高中教育高中地理第二章自然地理环境中的物质运动和能量交换212热力环流和风学案中图版必修1Word格式.docx

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摩擦力

与风向相反

减小风速

C

地转偏向力

与风向垂直

使风向在北半球右偏，南半球左偏

2.风向

类型

受力情况

风向

高空的风

水平气压梯度力和地转偏向力

与等压线平行

近地面的风

水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力

与等压线斜交

【思考感悟】　等压线的疏密与水平气压梯度力有何关系？

对风力有何影响？

提示　等压线密集处，气压梯度大，水平气压梯度力也大，风力也大；

等压线稀疏处，气压梯度小，水平气压梯度力也小，风力也小。

[预习效果自测]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．关于热力环流的叙述，错误的是（　　）

A．热的地方近地面形成低压，其高空形成高压

B．热力环流是由冷热不均引起的

C．同一水平面上的气压差异是形成大气水平运动的直接原因

D．无论水平方向，还是垂直方向，空气总是从高压流向低压

解析　水平方向，空气总是由高压流向低压；

垂直方向不一定。

答案　D

（20xx·

宁夏银川一中）热力环流是大气运动最简单的形式。

据此完成2～3题。

2．地面上不同地区的热量差异会引起空气流动。

下面示意图中符合热力环流原理的是（　　）

3．市区和×

×

区之间形成热力环流的原因是（　　）

①市区比×

区气温高　②×

区比市区气温高　③近地面气压市区比×

区高　④近地面气压市区比×

区低

A．①③B．①④C．②③D．②④

解析　第2题，气温高，空气膨胀上升；

气温低，空气收缩下沉，故D项错误。

白天陆地增温快，空气上升，形成低压，海洋增温慢，空气下沉，形成高压，故A项错误。

受“热岛效应”影响，近地面风一般由×

区吹向市区，故C项错误。

夜晚山坡气温下降快，冷空气沿坡面流向谷底形成山风，而山谷中的空气被迫上升，故B项正确。

第3题，市区人口密集，生产、生活及交通排放大量的人为热，形成“热岛”，气流上升，近地面形成低压；

区比市区气温低，气流下沉，形成高压，气流由×

区流向市区。

答案　2.B　3.B

4．下图是形成北半球近地面风的各种力的示意图，据图，下列说法正确的是（　　）

①a是使空气水平运动的水平气压梯度力　②b是使风向偏转的地面摩擦力　③c是使风向发生变化的水平气压梯度力　④c是使风向向右偏转的地转偏向力

A．②③B．①③

C．①④D．③④

解析　水平气压梯度力与等压线垂直，由高压指向低压，为图中a；

地转偏向力与风向垂直，北半球使风向向右偏转，为图中c。

答案　C

5．下图为北半球等压线分布示意图（箭头表示风向），其中风向正确的是（　　）

解析　由题干可知为北半球，风由高压吹向低压，在地转偏向力作用下向右偏转，为西南风。

答案　B

探究点一　热力环流

【案例探究】　在一个长、宽、高分别是2米、1米和1米，且六面都封闭的透明玻璃缸内，底面两侧分别放置一个电炉（有导线连到缸外）和一大盆冰块。

在玻璃缸内壁顶面中部贴一张下垂的纸片A，在玻璃缸内壁底面中部贴一张竖立的纸片B（如下图所示）。

在电炉通电一段时间之后，根据纸片A、B的偏动情况，可以模拟验证某一地理原理。

结合材料探究：

（1）在电炉通电一段时间之后，纸片A、B是如何偏动的？

（2）试解释纸片A、B偏动的原因。

（3）该实验验证的原理是什么？

提示　

（1）纸片A向右偏，纸片B向左偏。

（2）电炉通电一段时间之后开始发热，空气膨胀上升，低处形成低气压，高处形成高气压；

冰块处较冷，空气冷却下沉，低处形成高气压，高处形成低气压。

这样，同一水平面气压出现明显的差异，空气就由高压处流向低压处。

故纸片A向右偏动，纸片B向左偏动。

（3）冷热不均引起的热力环流。

【反思归纳】

1．热力环流的形成

热力环流是由地面冷热不均而形成的一种环流形式。

结合等压面示意图对其形成过程分析如下：

可简单归纳为：

近地面冷热不均→气流的垂直运动（上升或下沉）→近地面和高空在同一水平面上气压差异→大气的水平运动→热力环流。

方法技巧　热力环流的形成过程，要抓住“一个关键、四个步骤”

（1）“一个关键”是确定近地面两点的冷热。

热容量大的地球表面（如海洋），白天温度较低，夜晚温度较高；

热容量小的地球表面（如沙地），白天温度较高，夜晚温度较低。

（2）“四个步骤”。

①热上升、冷下沉——近地面热空气上升，近地面冷空气下沉。

②热低压、冷高压——近地面冷的地方形成高压，近地面热的地方形成低压。

③近地面和高空气压性质相反——近地面为高压，其高空为低压；

近地面为低压，其高空为高压。

④水平气流从高压流向低压。

2．等压面图的判读与应用

（1）概念：

等压面是空间气压相等的各点所组成的面，常用来表示同一水平面上不同区域的气压状况及差异。

（2）分布规律和特点。

①气压的垂直递减规律。

由于越向高处，地球引力越小，导致大气密度随高度增加而降低。

不同高度的大气所承担的空气柱高度不同，导致气压在垂直方向上随着高度增加而降低。

如上图：

在空气柱L1中，PA′>

PA>

PD>

PD′；

在空气柱L2中，PB>

PB′>

PC′>

PC。

②同一等压面上的各点气压相等。

如上图中PD′＝PC′、PA′＝PB′，

综上分析可知：

PB>

（3）等压面的凹凸与气压高低的关系。

因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，进而等压面发生弯曲，即等压面凸向高空的为高压，下凹的为低压，可形象地记忆为“高凸低凹”。

并且高空和近地面同一地点气压高低相反，即等压面凹凸相反，如下图所示：

（4）综合应用。

（以等压面为背景，结合气压的分布规律）等压面有以下主要用途：

①判断气压高低。

A．比较同一地点不同高度的气压值。

判读依据：

由近地面向高空，气压值递减。

如图中PA>

Pa>

PC，PB>

Pd>

Pb

B．比较同一水平面上不同点的气压值。

等压面高凸低凹，如Pa>

Pb；

近地面与高空气压高低相反。

例如：

⇒PB>

PA

②判断近地面的气温高低。

近地面温压相反。

Pa高⇒PA低⇒TA高（A地热，B地冷）

③判断下垫面性质。

A．判断陆地与海洋、季节或月份。

夏季热，陆地比海洋更热，陆地形成低压；

冬季冷，陆地比海洋更冷，陆地形成高压。

例如，若上图为北半球7月份图⇒北半球为夏季⇒近地面低压的为陆地

Pa高⇒PA低⇒A为陆地，B为海洋

若上图B为陆地，则Pb低⇒PB高⇒TB低⇒陆地冷，为冬天⇒南半球为夏季或北半球为冬季

B．判断×

区与×

区。

区是“热岛”，气温高的为×

例如，Pa高⇒PA低⇒TA高（热）⇒A为城市

C．判断绿地与裸地。

绿地同海洋，裸地同陆地。

3．常见的热力环流形式

（1）海陆风

①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。

②影响与应用：

海陆风使海滨地区气温日较差减小，夏季气温低，空气较湿润，是避暑的好地方。

（2）山谷风

①成因分析——山坡的热力变化是关键。

山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，大气稳定，易造成大气污染。

所以，山谷地区不宜布局有污染的工业。

（3）市区与×

区之间的热力环流

①成因分析——“城市热岛”的形成：

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在下沉距离之外。

【即时巩固】　读“某区域等高面与等压面的关系示意图”，回答

（1）～（4）题。

（1）列表比较A、B两地大气物理性质及天气状况。

A地

B地

气温

气压

气流垂直运动方向

（2）在图中用“→”画出热力环流。

（3）若图示区域热力环流为白天的海陆风，则A、B两地为陆地的是________，当地吹________风。

（4）如果A、B之间的温差增大，则该区域的热力环流势力将________（增强、减弱）。

解析　第

（1）题，气压总是由近地面向高空递减，根据等压面可以判断出3000米高空气压的高低，近地面的气压状况与高空相反，即可判断出A处为高压，B处为低压。

第

（2）题，热力环流为由A→B，呈逆时针方向。

第（3）题，由于海陆热力性质的差异，白天陆地升温快，B表示陆地，当地的风由海洋吹向陆地。

第（4）题，如果A、B之间的温差增大，则A、B两处气流的垂直运动加强，A、B之间的气压差增大，该区域的热力环流势力将增强。

答案

（1）

低

高

下沉

上升

（2）画图略。

（提示　由A→B，逆时针）

（3）B　海　（4）增强

探究点二　风

【案例探究】

风——李峤（唐）

解落三秋叶，能开二月花。

过江千尺浪，入竹万竿斜。

这是一首描写风的小诗，它是从动态上对风的一种诠释和理解。

（1）风的形成受哪些力的影响？

（2）“过江千尺浪”说明风力较大，影响风力大小的最根本因素是什么？

提示　

（1）风的形成受气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的影响。

（2）影响风力大小的最根本因素是气压梯度力的大小。

气压梯度力越大，风力就越大；

气压梯度力越小，风力就越小。

1．风的形成及影响因素

（1）形成风的直接原因：

水平气压梯度力。

（2）风的受力状况与风向

高空风

近地面风

图示

（北半球）

受力

F1（水平气压梯度力）和F2（地转偏向力）共同影响

F1（水平气压梯度力）、F2（地转偏向力）和F3（摩擦力）共同影响

2．等压线图中风向、风速的判断

（1）风向判断的“三步骤”（以北半球为例）

第一步：

定水平气压梯度力。

在等压线图中，按要求画出过该点的切线，并过切点作垂直于切线的虚线箭头（由高压指向低压，但并非一定指向低压中心）表示水平气压梯度力的方向。

第二步：

定地转偏向力。

分清图示是哪个半球，面向水平气压梯度力的方向，若是北半球，风向向右偏；

若是南半球，风向向左偏。

第三步：

定最终风向。

①近地面：

在三力作用下，最终风向与等压线呈一定夹角（30°

～45°

）。

②高空：

风向与等压线平行。

按以上步骤绘出的风向（绘成实线箭头）如下（以北半球为例）：

（2）风速的判断

①在同一幅等压线分布图上，等压线密集的地方，水平气压梯度力大，风速大；

反之，等压线稀疏的地方，水平气压梯度力小，风速小。

②不同等压线分布图上，要判断单位距离内气压差，气压差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；

反之，则风力越小。

判断时要关注比例尺的大小。

③在水平气压梯度力相同的情况下，摩擦力越小，风速就越大；

反之，就越小，如海面上的风力大于沿海陆地，内陆荒漠地区的风力大于绿洲地区。

【即时巩固】　下图横实线为等压线，虚线为近地面风向轨迹图，据图完成下列问题。

（1）试比较②③两地的风力大小（　　）

A．②>

③B．②<

③

C．②＝③D．不能确定

（2）此时④地的风向为（　　）

A．西风B．东风C．西南风D．东南风

解析　第

（1）题，风力的大小与水平气压梯度力有关，水平气压梯度力越大，风力越大。

图中②地等压线密集，水平气压梯度力大，风力较大。

第

（2）题，从风向轨迹看，①→②→③→④风向不断右偏，可判断图示为北半球近地面。

面向④点水平气压梯度力方向，右偏30°

角即为实际风向。

风向指风的来向，判断④地风向为西南风。

答案　

（1）A　

（2）C

知识结构

晨背索引

1．说出热力环流的形成过程。

2．说出海陆风、山谷风、城市风的形成过程及影响。

3．说出等压面图的判读和应用。

4．说出形成风的三个力的方向、特点及对风的影响。

5．说出等压线图中风向和风力的判断方法。

对点练一　热力环流

1．某同学做地理演示实验：

把一盆热水和一盆冰块分别放入玻璃缸内的两侧，盖上胶合板，胶合板上有孔的一侧对着冰块盆。

点燃香，把香垂直从小孔插入到适当深度，观察玻璃缸内气流的运动状况。

该实验模拟的是（　　）

A．热力环流B．冷锋活动

C．垂直对流D．暖锋活动

解析　结合实验过程知，其模拟的是因冷热不均造成的大气运动状况，这是大气运动最简单的形式——热力环流。

答案　A

2．下面的等压面分布图中，正确的是（　　）

A．①②B．①③

C．①④D．②④

解析　根据等压面的凸凹可判断气压的高低。

地表受热，空气上升，近地面形成低压，等压面向下凹；

高空形成高压，等压面向上凸。

地表冷却，空气下沉，近地面形成高压，等压面向上凸；

高空形成低压，等压面向下凹。

暑假期间，×

市的某同学到×

市旅游，她发现当地风向具有明显的昼夜变化，并绘制如下示意图。

读图，回答3～4题。

3．图示时间（　　）

A．陆地气温较低B．正值白天

C．海面气压较低D．正值夜晚

4．造成上述大气运动的根本原因是（　　）

A．高低纬之间的热量差异

B．海陆之间的热量差异

C．水平气压梯度力

D．地转偏向力

解析　图示区域位于沿海，由于海陆热力性质的差异，白天吹海风，夜晚吹陆风。

结合图示烟雾的飘动方向可知是白天。

答案　3.B　4.B

对点练二　风

5．下列能正确反映北半球近地面和高空等压线（单位：

hPa）与风向关系的图是（　　）

解析　在北半球受地转偏向力的影响，实际风向应为水平气压梯度力方向向右偏，近地面偏转45°

左右，高空偏转90°

，所以选A。

课后作业

基础冲A练

读太阳墙工作原理示意图，完成1～2题。

1．太阳墙全新空调系统核心组件是太阳墙板，图示太阳墙所涉及的地理原理是（　　）

A．风从高气压区吹向低气压区

B．热力环流

C．气流辐合上升

D．大气环流

2．图示气流的动力主要来自于（　　）

A．气压梯度力B．地转偏向力

C．风能D．太阳辐射

解析　第1题，室内气温与室外气温存在差异，这样会导致空气的垂直运动，进而导致空气的水平运动，即形成热力环流。

图示太阳墙所涉及的地理原理是热力环流，B项正确。

第2题，热力环流形成的根本原因是太阳辐射对地面加热不均。

答案　1.B　2.D

浙江温州高一期末）读某山区降水量日变化统计图，完成3～4题。

3．图中显示的降水特点是（　　）

A．山顶昼雨少

B．河谷盆地夜雨多

C．河谷盆地日降水量变幅大

D．从河谷盆地到山顶，日降水量减少

4．造成山顶与河谷盆地降水日变化差异的直接原因是（　　）

A．热力环流B．太阳辐射

C．植被状况D．地形起伏

解析　第3题，图中显示出降水特点是河谷盆地夜雨多，原因是夜间河谷盆地散热慢，气温较高，从而形成上升气流，容易形成降水；

山顶白天降水多，原因是白天山顶气温上升快，气流上升，易降水；

河谷盆地日降水量变幅小；

从河谷盆地到山顶，日降水量增多。

故B项正确。

第4题，造成山顶与河谷盆地降水日变化差异的原因是热力环流。

山顶白天气温上升快，河谷盆地气温上升较慢，山顶因气流上升而形成降雨；

河谷盆地晚上散热慢，山顶散热快，河谷盆地因气流上升而成云致雨，故A项正确。

答案　3.B　4.A

下图为北半球等压线图（单位：

hPa）。

读图并结合所学知识回答5～6题。

5．如果图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、气压梯度力、地转偏向力

B．气压梯度力、摩擦力、地转偏向力

C．地转偏向力、摩擦力、气压梯度力

D．摩擦力、地转偏向力、气压梯度力

6．如果图示等压线位于高空，F1为气压梯度力方向，则风向是（　　）

A．①B．②C．③D．④

解析　第5题，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为气压梯度力，只有B项符合。

第6题，高空大气受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，风向右偏所以④表示的方向正确。

答案　5.B　6.D

7．下图示意我国某地区某日某时的气压形势，判断此时图中甲地的风向为（　　）

A．偏东风B．偏南风

C．东北风D．西北风

解析　在近地面等压线图上判定风向时应先确定水平气压梯度力的方向，即过甲点作等压线的垂线（画虚线），方向由高压指向低压。

面向水平气压梯度力的方向，（北半球）右偏30°

角，画出实线箭头，即过甲点的风向。

结合指向标，可判断风向为偏南风。

8．我国东南一滨×

市的高中地理兴趣小组开展了“海陆风的现象及其影响”小课题研究。

甲图是学生绘制的该滨×

市的海陆气温日变化图；

乙图是学生绘制的该地区海陆之间气流的运动状况图；

丙图是该城市海陆风的天数统计图。

请你根据所学知识，帮助他们完成这项研究。

“海陆风的现象及其影响”研究报告

（1）海陆风是沿海地区在一天之中，由于__________的差异，风向以一天为周期，随昼夜更替而转换。

它也是一种__________，是最基本、最简单的大气运动形式之一。

（2）图甲中代表陆地的序号是__________；

由图甲可推断，图乙中海风出现的时间约为__________。

A．18时～次日7时

B．4时～当日14时

C．16时～次日8时

D．6时～当日18时

（3）从图丙可知，一年中海陆风出现的天数，因季节而异，__________（季节）最少。

主要原因是什么？

（4）简析海风对沿×

市大气环境的有利影响。

解析　第

（1）题，海陆风是热力环流的一种表现形式，其成因为海陆热力性质差异引起的海陆受热差异。

白天，陆地吸热速度快，受热多，气流上升，形成低压，海洋上形成高压，风从海洋吹向陆地；

夜间，陆地散热速度快，受热少，气流下降，形成高压，海洋上形成低压，风从陆地吹向海洋。

第

（2）题，海洋比热容大于陆地，因此其温度变化比陆地小，昼夜温差小，图中①为陆地，②为海洋。

白天，陆地气温高，形成低压，吹海风。

第（3）题，从图丙可以看出，一年中冬季海陆风出现次数最少，此时我国受强盛的冬季风影响，海陆温差小，不易形成海陆风。

第（4）题，海风来自温度较低的海洋，有助于降低城市温度，增加空气湿度，使大气污染物扩散，改善城市的空气质量。

答案　

（1）海陆热力性质　热力环流

（2）①　D

（3）冬季　冬季风强盛从而掩盖了海陆风。

（4）海风从海上吹来，有利于降低城市“热岛效应”，增加空气湿度，改善城市的空气质量。

能力达标练

浙江省新安江水库建成后，在一个狭窄河流上出现了一个面积394平方千米的“湖泊”。

据此完成1～2题。

1．若该水库旁建某度假村，从热力环流角度考虑，下图中能正确反映水库与度假村之间近地面风向的是（　　）

A．①②B．③④C．①④D．②③

2．造成该地近地面风向日夜变化的原因是（　　）

A．太阳辐射B．大气环流

C．地面受热不均D．人为原因

解析　第1题，白天水库气温低，形成高压，风从水库吹向度假村；

晚上水库气温高，形成低压，风从度假村吹向水库。

第2题，地表物质（陆地、水库）不同，白天和夜晚的受热状况不同，导致近地面风向的昼夜变化。

答案　1.B　2.C

浙江杭州高一质检）雾是近地面大气层中出现大量微小水滴而形成的一种天气现象。

图中甲地经常出现浓雾迷漫的现象，据此完成3～4题。

3．下列四幅图中，与山谷出现浓雾时段的环流特征相符的是（　　）

4．图中甲地山谷浓雾弥漫数日不散，主要是因为（　　）

A．太阳辐射较弱B．气温较低

C．暖湿水汽充足D．风力较弱

解析　第3题，山谷地区，白天吹谷风，风是从谷地沿两侧山坡吹的上升气流，谷地中心是下沉气流，不会形成雾，B、D错。

夜晚吹山风，冷气流沿两侧山坡吹下，谷地中心是上升气流，底层受冷气流影响快速降温，形成下面冷，上面暖的逆温状态，出现浓雾天气，C对，A错。

第4题，浓雾天气出现条件，一是有逆温现象，一是静风天气。

太阳辐射弱、气温低、暖湿水汽充足对雾形成有影响，但不是浓雾持续几天的原因，A、B、C错。

风力弱，不能吹散雾，是持续几天的主要原因，D对。

答案　3.C　4.D

5.下图为某地海岸附近热力环流示意图。

如果该地气压场比较稳定，且等压线分布均匀，则（　　）

A．风由b吹向c，b地风力大于c地

B．风由b吹向c，b地风力小于c地

C．风由c吹向b，c地风力大于b地

D．风由c吹向b，c地风力小于b地

解析　白天陆地增温快，近地面风由海洋吹向陆地。

海面摩擦力小于陆地，所以海面风力较大。

下图示意某区域某日近地面等压线图，图中N地气压高于P地。

读图，完成6～7题。

6．N地风向为（　　）

A．东北风B．东南风C．西北风D．西南风

7．M、N、P、Q四地中，风力最强的是（　　）

A．M地B．N地C．P地D．Q地

解析　第6题，由题意可知，P地气压低于N地，则N地的水平气压梯度力垂直于N处的等压线，由北指向南；

根据纬度确定该地位于北半球，在地转偏向力的影响下，风向右偏，因而N地风向为东北风。

第7题，四地中，Q地等压线最密集。

答案　6.A　7.D

8．和谐社会深入人心，“创造和谐城市”是每个城市追求的目标。

某地理研究性学习小组就城市“热岛现象”展开了研究。

读图，回答下列问题。

（1）在图中用箭头标出市区与×

区之间热力环流的方向。

（2）简要分析导致市区气温高于×

区，形成城市“热岛”的原因。

（3）若在图中甲地建设卫星城镇或建设排放大量大气污染物的工厂，是否合理？

为什么？

（4）某学校以“营造绿色城市，呵护地球家园”为主题举行辩论会。

高一某学生提出要在×

区封山育林，来改善市区因地价高，绿化面积少