枝花夏季大气水汽多：(3) 夜晚时，谷底降温慢，温度高，形成相对暖湿空气：山地降温较快，温度低，形成冷重空气：（4）冷重空气沿坡面下沉至谷底，将谷底暖湿空气向上托起：暖湿空气遇冷凝结，形成降水。

对农业的有利影响：

(1) 白天气温高，日照强，农作物的光合作用强，生产的有机质多

（2) 夜雨使夜间温度降低，农作物的呼吸作用减弱，减少营养物质的消耗；

(2) 夜间气温低，土壤蒸发和作物蒸腾弱，雨水增加土壤含水量，利于作物生长。对农业不利影响：过多降水，易引发山洪和滑坡等地质灾害，毁坏农业生产；

【试题链接】

1.阅读图文材料，回答下列问题。雅鲁藏布江中游河谷年降水量在300-450mm之间，90%以上的降水量集中在6-9月，且多夜雨，有的地方夜雨量占全年雨量的 80%以上，水土流失严重。位于雅鲁藏布江中游谷地的贡嘎县与扎囊县之间的河岸带，在干旱和冬季大风因素影响下，河谷半固定沙地和固定沙地等沙丘形态随处可见。研究人员发现，沙生植物种群存在随植株大小增大，聚集强度减弱的现象。这种现象是沙生植物适应环境的表现，为青藏高原河谷风沙化土地人工促进植被恢复与重建提供了参考依据。下图示意雅鲁藏布江中游河谷位置。

（1) 分析雅鲁藏布扛中游河谷6-9月多夜雨的原因。

（2) 分析雅鲁藏布江中游河谷半固定沙地的形成原因。

（3) 分析半固定沙地、固定沙地沙生植物种群存在随植株增大而聚集度减弱的原因。

（4) 在治理半固定沙地时，有专家提议采用集聚式种草，请说明理由。

【答案】

（1）6-9月，受西南季风影响，水汽含量大；6-9月，白天河谷气温高，水汽蒸发量大；夜晚谷坡降温快，冷空气下沉到谷底，谷底暖湿空气上升冷却，易成云致雨。

（2）河水携带上游大量泥沙在河谷沉积；距离河道近，枯水季节河床泥沙裸露，风力作用使泥沙在河岸沉积形成流动沙地；距离河面近，沙地受河流丰水季节水位上涨和降水的双重影响，土壤水分条件好，不易起沙且植被生长快，有较好的固沙作用，形成半固定沙地。

（3）幼小植株对土壤水分、养分等资源的竞争较小，单位面积土地可以使更多数量的幼小植株存活；幼小植株呈现集聚状态，可以有效抵御风沙危害，提高存活机会。较大植株对土壤水分、养分等资源的竞争明显增大；较大植株独立抵御风沙危害能力明显增强，导致它们相互庇护的依赖性降低，聚集强度减弱，呈现相对分散状态。

（4）集聚式种草集聚式种草有利于抵御沙埋和风蚀等不利自然条件的影响，提高存活机会；集聚式种草有利于阻挡流水、风力对地表沙粒的侵蚀、搬运，有利于流沙在植株根茎部集聚，形成聚沙体，起到保持水土、防风固沙的作用。

【解析】

本题主要考查区域生态环境问题及影响降水的因素，意在考查学生热力环流及土地荒漠化治理的措施，总体难度一般。

【解析】

（1）雅鲁藏布江中游河谷6-9月多夜雨的原因要从水汽来源及降水条件考虑。6-9月，受西南季风影响，水汽含量大；6-9月，白天河谷气温高，水汽蒸发量大；夜晚谷坡降温快，冷空气下沉到谷底，谷底暖湿空气上升冷却，易成云致雨。

（2）雅鲁藏布江中游河谷半固定沙地的形成原因要从泥沙来源、半固定（具有移动性和固定性双重特点）角度分析。河水携带上游大量泥沙在河谷沉积；距离河道近，枯水季节河床泥沙裸露，风力作用使泥沙在河岸沉积形成流动沙地；距离河面近，沙地受河流丰水季节水位上涨和降水的双重影响，土壤水分条件好，不易起沙且植被生长快，有较好的固沙作用，形成半固定沙地。

（3）半固定、固走沙地沙生植物种群随植株增大而聚集强度减弱的原因主要从植株大小对于水分和养分的需求量大小角度考虑，幼小植株对土壤水分、养分等资源的竞争较小，单位面积土地可以使更多数量的幼小植株存活；幼小植株呈现集聚状态，可以有效抵御风沙危害，提高存活机会。较大植株对土壤水分、养分等资源的竞争明显增大；较大植株独立抵御风沙危害能力明显增强，导致它们相互庇护的依赖性降低，聚集强度减弱，呈现相对分散状态。

（4）治理半固定沙地时，采用集聚式种草，还是采用分散式种草要从集聚种草对保持水土及防风固沙的作用角度进行分析。集聚式种草有利于抵御沙埋和风蚀等不利自然条件的影响，提高存活机会；集聚式种草有利于阻挡流水、风力对地表沙粒的侵蚀、搬运，有利于流沙在植株根茎部集聚，形成聚沙体，起到保持水土、防风固沙的作用。

2.阅读图文资料，完成下列要求。下图示意湟水谷地及其附近地区。湟水谷地年降水量约为330-600毫米,其夜间降水量大，占全年降水总量的60%以上。位于湟水谷地的乐都是全国大樱桃成熟最晚的地区之一，果实具有个大、汁多、肉厚、营养丰富的特点，深受消费者青睐。2010年，“乐都大樱桃”获得国家农业部地理商标认证。

（1）利用热力环流的原理，说明该地多夜雨的原因。

（2）分析乐都成为“全国大樱桃成熟最晚地区之一”的原因。

（3）分析乐都大樱桃在销售方面的优势。

【答案】

（1）夜晚山坡降温快，气流沿山坡下沉。形成山风，谷底降温慢，为暖湿空气，冷空气下沉到谷底使暖湿气流上升，冷却凝结形成降水。

（2）乐都区位于湟水谷地，海拔高，纬度较高，气温偏低，作物生长周期长，成熟时间晚。

（3）个大汁多肉厚、营养丰富，品质优良，与水果上市高峰期错开，销售价格优势明显；国家农业部地理商标认证产品，知名度高等。

【解析】

（1）夜晚山坡降温快，气流下沉，谷底升温慢，气流上升。冷气流沿山坡下沉，形成山风，冷空气在谷底积聚，谷底暖空气被迫上升，气流上升冷却，形成降水，因此该地区多夜雨。

（2）樱桃树是喜光、喜温、喜湿、喜肥的果树，一般适合在年均气温10-12℃，年降水量600-700mm，年日照时数2600-2800h以上的气候条件下生长。据图可以看出乐都区位于湟水谷地，海拔高，纬度较高，气温偏低，作物生长周期长，成熟时间晚；北部山脉阻挡了冷空气南下，谷地热量条件较好；海拔高，气温日较差大，有利于有机物(糖分)的积累。

（3）乐都大樱桃是全国大樱桃成熟最晚的地区之一，与水果上市高峰期错开，销售价格优势明显；果实具有个大、汁多、肉厚、营养丰富的特点，品质优良，深受消费者青睐；2010年，“乐都大樱桃”获得国家农业部地理商标认证，知名度高等。

3.阅读图文材料，完成下列各题。

材料：年楚河为雅鲁藏布江右岸最大支流（如图），全长217公里，流域面积1.113万平方公里，属于温带半干旱高原季风气候区（气候资料及流量分布见表1）。河谷地区海拔3800-5000m，昼夜温差大。夏季白天谷内气温可高达29℃，晚上多夜雨，夜雨占年降水量的80%以上。大部分河谷两岸雪山连绵，山高坡陡。区域内天然植被稀少。

（1）简述年楚河不同季节的主要补给水源。

（2）简述年楚河谷夏季白天气温较高的原因。

（3）分析年楚河谷夏季多夜雨的原因。

(4) 分别判断年楚河冬、夏季流量的日变化大小并说明理由。

【答案】：

（1）春季：季节性积雪融水；夏季：高山冰雪融水和雨水；冬季：地下水。

（2）纬度较低，夏季正午太阳高度大；海拔较高，白天多晴朗天气，大气洁净稀薄，对太阳辐射的削弱少，地面获得太阳辐射多；河谷内植被稀少，升温快；河谷地形，热量不易散失。

（3）河谷位于季风气候区，夏季受来自海洋（印度洋）的暖湿季风（西南季风）的影响，水汽较充沛；夜晚，河谷两岸山地降温快，来自山顶的冷空气势力强，沿陡坡快速下沉，使河谷内的暖湿空气强烈抬升而多夜雨。

（4）冬季日变化小原因：主要补给水源为地下水，补给量稳定。夏季日变化较小原因：白天气温高，冰雪融化量大；夜晚虽气温低冰雪融化量少，但多夜雨，因而昼夜流量均较大，变化较小。

4.阅读材料，回答问题．

材料一 2014年8月16日，青藏铁路的延伸线拉日铁路（拉萨一日喀则）（如图）正式通车运营．拉日铁路全长253千米，其中近90千米穿过位于板块交界地带的雅鲁藏布江谷地，桥隧占路线总长的45.7%，沿线有多处大范围的移动及半固定沙地．拉日铁路每米造价超过5万元，是中国目前在高原地区建设的造价最高的铁路．为了保护生态环境，拉日铁路沿线采暖全部使用清洁能源．

材料二拉萨市位于雅鲁藏布江支流拉萨河谷北岸高原上，地形、地貌复杂多样（如图）．拉萨的雨季基本出现在5月至9月之间，这个时段的降水量占全年降水量的90%以上．拉萨的雨，最大的特点就是夜雨多，成为拉萨一道美丽的气候风景．有研究表明，拉萨夏季的夜雨率高达80%以上．

（1）简要说明拉日铁路造价高的自然原因．

（2）指出拉日铁路沿线采暖可使用的两种清洁能源．

（3）日喀则地区是西藏重要的青稞种植区，青稞籽粒饱满，单产高，品质优良．请分析自然原因．

（4）根据拉萨地理位置和地貌特点，运用热力环流原理绘出拉萨夜雨形成示意图．

【答案】：

（1）沿线地势起伏大，多次穿越河流，桥隧比例高；位于板块交界地带，地质条件复杂，多滑坡和泥石流等地质灾害；高寒冻土广布；沿线有大范围的移动及半固定沙丘．

（2）地热能；太阳能谭老师地理工作室综合整理

（3）青藏高原日照强烈，光合作用强；气温日较差大，有利于粮食高产；太阳辐射特别强烈，紫外线照射十分厉害，杀菌能力强，病虫害少；水源洁净．

5.阅读资料回答问题。

材料一雅安的雨还下出了蜚声全国的“三绝”：雅雨、雅鱼和雅女。雅安雨多，雅安便有“华西雨屏”“雅州天漏”之称最。年降水日数多在200天以上，雅雨有70%以上发生在夜间，很多时候雨从入夜开始飘落，天明即云散雨收。二绝：雅安鱼，高原山区特有的品种，又称“丙穴鱼”。产于青衣江(雅安段)周公河，故称雅鱼，品质优越。喜栖在水质清新，有水流需要水中拥有充足的溶解氧，水量充足，具有沙砾地质的冷水溪流中。最适生长水温为18--22℃。低于8℃或高于24℃，食欲减退，生长减缓。三绝：站在大街上看来来往往的雅女：个个身材高挑窈窕，肤色白净细腻，且娥眉美目，说话柔声细气，观之赏心悦目。迷恋间，天空倏地又被灰白的云层遮挡起来，纷纷扬扬的雨丝不期而降。在雨中，仰看万千丝绦直垂脸面，肌肤清凉，舒畅无比。

材料二下图为四川盆地部分地区多年平均年降水量分布图。下表为雅安气候资料统计。

（1）结合材料二分析雅安“天漏”的形成原因。

（2）结合材料一、二运用大气热力性质及热力环流分析雅安夜雨多的原因？

（3）依据材料和雅安气候统计资料试从自然方面分析雅鱼生活环境优越。

（4）结合材料从自然方面分析雅女皮肤细腻白皙的原因。

【答案】：

(1)受夏季风暖湿气流的影响，且位于河流沿岸，水汽丰富；三面环山的河谷地形，水汽不易扩散，利于抬升形成降水(或地形雨)。

(2)①盆地地形，河湖较多潮湿，云层多且厚，②白天大气削弱作用强(地表吸收太阳辐射不多)，对流不旺盛。大气稳定③夜晚云层(上部迅速变冷，)大气的逆辐射较强，低层空气相对温暖产生对流。④加之盆地四周沿山坡下沉的气流多，造成盆地底部夜晚气流上升较旺，形成夜雨。

(3)①河流为山泉水受污染较少，水质较好；②河流较多且水位季节变化小为鱼类生存和繁衍提供一定的场所；③气候温暖，鱼类生长条件优越。④雅安位于山区，有水流，保障水中有充足的溶解氧；⑤多为山泉水，水温较低；⑥河流上游侵蚀作用明显，具有众多的沙砾物质。

(4)为阴雨多，雅安的日照紫外线辐射相对较少，且空气湿润，风力小、温差小、对人的肌肤有很好的保护作用。

6.阅读资料回答问题。

中国夏季夜雨现象分布广泛，而且地域性强，总体来看夜雨主要分布在山区及其附近地区，包括高原和盆地。山区夜雨的成因与独特地形的热力差异引起的山谷风环流有关，高原夜雨可能与夏季对流性的积状云比较多有关。