内容正文:
课程标准
素养目标
运用示意图等,说明热力环流原理,并解释相关现象。
1.区域认知:通过不同地点下垫面受热状况、等压面图,认识不同区域的热力环流。
2.地理实践力:利用热力环流、风的形成原理,解释日常生活中相关的地理现象。
3.综合思维:利用等压面图,综合分析热力环流的成因及影响;利用等压线图,分析南(北)半球近地面或高空的风向、风力状况。
大气热力环流
1.大气运动的意义、能量来源和成因
2.热力环流
(1)原因:地面冷热不均。
(2)形成过程:地面冷热不均→空气的上升或下沉→同一水平面上的气压差异→大气的水平运动。具体如下图所示:
大气的水平运动——风
1.形成的直接原因:水平气压梯度力。
2.影响大气水平运动的作用力
作用力
方向
大小
对风的影响
风速
风向
水平气压梯度力
始终与等压线垂直,由高压指
向低压
等压线越密集,水平气压梯度力越大
水平气压梯度力越大,风速越大
垂直于等压线,由高压指向低压
地转偏向力
始终与风向垂直
大小随纬度增加而增加,赤道上为零
不影响风速的大小
北半球向右偏,南半球向左偏,赤道上不偏转
摩擦力
始终与风向相反
大小与下垫面性质有关。下垫面越粗糙,起伏越大,摩擦力越大,反之越小
使风速减小
与其他两力共同作用,使风向斜穿等压线
3.高空风与近地面风
类型
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
风向
与等压线平行
与等压线斜交
旁栏边角·做一做
阅读教材人教必修第一册第37页图2.12 城市热岛环流示意,完成以下问题。
1.城市中心地区为什么称为“热岛”?
提示:人工建筑物较多,绿地、水体等面积较少(或地面硬化面积大),地表增温加快;城市大气污染较重,产生的氮氧化物、二氧化碳、粉尘等物质可以大量吸收环境中的热辐射,加剧温室效应的影响;工厂多,机动车和居民生活释放大量废热。
2.城市热岛环流对市区大气污染物有什么影响?
提示:受城市热岛效应的影响,近地面的风一般由郊区吹向市中心,不利于市区大气污染的水平扩散。在城市中心区,气流以上升运动为主,空气中有较多的粉尘等凝结核,如果空气中酸性物质较多,有可能通过成雨过程形成酸雨降落。
3.列举减弱城市热岛效应的有效措施。
提示:提高城市绿化覆盖率、增加水体面积;实现建筑物合理规划布局,增加空气流通性;节能减排。
易混易错·辨一辨
1.高空高气压区的气压高,但高空高气压区的气压并不大于垂直方向上近地面低气压区的气压。
提示:在热力环流中,高空气压的高低、近地面气压的高低,是相对于同一水平面而言的。气压在垂直方向上,随着海拔升高,气压降低。这是因为在垂直方向上气压的高低,取决于不同高度所承担的空气柱的长度不同。
2.等压线密集区的风力并不一定大于等压线稀疏区的风力。
提示:风力大小取决于水平气压梯度力的大小,而不是取决于等压线的疏密。在同一等压线图中,等压线密集的区域,水平气压梯度力大,风力大,等压线稀疏的区域,水平气压梯度力小,风力小。但是在不同的等压线图中,由于比例尺不同或者等压线之间数值的差异,等压线密集区域的水平气压梯度力不一定大于等压线稀疏区域的水平气压梯度力,所以风力不一定大。
创新情境·析一析
穿堂风也叫过堂风,是气象学中一种空气流动的现象,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,太阳高挂,不需要空调同样取得了纳凉的效果。下面图1为四川某山区的传统民居景观图,民居坐北朝南,房前一般为水泥或石子院坝,屋后种植林木;图2为该民居穿堂风示意图。
1.为什么民居屋前铺设石子地面、屋后种植林木,可以明显增强夏季穿堂风?
提示:石子地面增温较快,林木增温较慢,增强了房前房后的温差,从而增强了房前房后的水平气压梯度力。
2.冬季,白天为什么人们紧闭屋后窗户,开启前门?
提示:(冬季)紧闭屋后窗户,可以阻挡来自北方的冷空气,同时切断穿堂风;开启前门,利于屋内与院坝之间对流,从而保持室内温度,同时使室内空气流通,减少疾病发生。
热力环流
(2019·海南卷)山谷风是山区昼夜间风向发生反向转变的风系。白天太阳辐射导致山坡上的空气增温强烈,暖空气沿坡面上升,形成谷风;反之,则形成山风。祁连气象站位于祁连山中段的山谷中,山谷风环流较为强盛。下图示意2006年8月24日该气象站记录的山谷风风向、风速的变化。据此完成(1)~(2)题。
(1)祁连气象站所在地谷风的风向是( )
A.偏南风 B.偏东风
C.偏北风 D.偏