题目
设某山高 1200 米,γm = 0.65°/ 100 m ,一团未饱和湿空气在迎风坡山脚时的温度为 17°C, 露点温度为 14.5 °C, 当它上升到山顶时, 水汽已经全部凝结并离开气块, 则下列说法正确的是 ( )A 该气团上升到山顶时的温度为 8.325°CB 该气团水汽达到饱和,发生凝结时的温度 为14.5 °CC 该气团水汽达到饱和发生凝结时的的高度 为 250 米 D 在山前 250 米 以内上升过程中,该气团发生的是湿绝热冷却过程 E 越过山坡后到达背风坡山脚时气温为 20.325 °C
设某山高 1200 米,γm = 0.65°/ 100 m ,一团未饱和湿空气在迎风坡山脚时的温度为 17°C, 露点温度为 14.5 °C, 当它上升到山顶时, 水汽已经全部凝结并离开气块, 则下列说法正确的是 ( )
A 该气团上升到山顶时的温度为 8.325°C
B 该气团水汽达到饱和,发生凝结时的温度 为14.5 °C
C 该气团水汽达到饱和发生凝结时的的高度 为 250 米 D 在山前 250 米 以内上升过程中,该气团发生的是湿绝热冷却过程
E 越过山坡后到达背风坡山脚时气温为 20.325 °C
题目解答
答案
答案:B、C、D
解析:
A选项错误,因为气团上升到山顶时的温度并非8.325°C,而是需要根据湿绝热直减率从山脚温度计算至山顶的温度。
B:该气团水汽达到饱和,发生凝结时的温度为14.5°C。这是因为露点温度是空气达到饱和并开始凝结的温度,所以水汽达到饱和发生凝结时的温度就是露点温度,即14.5°C。
C:该气团水汽达到饱和发生凝结时的高度为250米。根据湿绝热直减率γm = 0.65°/100m,从山脚温度17°C降至露点温度14.5°C,所需上升的高度为(17-14.5)÷0.65×100=250米。
D:在山前250米以内上升过程中,该气团发生的是湿绝热冷却过程。在达到凝结高度之前,气团保持未饱和状态,其上升冷却过程为湿绝热过程。
E选项错误,因为越过山坡后到达背风坡山脚时的气温并非20.325°C,而是会受到焚风效应等因素的影响,具体温度需要更复杂的计算。
解析
本题考查湿空气在山地垂直运动中的温度变化与相变过程,需结合湿绝热直减率、露点温度、凝结高度等核心概念。解题关键在于:
- 湿绝热冷却过程:未饱和湿空气上升时,温度按湿绝热直减率下降,直到达到露点温度,开始凝结。
- 凝结高度计算:通过温度差与湿绝热直减率计算凝结高度。
- 相变后的过程:水汽凝结后,剩余气块变为干空气,后续温度变化遵循干绝热直减率。
- 选项辨析:需注意湿绝热与干绝热过程的转换点,以及温度计算的分段处理。
选项分析
A选项
错误。
- 分段计算:
- 湿绝热阶段(0-250米):温度从17°C降至14.5°C。
- 干绝热阶段(250-1200米):剩余高度950米,温度下降 $950/100 \times 1 = 9.5^\circ$C,最终温度 $14.5 - 9.5 = 5^\circ$C。
- 若错误地全程按湿绝热计算,会得到 $17 - 1200/100 \times 0.65 = 9.2^\circ$C,但实际需分段。
B选项
正确。
- 露点温度定义:空气达到露点温度时水汽饱和并开始凝结,因此凝结温度为14.5°C。
C选项
正确。
- 温度差:$17 - 14.5 = 2.5^\circ$C。
- 凝结高度:$2.5 / 0.65 \times 100 = 250$米。
D选项
正确。
- 湿绝热过程:在凝结高度(250米)内,气团未饱和,冷却遵循湿绝热直减率。
E选项
错误。
- 背风坡温度计算:假设气团作为干空气下沉1200米,温度上升 $1200/100 \times 1 = 12^\circ$C,最终温度 $5 + 12 = 17^\circ$C,而非20.325°C。题目未考虑其他复杂因素,因此选项不成立。