海水溫度垂直變化的規律范文

導語：如何才能寫好一篇海水溫度垂直變化的規律，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

 

關鍵詞：水溫；海水；測定方法

 

 

海水溫度是反映海水冷熱程度的一個物理量。海水溫度是海水觀測和監測的重要因素，對其他海水因素起著重要的影響作用。在海水物理和化學要素中，海水溫度是其他物理和化學要素的測定的根本和前提。在海洋生物的棲息、生長和繁殖的過程中，海水溫度起到至關重要的影響。海水溫度的測定同樣也關系到海流的變化、氣候的變化。精確地對海水溫度的測量，確保監測數據的精度，對其他海洋物理、化學、生態的研究起到至關重要的作用。隨著科學技術的日新月異，海水溫度觀測的技術，從最基礎的物理水銀溫度表，逐漸發展到使用基于衛星的大范圍觀測技術。

 

1.測量方法

1.1水銀溫度表測溫

最常見的物理測定方式是根據冷熱感溫的原理，利用水銀溫度表進行測定。根據國家規范《GB 17378.4-2007 海洋監測規范 第4部分：海水分析》以及《水和廢水監測分析方法》上，最常見的測定法是表層水溫表法和顛倒水溫表法，此兩種方法分別測定水體表層、表層以下的溫度。前者測量海洋表層水溫，后者測量其他不同水層的水溫。

表層水溫法主要用水銀溫度表進行測量，主要操作是人為將水銀溫度表放入海水表層進行感溫，然后提起進行讀數，其范圍在于-5℃~+40℃,精度0.1℃。[1]

顛倒水溫表法用顛倒水溫表進行測量。顛倒水溫表由主溫表和輔溫表組裝在厚壁玻璃套管內而成的溫度表，準確度高達±0.02℃，只適用于定點不連續的測量。當溫度表顛倒時，水銀柱便在斷點處斷開，從而保留了現場溫度的讀數，提出水面后即可讀出。輔溫表是普通的水銀溫度表，用于訂正因環境溫度改變而引起的主溫表讀數變化。[1]

 

1.2傳感器測溫

隨著傳感器技術的大力發展，在海上觀測監測技術中，傳感器得到廣泛應用。在海水溫度的測量上，常見的溫鹽傳感器結合海水溫度和海水鹽度，擁有著持續觀測、數據快速傳遞的優點，適合長期測量作業。溫度傳感器采用熱敏電阻，實時監測海洋水溫，并且將其測量數據傳輸到采集板塊儲存。

 

1.3紅外測溫

紅外測溫是一種非接觸式測流。通過接收目標物的發射、反射和傳導的能力來測量其表面溫度。探測的元件將采集的能量送到微處理器進行處理，然后轉換成顯示的溫度。紅外測溫的探測器測得物體的輻射溫度，在已知物體輻射率的前提下，通過硬件和軟件的處理得到物體的真實溫度。[4]  

1.4衛星遙感測溫

由于一切物體都具有向外輻射的電磁波，而且強度與溫度呈正比。衛星遙感是通過測定表面的水體目標物的熱輻射強度來獲取其溫度信息。衛星上的紅外輻射強度和超強高頻輻射，兩者共同工作，前者測海水最上面薄層的溫度數據，后者測深層的水溫。隨著近年來衛星技術的不斷發展，利用遙感技術，根據不同海區、季節的海洋溫度變化的規律，建立三維海水溫度遙感模型，對于其他觀測預報和其他監測要素有重大的推進作用。

 

2.各方法的優劣點比較

以上幾種常見的海洋水溫的測量方法各有不同優劣點，在不同的海洋觀測和監測中，應根據現場的實際情況和自身的實際業務情況進行選擇。

從業務的角度分析，因實際要求測量的頻次、層次和時間長度不一樣，測量技術因業務的需求而不同。水銀水溫表測溫一次只能測量某站點某層次的水溫，而且所用的水銀溫度表每隔一段時間必須進行檢定以確保其測量的準確，在實際應用中儀器容易損壞，使用過程中容易產生人為讀數偏差；傳感器測溫則可以定點長期進行測量，具有反應靈敏，長期穩定的特性，只需定期清洗傳感器和比對，以確保其準確性和穩定性；紅外測溫具有方便攜帶、測量準確、效率高的優點，但是物體的輻射率是經過反復試驗得到的經驗值，在不同溫度、壓力、濕度等不同環境下，輻射率會發生變化。在實際應用必須定標，而且必須考慮到其影響因素[4]；衛星遙感測溫依靠衛星，對傳接收技術和軟硬件要求較大，其優點是大尺度實時連續的觀測。

從成本上分析，因使用的測量儀器的成本不一，不同的測量技術有較大的區別。使用物理原理的水銀溫度表最為經濟實惠，而且衛星遙感則需要儀器硬件成本和軟件成本較大，紅外測溫和傳感器測溫介于兩者之間。此外，不同測量技術使用的儀器的檢定和維護成本也不同。

從人員技術上分析，使用人為觀測的水銀溫度表所需人為技術較低，而遙感測溫的方法只需一次設定長期使用，加上日常人為維護和不定時進行檢定，就能很好針對同一站點長期的測量；使用傳感器測溫的技術則相對成熟，與計算機通訊技術相結合，實現了實時觀測的界面，對于人員的日常使用維護和維修技術要求較高；而衛星遙感則需要專業知識較強，且具備日常軟硬維護的技術。

在實際應用中，常見的岸邊定點測量水溫多半使用傳感器測溫，其穩定、實時連續的特性得到很好發揮，加上實時通訊技術，可以在計算機看到連續直觀的海水溫度變化。在觀測某站點特定時間和特定層次時，則使用較為簡單的水銀溫度表進行觀測。而在預報觀測方面，使用大尺度實時觀測的衛星遙感可以很好地體現出大范圍水溫的變化。

 

3.結論

海水溫度是觀察和研究海洋變化的一個重要因素，在不同的海區、不同的季節、不同的垂直層次呈現出不同的變化，同時受到天氣、洋流、徑流等因素的影響，其連續變化性呈現一定的規律，海水溫度測定和研究對我們研究海洋物體、化學、生物、地理等方面都有具有非常實用的價值。在測量海水溫度的技術選擇上，應根據實際的業務、人員以及成本，根據不同的需求和現場環境，選擇適合的測量儀器和技術來對海水溫度進行觀測、監測。

 

 

 

參考文獻

 

[1]    GB 17378.4-2007 海水監測規范 第四部分：海水分析[S].

[2]    GB 3097-1997 海水水質標準[S].

[3]    水和廢水監測分析方法（第四版） [M].

篇2

關鍵詞：溶解氧；影響因素；研究綜述

中圖分類號：o613.3 文獻標識碼： a

隨著海洋經濟不斷發展，海洋污染日益嚴重，富含n、p等營養物質的生活、工業廢水大量排入海洋造成某些海域富營養化，直接導致某些海區海水缺氧現象日益嚴重。溶解氧(do)代表溶解于海水內氧氣的含量，絕大部分的海洋生物均需依賴溶解氧來維持生命。溶解氧水平不僅是衡量水體自凈能力的一個重要指標，也反映了海洋生物的生長狀況和海水的環境質量，對海洋漁業發展有重大影響。

然而，當前低氧已經成為世界范圍內沿岸物理交換不良水域的一個主要環境問題，典型的例子當屬長江口外的季節性大范圍底層低氧現象[1]。vaquer-sunyer等人研究發現，許多海洋生物在溶解氧3mg/l～4mg/l時就受到顯著影響[2]。此外，溶解氧水平在很短時間內就會發生劇烈變化，因此海洋溶解氧一直是保持海洋生態平衡最重要的環境因素之一。

為及時有效應對溶解氧含量過低對海洋環境產生的惡劣影響，針對溶解氧含量的分布特征及影響因素研究，一直是海洋環境監測和海洋動力學、海洋化學研究的重要內容之一，國內外眾多學者針對重點海域、湖泊及生物養殖區溶解氧的分布特征及影響因素給予大量關注，整理歸納，主要有以下幾片海域。

長江口海域溶解氧分布特征及影響因素研究

張瑩瑩、張經等[3]對長江口及其毗鄰海域某斷面上的溶解氧的分布特征的研究結果表明，在6月的航次中，do值隨著離岸距離的增加逐漸增加，底層do值低于表層；8月份調查海區底層明顯出現低氧狀態，形成原因主要是海水層狀結構穩定水交換較弱和有機物分解耗氧；長江徑流n、p污染物的不斷輸入為低氧區域表層浮游植物的生長提供了豐富的營養鹽，從而加劇了氧虧損。石曉勇、陸茸等[4]對長江口鄰近海域的秋季溶解氧分布特征及主要影響因素進行了研究，結果顯示，溶解氧平面分布整體上呈近岸高、外海低，表層高、底層低的分布趨勢，在約20m深度存在溶解氧躍層。調查海域溶解氧不飽和狀態由表層至底層逐漸加劇。該海域秋季溶解氧分布主要受陸地徑流和外海水等物理過程控制，生物活動僅在底層溶解氧低值區有較大的影響。

黃東海海域溶解氧分布特征及影響因素研究

胡小猛、陳美君等[5]分析了黃東海海域的do分布和季節變化規律，結果表明：基于太陽輻射導致的海水溫度時空差異，影響黃東海do分布及其季節變化的主要因素是黃海暖流和大陸入海徑流。楊慶霄、董婭婕等[6]描述了黃、東海溶解氧的時空分布和變化規律，研究發現黃、東海溶解氧分布呈北高南低，西高東低，黃海比東海海域分布稍均勻；由于長江徑流的影響和陸架深水區受太平洋和臺灣海峽黑潮水影響，致使溶解氧的水平和垂直分布差別較大。

珠江口海域溶解氧分布特征及影響因素研究

羅琳、李適宇等[7]對1996年和1999年夏季珠江口的溶解氧進行了調查分析，結果表明：夏季伶仃洋水體溶解氧的表底層濃度存在顯著差異；表層營養鹽n的濃度為表層溶解氧濃度的主要影響因素；底層主要影響因素是咸淡水交匯形成的鹽度差的層化作用，潮汐混合通過影響層化作用從而影響溶解氧的濃度。葉豐、黃小平等[8]分析了珠江口在極端干旱情況下溶解氧的狀況，調查發現，在珠江特低徑流量的情況下，珠江口鄰近海域底層明顯出現低氧狀態；δdo與δt和δpoc呈極顯著的正相關，而與δs呈極顯著的負相關關系；底層低氧環境的形成主要與極端干旱氣候下低徑流導致河口水體滯留時間延長及顆粒態有機物質在沉降過程中的分解耗氧有關。

其他海區溶解氧分布特征及影響因素研究

younjoo j. lee[9]的研究發現夏季紐約島海峽區域會經常性出現氧不足現象，推斷主要原因為有機顆粒物分解所致；其余季節底層溶解氧含量主要受水溫影響。nikolay p. nezlin等[10]對upper newport bay的溶解氧動力學的研究發現，河口起始處表層海水富含溶解氧，而底層海水是低溶解氧區，但海洋潮汐作用使得表底層海水進行交換，進而溶解氧濃度趨于一致。

結論

海水中溶解氧含量受生物、化學、物理等多種因素控制，總結前期國內外學者研究成果，水域

解氧含量的影響因素主要在以下方面：（一）海氣交換過程：海水中的氧氣和大氣中的氧氣進行交換，表層水受其影響最大;（二）生物作用：當水體中浮游植物密度很大、葉綠素a含量很高時，強烈的光合作用使水體氧含量升高；相反，當浮游植物大量死亡，其氧化耗氧作用大大超過光合作用時，水體中溶解氧含量將急劇下降而使海水形成缺氧狀態。（三）溫度影響：當海水溫度較低時，水體中的氧含量會隨氧氣在水中的溶解度增大而升高；反之，高溫水體中氧含量會因其溶解度減小有所降低。（四）水交換作用：受海水動力過程（如潮汐、海流和上升流等）表底層海水交換，與陸源水、外海水之間的混合作用形成鹽度層化，進而引起溶解氧含量變化。（五）有機物質的合成和分解，直接導致海水溶解氧含量的降低，但受限于水中n、p含量。因此，為保護海洋環境，確保水域溶解氧在正常范圍內，對潮流流速小、水動力條件差、水交換能力弱且受沿岸影響嚴重的海域給予特別關注尤其重要。

參考文獻

[1] 李道季，張經，黃大吉等．長江口外氧的虧損．中國科學d輯:地球科學，2002，32: 686~694．

[2] vaquer-sunyer r, duarte c.m. thresholds of hypoxia for marine biodiversity. proc natl acad sci usa, 2008, 105: 15452~15457.

[3] 張瑩瑩，張經．長江口溶解氧的分布特征及影響因素研究[j]．環境科學，2007，28（8）：1649～1654．

[4] 石曉勇、陸茸，張傳松，王修林．長江口鄰近海域溶解氧分布特征及主要影響因素[j].中國海洋大學學報，2006，36（2）：287～290.

[5] 胡小猛，陳美君．黃東海表層海水溶解氧時空變化規律研究[j]．地理與地理信息科學，2004，20（6）：40～43．

[6] 楊慶霄，董婭婕，蔣岳文．黃海和東海海域溶解氧的分布特征[j]．海洋環境科學，2001，20（3）：9～13．

[7] 羅琳、李適宇等．夏季珠江口水域溶解氧的特征及影響因素[j] ．中山大學學報(自然科學版) ，2005，44（6）：118～122．

[8] 葉豐、黃小平等．極端干旱水文年( 2011 年) 夏季珠江口溶解氧的分布特征及影響因素研究[j] ．環境科學，2013，34（5）：1707~1714．

[9] younjoo j. lee, kamazima m.m. lwiza. characteristics of bottom dissolved oxygen in long island sound, new york [j]. estuarine, coastal and shelf science, 2008, 76:187～200.

[10] nikolay p. nezlin, krista kamer, jim hyde, eric d. stein. dissolved oxygen dynamics in a eutrophic estuary, upper newport bay, california [j]. estuarine, coastal and shelf science, 2009, 82 (1):139～151.

篇3

關鍵詞：熱力學；冰水側向界面；融化速率；氣溫；風速；風向

中圖分類號：P332.8，P731.15文獻標志碼：A文章編號：

16721683（2016）06008106

Analysis of measured thermodynamic melting rate of lateral interface between ice and water

WANG Qingkai，LI Zhijun，CAO Xiaowei，YAN Lihui

（State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering Dalian University of Technology，Dalian 116024，China）

Abstract：The open waters were dug to simulate icechannel system in Ulansuhai Lake during melt period and the change of lateral interface between ice and water was continuously observed.On the basis of the measured data，analysis was conducted to study the change of lateral interface and the influencing factors on thermodynamic melting rate.The results showed that the shape in the middle of the interface was like a straight line and the bottom interface presented an arc shape.However，the top inclined inside or outside under the influence of air temperature.Air temperature，as a principal factor，influenced the melting rate，and the melting rate increased with increasing air temperature.Because higher wind speed did not only usually accompany with lower air temperature but also accelerated the evaporation to reduce the water temperature，melting rate decreased with increasing wind speed.The wind pulled the water body to produce eddy at windward side，accelerated heat exchange and reduced water temperature，and finally reduced the melting rate.Moreover，the correlation between melting rate，air temperature as well as wind speed was established with binary regression.

Key words：thermodynamics，lateral interface between ice and water；melting rate；air temperature；wind speed；wind direction

我國地處北半球中低緯度，其中位于北緯35°以北的湖泊和河流在冬季會出現冰凍現象，如烏梁素海湖和黃河[12]。融冰期，湖冰隨著氣溫升高而破裂成浮冰漂浮于水面，最終消融殆盡。黃河寧蒙段易發生凌汛[34]，河冰破裂成冰塊后，如果氣溫持續升高，則冰塊就地消融，為“文開河”；如果遭遇冷空氣，氣溫走低，則冰塊不會熱力消融，順流而下的冰塊極易堵塞，造成冰塞和冰壩，需要以“武開河”破冰[56]。在高緯度地區，隨著北極夏季氣溫升高，積雪和海冰開始融化，一部分融水留在冰面上形成融池[7]。融池反照率低[8]，下方的海冰厚度相對較薄，在熱力和動力的作用下，一旦融池下方消融貫通，海水填充進去便形成無冰水域。水域內的水體吸收熱量，在風和流的作用下，同時又作用于周圍海冰，加速海冰融化，進一步擴大無冰水域，最終導致北極夏季冰間水道的增多和海冰面積的減小[911]。

出于試驗條件的限制，現場監測浮冰水道系統冰水界面側向融化的難度較大。目前普遍采用的方式是建立海冰模式，通過計算機數值模擬海冰的側邊界融化[1213]。這種數值方法雖然可以模擬冰水側邊界融化對區域浮冰面積消退的影響，但往往尺度過大而無法模擬冰水側向界面形狀和融化速率的細部變化。Richard和Rothrock曾使用測量相機對目標浮冰的側向邊界變化進行航拍攝影監測[14]。他們發現水下部分的浮冰隨著時間發展會融化成為斜坡，并在照片上表現灰色，與白色的冰架和黑色的海水形成鮮明的對比。通過分辨顏色確定浮冰邊界的方法雖然可以對目標浮冰進行連續觀測，但是也只能獲取浮冰側邊界上部的融化信息。中國第三次北極科學考察期間，為連續觀察融冰期冰水側向界面的細部形狀變化，曾縱向多點布放超聲傳感器記錄冰水側向界面的位置變化，結果顯示浮冰的次表層和底層融化明顯，除表層外，冰水側向界面呈“C”型[15]。

側向融化會加速浮冰整體的瓦解，研究冰水界面的側向融化及影響因素有助于增加對融冰期內冰層的融化過程和北極浮冰消退的認識。為此，2016年3月，在處于融冰期的烏梁素海的冰面上人工開鑿開敞水域，模擬浮冰水道系統，連續觀測冰水側向界面的位置變化。本文利用現場實測數據，初步探索了在融冰期熱力學融化下的冰水側向界面變化規律，利用氣象資料，建立氣象參數和側向融化速率之間的相關關系。

1現場測量

烏梁素海位于烏拉特前旗境內，水域面積293 km2，是黃河流域最大的湖泊，也是典型的冬季結冰湖泊，冰封期為11月至次年3月，進入3月之后，隨著氣溫升高，湖面逐漸解凍[16]。根據2015年現場實測，烏梁素海冰封期最大冰厚達40 cm，融冰期初始冰厚為36 cm。

現場使用專用高碳鋼冰鋸配合電鏈鋸開鑿出尺寸分別為160 cm×100 cm（I號）和630 cm×100 cm（II號）的兩片東西走向開敞水域。水域以景區觀景平臺木棧道外沿為底邊向西側延伸，同時木棧道也作為測量西側冰水界面（aI、aII邊）相對位置的參考基準。水面上方架設木梁，梁的尾端固定于觀景平臺護欄，作為測量南、北兩側冰水界面（bII、cII邊）相對位置的參考基準。現場布置如圖1所示。通過現場氣溫實測，2月底氣溫逐漸回升，判斷3月進入融冰期。自3月1日開始測量I號aI邊冰水界面的位置變化；3月5日開始分別測量II號水域aII、bII、cII邊冰水界面位置的變化。測量時使用兩把直角尺，其中一把作為深度標尺保持與冰面垂直；另一把作為測距標尺，水下每隔5 cm測量深度標尺內沿至冰壁的距離d，之后在水面處用卷尺測量深度標尺內沿至參考基準的距離D，則每一測量點的相對位置為D+d。考慮到現場安全，現場觀測于3月8日觀測結束。測量水域附近設有自動氣象站，實時監測冰下水溫、氣溫、風速和風向等數據。

2測量結果

圖2給出了I號水域aI邊的實測冰水界面位置變化，圖3給出了氣象站實測每小時平均冰下水溫、氣溫和風速的變化。浮冰側壁的表層部分（冰表面至水下5 cm），由于直接與空氣接觸，冰溫受氣溫影響明顯，冰水側面位置隨著氣溫的上升和下降而產生波動：3月1日至4日白天，溫度較高，表層浮冰一直保持消融，側面形狀曲線由向外突出變成向內凹陷；4日夜間和5日凌晨及上午溫度降低，表層部分生長，5日測得側面形狀曲線略微向外突出；7日、8日溫度再次降低，表層部分生長迅速，側面形[CM（22]狀曲線向外傾斜。相比之下，浮冰側壁的中間層部

分（水下5～20 cm）和底層部分（水下20 cm至冰底）融化較穩定，受氣溫波動影響較小，中間層形狀近似直線，底層呈圓[HJ2.14mm]弧狀過渡。8號由于表層生長，中間層和底層融化，使得冰水側面形狀曲線向外側突出明顯。

[JP2]冰水側向界面同一深度相鄰兩次測量的位置差與時間差的比值定義為融化速率，以融化速率衡量冰水側向界面融化的快慢，正值表示融化，負值表示生長。表1給出了I、II號水域各邊冰水界面側向融化速率的計算值。可以看出，隨著深度的增加，冰水界面側向融化速率增加。底層的側向融化速率最大，這是冰水側向熱通量、底面垂直向上熱通量和傳輸到冰底的太陽短波輻射共同作用的結果。

浮冰水道側向融化的熱力學過程為水道吸收熱量并在水道兩側的浮冰側表面傳輸熱量，導致浮冰面積和厚度變化[17]。這一過程中，直接影響浮冰側壁融化速率的因素是水溫的變化。相比于可以通過氣象站和衛星獲取氣溫和風速實時數據，實時監測水溫變化并不容易，建立氣象參數和冰水界面側向融化速率之間的關系對評價浮冰的側向融化很有意義。

3側向融化速率分析

3.1氣溫對冰水界面側向融化速率的影響

太陽短波輻射中的一部分熱量被空氣吸收，使空氣升溫。空氣與表層水體直接接觸，以長波逆輻射和相變潛熱方式交換直接作用于水體，影響水溫的變化[18]。可以說，氣溫直接影響水溫的變化，而水溫影響著冰的融化，所以氣溫是冰水界面側向融化的影響因素之一。

由圖3（b）和表1所示，3月1日至3日氣溫最高，冰水界面各深度均保持較高的融化速率；3月4日至6日，氣溫降低，但測量時段的溫度最高氣溫仍保持在0℃以上，側向界面各深度仍保持一定的融化速率；3月7日、3月8日氣溫最低，每小時平均氣溫均在冰點以下，冰水界面各深度的側向融化速率也有所降低。

將表1中冰水界面各深度側向融化速率的平均值作為該測量時間段內的冰水界面平均側向融化速率，圖4給出了平均側向融化速率和測量時間段內平均氣溫的包絡關系，虛線代表平均側向融化速率變化的上下限，表明平均側向融化速率受風速、風向等其他氣象因素影響發生變化的幅度。可以看出，隨著平均氣溫的升高，平均側向融化速率有增加的趨勢，且上下限之間的差值變大。當平均氣溫較低時，冰的側向融化被抑制，側向融化速率較低，同時氣溫對側向融化的影響占主導作用，受其他因素的影響不大；平均氣溫較高時，冰的側向融化加劇，側向融化速率增加，同時受其他氣象因素影響的幅度也增加。

3.2風速對冰水界面側向融化速率的影響

由于現場開鑿的兩片水域較小，觀測期間并未發現明顯風成浪的產生，因此本文所計算的為純熱力學條件下的側向融化速率。從圖4可以發現，平均氣溫相同的情況下，平均側向融化速率受到其他條件的影響也可以相差很多。圖5給出了冰水界面平均側向融化速率和測量時段內平均風速的關系，虛線為平均側向融化速率變化的包絡線，表明受氣溫等其他因素發生變化的幅度。隨平均風速的增加，平均側向融化速率減小，且變化幅度也減小。需要指出的是，風速和氣溫存在負相關關系，往往風速較小時氣溫較高，風速較大時氣溫較低。如圖5，較低的風速對應了較高的溫度，因此側向融化速率較高；較高的風速對應了較低的溫度，側向融化速率較低。除此之外，風主要影響水氣熱交換中的蒸發潛熱通量[19]。水面以上的平均風速影響水氣界面紊動擴散的強度，風速越大，水分子擴散越快，蒸發作用越強烈，水溫呈現下降趨勢[20]，進而減緩冰的側向的融化。熱力學融化時，隨著平均風速的增加，平均側向融化速率降低。

熱力學融化下的冰水界面的側向融化同時受氣溫和風速的影響，融化速率是氣溫和風速的函數。將融化速率和氣溫、風速做二元回歸分析，如式（1）：

V=-0.22F（T）φ（ω）+0.67F（T）+1.66φ（ω）+0.10[JY]r=0.70（1）

式中，F（T）=ln（T+6），Φ（ω）=ln（8-ω）；V為平均側向融化速率（mm/h）； T為平均氣溫（℃）；ω為平均風速（m/s）。該式對氣溫和風速的適用范圍分別為T>-6 ℃，ω

3.3風向對冰水界面側向融化速率的影響

風要素包括風速和風向，融化速率隨著風速的增加而降低。為探索風向是否對融化速率有影響，現場從3月5日始，分別測量II號水域aII、bII、cII邊冰水界面的位置變化。表1分別給出了II號水域三個邊的側向融化速率計算結果。3月5日，aII、bII、cII邊的側向融化速率不相同，平均側向融化速率為3.23、3.54、2.61 mm/h，bII邊表層、中間層的融化速率和冰水界面平均融化速率比其他兩個邊都要快；3月8日，bII邊表層、中間層的生長速率和平均生長速率比其他兩個邊都要慢。 圖7給出了測量時間內的風向頻率玫瑰圖，3月5日和3月8日，測量期間內風向分別以東北向和北向為主，bII邊均處于測量期間風向的順風側。可以得出結論，風向對冰水界面側向融化速率有影響，順風側邊界的側向融化速率比迎風側邊界的側向融化速率大。

湖水并不是理想液體，具有黏性。當風吹過開敞水面時，風與表層水體之間產生拖曳力，在拖曳力的作用下，水體向下游（迎風側）運動，向下游運動的水體碰到冰壁時產生漩渦，漩渦會加速表層水體的垂向運動[21]。表層水體溫度較低，向深處運動使水體平均溫度降低，從而抑制冰壁的側向融化。而上游（順風側）的水體相對平靜，不受產生漩渦使水體對流加速的影響。值得注意的是，渦流產生的影響似乎并不能波及整個冰水側面，從5日和8日的各深度的融化速率來看，底層部分并不受風向的影響4結論

通過實測融冰期熱力學融化下的開闊水域冰水側向界面位置變化，計算側向融化速率，并分析其與氣溫、風速和風向的關系，得出以下結論。（1）融冰期冰水側向界面表層融化受氣溫影響明顯，中間層和底層相對穩定。（2）熱力學下的冰水界面側向融化速率受氣溫和風速的影響。氣溫是影響側向融化的主導因素，融化速率隨平均氣溫的增加而增加。（3）風速對側向融化的影響體現在兩方面：一方面，高風速往往伴隨著的低氣溫的出現，低氣溫使側向融化速率降低；另一方面，高風速加快了水氣界面的紊動擴散，加劇了蒸發作用越強烈，降低水溫，減緩融化。（4）風驅動表層水體向迎風側運動并在迎風側產生渦，渦加速了水體溫度對流，使水溫降低，降低該側融化速率

參考文獻（References）：

[1]張巖，李暢游，裴國霞，等.烏梁素海湖泊冰生長過程的現場觀察[J].人民黃河，2014，36（8）：1820.（ZHANG Yan，LI Changyou，PEI Guoxia，et al.Field observation of ice growing process in Wu Liangsuhai Lake[J].Yellow River，2014，36（8）：1820.（in Chinese）） DOI：10.3969/j.issn.10001379.2014.08.006

[2]姚慧明，秦福興，沈國昌，等.黃河寧蒙河段凌情特性研究[J].水科學進展，2007，18（6）：893899.（YAO Huiming，QIN Fuxing，SHEN Guochang，et al.Ice regime characteristics in the NingxiaInner Mongolia Reach of Yellow River[J].Advances in Water Science，2007，18（6）：893899.（in Chinese）） DOI：10.14042/ki.32.1309.2007.06.014

[3]王富強，王雷.近10 年黃河寧蒙河段凌情特征分析[J].南水北調與水利科技，2014，12（4）：4246.（WANG Fuqiang，WANG Lei.Analysis of ice regime characteristics in the NingxiaInner Mongolia Reach of Yellow River in the recent ten years[J].SouthtoNorth Water Transfers and Water Science & Technology，2014，12（4）：4246.（in Chinese）） DOI：10.13476/ki.nsbdqk.2014.03.001

[4]苑希民，馮國娜，田福昌，等.黃河內蒙段凌情變化規律及智能耦合預報模型，2015，13（1）：163167.（YUAN Ximin，FENG Guona，TIAN Fuchang，et al.Variation laws of ice regime and intelligent coupling forecast modeling in the Inner Mongolia Reach of the Yellow River[J].SouthtoNorth Water Transfers and Water Science & Technology，2015，13（1）：163167.（in Chinese）） DOI：10.13476/ki.nsbdqk.2015.01.037

[5]王軍，何亮，陳胖胖.水力與熱力耦合的開河判別準則[J].水科學進展，2010，21（5）：713718.（WANG Jun，HE Liang，CHEN Pangpang.Criterion of mechanical breakup of river ice cover using hydrothermal method[J].Advances in Water Science，2010，21（5）：713718.（in Chinese））

[6]茅澤育，高亮，馬壯，等.春季河道武開河與文開河的判別準則初探[J].水利水電科技進展，2010，30（6）：13.（MAO Zeyu，GAO Liang，MA Zhuang，et al.Discrimination criterion for violent breakup and tranquil breakup of rivers in spring[J].Advances in Science and Technology of Water Resources，2010，30（6）：13.（in Chinese）） DOI：10.3880/j.issn.10067647.2010.06.001

[7]王傳印，蘇潔.CICE海冰模式中融池參數化方案的比較研究[J].海洋學報，2015，37（11）：4156.（WANG Chuanyin，SU parison of melt pond parameterization schemes in CICE model[J].Haiyang Xuebao，2015，37（11）：4156.（in Chinese）） DOI：10.3969/j.issn.02534193.2015.11.005

[8]章睿，柯長青，謝紅杰，等.2010 年夏季北極海冰反照率的觀測研究[J].極地研究，2012，24（3）：299306.（ZHANG Rui，KE Changqing，XIE Hongjie，et al.Surface albedo measurements over sea ice in the Arctic Ocean during summer 2010[J].Chinese Journal of Polar Research，2012，24（3）：299306.（in Chinese）） DOI：10.3724/SP.J.1084.2012.00299

[9]趙，史久新，王召民，等.北極海冰減退引起的北極放大機理與全球氣候效應[J].地球科學進展，2015，30（9）：985995.（ZHAO Jinping，SHI Jiuxin，WANG Zhaomin，et al.Arctic amplification produced by Sea Ice retreat and its global climate effects[J].Advances in Earth Science，2015，30（9）：985995.（in Chinese）） DOI：10.11867/j.issn.10018166.2015.09.0985[ZK）]

[10][ZK（#]張璐，張占海，李群，等.近30年北極海冰異常變化取數[J].極地研究，2009，21（4）：344352.（ZHANG Lu，ZHANG Zhanhai，LI Qun，et al.Status of the recent declining of Arctic Sea Ice Studies.Chinese Journal of Polar Research，2009，21（4）：344352.（in Chinese））

[11]柯長青，彭海濤，孫波，等.2002年―2011年北極海冰時空變化分析[J].遙感學報，2013，17（2）：459466.（KE Changqing，PENG Haitao，SUN BO，et al.Spatiotemporal Variability of Arctic Sea Ice from 2002 to 2011[J].Journal of Remote Sensing，2013，17（2）：459466.（in Chinese））

[12]Danny L D.Testing Alternative Parameterizations of Lateral Melting and Upward Basal Heat Flux in a Thermodynamic Sea Ice Model[J].Journal of Geophysical Research，1990，95（C5）：73597365.DOI：10.1029/JC095iC05p07359

[13]王慶元，李清泉，王蘭寧.側邊界融化對北極海冰影響的數值模擬[J].極地研究，2013，25（1）：8489.（WANG Qingyuan，LI Qingquan，WANG Lanning，et，al.Numerical simulations of the effects of lateral melting on Arctic Sea Ice[J].Chinese Journal of Polar Research，2013，25（1）：8489.（in Chinese）） DOI：10.3724/SP.J.1084.2013.00084

[14]Richard T H，Rothrock D A.Photogrammetric Observations of The Lateral Melt of Sea Ice Floes[J].Journal of Geophysical Research，1987，92（C7）：70457048.DOI：10.1029/JC092iC07p07045

[15]Lei Ruibo，Li Zhijun，Cheng Bin，et al.Investigation of the Thermodynamic Processes of a Floelead System in the Central Arctic during Later Summer[J].Advance in Polar Science，2011，22（1）：1016.DOI：10.3724/SP.J.1085.2011.00010

[16]李衛平，徐靜，于玲紅，等.烏梁素海冰封期營養鹽及浮游植物的分布特征[J].生態環境學報，2014，23（6）：10071013.（LI Weiping，XV Jing，YU Linghong，et al.Distribution characteristics of nutrients and phytoplankton in Wuliangsuhai Lake during the icebound season[J].Ecology and Environmental Sciences，2014，23（6）：10071013.（in Chinese））

[17]Maykut G A，Perovich D K.The Role of Shortwave Radiation in the Summer Decay of a Sea Ice Cover[J].Journal of Geophysical Research，1987，92（C7）：70327044.DOI：10.1029/JC092iC07p07032

[18]魏傳杰，于非，呂連港，等.南黃海海面大氣長波輻射計算方法的比較[J].海洋科學進展，2009，27（3）：302311.（WEI Chuanjie，YU Fei，LV Liangang，et parison among computational methods for atmospheric longwave radiation above sea surface in the Southern Yellow Sea[J].Advances in Marine Science，2009，27（3）：302311.（in Chinese））

[19]Jun I，Takashi K.Effect of Summertime Wind Conditions on [JP2]Lateral and Bottom Melting in the Central Arctic[J].Annals of Glaciology，2006，44：3741.DOI：10.3189/172756406781811231

篇4

關鍵詞：海陸風 航空 氣象要素

中圖分類號：P732.1 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）002-133-02

1 海陸風概述

海陸風的覆蓋范圍一般涉及幾十公里以上，在高度1～2公里的范圍內持續將近一個晝夜。在白天的時候，地表由于太陽輻射吸收熱量不斷增加溫度，此時就以海陸風的形式體現在自然界用以說明熱力環流的作用。

由于陸地土壤和海水的熱容量有很大的差異，兩者的氣溫也會存在很大的差異，具體表現為陸地比海洋的升溫快很多，因此陸地溫度相對海水溫度會高出很多。在此基礎上，陸地上空的氣流，由于氣壓的作用逐漸流向海洋，然后繼續由于起亞的作用降到海平面，接著從海平面轉向流向大陸，如此循環往復，逐漸形成了往返于海洋和大陸的海風環流。

下午的時候是海風風力最大的時候，海風由上午一直持續到傍晚。日落以后，由于熱容量的差異，陸地降溫比海洋降溫速度快，因此夜間海水溫度會高于地表溫度，因此晚間的環流和白天的環流方向正好相反。而且海水和陸地之間的溫差也并不一樣，白天往往大于夜晚，因此海風相對就會比較強。長期居住在海邊會發現這樣的情況，白天總會有風從海邊吹來，而到了晚上風則會從陸地吹向海洋。這就是一般意義上的海陸風，我們一般將這種有規律出現的風稱為海陸風。

2 國內外研究情況

在19世紀之前，人們很少采用儀器對于海陸風進行實際的測量。相應的，很多國家則是采用氣球對于高空的風力進行觀測和測量，但是由于條件所限，測量僅僅局限于低層，技術上的難題使得測量不能涉及到海風和氣層厚度的范疇。隨后的一段時間，觀測實驗得到以下數據：盡管海陸風存在于不同的氣候、季節條件制約之下，其海風的高度一般在1000m以下，甚至于陸風的高度僅僅在300m以內。Fisher在1996年首次提出了通過飛機和輪船對于海陸風進行三維視角的實際測量。日本神戶海洋氣象臺也在1953年開始對于日本海域的海陸風進行空間的三維測量。

當然隨著測量技術的不斷發展和更新換代，觀測的方法也是日新月異，取得了很大的更新換代。Kozo利用北極冰凍力聯合實驗的機會對于波夫特海的海陸風的具體情況進行了宏觀的三維測量。

對于海陸風的研究不僅僅體現在估測方法上面，理論研究也隨著觀測方法所取得的成績而不斷加深進步。在上世紀30-50年代國外對于海陸風的研究取得了舉世矚目的成績，并且整理成了一套完整的理論體系。最初都是以斷面觀測和環流理論為依據，逐漸發展成為穿越海平面垂直范圍內的直接環流。這幾乎完整了以前的理論體系。1992年Jeffeys將氣壓梯度的概念引入到海陸風的范疇之內，將海陸風認為是由于氣壓梯度產生的摩擦風，也由此奠定了海陸風定量理論研究的基礎。

關于海風的回流方面，國外也做了相當透徹的研究。其中Banta則通過模型發現了回流的證據，并且得到結論還留的作用不足以抵擋海風的作用。Finkele則通過飛機研究海陸風垂直面，得到了關于海陸風環流的細微內部結構，也以此得到了關于回流方面的確實證據。Tijm則建立了一個二維中尺度模型研究了環流補償問題的具體模式。緊接著，一些中尺度模式開始引入緩緩流的研究中來，其中最為著名的是MM5和WRF等模型，基于此很多國外學者可以采用高的分辨率模型來研究海陸風的具體特征和變化規律。到目前為止，關于海陸風方面分辨率的試用最高已經達到了2公里以上。

我國對于海陸豐的研究起步較晚，從上世紀50年代開始，臺灣學者朱抱枕對于臺灣海陸風狀況的實際研究為基礎起步。70年代開始，人們開始逐漸重視海陸風對于陸地的影響，這主要起因于污染氣象學的傳播。尤其是北京大學的地球物理系的教授通過對于錦西縣沿海地區的海風情況研究，得到了大量的一手數據，統計得到了海平面的眾多數據，研究總結了海陸風的具體情況，由此分析海陸風對于環境、氣候污染的具體影響。80年代以后，國內很多學者開始重視海陸風，并且投入到具體的研究統計中去。他們分別對于華南沿海、浙江沿海、廈門、遼東半島、海南島、廣東海域、海口地區等地區做了深入的研究，并且具體到某個月份進行了深入的探討分析，總結出了一套幾乎橫跨我國海岸線的海陸風狀況。其中，薛德強等人利用判別分析法研究了山東半島的海陸風狀況，得到了關于海陸風對于當地氣候和環流特征的具體影響。并據此整理了關于海陸風與天氣之間的關系。1997年，北京氣象出版社出版的《海陸風及其應用》一書，使我國關于海陸風方面的研究提升到理論的層次，填補了我國此方面理論知識的缺失。該書重點介紹了海陸風的形成，成因及其具體影響。并且結合大量的數據和實證材料研究了海陸風關于環流的相關知識，以及海陸風對于大氣、氣候、天氣和環境的相關影響及其具體實現過程。

我國對于海陸風的具體數值研究和數值計算研究主要起源于上世紀80年代，王策真等人以原始方程式模型對于山東半島5月份的海陸風狀況進行了具體的數值模擬，并且對其海陸風變化的多樣性進行了具體探討分析預測。目前國內很多學者采用美國oklahoma模型對于非靜力平衡三維動力學模式ARPS模擬具體的海陸風狀況。隨后王玉國和常玉清等人分別對遼東灣西岸的海陸風進來、行了實地研究考察，并且通過CSU模式成功模擬了該海域的海陸風狀況，得到了很好地預期效果，成功的實現了數值模擬海陸風的發展演變過程和熱動力學、流體力學的相關特征。

海陸風的發生與發展都勢必會影響到大氣和氣候的變化，甚至在很大的程度上會決定當地的空氣質量和環境質量。因此日常的天氣預報工作，都是必將海陸風作為重要的一環考慮進來。海陸風不僅不慎作為一種風的狀態需要檢測，它同時會影響著整片區域的風向、風力、甚至于風速的變化。海陸風對于當地的日照、采光、能見度、最高溫、最低溫及其發生時間都有很大的影響。

3 總結與展望

航空器航行與具體的氣象因素息息相關，每一種氣象要素的變化都可能會因此航空器的機毀人亡。因此，在飛行過程中，必須時刻考慮到天氣、氣候狀況的影響。而海陸風作為一種特殊的氣象要素，其本身就存在著很大的未知性，因此在實際飛行過程中，更應該著重考慮。

航空器航行，尤其是在沿海地區航行時，更應該考慮晝夜溫差所引起的風力、風勢走向，更應該考慮由于不同的熱容量所引起的海陸風問題。據統計，每年由于海陸風狀況引起的空難占總比的30.4%，尤其是在我國的沿海地區海陸風引起的空難更是尤為常見。因此，我們必須做好以下幾點：

（1）盡快建設落實具體的海陸風預警程序體系，并且嚴格按照執行。

（2）結合相關部門，對于當地的海陸風狀況進行實際的數值模擬，得到一手數據，從而從根本上規避空難的發生。

（3）合理規劃飛機起飛、降落的時間，盡最大限度規避事故易發時間段。

相信我們正確認識了海陸風，并對其進行預測和規避之后，我國的航空事業必然會領航新的一片天地。

參考文獻：

[1] 北京大學大氣湍流和擴散科研組.錦西沿岸區的海風[A].北京大學地球物理系論文集，1979.

[2] 周欽華.浙江沿海海陸風環流特征研究[J].杭州大學學報，1987（14）.

篇5

關鍵詞：體視化技術；大浮標平臺；觀測

1. 引言

海上浮標是國際上通用的獲得海洋環境要素的重要載體和平臺，10米大浮標因其自重大，面積大而具備了長期全天候、全天時和觀測項目齊全的特點及優勢，成為我國陸架海觀測極其重要的手段。海洋科學具有多學科性和內部相互作用非線性的特點，因此，只有綜合分析多種數據，才能挖掘海洋內部相互作用關系，從而了解海洋現象和海洋過程，掌握海洋變化規律，提高海洋預報、海上搜救、海洋災害防治的能力和水平。

體視化（Volume Visualization）是科學計算可視化領域的一個重要分支，利用計算機圖形、圖像處理的先進技術與方法，采掘隱含在空間數據場中的信息，讓研究者從計算機的直觀圖像中即可容易地看出其規律性和得出結論。因此，體視化技術可以作為浮標監測所得海洋氣象、水文數據耦合和綜合再現的手段，為研究人員分析、研究和解釋海洋現象提供一條新穎的、實用的直觀的分析和診釋手段。

2. 體視化技術應用現狀

體視化技術研究的任務和目的是從離散的、或相對獨立的采樣數據中挖掘出蘊藏的信息,最早源于20世紀70年代末，目前，在發達國家已經有了商品化的體視化通用軟件和專用的體視化軟件，如美國Stardent計算機公司開發的AVS，德國科學院圖形學研究所和德國氣象局合作開發的TRITON氣象數據可視化軟件[1]。

目前國內體視化應用研究主要集中在醫學CT圖像的三維重構、地質學、空間物體學、化學、顯微攝影學和工業無損探傷等領域，將其應用于海洋學研究中在我國尚不多見 [2][3][4]。可查閱的文獻主要涉及的是散亂數據的可視化，建模數據多是基于大范圍的專題調查數據。

如青島海洋大學楊冠杰教授的《散亂體數據可視化：海洋水團分析的新途徑》的建模數

據取自1987年5~6月中日合作的東海調查數據；國家海洋局第二海洋研究所王桂華博士發表的《利用Argo資料重構太平洋三維溫鹽場和流場》的建模數據為連續的Argo剖面浮標資料等。針對10米大浮標平臺這種定點觀測數據體視化所需的三維數據場數據模型的生成、組織與可視化；由二維輪廓線重構三維形體技術則很少涉及，將體視化技術應用于10米大浮標平臺觀測數據更是少見。

3. 浮標觀測要素體視化方法

3.1 體視化技術路線

三維空間數據的可視化過程基本分為：采樣數據生成、數據精煉或插值、可視化映射和圖像變換與顯示。采樣數據可以是計算機數值模擬的結果，也可以是測量儀器產生的數據。在浮標觀測中，三維空間數據是由測量儀器產生，并按照時間序列分觀測要素種類紀錄在文件中。流程的第二步是對采樣數據進行精煉或插值。對于數據量過大的原始數據，需要精煉和選擇，以減少數據量，提高顯示速度。當原始數據相對稀疏而可能影響可視化效果時，需要進行有效的插值處理。按照GB/T 12763.2規定，溫度觀測時次為1小時，數據相對稀疏，因此需要進行插值以豐富數據結構。可視化映射是可視化流程中的核心，其含義是將經過處理的原始數據轉換為可供繪制的幾何圖素和屬性。包括可視化方案的設計，即決定在最后的圖像中應該看到什么，由如何將其表現出來。如何用形狀、顏色以及其他屬性表示原始數據中人們感興趣的性質和特點。在浮標觀測數據可視化方案中，可以用三維體的高低起伏表示流速，用顏色的漸變表示空間上溫度的分布。流程的最后一步就是將幾何圖素和屬性轉換為可供顯示的圖像，使用的方法包括視見變換、光照計算、隱藏面消除、掃描變換，圖像的幾何變化、圖像壓縮、顏色量化、圖像格式轉換以及圖像的輸出等。

在整個流程中，三位物體的建模和體繪制算法是體視化過程的關鍵步驟。對體數據進行顯示有兩種算法[5]，一種是構建中間幾何圖元后通過面繪制技術生成較為清晰的等值面圖像，這種算法計算速度快，但有局限性，不能表達三維體內部細節。另一種算法稱為體繪制（Volume Rendering）。三維空間分布在離散網絡點上的數據一般是由三維連續的數據場經過斷層掃描、有限元分析或隨機采樣后作插值運算取得的。圖形設備屏幕上的二維圖像則是由存放在緩存中的二維離散信號經過圖形硬件重構而成。因此，直接體繪制算法的作用就是將離散分布的三維數據場，按照一定的規則轉換為圖形顯示設備緩存中的二維離散信號，不需要構造中間元，而是直接由三維體數據產生屏幕上的二維圖像，回避了體數據的分割和映射問題，這種算法能很好的產生整體圖像，包括內部細節，便于挖掘和耦合原始數據的多屬性之間的關系，非常適合于浮標觀測數據這樣的均勻標量數據的表示。

3.2 體數據建模

10米大浮標為定點剖面浮標，得到的為豎井型空間觀測數據，針對上述數據的特點，需將觀測得到的流速數據轉換為拉格朗日場的質點位移來模擬海洋三維空間數據場，得出潮流場在該區域內的空間分布。潮流場中質點空間位置處的溫度值近似地等于初始時刻溫度，這樣即可得到時間域范圍內，研究區域中不同空間點位上的溫度。如此得到的數據可以看作是溫度和流速在空間上散亂分布的點數據，只能以插值計算方法生成體元。空間內插方法有7中，空間統計方法以Kriging插值方法為代表。Kriging 算法的核心是利用區域性變量的原始數據和變異結構特點，對未采樣點的區域性變量進行最優無偏估計［6］。要對區域內某點x0處的流速進行估計，所采用的公式為：

從公式可以看出，變異函數的重要用途就是確定局部內插需要的權重因子，使估計是無偏估計，切估計方差最小。由無偏條件和Kriging方程可解得，帶入上述公式可求的未知區域性變量的估計值。最終生成規則網絡的體數據，如圖1所示。藍色框表示的是體數據的最基本單位——體素（Voxel）。該體素為中心點在采樣點上的規則長方體，長方體內的值是不變的，都等于該采樣點的采樣值。下圖中，I、J平面構成了海水表面，K方向的值代表流速，空間點所在體元的顏色代表該點溫度值，因此，通過K方向圖形的高低起伏，可以看出流速的分布規律，從體元顏色的分布可以判斷空間上溫度場的變化趨勢。

圖1 生成的體數據示意圖

3.3 體視化顯示與結果分析

本文中使用的浮標觀測數據是經過處理得到的三維網格點標量體數據，表示的是特定時間和空間范圍內流速和溫度兩種物理特征在空間中的屬性值分布。并采用光線投射算法對體數據進行三維顯示。該算法是一種以圖像空間為序的體繪制算法。首先根據數據值的不同，正確地將其分為若干類并給每類數據賦予不同的顏色值和不透明度值，以求正確地表示多種物質的不同分布或單一物質的不同屬性。然后重新采樣，從屏幕上的每一個像素點根據設定的觀察方向發出一條射線，這條射線經過三維數據場，沿著這條射線選擇k個等距的采樣點，并由距離某一采樣點最近的8個數據點的顏色數值和不透明度數值作三次線性插值，求出該采樣點的不透明度值和顏色值。最后進行圖像合成，將每條射線上各采樣點的顏色值及不透明度值由前向后或由后向前加以合成，即可得到發出該射線的像素點處的顏色值，從而計算出屏幕上該像素點出的顏色值。

為更清楚了解數據內部之間的關聯關系，可進行體數據的切片繪制。當固定某一維，就得到一幅二維圖像，稱之為斷層圖像或切片。切片是研究三維數據場內部信息的一個重要手段，在體數據和體視化繪制基礎上，先計算出切片與三維體數據場相交而生成的多邊形，以及該多邊形對應的紋理圖像，再采用紋理映射技術對剖面進行顯示，可以清楚的分析在不同切片上，流場和溫度場的關系，及其分布規律。如示意圖2所示[6]。

    

圖2 浮標觀測數據體視化預期結果

在上圖中，平行于xy平面的切片上，可以表示在某一特定流速條件下，溫度場的分布情況和變化規律。如圖示意，在該流速下，海水溫度較高，到呈周期性規則分布。平行于yz平面的切片則可表示在空間的某一水平方向上，溫度場的分布情況和流速的變化規律。平面上的顏色分布代表溫度場的分布，該切面的高低起伏代表流速變化。平行于xz平面的切面可以表示空間的某一垂直方向上，溫度場的分布情況和流速的變化規律。

如此，在同一平面上，我們既可以知道空間屬性信息，同時可以獲得此空間上，溫度和流場的分布與變化規律，很好的實現了浮標觀測要素數據的耦合和綜合再現，直觀的揭示了海洋觀測數據之間的內在關系。

4.結語

本研究針對浮標觀測數據的特點，將基于歐拉場的潮流模型中得到的流速結果轉換為拉格朗日場的質點位移來模擬海洋溫度三維空間數據場，借助體視化技術耦合再現溫度場和流場，顯示體視化技術在海洋學研究中的應用潛力，對海洋觀測要素的價值挖掘和增值服務是十分必要和急需的。

參考文獻：

[1]徐夏剛，張定華．體視化方法綜述．計算機應用研究，2006，19（2）：12-15

[2]楊冠杰，耿震．散亂體數據可視化：海洋水團分析的新途徑．海洋通報，2000，19（2）：66-74

[3]涂超．海洋溫度場的三維可視化．武漢大學學報（工學版），2007，40（6）：126-128

[4]孫菁．海洋調查數據的可視化建模及實現方法．青島海洋大學學報，2001，31（4）：579-585

[5]唐澤圣。三維數據場可視化.北京：清華大學出版社，1999.

篇6

高中地理是一門理論性和實踐性很強的綜合學科。新教材無論從知識的編排上，還是從插圖的設計上、活動安排順序及活動方式上都體現出對學生能力培養、學法指導、自主探究精神的重視和推崇。如何在高中地理課堂教學中，培養學生自主學習能力呢？我認為可以從以下幾個方面入手。

1培養興趣，激發學習的主動性

興趣是最好的老師。學習興趣是學生對于學習活動的一種選擇性態度，是學習活動的自覺動力，是鼓舞和推動學生探求新知識的巨大力量。所以要提高學生自主學習的能力，教師首先要激發學生的學習興趣，讓學習成為一個能動的過程。德國教育學家第多斯惠曾經說過：“教學的藝術不在傳授本領，而在于激勵、喚醍、鼓舞。”所以，教師要根據學生的年齡特點、知識經驗、認知規律等方面，抓住學生思維活動的熱點和焦點，為學生提供豐富的材料，從學生生活中喜聞樂見的實情、實物、實例入手，激發學生探索的欲望，喚起學生的學習興趣，激發學生學習的主動性。

途徑1：導課激趣

導言是一堂課或一個內容的開始，它直接關系到學生對新課、新內容學習的興趣。有人說導言應有思想的深度、感情的濃度、功能的寬度、表達的精度、色彩的亮度，要完成這種要求，就必須用濃厚的興趣來支撐。教育家布盧納認為，最好的學習動機莫過于學生對所學材料本身具有的興趣，因此教師用將要在課堂上呈現的材料吸引學生，導言在其中起著非常重要的作用。

途徑2：情境激趣

創設問題情境，就是根據學生已經學過或掌握的知識，從知識自身發展的角度考慮，在發展中還有什么問題需要研究解決；或者在實際生活中有什么問題是我們現有知識所不能解決的，以這樣的問題為核心創設情景，引起學生的注意。課堂上的有些問題，對于學生有一定難度，使學生既感到熟悉而不能單純利用已有的知識和習慣方法解決，這時就激起了學生思維的積極性和求知欲望，使學生進入“心求通而未通，口欲言而未能”的境界，當學生的心理活動已處于“憤”和“悱”的階段時，對他們進行啟發、誘導，進而促使他們自主學習，進行探究性學習。例如，在學氣對太陽輻射的削弱作用時，我提出這么一個問題：指揮交通的紅綠燈，為什么用紅色表示停止、禁止，用綠色表示安靜與安全，用黃色表示有危險呢？在學習完日界線的教學內容后，我立即提出一個問題：有一對雙胞胎，由于她們出生的地點稍有變化，姐姐比妹妹后出生，可能嗎？教室里頓時熱鬧起來，都在思考，都在比劃，試圖解決這個問題。

途徑3：活動激趣

讓地理知識走近學生，也讓學生切身感受到地理學科的實際效用，而且學生參與活動的成功感會進一步增加對地理學習的興趣。例如，在學習完《地球的運動》一節后，我請同學說出自己的生日，然后描述當天太陽直射點的大致位置、運動方向，晝夜長短的情況以及變化趨勢。通過這項活動不僅活躍了課堂氣氛，還及時鞏固了學習內容。

2動手畫圖，培養學生思維能力

地理是一門特殊的學科，常常需要把具有時空和地域因素的復雜事物表示出來。“沒有地圖就沒有地理學。”地圖是地理學的重要工具，在中學地理教學中充分運用地圖的主體性，引導學生看圖、填圖、畫圖、用圖，培養學生的空間概念和空間想象力，使地理課更加充滿“地理味”。所以，讓學生根據課文中的描述和看到現象來自己畫示意圖，實際上就是先讓學生在頭腦中把所閱讀的東西變成表象，然后將頭腦中的表象以圖畫的形式表現出來。而學生要把語言描述變成表象，就必須對學習材料進行積極的加工。這種加工，不是簡單地記錄和記憶信息，而是要改動對這些信息的知覺，把自己所學的信息和自身的知識經驗聯系起來，這樣才能產生一個理解。很顯然，學生畫圖的過程是一個積極思維的過程，畫出的示意圖，就是他們積極思維的結果。例如，在講《地球公轉與季節》一課時，我先帶領學生通讀課文，再根據多媒體演示地球公轉的現象，在白紙上畫出二分二至日地球的側視圖和極地俯視圖。然后用視頻展示儀展示學生的作圖，找出錯誤，有針對性地講解。這樣，既能鍛煉學生觀察和組織材料的能力，又能培養學生讀圖看圖作圖能力，加深了印象。

3剖析地理原理，指導學法

自主學習不同于自學。自學是沒有老師指導，自己獨立學習。而自主學習有賴于教、學雙方的良性互動，需要教師經常組織、啟發、點撥、引導和鼓勵學生自主學習。只有發揮教師的主導作用、體現學生的主體地位，學生的自主學習能力才能逐步培養起來。

途徑1：學會提煉規律

在高中地理有關地理規律的內容很多，例如，正午太陽高度角的緯度分布規律、氣候類型分布規律、我國氣溫和降水的日變化、季節變化和年際變化規律、我國降水的空間分布規律、海水溫度和鹽度分布規律、洋流分布規律、陸地自然帶的水平和垂直分布規律、地質演變規律、城市演變規律等，如果能引導學生對地理事物進行空間分布、時間分布或演變方面的規律提煉，則有助于學生歸納能力的提高，也有助于學生思維水平的提高。

途徑2：學會學法總結

要善于對習題進行歸類分析，細心揣摩答題思路，精心總結解題規律，認真解剖思維障礙，從而能夠得出每一類問題的思維方法和解題方法，從中也可以使學生的思維方式得到超越。

4整合知識，建立地理認知結構

篇7

一、選擇題（每小題2分共28分。）1.下列幾種估測最符合實際情況的是( )A．人步行的速度約為5m/s B．全新的2B鉛筆長約18cmC．課桌的高度約為1.5 m D．一張試卷厚度的大約1mm2.關于運動和靜止，下列說法錯誤的是( )A．拖拉機和聯合收割機以同樣的速度前進時，以拖拉機為參照物，聯合收割機是靜止的B．站在上升的觀光電梯上的乘客認為電梯是靜止的，是因為他以身邊的乘客為參照物C．站在地球上的人認為地球同步衛星在空中靜止不動，是因為他以自己為參照物D．飛機在空中加油時，若以受油機為參照物，加油機是運動的3.某物體做勻速直線運動，由速度公式 可知，物體的( )A．速度大小恒定不變 B．速度與路程成正比C．速度與時間成反比 D．以上說法都對4.甲、乙兩人同時從同一起跑線出發，同向做勻速直線運動，某時刻他們的位置如左圖所示，右圖中能正確反映兩人運動距離與時間關系的是( ) 5.下列關于聲音的說法，正確的是( )A．噪聲不是由物體振動產生的 B．一切正在發聲的物體都在振動C．只要物體振動，我們就能聽到聲音 D．聲音的傳播速度在固體中一定比在液體中快Xk b1 .Com6.在同一架鋼琴上，彈奏C調“3(mi)”和“1(dou)”這兩個音，以下說法正確的是( )A．音調一定不同 B．響度一定不同C．音色一定不同 D．音調、音色和響度都不同7.小明的發言聲音太小，老師要他大聲重復一次，老師是要求小明提高聲音的( )A. 音調 B. 頻率 C. 響度 D. 音調及響度8.在0℃的環境中，把一塊0℃的冰投入0℃的水中，將會發生的現象是( )A.冰全部熔化 B.冰有少部分熔化C.水有少部分凝固 D.冰和水的原有質量不變9.如下圖所示，表示非晶體熔化時溫度隨時間變化的圖象是( ) 10.春天河里的冰塊會慢慢地變成水，冰變成水屬于下列物態變化中的( )A．熔化 B．汽化 C．液化 D．升華11.熱現象在一年四季中隨處可見，下列說法中正確的是( )A.春天的早晨經常出現大霧，這是凝華現象 B.夏天揭開冰棒包裝后會看到冰棒冒“白氣”，這是升華現象C.秋天的早晨花草上出現小露珠，這是液化現象D.初冬的早晨地面上會出現白色的霜，這是凝固現象12.下列做法不能使水的蒸發加快的是( )A．用電熱吹風機將濕頭發吹干 B．用掃帚把地面的積水向周圍掃開C．把糧食拿到向陽的地方曬 D．把水果用保鮮膜包好放在冷藏柜里13.下列說法中錯誤的是( )A．用久了的電燈絲變細是升華現象B．秋天的早晨，大霧逐漸散去是液化現象C．氣溫低于水銀凝固點的地方不能使用水銀溫度計D．夏天，游泳后剛從水中上岸的人會感到冷，這是水蒸發吸熱的緣故14. 甲、乙兩物體運動的路程之比是2∶3所用的時間之比是3∶2則它們的速度之比是( )A. 4∶9 B. 9∶4 C. 1∶1 D. 2∶3二、填空題（每空1分共28分）15.單位換算：12nm= m 2h15min = s 108km/h= m/s16. 2011年11月3日1時23分，“神舟八號”到達“天宮一號”30米停泊點，開始以0.2m/s的相對速度向“天宮一號”緩緩靠攏對接。從30m的停泊點到相互接觸共耗時 s。對接完成后，若以“天宮一號”為參照物，“神舟八號”是 的。17. 一列長200 m的列車，以20m/s的速度做勻速直線運動, 若整列火車通過1.9km的某一大橋所用時間是 s。若整列火車通過大橋所用時間是150s，那么這列火車的速度是 。18. 教室內老師講課的聲音，是由老師的 振動產生的，并通過 傳播到學生的耳朵。“聞其聲而知其人”是根據聲音的 來判斷的。19.人們以 為單位來表示聲音強弱的等級。人耳聽到的聲音頻率有一定的范圍，人們把 的聲音叫做超聲波。20. 醫院利用超聲打掉人體內的結石說明聲音可以傳遞_ ；汽車上的電子防盜報警裝置，在汽車被撬開時能發出報警聲，提醒人們車輛被盜，這是利用了聲音可以傳遞 。21.噪聲已經成為嚴重污染源，防噪已成為日常課題。說出下列控制噪聲的措施：教室外面出現嘈雜的聲音，關上門窗： ；工人戴防噪聲的耳罩： ；工廠里的靠近學校的路段禁止鳴喇叭： 。22 . 科學工作者向海底垂直發射超聲波，經過2s，收到回波信號，則海洋中該處的深度為 米（已知聲音在海水中傳播的速度是1531 m/s）；這種方法 （選填“能”或“不能”）用來測量月亮到地球的距離，這是因為 。23. 固體分晶體和非晶體兩種，在①冰、②石蠟、③松香、④鐵、⑤海波、⑥瀝青這些物中，屬于晶體的有 。（填序號）它們的根本區別是 。 24. 氣體液化有兩種方法：石油液化氣是通過 的方法使氣體液化裝入鋼瓶中的；冬天戴眼鏡的人從寒冷的室外走進溫暖的室內時，鏡片上會出現一層水霧而變模糊，這是通過 的方法使水蒸氣液化形成的。25. 環戊烷是一種既容易液化又容易汽化的物質，而且環保，一種新型環保電冰箱就是利用環戊烷代替氟里昂進行工作的。如圖所示，環戊烷在管子里流動，當它流經冷凍室時就會發生 ___________（液化/汽化）現象，并 _______（吸收/放出）熱量。26. 如圖所示，是一個騎自行車的人與一個跑步的人運動的路程隨時間變化的圖像。根據該圖像能夠獲得合理的信息有：示例：信息一：他們同時開始運動；信息二： ；信息三： 。三、實驗探究題（本題共32分） 27.（4分）(1)物體的寬度是 cm；(2)停表的讀數是 min s；(3)體溫計的讀數是 ； (4)溫度計的示數是 。 28.（2分）下表列出了幾種物質中的聲速。請你至少寫出兩條信息：幾種物質中的聲速（m/s）空氣（15℃） 340空氣（25℃） 346軟木 500煤油（25℃） 1324蒸餾水（25℃） 1497 海水（25℃） 1531銅(棒) 3750大理石 3810鋁(棒) 5000鐵(棒) 5200（1） ；（2） 。29.（3分）小強找來7個相同的啤酒瓶，裝入不同高度的水，如圖所示。用嘴貼著瓶口吹氣，發現能吹出“1、2、3、4、5、6、7”的聲音來。請你回答下列問題：（1）用嘴貼著瓶口吹氣，發出的響聲是由瓶內 的振動引起的。（2）吹 （填序號）瓶時，發出的聲音音調，其原因是該瓶內空氣柱振動的 最快，所以發聲的音調。 30.（7分）在“測平均速度”的實驗中：（1）實驗原理是 ；（2）實驗中需要的測量工具有 、 ；（3）實驗時應使斜面的坡度小些，這樣做的目的是 。

（4）某次實驗的過程如圖所示，圖中的電子表分別表示小車在斜面頂端、中點和底端不同時刻，則該次實驗中小車通過全程的平均速度是 m/s，小車通過斜面下半段路程的平均速度是 m/s。（5）小車從斜面頂端到底端時，做 （選填“勻速”或“變速”）直線運動。31.（8分）如圖所示，是錫的熔化和凝固的圖象，根據圖象回答：（1） 錫的熔點是______，凝固點是______。（2） 在BC段，錫處于____________態；在DE段，錫處于 態。（3）錫的熔化用了______min，它熔化過程中要______熱，但溫度_______。（4）錫從10min到12min這段時間間隔內處于 態。32.（8分）做“觀察水的沸騰”實驗時： （1）實驗使用的溫度計是根據液體的 規律制成的。（2）如圖甲為某同學實驗時測沸水溫度的情形。他的錯誤之處是 。（3）糾正錯誤后，他觀察到從開始加熱至水沸騰，所用時間過長，造成這種現象的原因可能是 。（4）他對實驗進行了改進之后，每隔1min記錄溫度計示數（見下表），直到水沸騰一段時間后停止讀數，根據表中的數據在圖乙中畫出水溫隨時間變化的圖像。時間t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9溫度T/℃ 90 92 94 96 98 99 99 99 99 99（5）他們觀察到水沸騰時的現象應該是圖中的 圖。從實驗可得出，液體在沸騰過程中要 熱，但溫度 ；實驗測出水的沸點為 ℃。 四、綜合應用題（本題共12分。要求寫出所依據的物理公式和必要的計算過程）33.（6分）小華一家駕車外出旅游。經過某段路時，小華發現一標示牌，如圖。（1）若小華爸爸駕車通過這段路程用了30min，則車的速度為多少km/h？（2）在遵守交通規則的前提下，試計算從標示牌到熊家塚最快需要幾分鐘？34.（6分）汽車以25m/s的速度勻速行駛，司機突然發現前頭有緊急情況，經過0.5s（反應時間）后開始制動剎車，又經過4.5s滑行60m車停止。求：（1）汽車從發現情況到完全停止的這段時間內汽車通過的路程是多少？（2）這段時間內汽車的平均速度是多少m/s？

參考答案一、選擇題(每小題2分共28分)題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14答案 B D A D B A C D B A C D B A二、填空題（每空1分共28分）15. 1.2×10-8 8100 3016. 150 靜止17. 105 14m/s18. 聲帶 空氣 音色19. 分貝（或dB） 大于20000Hz20. 能量 信息21. 阻斷噪聲的傳播 防止噪聲進入耳朵 防止噪聲產生22. 3062 不能 真空不能傳聲23. ①④⑤ 晶體有熔點而非晶體沒有 24. 壓縮體積 降低溫度25. 汽化 吸熱26. 他們都做勻速直線運動 騎車者運動的速度比步行者大（其他答案若合理都給分）三、實驗探究題（本題共32分）27. （1）1.40 （2）1 39.8 （3）37.8℃ （4）-12℃28. 聲音在不同的介質中傳播速度不同 聲音在同一介質中的傳播速度與溫度有關（或固體、液體中的聲速比氣體大等）29. 空氣 G 頻率30. （1） （2）刻度尺 停表 （3） 使小車在斜面上運動的時間長些，便于測量時間 （4）0.18 0.225 （5）變速31. （1）239℃ 239℃ （2）固液共存 液 （3）4 吸 不變 （4）固液共存32. （1）熱脹冷縮 （2）溫度計的玻璃泡碰到了容器底部 （3）水過多（或水的初溫太低） （4）略 （5）a 吸 不變 99℃四、綜合應用題（本題共12分，要求寫出所依據的物理公式和必要的計算過程）33. （1）t=30min=0.5h………………………….………1分 …………………………………………1分 ……………………………1分（2） ………………………………………………1分 ………………………………..………1分 ………………………………1分34.(1)s1=v1t1………………………………………..………1分=25m/s×0.5s=12.5m………………………………1分 s=s1+s2=12.5m+60m=72.5m…………………………1分 (2)t=t1+t2=0.5s+4.5s=5s………………………………1分 平均速度： ………………………………………1分 ……………………1分

篇8

當我們步入晚年，知識將是我們舒適而必要的隱退的去處;如果我們年輕時不去栽種知識之樹，到老就沒有乘涼的地方了。下面小編給大家分享一些高中地理知識必修一，希望能夠幫助大家，歡迎閱讀!

高中地理知識必修一11.經度的遞變：向東度數增大為東經度，向西度數增大為西經度。

?

2.緯度的遞變：向北度數增大為北緯度，向南度數增大為南緯度。

3.緯線的形狀和長度：互相平行的圓，赤道是最長的緯線圈，由此往兩極逐漸縮短。

?

4.經線的形狀和長度：所有經線都是交於南北極點的半圓，長度都相等。

?

5.東西經的判斷：沿著自轉方向增大的是東經，減小的是西經。

6.南北緯的判斷：度數向北增大為北緯，向南增大為南緯。

7.東西半球的劃分：20°W往東至160°E為東半球，20°W往西至160°E為西半球。

?

8.東西方向的判斷：劣弧定律(例如東經80°在東經1°的東面，在西經170°的西面)

9.比例尺大小與圖示范圍：相同圖幅，比例尺愈大，表示的范圍愈小;

比例尺愈小，表示的范圍愈大。?

10.地圖上方向的確定：一般情況，“上北下南，左西右東”;

有指向標的地圖，指向標的箭頭指向北方;經緯網地圖，經線指示南北方向，緯線指示東西方向。

11.等值線的疏密：同一幅圖中等高線越密，坡度越陡;等壓線越密，風力越大;等溫線越密，溫差越大?

12.等高線的凸向與地形：等高線向高處凸出的地方為山谷，向低處凸出的地方為山脊。

?

13.等高線的凸向與河流：等高線凸出方向與河流流向相反。

?

14.等溫線的凸向與洋流：等溫線凸出方向與洋流流向相同。

高中地理知識必修一2地球運動專題

1、天體的類別:星云、恒星、流星、彗星、行星、衛星、星際空間的氣體、塵埃等。

?

2、天體系統的層次:總星系——銀河系(銀河外星系)——太陽系——地月系

3、大行星按特徵分類：類地行星(水金地火)、巨行星(木土)、遠日行星(天、海)。

?

4、月球：(1)月球的正面永遠都是向著地球，也有晝夜更替。

(2)無大氣，故月球表面晝夜的溫差大，隕石坑多，無聲音、無風，?(3)月球表面有山脈、平原(即月海)、火山。

5、地球生命存在的原因:?穩定的光照條件、安全的宇宙環境、適宜的大氣和溫度、液態水。

?

6、太陽外部結構及其相應的太陽活動：光球(黑子)、色球(耀斑)、日冕(太陽風)。

7、太陽活動--黑子(標志)、耀斑(最激烈)，太陽黑子的變化周期11年。

8、太陽活動的影響：黑子--影響氣候，耀斑--電離層--無線電通訊，帶電粒子流――磁場――磁暴?

9、太陽輻射的影響：

①維持地表溫度，促進地球上水、大氣、生物活動和變化的主要動力。?

②太陽能是我們日常所用能源。

10.自轉

方向：

自西向東，北極上空俯視呈逆時針方向、南極上空俯視呈順時針方向?速度：

①線速度(由赤道向兩極遞減至0)

②角速度(除兩極為0外，各地相等)?

周期：

①恒星日(23h56m4s真正周期)

②太陽日(24時，晝夜更替周)?

意義：

①晝夜更替

②不同經度不同的地方時

③水準運動物體的偏移(北右南左)

11、晨昏線：

沿自轉方向，黑夜向白天過渡為晨線，白天向黑夜過渡為昏線(晨昏線上太陽高度角為0度)。

12、晨昏線與經線：

晨昏線與經線重合-----春秋分;晨昏線與經線交角最大----夏至、冬至?

13、時間計算：所求時間=已知時間±區時差+?途中時間

14、時區=經度/15°(若不整除，則四舍五入)?區時差=時區差

15、世界時：以本初子午線(0°)時間為標準時，也稱為格林尼治時間，也是零時區的區時。

?

16、日期分割：零點經線往東至日界線(180°)為地球上的“今天”，往西至日界線為“昨天”。

?

17、日界線：自西向東越過日界線(不完全經過180°經線)日期減一天，自東向西越過日期加一天。

?

18、衛星發射基地的區位選擇：

自然因素

①氣象條件需要天氣晴朗?

②地球自轉的初速度：取決於緯度和地勢?

③地形平坦開闊;?

人文因素(地廣人稀，交通便利，符合國防安全需要)。

①太原：技術力量強;

②酒泉：大陸性氣候，晴天多;?

③西昌緯度低，發射初速度大;?

④海南文昌：緯度低，發射初速度大;海運便利。

19、公轉速度：

1月初--近日點—速度快，7月初--遠日點—速度慢;

意義：

①晝夜長短的變化

②正午太陽高度的變化

③四季的更替

④五帶的形成

20、公轉與自轉形成了黃赤交角(23°26′)：

①黃赤交角存在---太陽直射點的移動---晝夜長短和正午太陽高度的變化---四季

黃赤交角存在---太陽直射點的移動—氣壓帶風帶的季節移動—地中海氣候、熱帶草原氣候的形成?

②五帶的劃分界線：南北回歸線之間為熱帶、回歸線極圈之間為溫帶、極圈極點之間為寒帶

③若黃赤夾角變大，熱帶和寒帶變大，溫帶變小;若黃赤夾角變小，熱帶和寒帶變小，溫帶變大?若黃赤交角為零，太陽永遠直射赤道，全球晝夜平分，地中海氣候、熱帶草原氣候消失。?

21、正午太陽高度變化規律：

①由直射點向南北兩側遞減?

②正午太陽高度的計算=90°—(直射點與所求點的緯度間隔)

③夏至日北回歸線以北地區正午高度角一年中最大值,?南半球一年中最小值;?冬至日南回歸線以南地區正午高度角一年中最大值，北半球一年中最小值。?

④南北回歸線之間的地區-----有兩次直射機會---兩次最大值?⑤緯度越高，正午太陽高度角越小，樓房間距越大。?

22、晝夜長短的時間分布：

①太陽直射點在哪個半球，哪個半球晝長夜短，北半球夏季，太陽直射點在北半球，北半球的晝長夜短。?

②太陽直射點向哪個半球移動，這個半球的晝就漸長，北半球6月22日晝最長，12月22日最短。?

③南北回歸線之間晝長最大值與正午太陽高度角最大值不在同一天出現，如海口市。?

23、晝夜長短的緯度分布：

北半球夏半年，晝長夜短，越向北白晝越長(日出越早日落越晚)，如北京>上海>廣州?北半球冬半年，晝短夜長，越向南白晝越長(日出越早日落越晚)。如海口>廣州>上海

24、晝長=日落時間—日出時間;晝長=24小時—夜長

日出時間=12：00-晝長/2(或0：00+夜長/2);赤道上的點的日出時間是6：00

日落時間=12：00+晝長/2(或24：00-夜長/2);赤道上的點的日落時間是18：00

25、地球是個不發光、不透明球體—-晝夜現象出現

地球自轉的球體—-晝夜更替(自轉速度周期影響晝夜溫差變化)

地球傾斜的公轉的球體—-直射點的移動、正午太陽高度、晝夜長短的變化―四季五帶

高中地理知識必修一3大氣專題

1、對流層的特點：

①隨高度增加氣溫降低;

②大氣對流運動(12km)顯著;

③天氣復雜多變。?

2、平流層的特點：

①隨高度增加溫度升高;

②大氣平穩，以水準運動為主，有利於高空飛行。

3、大氣的熱力過程：

太陽輻射--地面增溫--地面輻射--大氣增溫--大氣(逆)輻射--大氣保溫?

4、大氣對太陽輻射的削弱作用：吸收、反射、散射。

5、太陽輻射(光照)與天氣、地勢關系：

晴朗的天氣、地勢高空氣稀薄，光照越強;?我國太陽能的分布青藏高原最高，四川盆地最低。

6、大氣的保溫效應：強烈吸收地面長波輻射，并通過大氣逆輻射把熱量還給地面。

7、氣溫與天氣：白天多云，氣溫不高(云層反射作用強);

夜晚多云，氣溫較高(大氣逆輻射強)。?

8、氣溫的垂直分布：對流層氣溫隨高度的增加而遞減

9、氣溫的水準分布：

①緯度分布：緯度越高，氣溫越低，我國熱量最豐富的地區：海南島?②海陸分布：夏季陸地>海洋，冬季海洋>陸地;

③氣溫高的地方，等溫線向高緯凸出，反之，氣溫低的地方，等溫線向低緯凸出。?

10、氣溫年較差：

①影響因素：海陸熱力性質;地表植被水分狀況;云雨多少。

②變化規律：內陸>沿海，大陸性氣候>海洋性氣候，裸地>草地>林地>湖泊，晴天>陰天。?

11、熱力環流的性質特點

(1)水準方向相鄰地面熱的地方——垂直氣流上升――低氣壓(氣旋)——陰雨?

(2)水準方向相鄰地面冷的地方——垂直氣流下沉――高氣壓(反氣旋)——晴朗

(3)垂直方向的氣溫氣壓分布：隨海拔升高，雖然氣溫降低，但是空氣變稀，氣壓降低。?

(4)來自低緯的氣流——暖濕

(5)來自高緯的氣流——冷干?

(6)來自海洋的氣流——濕

(7)來自大陸的氣流(離陸風)——干

(8)兩種性質不同的氣流相遇——鋒面——陰雨、風

12、水準方向氣壓與氣溫：近地面，氣溫高，空氣膨脹上升，地面形成低壓;

反之，氣溫低，近地面的空氣收縮下沉，地面形成高壓。

13.風的形成：大氣的水準運動叫風，水準氣壓梯度力是形成風的直接原因，等壓線愈密風速愈大。

?

14、風向：

(1)風向-—風的來向;

(2)根據等壓線的分布確定風向：以右圖為例畫A點的風向及其受力?

①確定水準氣壓梯度力的方向：垂直於等壓線并且由高壓指向低壓

②確定地轉偏向力方向：與風向垂直，北半球右偏，南半球左偏?

③近地面受磨擦力(方向與風向相反)的影響，風向與等壓線斜交

15、高空大氣的風向是氣壓梯度力和地轉偏向力共同作用的結果，風向與等壓線平行;

近地面的風，受氣壓梯度力、地轉偏向力和每次摩擦力的共同影響，風向與等壓線之間成一夾角。?

16、鋒面與天氣(冷暖不同氣團作水準運動并相遇)

①冷鋒過境雨區在鋒后，出現雨雪、降溫天氣。?過境后，氣壓升高，氣溫驟降，天氣轉晴;?

②暖鋒過境雨區在鋒前，多為連續性降水。過境后，氣溫上升，氣壓下降，天氣轉晴。

17、影響我國天氣的主要鋒面是冷鋒：如我國北方夏季的暴雨、冬季我國的寒潮、冬春季節出現的沙塵暴。

18、氣壓系統與天氣(同一氣團作垂直運動)：?

①氣旋(低氣壓)垂直氣流上升，天氣陰雨。?

②反氣旋(高氣壓)垂直氣流下沉，天氣晴朗;

19、三圈環流及氣壓帶風帶：?

①三圈環流(垂直分布)?

②氣壓帶、風帶(水準分布)

③長城考察站紅旗向西北飄，視窗要避開東南方向;?黃河考察站紅旗向西南飄，視窗要避開東北方向。

20、氣壓帶和風帶的移動：隨太陽直射點的移動而移動。

?移動方向：就北半球而言，大致是夏季北移，冬季南移

21、季風環流：海陸熱力差異使亞洲、太平洋中心隨季節變化而變化的情況：?夏季：亞洲大陸上形成亞洲低壓，太平洋上形成夏威夷高壓;

?冬季：亞洲大陸上形成亞洲高壓，太平洋上形成阿留申低壓。22、我國的旱澇災害、雨帶的移動與副熱帶高壓的強弱有密切關系。?

①雨帶的移動

春末(5月)，雨帶在華南(珠江流域)(華北春旱，東北春汛)?夏初(6---7月)，雨帶移到長江中下游地區?---梅雨(準靜止鋒)?7--8月，雨帶移到東北和華北，長江中下游?進入“伏旱”(反氣旋)?9月，副高南退，北方雨季結束，南方進入第二個雨季。

②北方雨季開始晚結束早，雨季短;南方雨季開始早結束晚，雨季長?

③旱澇災害 副高北移速度偏快(夏季風強)，造成北澇南旱?副高北移速度偏慢(夏季風弱)，造成北旱南澇。

我國水旱災害發生的根本原因是：夏季風的強弱和進退的早晚。

23、氣候形成因數：

太陽輻射、大氣環流、下墊面、人類活動?

24、判斷氣候類型的步驟：?

①判斷南北半球

②判斷熱量帶

③判斷雨型。

25：氣候類型

①熱帶的四種氣候類型：各月均溫在15度以上，降水不同，氣候類型差異較大?

熱帶雨林氣候(常年受赤道低壓影響，終年高溫多雨)

熱帶沙漠氣候(常年受副高或來自陸地的信風影響，終年高溫少雨)熱帶季風氣候(南亞地區，冬季盛行東北風，為旱季，夏季刮西南季風，6--9月為雨季)

熱帶草原氣候(赤道低壓移來時，是濕季，信風移來時為旱季，農業活動在雨季播種，旱季收割)?

②亞熱帶氣候類型：冬季最冷月均溫在0度以上，全球只有兩種氣候類型：?

地中海氣候：除南極洲外，其他各洲都有分布，在南北緯30?——40?大陸的西岸，位置在西風帶和副高之間，冬季溫和多雨，夏季炎熱乾燥

亞熱帶季風氣候：冬季--偏北風--低溫少雨，夏季--夏季風--高溫多雨。?

③溫帶氣候類型：除海洋性氣候外，冬季最冷月均溫以0℃以下。?溫帶海洋性氣候：分布在南北緯40?--60?大陸西岸(地中海氣候高緯一側)，終年受西風控制，終年溫和多雨

溫帶季風氣候：分布在北緯35?--55?大陸東岸(亞熱帶季風的高緯一側)，受冬季風影響，寒冷乾燥，受夏季風影響，高溫多雨。

溫帶大陸性氣候：全年受大陸性氣團控制，日較差大、年較差大，降水稀少，降水主要在夏季。?

26、大陸性與海洋性氣候的不同特點(以北半球為例分析)：

大陸性氣候氣溫的日較差、年較差大，氣溫最高月在7月，最低氣溫在1月。年降水量少。?海洋性氣候日較差、年較差小，最熱月在8月、最冷月在2月，年降水量較多。

27、主要的氣象災害：是指因暴雨洪澇、乾旱、臺風、寒潮、大風沙塵、大(濃)霧、高溫低溫等因素直接造成的災害。

?

28、主要的大氣環境問題：全球變暖(溫室效應CO2)、臭氧層破壞(氟氯烴消耗O3)、酸雨(SO2、NO2)

29、溫室效應

①大量燃燒礦物燃料——大氣中CO2增加——大氣逆輻射增強

②濫砍濫伐森林——光合作用減弱——CO2相對增多——大氣逆輻射增強

③大氣逆輻射增強——溫室效應——氣溫升高——全球熱量帶分布發生變化——經濟結構發生調整(農業經濟結構調整，中緯受損，高緯受益，使適宜種植業生產地域縮小，糧食減產。)?

④極地冰山融化，沿海地區海海平面上升，沿海地區地下水水質變壞。?

30、綠化的環境效益：

①通過光合作用保持大氣中O2和CO2的平衡，凈化空氣;

②綠化植物和防護林可以調節氣候、涵養水源、保持水土、防風固沙

③城市綠地的作用是吸煙除塵、過濾空氣、減輕污染、降低噪音、美化環境?

高中地理知識必修一4水環境

1、水回圈：

①按其發生領域分為海陸間大循環、內陸回圈和海上內回圈。?②水回圈的主要環節有：蒸發，水汽輸送，降水，徑流。

③它的重要意義在於：使淡水資源不斷補充、更新，使水資源得以再生，維持全球水的動態平衡。?

2、陸地水體的相互關系：

①以雨水補給為主的的河流其徑流的變化與降雨量變化一致：a地中海氣候為主的河流，其流量冬季最大;b季風氣候為主河流，流量夏季最大;c溫帶海洋性與熱帶雨林氣候河流流量全年變化小;

②以冰雪補給為主的河流其徑流變化與氣溫關系密切：冰川融水補給為主的河流，其流量夏季最大.

③河流水地下水之間可相互補給，湖泊對河流徑流起調蓄作用。?

3、我國河流補給的差別：

①我國東部河流以降水補給為主(夏汛型，東北春季有積雪融水)?

②我國西北地方河流以冰雪融水補給為主(夏汛型，冬季斷流)?4、海水等溫線的判讀：

①判斷南北半球(越北越冷是北半球)

②洋流流向和海水等溫線凸出方向一致：高溫流向低溫是暖流，反之是寒流。?

5、影響海水溫度因素——太陽輻射(收入)、蒸發(支出)、洋流

6.洋流的形成:定向風(地球上的風帶)是形成洋流最基本的動力，風海流是最基本的洋流類型。

?

7.洋流的分布：

①中低緯度洋流圈北半球呈順時針方向、南半球呈反時針方向。②北半球中高緯逆時針方向洋流圈?

③南半球40—60度海區形成西風漂流

④北印度洋形成季風洋流，冬季逆時針，夏季順時針。?

8.洋流對地理環境的影響：

①影響氣候(暖流—增溫增濕，寒流—減溫減濕)?

②影響海洋生物—-漁場

③影響航海

④影響海洋污染

9.世界主要漁場：北海道、北海、紐芬蘭漁場---寒暖流交匯;秘魯漁場――上升流?

10.海洋漁業集中在大陸架的原因：?

①這里陽光集中，生物光合作用強;

②入海河流帶來豐富的營養鹽類，浮游生物繁盛，魚餌豐富。

11海洋災害是指源于海洋的自然災害：?海嘯和風暴潮。

12.海洋環境問題指源於人類活動的海洋生態破壞：海洋污染、海平面上升、赤潮

高中地理知識必修一5陸地環境

1、地球的內部圈層：地殼(地表到莫霍介面)、地幔(莫霍面—古登堡面)、地核(古登堡面以下)?

2、巖石圈范圍包括地殼和上地幔頂部(軟流層之上)

3、巖石成因分類：巖漿巖(噴出巖和侵入巖)、沉積巖(層理構造、有化石)、變質巖。

4、地殼物質回圈：巖漿冷卻凝固巖漿巖-外力沉積巖-變質變質巖-熔化巖漿?

5、地質作用：

①內力作用(地殼運動、巖漿活動、地震、變質作用)?

②外力作用(風化、侵蝕、搬運、沉積、固結成巖)

6、地質構造的類型：褶皺(背斜、向斜)，斷層(上升巖塊-地壘、下沉巖塊-地塹)

7、背斜成谷向斜成山的原因：外力侵蝕(在外力侵蝕作用之前背斜成山、向斜成谷)

背斜頂部受張力，容易被侵蝕成谷地;向斜槽部受到擠壓，巖性堅硬不易被侵蝕反而成為山嶺。

8、地壘--廬山、泰山;

地塹--東非大裂谷、河平原和汾河谷地。

9、地質構造對人類生產活動的影響：背斜(儲油)、向斜(儲水)、大型工程選址，應避開斷層?

10、外力作用與常見地貌：

①流水侵蝕——溝谷、峽谷、瀑布、黃土高原的千溝萬壑的地表、溶洞(喀斯特地貌)?彎曲的河道--凹岸侵蝕，凸岸沉積(港口宜建在凹岸)

②流水沉積——山麓沖積扇、河口三角洲、河流中下游沖積平原?

③風力侵蝕——風蝕溝谷、風蝕洼地、蘑菇石、風蝕柱、風蝕城堡等?④風力沉積——沙丘、沙壟、沙漠邊緣的黃土堆、黃土高原

11、陸地環境的整體性：陸地環境各要素(大氣、水、巖石、生物、土壤、地貌)的相互聯系、相互制約和相互滲透，構成陸地環境的整體性。

例如我國西北地方各環境要素都體現出乾旱特徵。?

12、陸地環境的地域差異有：

①由赤道到兩極的地域分異(熱量)---――-緯度地帶性?

②從沿海到內陸的地域分異(水分)-----經度地帶性?

③山地的垂直地域分異(水分和熱量)----垂直地帶性?

13.影響山地垂直帶譜的因素：?

①山地所處的緯度;?

②山地的海拔;?

③陽坡、陰坡;?

④迎風、背風坡。

14、影響雪線高低的因素(雪線是指冰雪存在的下限的海拔高度)

主要影響因素有兩個：一是0℃等溫線的海拔(陽坡、陰坡);二是降水量的大小(迎風、背風坡)

15、非地帶性因素：海陸分布、地形起伏、洋流影響等。

例如我國西北地方的綠洲。?

16、主要地質災害：地震、火山、滑坡和泥石流。

篇9

關鍵詞：高考地理；全國卷；地理試題；賞析

2017年全國高考文綜地理卷的命題緊緊圍繞高考“立德樹人、服務選材、引導教學”的核心功能，以“基礎性、綜合性、應用性、創新性”為考查要求，在延續近年注重“能力立意、素養導向”的基礎上，穩中求進，涌F出一批有特色、有質量的好題。

一、好題賞析

巧設情境，引領“立德樹人”，體現高考導向作用

【真題】（2017年高考新課標Ⅰ卷）圖1為我國東部地區某城市街道機動車道與兩側非機動車道綠化隔離帶的景觀對比照片，拍攝于2017年3月25日，數年前，兩側的綠化隔離帶按統一標準栽種了常綠灌木；而如今，一側灌木修剪齊整（圖1左），另一側則雜樹叢生，灌木零亂（圖1右）。拍攝當日，這些雜樹隱有綠色，新葉呼之欲出。據此完成（1）～（3）題。

（1）當地自然植被屬于：

A.常綠闊葉林 B.落葉闊葉林

C.常綠硬葉林 D.針葉林

（2）造成圖示綠化隔離帶景觀差異的原因可能是該街道兩側：

A.用地類型差異 B.居民愛好差異

C.景觀規劃差異 D.行政管轄不同

（3）圖示常綠灌木成為我國很多城市的景觀植物，制約其栽種范圍的主要自然因素是：

A.氣溫 B.降水 C.光照 D.土壤

【答案】（1）B （2）D （3）A

【賞析】

1.獨特情境，引領核心價值

本題組巧設“城市綠化帶景觀建設”情境，通過對街道兩側綠化隔離帶景觀差異的原因設問，引導學生關注城市建設需要公民“愛崗敬業”的優良品質，于無聲處對考生社會主義核心價值觀的樹立進行熏陶，培養學生的社會責任感，充分體現高考的思想教育和價值引領作用。

2.精選圖式，測試關鍵能力

本題組選擇景觀圖作為文字材料的補充，增加試題的鮮活性。景觀圖直觀簡潔的特點，也有利于加快學生對文字材料的理解速度，提高解題效率。但本題仍然對學生獲取和解讀地理信息的能力有較高要求。以第（1）小題為例，圖文材料中“雜樹叢生”的“叢生”說明雜樹應屬當地的天然優勢樹種，“我國東部地區”體現當地的自然植被應屬闊葉林，“3月25日”與“雜樹隱有綠色，新葉呼之欲出”則暗示雜樹屬冬季落葉樹種。學生只有在充分提取材料中的顯性和隱性信息之后，才能有把握地選擇正確答案。此外，第（2）小題的正確選擇還考查學生的概念辨析能力和材料分析提取能力，“用地類型是否有差異”屬于概念辨析，“景觀規劃”和“居民愛好”則需要根據材料中“按統一標準栽種”、“修剪齊整”等關鍵詞加以排除。

3.立足基礎，考查必備知識

本題組考查的學科基礎知識主要有“自然帶的類型與分布”、“影響自然帶的因素”、“城市用地類型”等，均屬考綱要求的主干知識，命題關注“基礎性”，能引導學生重視基礎，內化所學知識和方法。此外，本題組將自然地理與人文地理知識進行有機融合，既關注考查面的廣度，要求學生具有較全面的知識結構，又體現學科綜合性的特點，考查學生的綜合思維能力。

聚焦熱點，多層設問由果溯因，提升學科素養

【真題】（2017年高考新課標Ⅰ卷）36.閱讀圖文資料，完成下列要求。（22分）

劍麻是一種熱帶經濟作物，劍麻纖維韌性強，耐海水腐蝕，是制作船用纜繩、汽車內襯、光纜襯料等的上乘材料。非洲坦桑尼亞曾是世界最重要的劍麻生產國，被稱為“劍麻王國”。自1999年，中國某公司在坦桑尼亞的基洛薩（如圖2）附近投資興建劍麻農場，并建設配套加工廠，所產劍麻纖維主要銷往我國。該農場一期種植1 000多公頃，雇傭當地長期和臨時工超過1 000人，預計2020年種植面積達3 000公頃，年產劍麻纖維1萬噸。該公司還幫助當地修建學校、衛生所等。

（1）根據劍麻生長的氣候條件和用途，說明我國國內劍麻纖維產需矛盾較大的原因。（8分）

（2）據圖指出與其它地區相比，中國公司在基洛薩附近興建劍麻農場的有利條件。（4分）

（3）說明劍麻收割后需要及時加工的原因。（4分）

（4）簡述當地從中國公司興建劍麻農場中獲得的利益。（6分）

【答案】（1）劍麻纖維生產：我國熱帶地區面積小，用于種植劍麻的土地較少，產量低；我國熱帶地區緯度較高，氣候季節差異大，種植的劍麻質量較差。劍麻纖維需求：我國船舶、汽車制造等規模大，對劍麻纖維需求量大。

（2）離沿海（首都、港口）較近，臨鐵路（便于劍麻纖維運輸），臨河流。

（3）在熱帶氣候條件下，收割的劍麻極易腐爛、變質，影響纖維質量。

（4）增加就業，增加稅收，促進基礎（民生）設施建設和經濟發展。

【賞析】

1.聚焦熱點，增強民族自信

本題以“劍麻王國”――非洲坦桑尼亞為素材，從地理學科角度聚焦熱點區域，關注國家“一帶一路”戰略。“一帶一路”沿線國家和地區當中，非洲正在成為中國企業對外投資的重要目的地。本題第（4）小題考查劍麻農場對區域發展的影響，從社會、經濟、生態等方面闡述農場的興建為坦桑尼亞的基洛薩帶來的諸多益處，正符合主席提出的“和平合作、開放包容、互學互鑒、互利共贏”的絲路精神，也體現構筑中非合作、中非命運共同體的重要意義。本題能夠啟發學生理解中國與世界的休戚與共，中國對世界的積極奉獻，培養強烈的民族自信心與自豪感。

2.多層設問，凸顯能力立意

本題的問題設置以劍麻的生產加工為主線，以區域認知和綜合思維為支持，從區域自然地理與人文地理的角度設置四方面的問題，通過增加設問中的限定詞，給學生限定清晰的應答域，對答題的精準度要求大大提高；在設問的角度上，也不同于以往的優勢角度，而是從劣勢角度設問，對答題思路的全面性要求也有所提高。這樣的問題設計，對提升學生學科素養有益，對中學教學具有積極的導向和促進作用。

3.由果溯因，突出推理演繹

本題在考查農業發展主干知識的基礎上，提出一個需要逆向推理的問題――“劍麻收割后需要及時加工的原因”，學生可結合原料導向型工業接近原料地布局的原因之一是“原料保質期短，易變質”這一基礎知識，推理得出劍麻若不及時加工，可能腐爛變質的結果。接著據此逆向推導劍麻的腐爛變質可能與“氣候等自然要素”和“作物習性”有關，最后整理組織答案。本題對學生綜合思維的品質要求較高。

記住鄉愁，培養家國情懷，引導正確人地觀念

【真題】（2017年高考新課標Ⅰ卷）43.[地理――選修3：旅游地理]（10分）

近年來，我國許多傳統古村落被開發成旅游觀光地，一些古村落的村民仍留在村內，如“中國最具旅游價值古村落”之一的桂林江頭洲村，至今仍完整地保存著明清時期的建筑格局（如圖3），依然有百余戶村民生活在村中，堅守著那份寧靜與質樸。

分析村民生活在村中對促進當地旅游業健康發展的作用。

【答案】保留村落的原生活狀態，可滿足外來旅游者的體驗需求；尊重原有的傳統，傳承和保護富有濃郁文化傳統的遺產，保持古村落的生命力；激發村民對自身文化傳統的自豪感和保護古村落的熱情，在開發與保護、生活與旅游之間維持良好的平衡。

【賞析】

1.記住鄉愁，培養家國情懷

本題關注“望得見山，看得見水，記得住鄉愁”的“傳統古村落的開發”這個熱點話題。當下中，城鎮化腳步轟隆作響，這是歷史的必然。隨著城市版圖不斷擴張，鄉村的景象卻日漸凋敝，尤其是大批移民離開故土融入新生活，一些傳統文化、傳統古村落正在逐漸凋零、被人們遺忘。題目選材于“中國最具旅游價值古村落”之一的桂林江頭洲村，從生活在村中的村民著眼，關注當地旅游業健康發展。傳統古村落的保護開發，可以聯系“美麗鄉村”建設等現實問題，緊緊把握時代脈搏，貼合時政，具有很強的現實意義與思考價值。

2.貼近生活，引導人地觀念

本題從傳統古村落切入，引導學生認識自然和人文活動之間的關系，認識人口、經濟和文化發展的區域差異及發展變化趨勢，貼近生活實際。“古村落”、“村民”、“旅游價值”、“ 寧靜與質樸”這些關鍵詞，深刻體現以人地關系為主線的命題立意。古村落是文化的載體，反映農耕文明時代的鄉村社會生活，體現人與自然和諧相處的文化精髓和記憶空間。本題要求學生思考在旅游開發過程中對傳統古民居和村落的保護問題，引導學生樹立在開發與保護、生活與旅游之間維持良好平衡的可持續發展觀念，這也是最重要的學科素養之一。

3.視角新穎，設問推陳出新

本題組設問角度新穎，表面看考查內容冷僻，導致許多考生有無從下手之感，甚至在看到參考答案后，也有不少教師覺得無章可循，認為考查的是學生的發散思維。通過對本題設問的仔細分析后，可以這樣推理：“旅游業能發展”即說明“旅游資源有價值”，那么“當地村民留在村中”可以影響的有“旅游資源評價”這一考點中的“資源價值表現”、“基礎設施”和“交通”等幾方面因素；其次，“發展”應是“環境、經濟和社會的共同發展”，“村民留在村中”，應能通過保護村落獲得經濟收益，從而激發其保護熱情，形成良性循環。由此可看出，本題對學生基礎知識的遷移應用能力要求較高，考查的是學生的學科綜合素養。

立足區域認知，傳遞學科研究方法，體現教學導向

【真題】（2017年高考新課標Ⅱ卷）19世紀50年代，淮河自洪澤湖向南經長江入海；黃河結束奪淮歷史，改從山東入海。1968年，南京長江大橋建成通車；自1999年，江蘇境內又陸續建成了多座長江大橋。江蘇習慣上以長江為界分為蘇南和蘇北兩部分（如圖4）。據此完成（1）～（3）題。

（1）目前，在洪澤湖以東地區，秦嶺―淮河線：

A.無劃分指標依據

B.與自然河道一致

C.無對應的自然標志

D.兩側地理差異顯著

（2）習慣上蘇南、蘇北的劃分突出體現了長江對兩岸地區：

A.自然地理分異的影響

B.人文地理分異的影響

C.互相聯系的促進作用

D.相互聯系的阻隔作用

（3） 進入21世紀，促使蘇南、蘇北經濟合作更加廣泛的主導因素是：

A.市場 B.技術 C.資金 D.交通

【答案】（1）C （2）D （3）D

【賞析】

1.創新考查，立足區域認知

本題組考查的知識主線為“區域劃分方法”，該考點并非考綱要求的主干知識， 但解題也要求學生必需具備對本區域的整體特征及地域分異認識的基礎知識，如淮河不具備自身的天然入海河道，秦淮一線的一月0 ℃等溫線和年降水量800 mm的基礎指標意義等。可以說，本題組命題切入角度巧妙，有意料之外之感，但考查的仍然是學生對基礎知識的理解與認識，細究之后，不免讓人產生情理之中的感覺。

2.追本溯源，傳遞研究方法

區域是地理學的研究核心之一，區域劃分則立足于地理環境的整體性和差異性兩大基本特征，力求保證區域內部某些特征的一致性與區域外部的差異性。但在劃分方法上，從古至今，得益于生產技術的發展，大致呈現從主觀定性到客觀定量的逐步轉化。本題組涉及的“長江”和“秦淮一線”兩類分界線即為兩種分類法的代表。學生通過材料分析，調動自身基礎知識，在解題過程中能夠再次對學科研究方法的形成與發展有進一步理解與認識。

3.思維考查，體現教學導向

本題組選擇的區域背景是我國的重要區域之一 ―― “江淮地區”，學生一般有較深厚的基礎知識積累。但該題組仍然給出了充分的圖文信息，學生完全可以從材料中獲取“淮河入海河道不定”、“長江為天然交通阻隔”等信息用于解題。因此，本題組實則考查學生獲取和解讀信息并加以運用的能力。同時，題組中設問的“地圖上的地理界線與實際地面狀況的對應情況”，也考查了學生理論聯系實際的思維轉換能力，充分體現高考命題“能力立意”的導向，對一線教學有深遠的指導意義。

降低難度，加強應用，注重理論密切聯系實際

【真題】（2017年高考新課標Ⅱ卷）汽車輪胎性能測試需在不同路面上進行。芬蘭伊瓦洛（如圖5）吸引了多家輪胎企業在此建設輪胎測試場，最佳測試期為每年11月至次年4月。據此完成（4）～（5）題。

（4）推測該地輪胎測試場供輪胎測試的路面是：

A. 冰雪路面 B. 濕滑路面

C. 松軟路面 D.干燥路面

（5）在最佳測試期內，該地輪胎測試場：

A. 每天太陽從東南方升起

B. 有些日子只能夜間進行測試

C. 經常遭受東方寒潮侵襲

D. 白晝時長最大差值小于12時

【答案】（4）A （5）B

【賞析】

1.情境新穎，緊扣人地協調

本題組選擇“汽車輪胎測試”這一貼近生活，但視角新穎的情境素材，解題過程必須立足于對區域時空特征的判讀與認識。由該區域“北極圈以內”的緯度位置及“每年11月至4月的最佳測試期”，可推知測試過程中冰天雪地的環境。該情境問題在探究人地關系的基礎上，很好地滲透了人地協調的地理觀。

2.加強應用，解決現實問題

本題組主要考查學生運用所學知識解決實際問題的能力，從情境設計到選項設置，都具備鮮活的生活性。冰雪路面可能導致輪胎硬化、濕滑路面不易制動、松軟路面易陷入等情境，雖不作為考查點，但對考生來說有很強的“親和力”，產生“生活之中處處有地理”的共鳴感。其中，因為雪化之時也可能導致路面濕滑，使這一選項也有一定迷惑性，還需考生結合生活體驗和區域的時空特征加以判別。

3.降低難度，關注思維品質

“地球運動”作為高考地理的“難度值擔當”，其考法一直頗受關注。本題組將地球運動的相關知識考查巧妙融入區域背景，但選項中考查的“晝夜長短的時空變化”、“日出日落方位”、“時間的計算”等內容，難度不大，主要考查學生多角度地觀察思考、縝密思維、嚴格推理的能力，體現了地理高考命題中單純考查理論知識的現象弱化，及注重理論聯系實際的趨勢強化，也反映了國家選拔應用型人才的選材導向。

由地及人，突出能力考查，體現學科素養導向

【真題】（2017年高考新課標Ⅱ卷）洪積扇是河流、溝谷的洪水流出山口進入平坦地區后，因坡度驟減，水流搬運能力降低，碎屑物質堆積而形成的扇形堆積體。圖6示意賀蘭山東麓洪積扇的分布，除甲地洪積扇外，其余洪積扇堆積物均以礫石為主，賀蘭山東麓南部大多數洪積扇耕地較少，且耕地主要分布在洪積扇邊緣，據此完成（9）～（11）題。

（9）賀蘭山東麓洪積扇集中連片分布的主要原因是賀蘭山東坡：

A.坡度和緩 B.巖石

C.河流、溝谷眾多 D.降水集中

（10） 與其它洪積扇相比，甲地洪積扇堆積物中礫石較少的原因主要是：

①降水較少 ②山地相對高度較小 ③河流較長 ④風化物粒徑較小

A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④

（11）賀蘭山東麓南部大多數洪積扇耕地較少的主要原因是：

A.海拔較高 B.土層淺薄

C.光照不足 D.水源缺乏

【答案】（9）C （10）B （11）B

【賞析】

1.由地及人，倡導因地制宜

本題組圍繞“賀蘭山東麓洪積扇”這一微小尺度區域進行逐級考查，給出“洪積扇連片分布”、“堆積物粒徑大小不同”、“洪積扇與耕地開發之間的關系”三方面原因分析的設問，問題設置層層深入，由地及人，既體現了環境對人類生產活動的影響，又傳遞了農業發展“因地制宜”的人地協調觀。

2.選項巧妙，重視成因辨析

本題組以原因分析為主要考查點，給出的選項有似是而非的表述，對考生有很強的干擾性，對其基本原理、規律掌握的扎實程度有很大的考驗。如第10題“風化物粒徑較小”這一選項，表面上看敘述合理，是很多考生的首選。但從影響風化作用的因素角度分析，甲地與其它洪積扇分布區同屬賀蘭山東麓，光照、溫差和植被等自然要素應有很大的相似性，風化物粒徑不同的可能性不成立，該選項應予排除。

3.創新設計，體現素養導向

本題組給出的圖文材料給人“出乎意料”之感，洪積扇的成因與教材中沖積扇的成因基本相同，屬學生必備知識，但題干中仍然將其以文字形式給出。區域判讀中常見的等高線圖也被更為直觀的示意簡圖取代，考生讀圖的效率和效度明顯提高。這使本題組考查的核心知識和能力更加集中，突出了地理思維與分析方法的考查。

w驗情境，培養家國情懷，考查地理實踐力

【真題】（2017年高考新課標Ⅱ卷）43.[地理――選修3：旅游地理 ]

茶馬古道是以茶、馬為主要商品，以馬幫為主要運輸方式的古代商道。該商道分布在滇、川、藏等地區，沿途穿越高山、峽谷、密林。暑期一群旅游愛好者計劃沿茶馬古道，靠站徒步古道游，體驗馬幫文化。

從文化體驗角度，指出他們應做的前期準備。

【答案】43.需收集茶馬古道相關資料，了解馬幫文化的歷史，了解古道所經地區的自然與人文環境；確定茶馬古道體驗游的地點，設計體驗游路線；準備與設計路線自然環境相適應的裝備、生活用品；聘請向導等。

【賞析】

1.獨辟蹊徑，培養家國情懷

茶馬古道是我國一條自然風光壯美、文化底蘊深厚的旅游精品線路，該線路沿線多樣化的自然與人文景觀有很強的地理特色，因而以本區域為命題點的試題屢見不鮮，學生對該區域并不陌生。但本題的問題設置卻獨辟蹊徑，給出“從文化體驗角度”的限定詞，充分體現國家對傳承中華優秀傳統文化，培養具有家國情懷和社會責任感的人才的決心。

2.體驗情境，考查實踐能力

地理實踐力是指人們在地理戶外考察、社會調查、模擬實驗等地理實踐活動中所具備的行動能力和品質，它是學生人地協調觀與綜合思維能力在地理實踐活動中的綜合體現，因而是地理學科重要的核心素養之一。本題選擇生活中常見的旅游情境，給出“行前準備”的問題設置，要求學生運用地理思維分析問題，并提出相應的解決思路與措施，實踐性強，能力要求高。題目設計很好地體現了“能力立意，素養導向”的命題思路，有利于推動中學素質教育的開展。

3.知識外延，鼓勵發散思維

本題從材料到設問都十分簡潔，而參考答案也十分生活化，難免給人命題設計地理性不強的感覺，但在對照教材與大綱要求之后可以發現，本題考查的是“旅游規劃與旅游活動設計”這一部分中“收集旅游信息，確定旅游點，選擇合理的旅游線路”這一考點。而學生要較好地完成題目要求，除具備相應的基礎知識外，還需從有限的文字材料中尋找提示信息，認真審題，答題切合“文化體驗”這一設定，并結合其它學科的相關知識及自身生活體驗，多角度創造性地解決問題，實則檢驗的是學生的學科綜合素養。

長效熱點，注重探究過程，加強思維考查

【真題】（2017年高考新課標Ⅱ卷）44.[地理――選修6：環境保護]（10分）

我國南方紅壤丘陵地區因受人為干擾，地表植被遭到破壞，土壤侵蝕嚴重，出現“紅色荒漠”（圖7）。為治理這一環境問題，20世紀80年代，當地采用人工種植松樹和自然恢復等方式造林育林，形成了不同的植被景觀。

分析自然恢復的次生林比人工松林防水土流失效果更好的原因。

【答案】植被結構更復雜，截留降水效果更好；地表植被更豐富；延緩地表徑流匯流速度，地表水下滲作用更強，涵養水源效果更好；地下根系更發達，固土能力更強；植被多樣性更好，水土保持更穩定。

【賞析】

1.長效熱點，關注國計民生

“水土流失問題”是高考地理考查的長效熱點，這是因為我國是世界上水土流失最為嚴重的國家之一，水土流失面廣量大。本題中給出的“紅色荒漠”景觀圖與文字材料互為補充，點出南方紅壤區的水土流失嚴重的現狀。這樣的選材，有利于引導中學地理教學關注社會發展、關注現實生活，認識到“綠水青山就是金山銀山”，樹立和加強學生環境保護意識，提高現代公民必備的地理素養。

2.口小進深，關注思維深度

“水土流失”知識點，往往涉及水土流失的成因、危害、防治對策等常考點。本題巧妙地找仕土流失防治對策“造林育林”中的“林”這個小切口，要求學生深入分析“林”對“水土流失”中的“水”和“土”分別起什么作用，既考查相關知識的系統性，又要求學生具備清晰明確的思維鏈。

3.命題精巧，突出綜合思維

本題雖然情境常見，圖文簡單，但在考查學生的綜合思維能力上有突出表現。如從“自然恢復”和“人工林”兩種表述中得出樹種的復雜程度不同――考查學生“獲取和解讀地理信息”的能力；結合“水土流失的表現”分析森林的防治效果――考查學生“調動和運用地理知識”的能力；“對比分析”的設問要求答題語言中“更”、“較”等比較性詞語的運用――考查學生“描述和闡釋地理事物”的能力；兩種人類行為產生的影響對比分析――考查學生“論證和探討地理事物”的能力。緊扣考綱，一題多考，有“四兩撥千斤”之妙。

弘揚傳統文化，增強文化自信，傳遞人地和諧美

【真題】（2017年高考新課標Ⅲ卷）剪紙是中國傳統民間藝術，2009年9月入選聯合國教科文組織人類非物質文化遺產代表作名錄。剪紙表現的內容豐富多彩，反映人們的生活環境、習俗和風情等，寄托人們對美好生活的向往，圖8是一幀剪紙作品。據此完成（1）～（3）題。

（1）圖8剪紙所反映的景觀主要分布于我國：

A.四川盆地 B.華北平原

C.珠江三角洲 D.長江三角洲

（2）形成這種景觀特征的自然條件有：

A.溝壑縱橫，降水集中 B.地勢低平，降水豐沛

C.地形封閉，排水不暢 D.山河相間，降水均勻

（3）該景觀主要分布區具代表性的地方劇種是：

A.川劇 B.豫劇 C.粵劇 D.越劇

【答案】（1）D （2）B （3）D

【賞析】

1.弘揚文化，增強文化自信

中國民間剪紙是數千年來勞動人民創造積累而成的智慧結晶和寶貴遺產，中國戲曲也具有悠久的歷史，種類繁多，本題組以剪紙和地方劇種為載體，弘揚中華優秀傳統文化，激發學生感受優秀傳統文化的魅力，思考獨特的歷史與文化傳承，增強中國特色的文化自信。

2.天人合一，傳遞和諧之美

本題組用“一幀剪紙”展現“拱橋水鄉、民居臨河而建且多窗，門開向水，搖舟出行”等獨特的區域特征，既體現江南水鄉景觀之美，又反映居民生產生活對水的依賴性。這種自然環境和生活需要的一致性，塑造極富韻味的江南水鄉民居的風貌與特色，也體現地理學科核心的人地協調觀，可引導學生感悟和諧共生的人地關系之美。

3.精設選項，辨析典型特征

本題組主要考查“區域位置特征”的判讀，命題者針對學生的易錯易混點，設置具有一定迷惑性選項。如“搖舟出行”指示當地“地勢低平，河網縱橫”的特征，可快速排除華北平原和四川盆地，而珠三角地區也有“地勢低平”的特征，只能通過兩地水系特征不同加以判別。此外，當地“水多”的景觀特征是否指示其“地形封閉，排水不暢”，還需要學生結合民居能依河而建，不懼洪災來判斷當地水流通暢的特點。可見，本題組成功實現通過人文景觀去考查其蘊含的地理規律、特征和過程的目標。

綜合導向，多角度考查運用學科知識發現和分析及解決問題的能力

【真題】（2017年高考新課標Ⅲ卷）37.閱讀圖文資料，完成下列要求。（22分）

白斑狗魚肉質細嫩，營養豐富，有“魚中軟黃金”之稱，白斑狗魚是肉食性魚，適宜在16℃以下的水域產卵繁殖，分布于亞洲、歐洲和北美洲的北部冷水水域，棲境多為水質清澈、水草叢生的河流，在我國僅見于新疆的額爾齊斯河流域（如圖9）。

額爾齊斯河是我們惟一屬于北冰洋水系的河流。

（1）根據支流的分布特征，分析圖示額爾齊斯河流域降水分布特點及成因。（8分）

（2）分析圖示額爾齊斯河流域適合白斑狗魚生長繁殖的自然條件。（8分）

（3）說明白斑狗魚產量低的原因。（6分）

【答案】（1） 分布特點：該流域降水北多南少。成因：地處大陸內部，氣候干旱，但北部山地為（西風）迎風坡，山體高大，能攔截水汽。

（2）支流發源于高山地區，水質好，維度高，加之受高山融雪影響，水溫低；干流流速較緩，水草叢生；河流下游冷水魚可逆流而上（可構成統一種群）。

（3）生長繁殖的環境要求特殊，適宜生長繁殖的水域少；水中生物量低，餌料少；水溫低，生長緩慢。

【賞析】

1.思維綜合，基于考核目標

本題組選用的圖文材料非常簡潔，但卻蘊含巨大的信息量，主要考查學生的綜合思維能力。以第（2）問中“分析該流域適合白斑狗魚生長繁殖的自然條件”為例，學生需首先據材料明確白斑狗魚生長習性――“16℃以下的水溫、水質清澈、水草叢生”等，再調用自身原有關于“生物生長繁殖條件的思路模板――食物來源、繁殖地與棲息地的環境、天敵的種類和數量、人類的影響”等的基礎知識，最后從圖文材料中尋找解題對應信息。本題給出的顯性信息是海陸位置、緯度位置和等高線體現的高山冰雪融水為主要補給水源――水溫低，隱性信息則有高山冰雪融水（受人類活動影響小）――水質清澈；干流流經地區起伏不大（水流緩）――適合水草生長；額爾齊斯河是我國惟一屬于北冰洋水系的河流――下游水溫更低（也適合白斑狗魚生長，還可能天敵少）等。整個小題的探究過程要求學生將生物的生長習性、區域主要特征與自身建立的解題思路有機綜合，再通過精煉的語言加以表述，既體現地理學科區域性和綜合性的特點，又強化對學生四項基本學科能力的考查。

此外，第（2）、（3）兩小題，針對同一區域，一問“適合繁殖”，一問“產量低”，看似問法矛盾，實則考查學生能否自覺運用創新性思維方法，辨證地思考問題。

2. 尺度綜合，基于思維訓練

尺度是觀察研究地理事象的窗口。本題選擇研究“我國額爾齊斯河流域”屬于較小空間尺度的區域，這是高考一直以來命題區域選擇題的特點。但在分析解決問題的過程中，卻需要學生具備在大尺度區域背景下研究小尺度現象的能力。如第（1）問中分析該區域的降水分布特點，首先，將該區域放在地處中緯和身居我國內陸的較大區域尺度背景下思考，才能想到該區域受西風帶影響，才能解釋該河為何一側無支流。其次，從山地坡向這一較小尺度的角度，考慮地形對降水的影響。

3.要素綜合，基于整體特征

本題組以額爾齊斯河流域為背景，以自然環境的整體性特征為基本考點，重點考查環境中各自然要素相互影響、相互制約、相互聯系的關系。第（1）小題問位置、地形對氣候的影響，第（2）、（3）小題則問氣候、地形、水文條件對生物的影響，問題設置具有鮮明的學科特色，體現學科基礎研究方向，引導教學深入探索。

二、商榷試題

對題目素材和參考答案的疑惑

【真題】（2017年高考新n標Ⅰ卷）37. 閱讀圖文資料，完成下列要求。（24分）

山地垂直帶內部的分異規律，日益為地理學研究所重視。在山地苔原帶，植物多樣性存在隨海拔升高呈單峰變化的規律：在山地苔原帶下部，少數植物種類通過種間競爭獲得優勢，植物多樣性較低；隨著海拔升高，環境壓力變大，種間競爭減弱，植物多樣性升高；在更高海拔區域，適宜生存的植物種類減少。地理科考隊調查某山峰的苔原帶（海拔2 000～2 600米）時發現，該苔原帶部分地區存在干擾，導致優勢植物數量減少，植物多樣性異常；陰、陽坡降水量與坡度差別不大，但植物多樣性差異顯著（圖10）。

（1）確定該苔原帶遭受干擾的坡向和部位，以及干擾強度的垂直分布特征。（6分）

（2）判斷在未遭受干擾時，陰坡與陽坡苔原帶植物多樣性的差異，并說明判斷依據。（6分）

（3）分析與陰坡相比，苔原帶陽坡地表溫度和濕度的特點及產生原因。（6分）

（4）說明從2 300～2 600米，陰、陽破植物多樣性差異逐漸縮小的原因。（6分）

【答案】（1）遭受干擾的坡向和部位：陽坡，苔原帶的下部（中下部，2 000～2 300米）。干擾強度分布特征：隨海拔升高而降低（海拔越低，干擾越強烈）。

（2）（未遭受干擾時）陰坡較陽坡植物多樣性高。依據：（按單峰變化規律）陽坡苔原帶植物多樣性最高值應在中部（2 300米左右），低于陰坡最高值。

（3）特點：陽坡地表溫度高、濕度低（水分條件差）。原因：陽坡太陽輻射強，地表溫度高，蒸發強度大；陽坡融雪早，蒸發歷時長。

（4）隨著海拔升高，陰、陽坡面積減小，坡面差異對植物多樣性的影響減弱；陰、陽坡相互影響（水分、熱量交換作用）增強。

【評析】本題以“苔原帶內部分異規律在某山峰陰陽坡體現不同”這一特殊地理現象為載體，來考查學生在準確獲取和解讀圖文信息的基礎上的綜合思維能力。試題角度新穎，能力要求高。但由于創新較強的緣故，部分內容值得商榷。

1.對題目素材的困惑

解答該題最重要的是要理解“在山地苔原帶，植物多樣性存在隨海拔升高呈單峰變化的規律”并結合圖進行分析。但在答題中會產生以下困惑：未受干擾時陰、陽兩坡單峰變化規律的曲線是否一致；未受干擾時陰、陽兩坡單峰變化規律的峰值是否相同。

假設陽坡的單峰曲線可以如圖11中A和B所示，那么在回答第（1）小題受干擾部位的問題時就無法得出干擾部分在苔原帶2 300米以下的結論，當然也可以是2 400米或其它高度以下。同樣在第（2）小題判斷陰坡苔原帶植物多樣性高的依據時，也無法說明參考答案中的結論。而上述兩個困惑在試題信息中均無呈現，從提供的參考答案看，命題者默認陰、陽坡的單峰變化規律是一致的現象。筆者認為，這種默認有悖常理，容易造成學生答題失誤。

2.對參考答案的疑惑

本題第（3）小題要求解釋“陽坡地表溫度高、穸鵲汀鋇腦因，答案是“陽坡融雪早，蒸發歷時長”，讓很多教師感到疑惑，“陽坡融雪早不是有更多的融水下滲到地下，使地表濕度增大”？怎么能解釋陽坡濕度小？筆者認為，應表述為“陽坡融雪消融早結束，蒸發歷時長”。第（4）小題問“陰、陽坡植物多樣性差異逐漸縮小”的原因，命題者提供的答案主要都與坡面面積的縮小有關，這在中學教學中很少涉及到，但從自然地理原理可以推出，植物多樣性主要受氣候條件（水熱條件）的影響，在高海拔地區，水熱條件均已無法滿足多數植物生長也可造成陰、陽多樣性差異縮小。所以，筆者認為答案中應增加“隨著海拔升高，陰、陽坡水熱條件趨于相似”內容，才與中學教學相吻合。

題與愿違，降低效度

【真題】（2017年高考新課標I卷第11題）

我國某地為保證葡萄植株安全越冬，采用雙層覆膜技術（兩層覆膜間留有一定空間），效果顯著。圖12中的曲線示意當地寒冷期（12月至次年2月）豐、枯雪年的平均氣溫日變化和豐、枯雪年的膜內平均溫度日變化。

（11）該地可能位于：

A. 吉林省 B. 河北省

C. 山西省 D. 新疆維吾爾自治區

篇10

關鍵詞：GPS技術，水下地形測量

Abstract: along with the GPS technology continuous rapid development, underwater survey technology has made the corresponding progress, and has already become more and more mature, basically to finalize the design in "GPS + computer (including data processing software) + depth-measuring apparatus" measurement model, this paper is its basic principle, apparatus, equipment and matters of attention in the engineering practice to do a simple to elaborate, and combined with engineering example shows that the model of reliability in practical application

Keywords: GPS technology, underwater topography measurement

中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A文章編號：

1 水下地形測量基本原理

1.1GPS定位技術

GPS即全球定位系統(Global Positioning System)，基本原理是衛星不問斷地發送自身的星歷參數和時間信息，用戶接收到這些信息后，利用測距后方交會原理，計算出接收機的三維坐標、運動速度和時間等信息，從而進行起到定位和導航的作用。目前GPS系統提供的定位精度優于10m，為了得到更高的定位精度，通常采用差分GPS技術：將1臺GPS接收機安置在基準站上進行觀測，根據基準站已知精密坐標，計算出基準站到衛星的距離改正數，并由基準站實時將這一數據發送出去。用戶接收機在進行GPS觀測的同時，也接收到基準站發出的改正數，并對其定位結果進行改正，從而提高定位精度。差分GPS主要分為2大類：偽距差分和載波相位差分，后者的定位精度較高(可達厘米級)，通常用于高精度的測量工程和研究中。GPS衛星發射2種頻率的載波信號，即頻率為1575.42MHz的L1載波和頻率為1227.60HMz的L2載波，這2個載波上調制有測距碼、偽隨機噪聲碼、導航信息等。GPS接收機按接受的載波頻率可分為單頻和雙頻，單頻接收機只能接收L1載波信號，雙頻接收機可以同時接收L1、L2載波信號。利用雙頻對電離層延遲的不一樣，后者可以消除電離層對電磁波信號延遲的影響，而且通過在2個頻率上觀測可以加速整周模糊度的解算。

1.2測深儀工作原理

測深儀是一種單波束測深設備，工作原理是利用換能器在水中發出聲波，當聲波遇到障礙物而反射回換能器時，根據聲波往返的時間和所測水域中聲波傳播的速度，就可以求得障礙物與換能器之間的距離。按照使用聲波頻率的個數，可分為單頻和雙頻。單頻測深儀僅用于一般的水深測量，雙頻測深儀可以同時測量淤泥表面深度和積巖深度，從而獲得淤泥厚度，故后者還可以用于淤泥土方計算。

1.3 GPSRTK技術在水下地形測量中的應用

所謂水下地形測量，就是利用測量儀器來確定水下地形點的三維坐標的過程。在“GPS+計算機(含數據處理軟件)+數字測深儀”的測量模式中，通過GPS的RTK功能(Real TimeKinematic，即實時載波相位差分技術，是實時處理兩個測點載波相位觀測量的差分方法)獲得水面點的平面坐標及高程，通過測深儀獲得該點處的水深，最終解算出與該點垂直對應的水下地形點的三維坐標。

2測量設備的選擇

一般來說，雙頻GPS接收機相比單頻接收機可以提供更為快速、更為精確、可靠的解算，是水下地形測量的理想選擇。比如瑞士Leica1200、美國Trimble5800、南方公司的靈銳$80等。測深儀的測深精度與測深儀的固有誤差、水深、水溫、鹽度等因素有關，主要誤差源在于深度比例誤差，因而在選擇設備時，應盡量選擇大量程、高靈敏度的測深儀。例如，中海達公司的HD系列數字測深儀，海鷹公司的SHD-13D、HY1600單頻測深儀，南方公司的SDE系列測深儀等。

為實時記錄數據，還需配備計算機，考慮到攜帶，選擇輕巧的掌上電腦PDA為宜，同時安裝相應的軟件，通過數據線連接GPS和測深儀，同時記錄GPS和測深數據。PDA品牌較多，價格相差較大，考慮到水下測量的實際需求，中下檔次的PDA即可。至于軟件，可以選擇中海達公司的海洋測量系列軟件，筆者所用的是科地公司自主開發的cbGPSSHCE軟件。

水上測量離不開船只，鑒于作業性質，宜選擇重量稍大的機動船。重一點的機動船航行起來比較穩定，可使GPS對中桿和測深儀換能器連接線保持豎直，減少由于船體傾斜帶來的誤差。而船體輕的或者人力劃的木船在航行過程中，尤其是在有風、有水流的情況下，船體搖晃劇烈，甚至測深儀都無法收到反射回來的信號，而不能測出數據，因此測量誤差太大，成果不可靠。而海上測量，由于波浪較大，一般的船只不能平穩航行，最好選用專業的測量船，而且船載儀器可以實時記錄船體不同方向的傾斜角度，故即使風浪較大船體有適當搖晃時，也能通過船體傾斜改正來得到可靠的數據。

3儀器參數設置

測量之前應對儀器進行相關參數設置，GPS除了參考站和流動站的一般設置外，還要確保流動站與PDA通信的端口處于打開狀態，并設置歷元輸出速率，一般為0.1S。測深儀需輸人吃水深度、聲速以及選擇合適的量程檔位等。吃水深度可以直接量取，而聲波在水中的傳播速度，隨海水的溫度、鹽度和水中壓強而變化。在海洋環境中，這些物理量越大，聲速也越大。常溫時海水中的聲速的典型值為1500m/s，淡水中的聲速為1450m/s。所以在使用回聲測深儀之前，應根據當時水域的物理特征對儀器聲速值加以校正。

在PDA中，不同的數據處理軟件參數設置也不盡相同，但大同小異。以筆者所用的cbGPSSHCE軟件為例，首先設置正確的GPS、測深儀類型及二者與PDA的通信端口，設置包括波特率、字節長度等在內的通信參數，其次選擇正確的參考橢球、坐標系等，最后還有水面至GPS天線距離、數據的記錄間距等。一般而言，1：200比例的水下地形測量中，數據記錄間距2m就能滿足，其他比例地形測量可以適當加大，但筆者建議依舊選擇2m，因為地形點越密集形成的等深線就越能真實地反映地形狀況，在形成等深線之后再按照一定的密度過濾數據即可。這樣既可以繪制更加接近真實狀況的等深線，又能避免過分密集的數據點。

4數據檢核

為保證測量成果可靠，施測前后需進行GPS和測深儀的數據檢查。對于GPS，可用流動站對已知點測量，與已知坐標比較，滿足精度要求即可。對于測深儀，需用測繩實地量取水深，與測深儀面板顯示的深度比較即可。

此外，在不同時段對同一水域進行重復測量，比較鄰近測點的高程，如果相差不大則說明在測量過程中始終保持同樣的測量精度，也說明期間測量作業是正常進行的，沒有意外發生。也可用常規方法對測量成果進行檢核，比如用全站儀。全站儀架設在岸上，司尺員乘船到水中立鏡桿，桿高不夠時，可用測繩協助。成圖后比較鄰近點高程即可。

數據檢核通常采取多種方法相結合的方式，從而確保了測量數據的準確性，增強了測量成果的可靠度。

5 測量過程中的注意事項

測量過程中，GPS流動站要保持RTK的固定解，因此流動站和參考站可以跟蹤到相同的衛星必須4顆以上。在有遮擋物影響信號接受，或其他信號干擾時，可以通過升高GPS對中桿，調高參考站電臺發射功率等方式增強信號，如果可跟蹤到的衛星數量仍然不足，就只好在其他時段對該區域進行重復測量，因為不同時段衛星分布不同。甚至在必要的時候，可以用“全站儀+棱鏡”的方式對無法測到的位置進行補測，而且利用這種方式還能夠對數據作精度檢查。

船在航行過程中，水深一般會均勻變化，若測深儀數據起伏較大，要及時檢查，是不是哪里出了問題。例如，在有水草生長的水域中，測深儀探頭容易掛上水草或垃圾，這時測深儀數據不穩，甚至閃爍不停，應該及時清理掉這些阻攔物。另外，為了設備及人員的安全，注意水域的深度，在水淺的地方需慢行，以免船只擱淺或者探頭撞到水底硬物。

測量過程中，由于在水上航行，尤其水域較大時，沒有什么明顯的參照物，很難憑肉眼控制船的航行軌跡，而PDA上的數據記錄軟件可實時顯示船體的航行位置及軌跡，故可憑此控制船體航行軌跡，在地勢變化小、相對平坦的地方，適當放寬測量線路的間距，反之，需加密測量線路。這有利于使測點均勻布于整個測區，同時在測區地形變化復雜的地區能有足夠數據反映水下地形的真實面貌。

在PDA數據記錄軟件上，可以顯示水面高程、水深、固定解衛星數、平面坐標等即時數據，留意這些數據的變化規律，在出現異常時才能及時發現問題，并采取相應措施。比如在死水域中，水面高程始終是在某固定值附近變動，若脫離該值則測量過程可能發生了差錯，比如GPS對中桿傾斜或者下滑。

6工程實例

筆者所在單位承接過許多水下地形測量任務，均采用“GPS+計算機(含數據處理軟件)+數字測深儀”的測量模式，圓滿完成了任務。現結合某水庫水下地形測量，簡要介紹該模式在工程實踐中的應用。

外業數據采集完成后，將數據從PDA傳到電腦上，然后通過WaterDataHandle軟件將其轉換為文本文件，摘錄部分數據如表1。

此文本文件中，第1列為x坐標，其次為y坐標、水面高程、水深，最后的“4”表示PDA通過4號端口接受GPS實時數據。測量過程中，平面坐標采用深圳獨立坐標系，高程系統為1956年黃海高程系統。

將上述數據的第3列與第4列相減，便得到平面坐標及與該坐標對應的水下地形點高程，從而獲得水下地形點的三維坐標，導入專業的繪圖軟件即可成圖。

在測量期間水庫水位變化微小，可認為固定值，而上述測量數據也包含水面高程，測得水面高程值是隨機現象，進行概率統計。最大值：23.773m，最小值：23.488m，平均值：23.6705m，標準差：0.0457m，上管制線(+3a)：23.8077m，下管制線(一3a)：23.5333m，樣本量：6829個。概率分布如圖1。

從上面的圖表數據可知，6829個測量數據中，水面高程值近似符合正態分布函數N(23.6705，0.04572)，其中誤差為0.045m。為進一步檢核，用全站儀對水面高程多次測量，取其平均值得23.682m，與上述測量數據平均值(23.6705m)基本吻合。

同時用全站儀對部分水下地形檢查，共測得350個數據，按照等深線插值計算，結果表明，高程值相差最大為0.25m，最小為0.02m，平均值為0.12m.80%的數據高程差值在0.11m內，滿足《工程測量規范》和《水電水利工程施工測量規范》中對水下地形測量的精度要求。