“冰凍之河”為何部分河段不結冰——以北美圣勞倫斯河為例

張麗娟

（長春吉大附中實驗學校, 吉林 長春 130000）

溫帶大陸性氣候區冬季平均氣溫低于0℃，很多河流有結冰、封凍現象。北美的圣勞倫斯河地處美國東北部，是一條著名的“冰凍之河”，我們一般認為，河流全河段冬季均結冰，然而在2015年高考新課標II卷第9題卻考查該河流冬季可能不結冰河段的位置，沒有選擇緯度較低的河段，顛覆了大多師生的常規推理，錯誤率極高。本文查找了相關資料，結合中國吉林豐滿水電站對松花江的影響，分析、推理，發現落差大的河段水流速度快，水電站排出的熱水也會升高附近河段水溫，因此推測出圣勞倫斯河普雷斯科特至康沃爾河段可能不結冰。通過查找百度百科對圣勞倫斯河的介紹，驗證了該結論。由此啟示我們，不僅要總結水文特征的結論，還要重視分析水文特征成因的生成過程。

一、真題呈現

（2015·新課標II卷9～11，9）圣勞倫斯河（圖1a）是一條著名的“冰凍之河”。圖1b示意蒙特利爾年內各月氣溫和降水量。據此完成下題。

圖1 圣勞倫斯河水系及氣候統計圖

根據圖示信息推測，冬季可能不結冰的河段位于

A.安大略湖至普雷斯科特河段

B.普雷斯科特至康沃爾河段

C.蒙特利爾至魁北克河段

D.魁北克以下河口段

【答案】B

二、質疑探討

【提出疑問】很多老師和學生對此產生了疑問，為什么“普雷斯科特至康沃爾河段” 冬季可能不結冰？為什么不選擇緯度較低的“安大略湖至普雷斯科特河段”呢？

【知識回顧】氣溫是影響結冰與否的主要因素，哪些因素會影響氣溫的高低呢？

在一個標準大氣壓下，純水0℃結冰。即河流結冰的必要條件是最冷月月均溫要至少低于0℃。而影響氣溫高低的因素主要有太陽輻射、大氣環流、下墊面、人類活動等（見圖2）。

圖2 影響氣溫的因素

考慮太陽輻射因素對氣溫的影響，在北半球緯度越高，氣溫越低，結冰期越長。我國冬季0℃等溫線大致與秦嶺-淮河一線重合，以此為界，以南地區的河流流經濕潤地區，水量豐富，汛期長，含沙量少，冬季河流不結冰。以北地區的河流流經半濕潤或半干旱地區，水量不大，汛期較短，且冬季河流有結冰現象，例如黃河、鴨綠江、松花江、黑龍江等，其中黑龍江結冰期最長。

考慮人類活動因素對氣溫及水溫的影響，圖例中有個關鍵信息——水電站，水電站會升高流經河水的溫度，并影響下游地區。例如自從黃河小浪底水庫運行后，隨著防凌庫容增大，調控能力增強，出庫水溫升高，使下游相應河段的封河長度減少了35%，封河冰量減少了82%。又如 “吉林八景”之一 “松江霧凇”的形成與此也相關。經研究表明，形成霧凇的自然條件是足夠的低溫和充分的水汽。冬季的吉林市-20℃以下的天數達到60～70天，然而穿城而過的松花江水卻從不結冰。這是因為吉林市的豐滿水電站大壩在上游將松花江江水攔腰截斷，形成一個巨大的人工湖泊松花湖。湖水經過水電站發電機組后溫度有所升高，使得豐滿大壩下幾十公里江面臨寒而不凍。而且江水與空氣之間存在的溫差，利于水蒸氣凝結到兩岸的樹木和草叢中，形成大量美麗的霧凇。圖3為松花江豐滿水電站附近河段水溫變化圖。

從圖3a可知，水溫在經過松花江豐滿水電站后異常升高。從圖3b分析可知，水電站上游（東南方向）已結冰，而下游（西北方向）尚未結冰。

圖3 a 水溫變化折線圖

圖3 b 遙感及水溫變化圖

影響河流結冰的因素除了氣溫以外還有流水速度、河水鹽度、地質條件等。當水流速度過快，紊流擾動增強，即使在0℃以下，河水也很難結冰，例如黃河壺口瀑布、美國尼亞加拉大瀑布的冰期均短于周圍區域內同緯度的河流。若水中含有沙、鹽等雜質，水的結冰溫度（結冰點）會降低。隨著工業化、城市化進程加快，流經城市的河流中溶入了太多來自工業廢水與生活污水中的雜質，河流難以結冰，例如遼寧葫蘆島市內的茨山河因污染嚴重而冬季不結冰，被百姓稱為“溫泉河”。若河流下面的地質條件不穩定，發育有火山熔巖通道，易形成溫泉，例如內蒙古阿爾山哈拉哈河-40℃河水不結冰，牛兒照常飲水吃草。

【聚焦真題】通過分析出題者意圖、提取圖例信息、結合生活常識經驗，最終摒棄思維定式，推導出普雷斯科特到康沃爾河段可能不結冰。

本題中根據設問“冬季可能不結冰”直接推理說明該河段冬季水溫較高或流速較快而難以結冰。閱讀圖例可發現“水電站”信息，說明河流落差大，水流急，河水不易結冰。結合常識“水電站附近如果河流結冰將如何實現發電功能？”來推理，再結合小浪底水庫與吉林豐滿水電站會升高水溫的案例，可證明B選項“普雷斯科特至康沃爾河段”冬季可能不結冰。而由于北美五大湖至圣勞倫斯河口段緯度較高，溫帶大陸性氣候區的“安大略湖至普雷斯科特河段”沒有理由不結冰，所以A選項是錯誤的。

事實的確如此。經過上網查詢百度百科可知，圣勞倫斯河位于美國東北部，與加拿大交界，緯度位置為44°N～50°N。上承五大湖水，向東北流入圣勞倫斯灣。冬季漫長而嚴寒，河流封凍期長達5個月，凌汛危害嚴重。該河上游有一系列急灘，自普雷斯科特到康沃爾為國際急灘段。在天然情況下，一般冬季安大略湖到普雷斯科特的大部分河段封凍，72km的國際急灘段不封凍，產生大量流冰，常使康沃爾急灘周圍的河道產生冰塞。

三、反思演繹

綜上，遇到無法用常規思路解決的問題時，我們首先要回歸教材，分析考查的知識對應教材中哪個章節；其次提取圖文材料信息，分析設問關鍵詞，尤其要注意圖例、標注中哪個信息還沒有派上用場；再次揣摩高考出題者意圖，想要考什么；若實在解決不了，可能是生僻的地理知識，建議查閱專業的文獻資料，如百度百科、中國知網、地理相關官方網站、中國國家地理雜志等。

經過探討該類問題，給高考復習的啟示是：常規教學時不僅要重視總結、識記水文特征，還要重視分析水文特征生成的原因及過程。例如分析河流流量大、季節變化大的原因、凌汛的形成過程等。此外高考題中考查的新問題往往是從平常所學的舊知識遷移過來的，所以應該引導學生多分析往年高考題，分析其涉及的區域、知識與能力立意、考查具體知識點、總結做題方法等。

下面兩道變式題均以北美中高緯度河流、港口為背景考查水文特征。變式題1考查影響港口封凍期長短的因素，變式題2（1）考查圣勞倫斯河不同河段水文特征的差異，屬于比較類題目，只需簡答水文特征差異，不需要解釋原因。圖例與標注中的水位差是重要信息，會影響流速與結冰期。變式題2（2）考查影響降雪的因素，需要分析降雪形成的過程。

【變式練習1】

圖4為“某地區部分港口分布示意圖”。完成（1）～（2）題。

圖4

（1）導致a港口解凍日期比其他港口晚的主要因素是

A.地形 B.經度 C.緯度 D.洋流

（2）b、c、d三港口封凍期由長到短排序正確的是

A.c>d>b B.d>c>b

C.c>b>d D.b>c>d

【變式練習2】

（2011·浙江卷）圖5為世界某區域示意圖，下表為圖5中甲、乙兩城市的氣候資料。完成下列問題。

圖5

月份 甲 乙氣溫（℃） 降水（mm） 氣溫（℃） 降水（mm）1 -6.7 45.6 -12.4 90.04 6.0 64.0 3.3 75.57 20.5 76.6 19.1 118.510 8.9 63.0 6.5 96.0

（1）圣勞倫斯河是世界上水位最穩定的河流之一，說明其原因。比較①、②河段水文特征的差異。（12分）

（2）簡述“雪帶”（降雪量明顯多于周邊地區）分布的特點，并解釋原因。（8分）

附：變式練習題答案與解析

【變式練習1】

（1）C （2）A

【解析】

（1）圖示北美大陸，a港口在哈得遜灣沿岸，緯度高受北冰洋寒冷氣流影響大，結凍時間長。選C正確。

（2）b在大陸西岸是溫帶海洋性氣候，沿岸地區受暖流影響大，溫度較高；c在內陸五大湖沿岸，溫帶大陸性氣候，且平原地形南北縱貫，北冰洋冷空氣影響大，溫度低；d在大陸東部，受東部山地阻擋，海洋影響較弱；相比三地，c地大陸性最強，封凍時間最長，b地的海洋性最強，冷的時間最短。選A正確。

【變式練習2】

（1）流域內降水的季節變化小，五大湖的調節作用明顯。①河段較②河段流速快、流量小、冰期短。

（2）分布在湖的東、南岸。五大湖地區冬季多西風和西北風；冷空氣經過湖面時，增溫增濕；經過湖面后，暖空氣上升，水汽凝結形成降雪，出現雪帶。

【解析】

（1）河流水位影響因素是降水和湖泊的調節能力。根據表格，得出降水均勻。河流水文特征包括水位、流速、流量、冰期、含沙量等方面。根據圖中所示水位差，可以得出河段①的流速更大，且①河段在上游，緯度較低，因此流量較小，冰期較短。

（2）根據圖中所示可以容易得出降雪帶的分布位置。降雪的影響因素包括水汽含量與水汽遇冷。學生要掌握三個知識點和基本原理：①大氣如何運動才會遇冷？（上升運動）②冬季，北美洲中部平原地區受來自北美高壓的西北風或西風影響，風從湖面吹向東南方。經過湖面時，增溫增濕（水汽來源）③帶走湖面水汽并向東岸和南岸海拔較高的湖岸地區做上升運動（類似迎風坡），遇冷容易形成降雪。考查地理事物的分布描述；降雪的影響因素。