新教材高中地理 必修第一册 第2课时 大气运动Word下载.docx
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水平气压梯度力。
(2)根本原因:
地面受热不均。
2.形成风的作用力
作用力
方向
对风的影响
风速
风向
水平气压梯度力
垂直于等压线,由高压区指向低压区
呈正相关
与水平气压梯度力的方向一致,即风向垂直于等压线
地转偏向力
始终与风向垂直;
北半球向右偏转,南半球向左偏转
无关
在不受摩擦力作用的情况下,风向最终与等压线平行
摩擦力
与风向相反
呈负相关
在三个力的共同作用下,风向与等压线斜交
[判一判] 判断下列说法的正误。
①水平气压梯度力越大,风速越大。
(√)
②地转偏向力只改变风向,不改变风速。
③摩擦力只改变风速,不影响风向。
(×
)
[微思考] 随着海拔的升高,风向与等压线的夹角如何变化?
提示 海拔越高,摩擦力越小,风向与等压线夹角越小,即风向与等压线几乎平行。
识误区
气温高处的气压不一定都低
比较气压值的高低要在同一水平面上,气温越高,气压越低;
同一地点,海拔越高,气温越低,气压也越低。
讲学法
风压定律
高空风压定律为:
背风而立,高压在右(北半球),南半球相反。
近地面风压定律为:
背风而立,高压在右后(北半球)
大气运动的意义
大气运动使不同地区热量,水分得以交换,影响各地的水热状况,形成了各种复杂天气现象,也会导致气候变化,进而影响着区域自然地理环境。
探究点一 热力环流
情境探究
[情境]三国后期,诸葛亮北伐中原、六出祁山。
一次将司马懿父子及所率魏军围困在葫芦峪,然后遍山燃起大火,欲将敌方全部烧死。
原来,葫芦峪地处两山之间,地势低洼,入口处狭窄,每次只能一人一马通过,而谷内却能容纳
1000多人。
此地就像个葫芦,正是设防歼敌的绝妙地带。
司马父子自度难逃此劫,抱头痛哭等死。
不料突然一场大雨浇灭了大火,司马氏得以死里逃生。
见此状,诸葛亮仰天长叹道“谋事在人,成事在天,不可强也”。
[探究](区域认知、综合思维)从热力环流的角度,分析葫芦峪突降大雨的原因。
提示 葫芦峪位于山谷中,大火使葫芦峪近地面空气受热,沿山坡上升,冷却凝结而降雨。
素养凝练
1.城市风
(1)成因分析——“城市热岛”的形成是突破口。
(2)影响与应用:
一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。
2.海陆风
(1)成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。
海陆风使海滨地区气温日较差较小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。
3.山谷风
(1)成因分析——山坡的冷热变化是关键。
山谷(小盆地)常因夜间冷的山风吹向谷底(盆地),使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。
所以,山谷(小盆地)地区不宜布局大气污染型工业。
素养应用
例1:
(2019·
北京市第二次合格考)某游客在游览北戴河海滨的游记中写道:
“北戴河真不愧是避暑胜地,无论是白天还是夜晚,这里的风都凉爽柔和,让人感觉十分畅快。
但白天和夜晚的风向是完全不同的。
”读“北戴河海滨一日内大气运动示意图”,完成
(1)~
(2)题。
(1)图中序号表示“凉爽柔和”晚风的是( )
A.①B.②
C.③D.④
(2)解释北戴河海滨一日内风向变化主要原理是( )
A.水循环B.大气受热过程
C.热力环流D.大气垂直分层
解析 第
(1)题,图1陆地气流上升,说明此时气温高,为白天;
图2为夜间。
风是指近地面的大气的运动,所以③表示晚风。
第
(2)题,海陆热力性质差异导致海陆风风向变化,因此体现的原理是热力环流。
答案
(1)C
(2)C
探究点二 大气水平运动
[情境]风筝受风平衡,放飞时经常会打旋、摇摆,不容易飞上天。
一旦风筝飞到足够高的上空后,则相对稳定。
[探究](综合思维、地理实践力)简析风筝飞得较高后才比较稳定的原因。
提示 近地面有摩擦力,风速风向略有变化;
风筝飞到一定高度后,摩擦力较小,风速更大、风向更稳定,所以风筝飞行才能更稳定。
1.不同情况下的风向与受力
风是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用的结果,其中水平气压梯度力是形成风的直接原因。
受力不同,风的表现也不同,具体如下表所示(以北半球为例):
风
示意图
理想风
F
与等压线垂直
高空风
F、P
与等压线平行
近地面风
F、P、f
与等压线斜交
注:
F为水平气压梯度力,P为地转偏向力,f为摩擦力,v为风向。
2.风向的判断
第一步:
画水平气压梯度力。
其具体方法是在等压线图中,按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压并且与等压线垂直,但并非一定指向低压中心),表示水平气压梯度力。
第二步:
画风向。
其具体方法是首先确定南、北半球,然后用左(南半球)右(北半球)手,面向水平气压梯度力的方向向右(北半球)或左(南半球)偏转30°
~45°
角(近地面风向可依此角度偏转,若为高空,则偏转90°
,即与等压线平行),画出实线箭头,即为经过该点的风向。
如下图所示(以北半球为例)。
3.风力的判读
风力的大小取决于水平气压梯度力的大小,因此,等压线密集处——水平气压梯度力大——风力大。
如下图,风力:
A>B>C>D。
例2:
下图为北半球等压线图(单位:
hPa)。
读图并结合所学知识回答
(1)~
(2)题。
(1)如果所示等压线位于近地面,F1、F2、F3为A处空气所受的外力的方向,则F1、F2、F3依次为( )
A.摩擦力、水平气压梯度力、地转偏向力
B.水平气压梯度力、摩擦力、地转偏向力
C.地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力
D.摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力
(2)如果所示等压线位于高空,F1为水平气压梯度力方向,则风向是( )
A.①B.②
解析 第
(1)题,水平气压梯度力的方向应与等压线垂直,且由高压指向低压,故F1为水平气压梯度力,只有B项符合该要求,所以可以判断B项正确。
第
(2)题,高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用,风向与等压线平行,又因位于北半球,故可以判断④表示的方向正确。
答案
(1)B
(2)D
鲁教版P32“活动”
海陆风形成示意
湘教版P80-81“阅读”
山谷风
山谷风是在天气晴朗的山地区域,风向昼夜间发生反向转变的风。
日出后山坡受热,空气增温快,空气密度变小,但山谷上方同高度的空气增温较慢,密度仍较大。
因而空气自山谷沿山坡上升,形成谷风。
相反,夜间山坡辐射冷却比山谷上方同高度的空气要快,因而气温下降、空气密度增大均较山谷上方同高度空气更快,使空气沿山坡流向山谷,形成山风。
由于白天山坡受热所造成的温差,比夜间辐射冷却所造成的温差要大,因此谷风的风速大于山风。
谷风沿山坡上行时,常可形成山顶积云,有时甚至出现阵雨。
山区与平原之间,有时也出现山谷风特征,如北京气象台的天气预报中,常有“白天风向北转南,夜间风向南转北”的语句,这种风向昼夜相反的变化,就是北京北部山区与平原地区之间的山谷风效应所造成的。
中图版P51“案例研究”
城市热岛效应产生的原因
首先,城市的高大建筑和水泥、柏油等路面,比郊区大面积的植被和土壤表面吸收和储存了更多的太阳辐射,导致热量吸收多;
其次,城市地面大部分透水性较差,蒸发量小,导致热量散失少。
城市温度较高的另一个原因是人为热源多,如家用电器、工业生产和交通运输等都会释放热量。
知识微网
核心要点
1.热力环流是由于地面冷热不均而形成的,它是大气运动的一种最简单的形式。
2.近地面受热,空气膨胀上升,形成高气压;
冷却空气收缩下沉,形成低气压。
3.地面受热不均是形成风的根本原因,水平气压梯度力是形成风的直接原因。
4.在水平气压梯度力的作用下,风向垂直于等压线,由高压区流向低压区。
5.在不受摩擦力作用的情况下,风向与等压线平行。
6.在三个力的共同作用下,近地面风向与等压线斜交。
(2020·
山东临沂高一上学期期末)为了避免在切洋葱时眼睛流泪,人们在实践中想了很多办法,其中在砧板边放置点燃的蜡烛就能有效解决这一问题。
下图示意切洋葱的场景。
据此完成1~3题。
1.此生活技巧所体现的地理原理为( )
A.大气的保温作用B.大气的热力环流
C.大气的削弱作用D.大气的温室效应
2.下列四图中能够正确解释上述原理的是( )
3.为了增强切洋葱时的防护效果,人们还可以( )
A.将洋葱先进行加热
B.在有阳光照射的地方切
C.喷洒香水改善气味
D.在冰箱中冷却洋葱
解析 第1题,在砧板边放置点燃的蜡烛,可以形成热力环流,把有刺激味道的洋葱气味带走,故选B。
第2题,点燃的蜡烛气温高,气流上升,形成环流圈,故选D。
第3题,在冰箱中冷却洋葱,使洋葱周边的气温更低,热力环流更强,可迅速带走洋葱的刺激味道。
答案 1.B 2.D 3.D
(2020·
湖北葛洲坝高一期末)读形成某半球近地面的气压场及各种力的示意图,完成4~5题。
4.下列说法正确的是( )
A.图示气压场位于北半球
B.图中F2是使风力增强的地面摩擦力
C.图中等压线数值L1<L2
D.图中F3是使风向向左偏的地转偏向力
5.图中促使大气产生水平运动的原动力是( )
A.F1B.F2
C.F3D.F2、F3的合力
解析 第4题,图中风向向左偏,气压场位于南半球;
图中F2是使风力减小的地面摩擦力;
水平气压梯度力垂直等压线,由高压指向低压,为图中的F1,因此图中等压线数值L1>L2;
图中F3是使风向向左偏的地转偏向力,D正确。
第5题,促使大气产生水平运动的原动力是水平气压梯度力,垂直等压线,由高压指向低压,为图中的F1,A正确;
F2为摩擦力、F3为地转偏向力。
答案 4.D 5.A
6.阅读图文资料,完成下列要求。
某同学利用自己制作的学具(左图),在教室中模拟演示“热力环流”过程。
实验开始前(左图),学生观察到学具中间悬挂的锡纸条没有明显的水平摆动。
实验开始后,学生点燃蜡烛,并在纸杯中放入冰块,逐渐观察到两张锡纸条有明显的摆动(右图)。
多次重复实验,学生发现结果相同。
(1)该实验结果可以说明________________________________________。
(2)依据左图、右图及实验过程,请在下图中连续绘出热力环流的形成过程,并在环节3中标出近地面气压状况。
(3)为了更好地观察到实验现象,参与实验的学生想让锡纸条的摆动幅度更大,请提出你的建议。
解析 第
(1)题,“热力环流”是因近地面温度高低不同引起的大气环流形式,锡纸条一侧为点燃的蜡烛,另一侧为冰块,温度差异明显,冷热不均会引起大气的运动。
第
(2)题,①在点燃蜡烛与放入冰块前,锡纸条两侧温度相同,没有明显的大气运动;
②锡纸条左侧蜡烛点燃,升温;
右侧放入冰块,降温;
③气温高、气流上升;
气温低,气流下沉;
④气流上升,近地面形成低压;
气流下沉,近地面形成高压。
高空与近地面气压性质相反,在水平方向上,气流从高压流向低压。
第(3)题,想让锡纸条的摆动幅度更大,说明风力更大,因此应考虑增大锡纸条两侧的温差、减少外界的影响等方面。
增大锡纸条两侧的温差可以选择增加蜡烛与冰块的数量,也可以在不改变蜡烛与冰块数量的前提下,缩小空间范围。
答案
(1)冷热不均会引起大气的运动
(2)
(3)选择更轻薄的纸进行实验,增加蜡烛与冰块的数量。
(或缩小学具尺寸、增加学具的密封性等。
合理即可)(至少两条)
合格考——大显身手
一、选择题
坝上草原篝火晚会是最吸引人的旅游项目,参与晚会的游客发现,篝火火堆越大,烟气上升越高。
据此回答1~2题。
1.篝火火堆越大,烟气上升越高的主要原因是篝火中心( )
A.风力大B.亮度大
C.气温高D.气压高
2.下图中能反映篝火堆及其周边烟气运动情况的是( )
解析 第1题,点燃篝火,人为制造了同一水平面的温度差异,会形成小型的热力环流。
第2题,篝火堆温度高,气流上升;
周边温度低,气流下沉。
近地面的空气就从气压较高的四周流向气压较低的篝火堆,高空空气则由篝火堆流向周边,从而形成了热力环流。
答案 1.C 2.B
广东6月学考)小明暑假去新疆沙漠地区旅游,发现绿洲附近风向具有明显的昼夜反向的特点。
读图并结合所学知识,完成3~4题。
3.白天M地的风向为( )
A.西南风B.东北风
C.东南风D.西北风
4.造成该地区风向昼夜反向的原因是下垫面( )
A.地形地貌差异B.降水差异
C.热力性质差异D.海拔高低差异
解析 第3题,受绿洲与沙漠热力性质差异影响,夏季白天沙漠升温快,气温高,气压低,绿洲气温较低,空气由绿洲吹向M地沙漠,受向右的地转偏向力的影响,风向为西北风。
第4题,造成该地区风向昼夜反向的原因是下垫面热力性质差异,沙漠白天升温较快,气压比绿洲低,夜晚降温快,气压比绿洲高。
人类活动差异不影响昼夜风向;
降水差异、高低差异,没有昼夜变化。
答案 3.D 4.C
山东济宁高一上学期期末)风向标是测定风向的气象仪器,箭头指示风的来向。
图1为浙江省某中学的校园气象站,风向标安装在太阳能电池板的上方;
图2为浙江省此时海平面等压线(单位:
百帕)分布图。
据此完成5~6题。
5.此时,当地的风向是( )
A.东南风B.东北风
C.西南风D.西北风
6.该中学可能位于( )
A.衢州B.温州
C.台州D.宁波
解析 第5题,浙江位于北回归线以北的地区,为了最大限度的利用太阳能资源,太阳能集热板面朝南侧,根据风向标中箭头指示风的来向与太阳能集热板之间的关系,判断当地此时的风向为东南风。
故选A。
第6题,根据右图中等压线进行风向的判断,右图中衢州吹西北风;
温州吹西南风;
台州吹东南风,宁波吹东北风,结合上题可知,该地吹东南风,位于台州,故选C。
答案 5.A 6.C
读赤道附近海域某时刻海平面等压线分布图(单位:
百帕),完成7~8题。
7.此时O点的风向更接近于(注:
海上摩擦力忽略不计)( )
A.甲B.乙
C.丙D.丁
8.O点附近等压面与下图中接近的是( )
解析 第7题,赤道附近不受地转偏向力影响,若海上摩擦力忽略不计,则气流运动仅受水平气压梯度力作用,风向与受力风向一致。
水平气压梯度力垂直等压线从高压指向低压。
故A正确。
第8题,材料显示该图为海平面等压线分布图,因此应为近地面,排除A答案。
图中显示气压从西向东逐渐增加,高压区等压面向上凸出,故B正确。
答案 7.A 8.B
山东济南高一上学期期末)下图为莱芜雪野湖沿湖区域某时刻测得的湖陆风垂直结构示意图,图中①处右侧彩旗随风飘扬。
据此完成9~10题。
9.据图可知,此时( )
A.①处为陆风,观测时为夜晚
B.②处可能为阴雨天气
C.①处为湖风,观测时为夜晚
D.④处盛行上升气流
10.对①、③两处风力大小的判断,正确的是( )
A.①处风力大,因为①处水平气压梯度力大
B.①处风力大,因为①处摩擦力小
C.③处风力大,因为③处水平气压梯度力大
D.③处风力大,因为③处摩擦力小
解析 第9题,读图根据彩旗随风飘扬的方向,判断出风是由湖面吹向陆地,吹湖风。
应为白天,白天陆地增温快,近地面气温高,盛行上升气流,可能为阴雨天气;
而湖面增温慢,气温低,盛行下沉气流,可能为晴天。
选D。
第10题,①③是同一地点的近地面和高空的风,①是近地面的风,会受到地面和空气之间及运动状况不同的空气层间的摩擦力的影响,而③是高空的风受到的摩擦力小,所以③处风力大,选D。
答案 9.D 10.D
二、综合题
11.(2020·
山东青岛高一上学期选科抽测)阅读图文资料,完成下列要求。
下图示意某时段山谷等压面分布。
(1)该时段反映的是 (白天或夜晚)的 (山风或谷风)。
(2)简述该时段山谷风的形成过程。
(3)根据热力环流原理,在实线处用箭头绘出气流的运动方向。
解析 第
(1)题,等压面下凹,说明山谷气压低,风从山顶吹向山谷,所以该时段反映的是夜晚的山风。
第
(2)题,由上题可知,该时段为夜间,从热力原因描述山谷风的形成即可。
第(3)题,中间两组箭头向上,两侧箭头向下。
答案
(1)夜晚 山风
(2)夜间,山坡辐射冷却比山谷上方同高度空气要快,因而气温下降、空气密度增大均较山谷上方同高度空气更快,使空气沿山坡流向山谷,形成山风。
(3)如下图。
12.阅读图文资料,完成下列要求。
材料一 风能是炙手可热的绿色能源,但越来越多的研究表明,全球变暖可能正一点一点地“侵蚀”着这个能源“新星”。
国家气候中心的一项最新研究显示,近50年来,我国大部分地区的风速越来越慢——也就是说,风变小了。
材料二 某海岸附近的等压面示意图。
(1)当发生材料二中图示情况时,应出现于下图中的 (时段)。
(2)据材料一中,“近50年来,我国大部分地区的风速越来越慢——也就是说,风变小了”,若材料二图示为我国现在的等压面示意图,则图中a、b间等压面的弯曲程度应该比50年前 (变大或变小)。
(3)试在材料二图中画出此时的热力环流方向。
(4)下图为材料二图示地区的水平气压分布图,图中箭头表示所处位置的最终风向。
①该图所示地区位于 半球(南或北)。
②在图中箭头处画出风所受的力,用f1表示水平气压梯度力、f2表示地转偏向力、f3表示摩擦力。
解析 第
(1)题,材料二中海洋表面等压面上凸,为高压,海洋表面气温低于陆地表面。
第
(2)题,“风变小了”说明水平气压梯度力变小,单位距离间的气压差变小,故a、b间的等压面弯曲程度也变小。
第(3)题,材料二中近地面海洋气压大于陆地气压,高空相反,根据气压高低可判断热力环流方向。
第(4)题,依据图示最终风向相对于水平气压梯度力右偏,可确定该地区位于北半球。
答案
(1)8~16时
(2)变小
(4)①北 ②如下图。
等级考——小试牛刀
江苏扬州第一学期期末)下图为某湖泊(阴影部分)示意图,读图完成1~2题。
1.下列各图示意湖泊与周边陆地之间的热力环流剖面,与实际情况最相符的是( )
A.甲、乙B.丙、丁
C.甲、丙D.乙、丁
2.有关该地区叙述正确的是( )
A.夜晚湖泊中心降水概率较周边小
B.白天湖泊中心降水概率较周边小
C.白天沿湖地区多陆风,夜晚相反
D.湖泊中心气温日较差较周边地区大
解析 第1题,夜晚,湖泊比热容量大,降温慢,气温高于四周,b处空气膨胀上升,形成低气压,四周湖岸降温快,气温低于湖泊,a、c、d、e空气冷却下沉,形成高气压,近地面风从a、c、d、e吹向b,高空相反,与图丙表示的热力环流相似,丙图符合题意;
白天,湖泊比热容量大,升温慢,气温低于四周,b处空气冷却收缩下沉,形成高气压,四周湖岸升温快,气温高于湖泊,a、c、d、e受热膨胀上升,形成低气压,近地面风从b吹向a、c、d、e,高空相反,与图丁表示的热力环流相似,丁图符合题意;
甲、乙两图所示的热力环流不存在。
综上所述,与实际情况最相符的热力环流剖面是丙、丁,B符合题意,排除A、C、D。
第2题,夜晚,湖泊气温高于湖岸,盛行上升气流,湖泊中心降水概率较周边大,A错误。
白天,湖泊气温低于湖岸,盛行下沉气流,因此湖泊中心降水概率较周边小,B正确。
根据上一题判断可知,白天沿湖地区多湖风,夜晚相反,C错误。
湖泊热容量大,升温慢,降温慢,导致湖泊中心气温日较差较周边地区小,D错误。
答案 1.B 2.B
浙江4月选考)下图为某地近地面垂直方向气温、气压分布示意图(图中虚线为等温线、实线为等压线)。
完成3~4题。
3.若该地位于我国西北沙漠地区,则其成因和空气垂直运动正确的是( )
A.动力 辐合上升B.热力 辐合上升
C.动力 下沉辐散D.热力 下沉辐散
4.易形成这种大气物理状况的是( )
A.夏季白天的内陆湖面B.冬季晴朗夜晚的谷底
C.夏季晴朗白天的郊区D.冬季暖流流经的海面
解析 第3题,图中虚线为等温线,中心向上隆起,表明该地气温高于周边地区;
实线为等压线,中部下凹,表明该地气压低于周边地区。
图中示意的是热低压中心的温压剖面,这种现象是由当地空气受热做垂直上升运动形成的,B正确。
第4题,根据上题分析,这种大气物理状况是由于大气受热形成的,冬季暖流流经的海面大气受热最有可能出现这种现象,D正确;
夏季白天的内陆湖面因水的比热容较大,水温较低,湖面空气冷却下沉,A错误;
冬季晴朗的夜晚,因山坡空气迅速冷却,空气冷重而沿坡面下滑,流向谷底,并抬升谷底的暖气流,谷底温度偏低,B错误;
夏季晴朗的白天,受城市热岛效应的影响,城区气温高于郊区,城区受热上升的暖气流在郊区附近冷却下沉,C错误。
答案 3.B 4.D
5.阅读图文材料,完成下列要求。
图1为某时刻海陆等压面示意图,图2为四川某地传统民居穿堂风(穿堂风是流动于建筑物内部空间的风。
我国许多地区民居设计都充分考虑了穿堂风,在炎热的夏季能取得较好的纳凉效果)示意图。
(1)读图,比较①、②、③、④数值大小并排序:
气压:
气温:
。
(2)比较①、②的降水概率:
,昼夜温差:
(3)屋前石子地面屋后种植林木,可以明显增强夏季穿堂风。
请运用热力环流原理加以解释。
解析 第
(1)题,从图中可以看出,气压中高度越高气压越低,故①②大于③④;
据“高压处等压面上凸,低压处等压面下凹”规律可知,①等压面下凹故为低压,②等压面上凸故为高压,而近地面与高空相反,故④为低压,为③高压。
故气压排列是:
②>
①>
③>
④。
近地面大气温度越高气压越低
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