“建模思想”在地理备考中的初步研究

一、建模——整合知识内容，初步构建

气旋是中心气压低、四周气压高的大气水平涡旋，是一个由气流垂直运动连接而成的低空辐合、高空辐散的环流系统，它在水平方向上近似于圆形或椭圆形，水平尺度为几百千米到三、四千千米。

根据气旋形成和活动的区域，可将气旋分为温带气旋、热带气旋、亚热带气旋和极地气旋，高考命题多侧重于前两者。

1.温带气旋（亦称锋面气旋）——以北半球为例

在中高纬地区，如果地面气旋和锋面联系在一起，就会形成锋面气旋，在槽线（图1中AB线、CD线）两侧冷暖气流相遇形成锋面。一般来说，从高纬度移来的气团是冷气团，从低纬度移来的气团是暖气团，根据气旋的旋转方向和气团的移动趋势判断出锋的性质，如图1中AB为冷锋，CD为暖锋。

2.热带气旋

热带气旋是发生在热带或副热带海区的低气压涡旋（图2），西北太平洋是全球台风发生频率最高、强度最大的海域。台风是中心附近最大风力达到12级以上的热带气旋，其余依次是热带低压、热带风暴和强热带风暴。台风常伴有狂风、暴雨和风暴潮等现象，是一种破坏力很强的天气系统。

整合知识，初步构建“气旋模型”框架图（图3）。

二、用模——动静结合考查，分析模型

“风向”和“降水”一直是气旋模型的考点，各个省市的高考试题对此都比较看重。

1.静态考查

（2011年福建文综卷）图4示意某区域某时海平面等压线分布，虚线为晨昏线。读图4完成问题。

此时，①地的盛行风向为：

A.东北风 B.东南风 C.西北风 D.西南风

用模分析：用模分析的前提是审题，将试题信息和命题者意图挖掘并尽量与相关地理模型建立联系。通过图幅可以看到，本题呈现的信息比较多，有晨昏线、等压线、经纬线和海陆分布状况，而且图中的等压线处在人为虚设的静止状态。据分析可知本题归类于“考查风向”，可以采用“气旋模型”表1中“风向判断”进行处理：根据地球运动和气压场可知①地西侧气压高于东侧，水平气压梯度力的指向是自西向东并垂直于①处等压线的切线，北半球地转偏向力向右偏，所以此时①地的盛行风向偏转为西北风。

2.动态考查

（2012年全国大纲卷） 图5示意长江中下游地区夏初某时的气压系统，该气压系统以每天120千米的速度自西向东移动，据此完成（1）～（2）题。

（1）24小时后甲地主要吹：

A.东北风 B.东南风 C.西北风 D.西南风

（2）30～48小时之间，甲地可能经历：

A.持续晴朗高温天气 B.连绵阴雨天气

C.强对流降雨天气 D.沙尘暴天气

用模分析：本题的气压中心处于动态变化之中，但任意时刻和任意点的风向判断仍然要采用“气旋模型”表1中“风向判断”的处理方式，从题中信息“该气压系统以每天120千米的速度自西向东移动”可知24小时后甲地位于低压中心的东南侧，风从高压吹向低压，垂直等压线，北半球向右偏，可知甲地主要吹东南风；30～48小时之间，根据气压系统以每天120千米的速度自西向东移动可知，甲地在此期间大致处于低压槽位置，会经历冷锋过境天气，加上甲地是夏初的长江中下游地区，所以可能会出现强对流降雨天气。

三、修模——展望命题趋势，修正模型

1.新高考试题紧扣考纲平稳发展

（2009年山东文综卷） 图6为某气象台发布的墨西哥湾及邻近海区飓风近地面天气形势图，读图回答，此时降雨集中分布在飓风东北部的主要原因是：

A.气流上升速度快 B.形成锋面雨

C.凝结核多 D.气温较低

（2012年山东文综卷） 某科考队结束了两个月的海上考察，于4月21日返回到P地，图7为P地所在区域当日某时地面形势图，读图回答问题。

此时可能出现连续性降水的地方是：

A.① B.② C.③ D.④

修模分析：时隔三年山东卷命题意向、载体选择和能力考查方面出现小雷同，2012年试题在2009年创新试题基础上略作变式，形成新的考查方式。具体看来，2009年题主要借助墨西哥湾及邻近海区飓风近地面天气形势图，考查气旋和等压线，需要分析出飓风东北部等压线比其它区域密集，因而水平气压梯度力大，风速大，气流上升速度快，降水多，答案选A；2012年题则根据等压线和风向标判断出②、③处于低压槽附近且两侧风向、风速相差较大，所以一定会形成锋面，由于②北侧有强劲的冷空气（西北风），南侧有暖弱西南风，所以②形成冷锋；同理③处形成暖锋，若考查“连续性降水”，则定位于暖锋之前的③位置，因为暖锋降水大多位于锋前，答案选C。

2.动手绘图能力是模型应用较高层次

原理：1860年，荷兰气象学家白贝罗根据气压表的记录绘制出天气图，从中可得知风向和风速，使推断云的移动或者未来天气现象的变化成为可能，从而精确地解释了风的产生机制，其过程大致如下。

步骤一：绘制等压面（图8）。在图中首先找出最低气压值（996 hPa）各点，并用平滑的曲线将其连接起来，找出最高气压值（1 004 hPa）各点，也用平滑的曲线将其连接起来，最后绘制余下各点，形成等压线图，如图9。

步骤二：绘制锋面，并根据锋面气旋知识判断风、雨等天气现象。由于锋面多形成于地面气旋的低压槽中，找到槽线（图10中的AB和CD处）并用虚线绘出，根据大气水平运动的原理绘出E、F、H、G四点的风向和判断这四点的风力强度以及AB、CD两处锋的性质、雨区，从而推断各点的天气状况。

步骤三：根据即时数据进行实时监测和修正天气系统模型，形成动态的天气预报。

案例：图12为地面风预报示意图，根据形势预报，未来12小时低压将向东北移到虚线所示的位置，即B站未来12小时将处于低压的后部，相当于原来A站所处低压的位置。读图12，回答下列问题。

（1）若气旋强度不变，试描述B站锋面过境前后风向和风速的变化。

（2）若气旋强度不变，当该天气系统由陆地移到同纬度海面时，试分析风速和风向会发生哪些改变。

修模分析：本题属于“动态天气预报”，与高考命题趋势吻合。人们常说“风向变打冷战，风一急就下雨”，这个谚语与冷锋活动有关，第（1）题，B随着锋面气旋的移动，由冷锋锋前变为冷锋锋后，风向由西南风转换为西北风，温度降低，等压线由稀疏变为稠密，风速变大。第（2）题，若下垫面由陆地变为海洋，摩擦力变小，风速变大，根据表1“近地面风向判断”可知风向与等压线之间的夹角将变小，风向也有了变化。