第二章第三节第2课时热力环流与大气的水平运动.docx
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第二章第三节第2课时热力环流与大气的水平运动
第2课时 热力环流与大气的水平运动
知识点一 热力环流形成的原理
1.大气运动的原因
太阳辐射在地表的差异分布,造成不同地区气温不同,并导致水平方向上各地间的气压差异,引起大气运动。
2.热力环流的形成
(1)垂直运动
(2)水平运动
[图表导读]
读教材图2-29,思考下列问题。
(1)在第一幅图中,等压面自下而上数值变化有何特点?
(2)当地面受热不均时,首先引起空气什么方向的运动?
(3)同一水平面上的气压高低与等压面凹凸有何对应关系?
(4)试说明热力环流的形成过程。
提示:
(1)自下而上越来越小。
(2)受热区空气产生上升运动,冷却区空气产生下降运动。
(3)等压面向上凸起的地方是高压区,等压面向下凹的地方是低压区。
(4)地面冷热不均→空气的垂直运动→同一水平面的气压差异→空气的水平运动。
材料一 电视剧《三国演义》中“火熄上方谷”一集讲述了这样一个故事:
公元234年春,诸葛亮在上方谷设伏兵,安排大将魏延诱敌深入。
当司马懿等人追进上方谷时,山上士兵立即投下石块堵塞谷口,同时引燃谷内干柴。
刹那间,上方谷硝烟弥漫,火海一片。
正当司马懿父子以为必死无疑时,天空竟然乌云密布,接着就下起大雨,司马懿感谢苍天保佑,趁机逃脱。
该战十分惨烈,打扫战场时发现四周山顶覆盖着未烧尽的衣服和草木灰。
诸葛亮叹道:
“谋事在人,成事在天。
”“火熄上方谷”与热力环流有关,下图为热力环流形成示意图。
(1)结合材料探究:
①近地面气温与气压之间的关系如何?
②同一地区近地面气压与高空气压的关系如何?
③气流是否总是从高压区流向低压区?
材料二 当大范围的大气环流较弱时,特别是晴朗的日子,海滨地区白天往往吹海风,而晚上却吹陆风;在山区,白天往往吹谷风,夜晚则多吹山风;城市有“热岛效应”,城市和郊区间就出现城市风。
这些都是生活中常见的热力环流现象,如下图。
(2)结合材料探究:
海陆风、山谷风以及市区和郊区之间的热力环流是如何形成的?
提示:
(1)①热力环流中气温与气压的关系如下图所示。
②同一地区,越向高空,气压越低。
③图中的高压、低压是相对于同一高度而言的,在同一高度,水平方向上气流总是从高压区流向低压区,如图中a、b、c、d所示。
垂直方向上气流不一定从高压区流向低压区。
(2)海陆风的形成如下表所示。
白天陆地比海洋增温快,近地面陆地气压低于海洋,风从海洋吹向陆地,形成海风
夜晚陆地比海洋降温快,近地面陆地气压高于海洋,风从陆地吹向海洋,形成陆风
山谷风的形成如下表所示。
白天山坡比山谷升温快,气流上升,气压低,暖空气沿山坡上升,形成谷风
夜晚山坡比山谷降温快,气流下沉,气压高,冷空气沿山坡下沉,形成山风
市区与郊区之间的热力环流如下图所示。
1.图解热力环流的形成过程
2.判断陆地与海洋、城市与郊区:
冬季,近地面等压面凹(高空凸)是海洋;夏季,近地面等压面凹(高空凸)是陆地。
城市,近地面等压面凹(高空凸);郊区,近地面等压面凸(高空凹)。
[方法技巧] 等压面图的判读方法
等压面是空间气压值相等的点组成的面,等压线是同一水平面上大气压值相等的点组成的线。
等压面图表示气压的垂直分布状况,等压线图表示气压的水平分布状况。
(1)在同一地点不同海拔高度上,海拔越高,气压越低。
如图PA>PE。
(2)在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。
如图PA (3)无论是低空还是高空,高压区等压面都向高空凸起,低压区等压面都向低空凹陷,即“凸高凹低”。 读“等高面与等压面关系示意图”,完成下列各题。 (1)图中①~⑤点,气压最高的是________,气压最低的是________。 (2)A、B两地受热的是________地,空气________;冷却的是________地,空气________。 (3)用“→”画出图中的热力环流。 (4)若该热力环流发生于城区与郊区之间,则A、B中代表城区的是________,依据是________________________________________________________________________。 (5)若图中A处为海洋,B处为陆地,则该热力环流出现在________(填“白天”或“夜间”)。 解析: 解决该题的关键是抓住知识间的内在联系,逐步突破,具体分析如下: 答案: (1)④ ⑤ (2)B 膨胀上升 A 冷却下沉 (3)图略(其热力环流的画法应是近地面由A→B,高空由B→A,垂直方向A地下沉,B地上升)。 (4)B B地受热,空气上升,为市区 (5)白天 知识点二 大气的水平运动 1.风形成的直接原因: 水平气压梯度力。 2.主要作用力及特征 字母 作用力 特征 F1 水平气压梯度力 垂直于等压线,并指向低压 F2 摩擦力 始终与风向相反,使风速减小 F3 地转偏向力 始终与风向垂直 3.风向 [图表导读] 读教材图2-31,思考下列问题。 (1)图示三个力中,大小和方向均不变的是哪一个力? 其特点是什么? 提示: 水平气压梯度力,其大小由水平气压梯度决定,方向是由高压指向低压,垂直于等压线。 (2)图示三个力中,影响风力大小的有哪些? 提示: 有水平气压梯度力和摩擦力。 水平气压梯度力是影响风力大小的主要因素,而摩擦力有减小风力的作用。 材料一 诗歌《风的故事》中写道: “我走在田野上,风儿从后面追了上来,它调皮地打着旋儿,把我的头发弄乱。 我问: ‘风儿,你上哪儿去? ’风儿只是呼呼地叫着,不肯回答。 ”风向、风速是我们生活中经常关心的问题。 下面是北半球近地面和高空风向及受力分析比较表。 风 受力作用 图示 风向 高空 风 受两力作用 (F1、F2) 风向与等压 线平行 近地 面风 受三力作用 (F1、F2、F3) 风向与等压 线成一夹角 (1)结合材料探究: ①图中F1、F2、F3分别表示哪三个作用力? ②高空风和近地面风与等压线的关系有何不同? 为什么? 材料二 风向是指风的来向。 例如,由西北方吹来的风,就叫西北风;由东北方吹来的风,就叫东北风。 下面是某地某时海平面等压线图(北半球)。 (2)结合材料探究: ①判断甲、乙两处风向并说明判断步骤。 ②甲、乙两处风力较大的是哪一处? 为什么? 提示: (1)①F1表示水平气压梯度力,F2表示地转偏向力,F3表示摩擦力。 ②高空风风向与等压线平行,是在水平气压梯度力和地转偏向力二力达到平衡下形成的;近地面风风向与等压线成一夹角,是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三力达到平衡的结果。 (2)①甲处为西北风,乙处为偏南风。 第一步,在等压线图中画出过该点的等压线的切线并作垂直于切线由高压指向低压的虚线箭头,表示水平气压梯度力的方向。 第二步,确定南、北半球后,面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°~45°角,画出实线箭头,即为经过该点的风向。 ②甲、乙两处比较,乙处的风力较大,因为乙处等压线密集,单位距离的水平气压梯度力大,风力大。 1.水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的特点 力的 名称 产生原因 方向 大小 作用 水平气 压梯 度力 高低压之间存在气压梯度 垂直于等压线并由高压指向低压 水平面单位距离气压梯度力越大,水平气压梯度力越大 形成风的直接原因 地转偏 向力 由于地球自转产生的一种促使沿地表作水平运动的物体偏离其运动方向的力 垂直于风向,北半球向右偏,南半球向左偏 赤道地区为零,向两极逐渐增大 只改变风向,不改变风速 摩擦力 地面与空气之间,以及运动状况不同的空气层之间产生的阻力 与风向相反 与下垫面状况有关,与风速的大小有关 减小风速,不直接改变风向,对近地面大气的运动影响显著 2.三种力对风的影响(以北半球为例) [方法技巧] (1)风向的判定 ①定水平气压梯度力。 阅读等压线,判断气压高低,并按垂直于等压线(垂直于该点等压线的切线)、由高压指向低压的原理画出水平气压梯度力(画成虚线)。 ②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。 ③定偏转角度。 分清是高空还是近地面的气流,若是近地面,受三个力的作用,最终风向与等压线有一定的角度(30°~45°);若是高空,风向与等压线平行。 按照以上方法即可绘出风向(绘成实线箭头)。 如下图(以北半球为例): (2)风速的判定 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。 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。 如海面上的风速大于沿海、陆地,内陆荒漠地区的风速大于绿洲。 下图示意某一等高面,M、N为等压线,其气压值分别为PM、PN,M、N之间的气压梯度相同。 ①~⑧是只考虑水平受力,不计空气垂直运动时,O点空气运动的可能方向。 据此完成 (1)~(3)题。 (1)若此图表示北半球,PM>PN,则O点风向为( ) A.⑥或⑦ B.②或⑥ C.④或⑧D.③或④ (2)若此图表示高空等高面,PM A.③或④B.②或⑧ C.③或⑦D.⑥或⑦ (3)近地面,空气做水平运动时,所受摩擦力与地转偏向力的合力方向( ) A.与空气运动方向成180°角 B.与空气运动方向成90°角 C.与气压梯度力方向成90°角 D.与气压梯度力方向成180°角 解析: 第 (1)题,若此图表示北半球,PM>PN,则O点风向应考虑两种情况,近地面为⑥;高空由于忽略摩擦力的作用,向右偏转至与等压线平行,即⑦。 第 (2)题,高空不考虑摩擦力,所以风向应与等压线平行。 由于不确定此图所在半球,所以在北半球高空应为③,在南半球高空应为⑦。 第(3)题,在近地面,水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同影响风向和风速。 两力的合力与另一力的方向成180°角。 答案: (1)A (2)C (3)D 课堂小结——这节课你有没有掌握以下内容? 重点必背 1.热力环流形成的原因是什么? 2.近地面气温与气压之间的关系如何? 3.形成风的根本原因是什么? 为什么? 4.水平气压梯度力的方向有何特点? 5.高空风和近地面风风向有何差异,为什么? 6.地转偏向力和摩擦力对风向和风速的影响。 微点拨 1.在同一地点,气压随高度的增加而降低。 2.通常所说的高气压、低气压是指同一水平高度上的气压高低状况。 比较气压的高低要在同一水平高度上进行比较,垂直方向上同一地点上空的气压总是随高度的增加而下降。 3.等压面弯曲方向与气压高低的关系遵循“高高低低”的原则: 等压面凸起是高压区,下凹是低压区。 4.判断气压高低,既要考虑高度因素,又要结合等压面的凹凸状况。 [学生用书P53] 知识点一 热力环流形成的原理 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,高空形成高压 B.同一地点气压随高度的增加而降低 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: 选D。 水平方向空气总是从高压流向低压,但垂直方向不一定。 2.读下面“某季节我国东部沿海高空等压面示意图”,图中A、B、C、D四地气压大小的排列顺序正确的是( ) A.D>C>A>B B.A>B>D>C C.C>D>A>BD.C>D>B>A 解析: 选A。 从图中高空等压面的弯曲看,A处向上凸出,说明A处气压较同一水平面高,同时也说明近地面的C地气压较低;B处向下凹,说明比同一水平面的气压低,而与之相对应的D地则气压较高,由此可判断气压D>C>A>B。 3.下面四幅图表示的热力环流中,错误的是( ) 解析: 选C。 白天,沿海地区陆地升温快,形成低压,近地面大气从海洋吹向陆地。 故C图不正确。 4.地面受热不均,会引起近地面和高空等压面的变化。 下图所示等压面分布图中,正确的是( ) 解析: 选B。 近地面受热形成低压,冷却形成高压;高空气压与近地面气压相反。 根据等压面规律,高压凸向高空,低压凹向低空,B图正确。 知识点二 大气的水平运动 5.形成风的直接原因是( ) A.地球引力 B.太阳辐射能 C.水平气压梯度力D.地转偏向力 解析: 选C。 大气的水平运动是由水平方向的气压梯度力引起的,即水平气压梯度力是形成风的直接原因。 6.下图为北半球等压线分布示意图(箭头表示风向),风向正确的是( ) 解析: 选B。 由题干可知为北半球,风由高压吹向低压,向右偏转,为西南风。 [学生用书单独成册] 读下图,完成1~2题。 1.如果此图为热力环流侧视图,则以下说法正确的是( ) A.引起热力环流的原因是地面冷热不均 B.温度: A>B>C>D C.热力环流是大气运动最复杂的形式 D.气压: D>A>B>C 2.如果此图表示山谷风示意图,那么上升气流③表示的可能是( ) ①白天的谷地 ②白天的山坡 ③夜晚的谷地④夜晚的山坡 A.①②B.②③ C.③④D.①④ 解析: 第1题,热力环流的形成是由于地面的冷热不均,它是大气运动的最简单的形式。 第2题,白天,因山坡上的空气增温强烈,气流上升,气压下降,于是谷底空气沿坡上升,形成谷风;夜间因山坡空气降温较快,气流冷却下沉,谷地降温较慢,温度较高,气流上升,形成山风。 所以上升气流③表示的可能是白天的山坡和夜晚的谷地。 答案: 1.A 2.B 暑假期间,济南市的某同学到威海市旅游,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 下图是北半球500百帕等压面天气图。 读图回答5~6题。 5.等压面上A点的风向应是( ) A.东北风B.东南风 C.西南风D.西北风 6.这种情况下决定风向的力应是( ) A.水平气压梯度力和摩擦力的平衡力 B.水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的平衡力 C.水平气压梯度力和地转偏向力的平衡力 D.地转偏向力和摩擦力的平衡力 解析: 图中5100米~5800米是北半球500百帕等压面上的等高线,根据等压面上等高线与等高面上的等压线之间的一致性关系,可读出该高空水平面上气压分布是: 南部气压高、北部气压低;又因在5000米左右的高空,摩擦力很小,故在水平气压梯度力和地转偏向力的作用下形成西北风。 答案: 5.D 6.C 读北半球某区域等压线分布图,回答7~8题。 7.图中①、②、③、④四个箭头中风向表示正确的是( ) A.①B.② C.③D.④ 8.图中①、②、③、④四处风力最大的是( ) A.①B.② C.③D.④ 解析: 第7题,图示区域位于北半球,风向应该是在水平气压梯度力的基础上右偏而形成,而水平气压梯度力应由高压指向低压,所以图中③正确。 第8题,在同一幅等压线分布图上,等压线越密集的地方,水平气压梯度力越大,风力就越大。 图中③处等压线最密集。 答案: 7.C 8.C 9.读华北地区某城市2014年11月13日20时的气温(单位: ℃)实况图,回答下列问题。 (1)此图反映了城市所具有的________效应。 在这种效应的作用下,如不考虑其他因素,城郊之间的风向应该是________________。 (2)形成此图所示效应的主要原因是( ) A.城市生产和生活活动释放大量热量 B.城市建筑对太阳辐射的反射率大 C.城市高层建筑的不断增多 D.城市上空云量少,对太阳辐射的削弱作用小 (3)一般而言,城市的降水几率________(大于或小于)郊区,主要是因为________________________________________________________________________。 (4)据下图画出城区和郊区近地面的等压面及等温面示意图。 (5)上图中A地能否建水泥厂? 为什么? 解析: (1)城区气温高,而郊区气温低,反映了城市具有的热岛效应。 (2)形成城市热岛效应的主要原因是城市生产和生活活动释放大量的热量。 (3)由于城区空气对流上升运动强烈及烟尘多,导致城区降水几率大于郊区。 (4)近地面,城区等压面向近地面弯曲,等温面向高空凸出,郊区相反。 (5)主要考虑当地盛行风向及城郊热力环流。 答案: (1)热岛 由郊区吹向市区 (2)A (3)大于 城区空气对流旺盛;城区凝结核多,水汽容易凝结 (4)略。 (5)不能。 该地冬季盛行西北风,A位于盛行风的上风向;A地离市区太近,在城郊热力环流圈内,水泥厂的粉尘和废气等污染物能流向市区。 10.读近地面风形成示意图,完成下列各题。 (1)产生大气水平运动的原动力是________(填字母)。 (2)图中箭头V表示A点空气匀速运动方向,此图是________(南、北)半球气压分布图,判断理由是________________。 (3)由图可知,近地面风向与等压线的关系是________。 (4)F1、F2、F3对风速有明显影响的是________(填字母),只影响风向的是________(填字母)。 A、C两点相比,风力较大的是____________,原因是____________________。 (5)在图中画出B、C两点的风向。 解析: 第 (1)题,大气水平运动的原动力是水平气压梯度力,为F1。 第 (2)题,相对于水平气压梯度力F1,风向左偏,为南半球。 第(3)题,近地面风向与等压线斜交。 第(4)题,地转偏向力不影响风速,只影响风向,摩擦力和水平气压梯度力影响风速。 第(5)题,根据A点风向的判定即可得出B、C两点的风向。 答案: (1)F1 (2)南 在地转偏向力影响下,风向向左偏 (3)斜交 (4)F1、F3 F2 C点 C点等压线密集,水平气压梯度力大 (5)画图略。 (B点为西北风,C点为东北风) 图中曲线表示近地面的等压面,读图完成1~2题。 1.此时,图示区域气流运动的叙述,正确的是( ) A.近地面由水库流向裸地和林地 B.近地面分别由裸地和林地流向水库 C.裸地气温日较差较小 D.水库盛行下沉气流 2.若图中裸地附近的等压面为一天中弯曲幅度最大时,则此时为( ) A.午后2时左右 B.午夜前后 C.日出前后D.正午前后 解析: 第1题,此时水库气压低,因此区域近地面气流由裸林和林地流向水库;裸地气温日较差最大;水库为低气压,所以气流是上升的。 第2题,从图中看裸地处的等压面向上弯曲,说明裸地气压高,水库处气压低,从而判断裸地气温低于水库。 裸地由于比热容小,白天气温高于水库,晚上气温低于水库,到日出前后裸地气温达最低值,与水库温差最大,所以气压差也达最大,其弯曲幅度也最大。 答案: 1.B 2.C 读“北半球某地近地面与高空气压状况(热力环流)示意图”。 回答3~4题。 3.关于图示甲、乙、丙、丁四地的说法,正确的是( ) A.气温: 甲>乙>丁>丙 B.海拔: 丙>丁>甲>乙 C.密度: 乙>甲>丁>丙 D.气压: 甲>乙>丙>丁 4.此时,图中M地吹________风( ) A.东北B.东南 C.西北D.西南 解析: 第3题,根据高压向高处凸,低压向低处凹的原则,同一水平面气压值: 甲处>乙处,丁处<丙处;气温低,空气收缩下沉,密度增大,气压增大,气温高,空气受热膨胀上升,密度变小,气压减小;对于同一地点,不同海拔的甲丁处、乙丙处,海拔低的大气密度大,气压高,气温高;因此气压值甲>乙>丙>丁,密度甲>乙>丙>丁,气温乙>甲>丙>丁,所以D项正确。 第4题,P甲>P乙,且此地位于北半球,故M地风向为东北风。 答案: 3.D 4.A 5.我国东南一滨海城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海城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)简析海风对沿海城市大气环境的有利影响。 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,降低城市“热岛效应”,增加空气湿度,改善城市的空气质量。
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- 第二 三节 课时 热力 环流 大气 水平 运动