内容正文:
热 力 环 流
莘县实验高中 王丽敏
【考情透析】明确目标、有的放矢!
课程标准 考查重点 命题特点 命题趋势
运用示意图等,说明热力环流原理,并解释相关现象。
近五年高考考查主要集中在局地热力环流的成因及影响方面。结合具体区域和情境,综合地、动态地考查热力环流原理、过程和时空变化,注重综合思维、区域认知等核心素养的考查。 该部分试题主要考查原理的实际应用,考查必备知识、关键能力、学科素养等。多以选择题考查。
以小尺度区域为载体,通过图文资料创设情境及问题,从时空综合的角度,小切口考查热力环流原理的迁移运用能力等。
张家口赛区位于河北省张家口市崇礼区,建设有4个竞赛场馆。其中,国家跳台滑雪中心、国家越野滑雪中心和国家冬季两项中心三大场馆建设在古杨树山谷之中。国家跳台滑雪中心将承担北京冬奥会跳台滑雪、北欧两项的比赛。这是我国首座符合国际标准的跳台滑雪场地。两条106米和140米的标准赛道倾斜而下,犹如中国古代文化“如意”的S曲线,因此被形象地称为“雪如意”。
问题1:画出古杨树场馆群山区的山谷风,分析形成原理。
问题2:下图示意M点所在水平面上的等压线分布及空气质点的瞬时受力平衡情况。在图中画出M点风向。
问题3:利用热力环流原理,延伸拓展上、下坡风与上、下古风。
学习任务:合作探究,展示成果
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古杨树场馆群地处山区,占地约420ha,包含三条山谷。建设用地的最小高程为入口区的1620m,最大高程为跳台出发区的1771m。其中,国家跳台滑雪中心高程为1635~1771m,国家越野滑雪中心高程为1636~1722m,国家冬季两项中心高程为1657~1720m(残奥赛道高程为1646~1677m)。
1.画出古杨树场馆群山区的山谷风,解析形成原理。
学习任务:自主完成,展示成果
M
热力环流形成过程
地面冷热不均
大气的垂直运动
同一水平面上气压的差异
同一水平面上气压差异
大气水平运动
热 力 环 流
山谷风
海陆风
城市风
由于山地属于多风环境,而风对雪上运动影响极大,比如正式的跳台滑雪比赛需要控制风速在3m/s以下。针对国家跳台滑雪中心,首先对大尺度风场进行CFD模拟,运用GIS技术将需要防风的赛道设置在背风的山谷中段,利用自然山脊形成天然的挡风墙;其次,借助建筑“如意”造型的侧翼结构为赛道挡风;最后,通过风洞试验,对建筑体型进行验算与修正。通过上述技术措施,大大减少了后期防风网的设置和建筑用钢量,减少了项目投资。
M
学习任务:自主完成,展示成果
M
M
2.下图示意M点所在水平面上的等压线分布及空气质点的瞬时受力平衡情况。在图中用 画出M点风向。
大气的水平运动——风
风形成的过程分析
高空的风主要受水平气压梯度力和地转偏向力影响,最终风向和等压线平行。
近地面风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响,最终风向斜穿等压线。
【注意】 读图判断等压线图上的风向时,要注意区分近地面与高空:近地面要考虑摩擦力,风向与等压线斜交;高空一般不考虑摩擦力,风向与等压线平行;随着高度的增加,风向与等压线的夹角逐渐减小。
山谷风包括沿山谷走向的上谷风、下谷风和垂直于山谷走向的上坡风、下坡风。2022年2月北京冬奥会冬季两项(越野滑雪和射击)比赛在河北省张家口市举行,赛场位于该市古杨树村的山谷中,比赛多选择在17时开始。图左示意1-3月该山谷上、下谷风的风向日变化,图右示意该山谷上、下谷风及实测风的风速日变化。据此完成下面小题。
学习任务:合作探究,展示成果
3.该山谷的大致走向及地形特征是( )
A. 东西走向,西高东低 B. 东西走向,东高西低
C. 南北走向,南高北低 D. 南北走向,北高南低
4. 据图推测与该山谷背景风风向一致的是( )
A. 上谷风 B. 下谷风 C. 上坡风 D. 下坡风
5.北京冬奥会冬季两项比赛多选择在17时开始,主要原因是( )
①风速对比赛干扰较小②国内直播收视率较高③赛道雪面不容易融化④现场观看比赛视线好
A ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
3. B 4. A 5. A
上谷风
下谷风
(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。据此完成下面小题。
(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