内容正文:
第二讲 热力环流与风
一、大气热力环流的形成
1.概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流。
2.形成过程
(1)描述过程:先垂直运动,后水平运动。
(2)探究原因:“冷热”导致垂直运动,“气压”决定水平运动
垂直运动
空气:受热→上升,冷却→下沉
水平运动
气流:高压→低压
3.判断关于热力环流中的“温压”“风压”关系表述的正误。
(1)(温压关系)下垫面温度低的地方形成低压,温度高的地方形成高压。(×)
(2)(风压关系)水平方向上,风总是从高压吹向低压。(√)
(3)(气压分布)在垂直方向上,随着海拔的升高,气温降低,气压升高。(×)
(4)(气压分布)高压和低压总是在同一水平面相对而言的。(√)
二、大气的水平运动
1.影响风的三种力
方向
大小
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
随纬度增加而增大,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
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
风向
与等压线平行
与等压线成一夹角
规律
①摩擦力越大,风向与等压线的夹角越大;②随着海拔的升高,风向与等压线的夹角越来越小
[知识体系·了然于胸]
提能点(一) 热力环流的形成及原理应用(演绎法学习)
一、常见的热力环流
1.海陆风形成与影响
(1)成因:海陆热力性质差异是前提和关键。
(2)影响: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.山谷风形成与影响
(1)成因:山坡的热力变化是关键。
(2)影响:①夜间山谷盛行上升气流,形成降水(多夜雨);②夜间冷的山风吹向谷底,使谷底和盆地内形成逆温层。
3.城市与郊区之间的热力环流
(1)成因:“城市热岛”的形成是突破口。
(2)影响:近地面风从郊区吹向城市,为城市带来清洁、凉爽的空气,有利于降低城区气温和改善城区的空气质量。
4.从案例看规律
风向差异
海陆风、山谷风的风向变化实质上不在于白天还是晚上,而在于不同下垫面区域的温度对比关系。不同的下垫面之间,只要存在热力性质差异,就存在气温差异,就会形成热力环流。正因为此,城市与郊区之间的风向昼夜相同
共同特征
两种不同下垫面之间在同一高度(一般是近地面)上因冷热不均而形成高压和低压
一般规律
在一定空间范围内,下垫面存在热力差异的两个区域之间,都会形成热力环流;热力差异越大,热力环流越显著;因热力差异导致不同下垫面的温度变化快慢的时间差异,近地面风向会随着昼夜变化而发生改变。如湖泊与陆地之间、沙漠与绿洲之间等都存在热力环流
二、热力环流原理在生产生活中的应用
1.生活中利用热力环流的案例
(1)空调安装在房间的高处,夏季,有利于冷空气的下沉,通过热力环流,使房间气温降低。
(2)暖气片安装在房间的低处,或者采用地暖,通过热力环流原理使房间温度升高。
(3)孔明灯、热气球利用了热力环流原理加热,垂直上升气流推动孔明灯或热气球升空运动。
(4)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。我国西南某些山区民居设计时,利用地面设计差异,形成热力环流环境和穿堂风,有利于降低室内温度。
2.农业生产中对热力环流的应用
利用温室大棚发展农业的地区,晴天的中午一段时间,有时棚内温度过高。农户会在大棚不同部位设置若干个风口,打开棚顶的出风口,与棚体低处的进风口,它们之间形成空气流动,把棚内多余热量带走,这就是对热力环流的利用。
3.建设规划中对热力环流的应用
(1)山谷和盆地间,因热力环流造成夜间山风下行,谷底易形成逆温,造成大气污染。所以,山谷地区不宜布局有污染的工业。
(2)在城市规划时,城市内部由于人类活动排放大量余热,与郊区相比呈现“热岛效应”,城区与郊区之间会形成热力环流。为保护城市大气环境,在城市规划时,要研究城市风的下沉距离。一方面将大气污染严重的工业布局在城市风下沉距离之外,以避免工厂排放的污染物流向城区;另一方面,应将工业卫星城建在城市风环流之外,以避免相互污染。为了缓解城市热岛效应,应合理扩大城区绿地、湿地面积。
题点全训·迁移应用
题点(一) 自然中的热力环流
读上海海滨地区海陆风示意图,完成1~2