第2章 第3节 大气受热过程与热力环流（Word教参）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中地理必修第一册（中图版2019）

第三节　大气受热过程与热力环流 课程标准 学业质量水平&核心素养目标 运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。 合格考 (水平1～2) 1.运用示意图，从太阳辐射、大气辐射、地面辐射相互转化过程，理解大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用。(区域认知、综合思维) 2．运用示意图，说明热力环流的形成过程，并能指出自然界中的热力环流现象。(综合思维) 3．在等压线图中，能够指出不同区域之间的风向、风力大小状况。(区域认知) 等级考 (水平3～4) 1.结合实例，运用大气受热过程原理，解释自然界和生产生活中的相关现象。(综合思维、地理实践力) 2．结合某区域图，分析热力环流的形成过程，并能画出相关图示，明确热力环流与城市规划、农业生产之间的关系。(综合思维、人地协调观) 3．运用实验、观察等，结合大气运动的相关知识，探讨热力环流原理的形成原因。(地理实践力) 知识点1 大气的受热过程 1．大气对太阳辐射的削弱作用 反射 大气中的云层和较大颗粒的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。云的反射作用尤为显著 散射 太阳辐射遇到空气分子、尘粒、云滴等，就会改变辐射方向，向四面八方发生散射 吸收 太阳辐射经过大气层时，一小部分会被大气吸收。吸收具有选择性，平流层中的臭氧，强烈吸收紫外线，对流层中的水汽和二氧化碳主要吸收红外线 2．大气对地面的保温作用 (1)大气增温的原因：吸收地面长波辐射。 (2)大气逆辐射：射向地面的大气辐射。 (3)大气对地面的保温作用：大气逆辐射把热量还给地面，一定程度上补偿地面辐射散失的热量。 3．大气受热过程 (1)能量来源：太阳辐射。 (2)直接热源：地面。 (3)共同作用 图示法掌握大气的保温过程和原理 ①是到达大气上界的太阳辐射，②是被大地吸收的太阳辐射，③是大地释放的地面辐射，④是被大气吸收的地面辐射，⑤是大气逆辐射。 1．连线。 将辐射类型与对应的辐射波长用直线连接起来。 2．判断。 (1)对流层中的水汽、二氧化碳吸收短波辐射的能力强。(×) (2)阴雨天大气逆辐射强于晴天。(√) (3)大气逆辐射与大气辐射是两种不同的辐射。(×) 3．问答。 “我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒”。“高处不胜寒”是如何形成的？ 提示：地面长波辐射是近地面大气主要的，直接的热源，越往高处接收到的地面辐射就越少。 知识点2 热力环流 1．大气运动 (1)能量来源：太阳辐射。 (2)根本原因：太阳辐射的纬度分布不均，造成不同纬度之间的热量差异。 (3)意义 ①大气运动使不同地区热量、水分得以交换，影响各地的水热状况。形成了各种复杂天气现象。 ②导致气候变化，进而影响着区域自然地理环境。 2．热力环流 (1)概念：由地面冷热不均引起的大气运动。 (2)形成过程 ①A地受热，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；D处空气聚积，密度增大，形成高气压。 ②B、F地冷却，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成高气压；C、E处空气密度减小，形成低气压。 ③水平运动：近地面空气从B、F处流向A处，高空空气从D处流向C、E处。 1．判断。 (1)在热力环流中，垂直方向上气流上升是因为近地面大气受热膨胀导致。(√) (2)空气的上升运动一定会形成降水。(×) (3)在热力环流形成后，高压区等压面向高空凸，低压区等压面向低处凸。(√) 2．问答。 为什么城区降水比郊区多一些？试从热力环流角度解释其原因。 提示：城市人口密集，居民生活、工业生产和交通工具释放出大量的废热和固体颗粒物，导致城区气温高于郊区，空气在上升的过程中易与固体颗粒物凝结而成云致雨。 知识点3 大气的水平运动——风 1．风形成的过程 2．高空中的风和近地面的风比较 类型 高空中的风 近地面的风 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 生活中风向的确定 1．判断。 (1)地转偏向力既影响风速也影响风向。(×) (2)随着高度的增加，风向与等压线的夹角逐渐增大。(×) (3)无论高空还是近地面，风的来向为高压一侧的方向。(√) 2．问答。 为什么台风在登陆后风力迅速减弱而在海上变化不明显？ 提示：陆地上的摩擦力远大于海面，台风登陆后摩擦力增大，使风速迅速降低。 探究一　大气的受热过程与保温作用是怎样的 角度1 大气的受热过程与保温作用 ►情境探究 1．结合图甲和地球温差，分析为什么月球表面昼夜温差比地球表面昼夜温差大得多？ 提示：月球表面白天由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，温度升得很快，气温很高；夜间由于没有大气的保温作用，温度骤降，气温很低，故温差大。地球表面白天大气削弱了到达地面的太阳辐射，气温不会太高；夜间有大气逆辐射的保温作用，使气温不致降得过低，故温差较小。 2．图乙是拍摄的某地景观图。结合所学地理原理探讨为什么山顶有积雪而山麓地带无积雪？ 提示：近地面大气主要的、直接的热源是地面长波辐射。山顶离地面远，气温低，故存在积雪；山麓地带离地面近，气温高，故无积雪。 ►素养升华 大气的受热过程和保温作用 太阳辐射是大气热量的根本来源，热量在地面与大气之间的传递：太阳辐射→地面增温→地面辐射→大气增温→大气逆辐射→地面保温。如下图所示： 由上图可知，大气的受热过程可归纳为下表： 过程 具体过程 热量来源 1 太阳暖大地 太阳辐射到达地面，地面吸收后增温 太阳辐射是地面的直接热源 2 大地暖大气 地面增温后形成地面辐射，被大气吸收后增温 地面长波辐射是近地面大气直接的、主要的热源 3 大气还大地 大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面 通过大气逆辐射把热量还给地面 角度2 大气受热原理在生产、生活中的应用 ►情境探究 寒冬季节的晴天，当你走进门窗关闭的封闭阳台，会感到异常温暖。 　　　 1．结合图1、图2，分析封闭阳台温度较高的原因是什么？ 提示：大部分太阳辐射能够透过玻璃射到地面上，使地面增温；玻璃阻截地面长波辐射，阻止阳台内(暖)外(冷)空气以对流的方式进行热交换，使得阳台内温度高于阳台外。 2．结合大气保温作用原理探讨，中纬度地区的植物园采取什么措施可以使热带植物安全越冬？ 提示：适宜的时间移入温室；加盖薄膜、草帘等。 ►素养升华 1．大气削弱作用原理的应用→分析某地区太阳能的多寡 (1)高海拔地区(如青藏高原地区) (2)内陆地区(如我国西北地区) (3)湿润内陆盆地(如四川盆地) 2．大气保温作用的应用→分析生产、生活现象 (1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响 (2)农业实践中的一些现象 ①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。 ②深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。 ③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。 ④干旱、半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石，不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。 每年冬天，茶农都要为西湖龙井茶树防冻。以下是两种常见的防冻措施：①覆盖防寒(寒潮来前，用网纱等覆盖茶树蓬面，以保护茶树。如下左图)；②熏烟驱霜(晚霜来前，气温降至2 ℃左右时点火生烟，以减轻晚霜冻害。如下右图)。据此完成1～2题。 1．左图中的网纱在冬季主要能够(　　) A．防太阳暴晒 B．防病虫害 C．阻隔霜冻直接接触叶面 D．防洪、防涝 2．右图中的熏烟能够减轻霜冻，是因为烟雾能够(　　) A．使大气中二氧化碳浓度、烟尘增加，大气逆辐射增强 B．使大气中水汽含量增加，太阳辐射增强 C．使地面温度增加，地面辐射增强 D．使大气温度增加，大气逆辐射增强 1．C　2.A　解析：第1题，网纱在冬季可阻隔霜冻直接接触茶树的叶片，从而减轻霜冻对茶树的冻害。第2题，熏烟驱霜的原理是增强大气逆辐射，对地面起到保温作用。 探究二　怎样认识热力环流 角度1 热力环流及其形成 ►情境探究 孔明灯又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明制成会飘浮的纸灯笼，系上求救的信息，其后脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。 1．分析诸葛孔明发明的如此简陋的设施是怎么升空的？孔明灯里蕴含着什么样的地理大气原理？ 提示：孔明灯里的空气受热后膨胀上升。热力环流。 2．我国南方有“稻草烧塔”祈求来年丰收的习俗。稻草燃烧过程中塔中心火势猛，静风条件下灰烬会落在火塔的外围。探讨稻草燃烧过程中气流运动的原因是什么？ 提示：地面冷热不均。(塔中心气温高，气流上升；外围气温低，气流下沉。) ►素养升华 1．热力环流的形成原理 理解热力环流的形成，关键抓住以下三点关系： (1)温压关系 (2)风压关系：水平方向上，风从高压吹向低压。 (3)等压面凹凸关系：高压处等压面上凸，低压处等压面下凹。近地面与高空等压面弯曲方向相反。 2．几种常见的热力环流 热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同，山谷、山坡冷热不均，人类活动等都有可能导致热力环流的形成。具体分析如下： (1)海陆风 (2)山谷风 (3)城市热岛环流 ①城市风的环流方向无昼夜和季节的变化，因为城市的温度始终高于郊区。 ②在城郊地带，绿化带或重污染工厂的布局一定要考虑热力环流的下沉距离。一般将绿化带布置于气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。 (4)沙漠和林地之间 ①白天，沙漠增温快，气温高，形成低压；森林增温慢，气温低，形成高压；白天近地面大气由森林吹向沙漠。(如图a) ②夜晚，沙漠降温快，气温低，形成高压；森林降温慢，气温高，形成低压；夜晚近地面大气由沙漠吹向森林。(如图b) 角度2 大气水平运动 ►情境探究 风筝受风平衡，放飞时经常会打旋、摇摆，不容易飞上天，一旦风筝飞到足够高的上空后，则相对稳定。 结合图示简析风筝飞得较高后才比较稳定的原因。 提示：近地面有摩擦力，风速、风向略有变化；风筝飞到一定高度后，摩擦力较小，风速更大、风向更稳定，所以风筝飞行才能更稳定。 ►素养升华 1．形成风的三种力 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　 是大气水平运动的原动力，使风沿水平气压梯度力方向运动 地转偏向力 与风向垂直，北半球向右偏，南半球向左偏 大小随纬度增加而增加，赤道为零 不影响风速 使风向逐渐偏离气压梯度力的方向 摩擦力 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 摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角越大；反之，夹角越小 2．运用作图法判断风向 利用作图法判断风向，是风向判断最常用的方法。具体步骤如下： 第一步：在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的箭头(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：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，近地面偏转30°～45°，高空偏转90°，画出箭头，即为经过该点的风向。如图示意北半球近地面风向画法： 下图示意某地近地面风向，甲为海洋，乙为陆地，该风为热力环流的一部分。读图完成1～3题。 1．图示风向常出现在(　　) A．北半球的白天　　　　　　　 B．北半球的夜晚 C．南半球的白天 D．南半球的夜晚 2．甲、乙两地此时(　　) A．甲地降水概率较大 B．乙地降水概率较大 C．甲地气温较高 D．乙地气温较低 3．下列关于影响风的几个力的叙述，正确的是(　　) A．水平气压梯度力只影响风速，不影响风向 B．摩擦力只影响风速，且大小与地转偏向力相等 C．地转偏向力只影响风向，不影响风速 D．在三个力共同作用下，风向与等压线平行 1．A　2.B　3.C　解析：第1题，受海陆热力性质差异影响，白天陆地气温高，气压低，风由海洋吹向陆地，图示风向向右偏，常出现在北半球的白天，A对，B错。陆地夜晚降温快，气温低，气压高，风由陆地吹向海洋。C、D错。第2题，此时甲地近地面气压高，受下沉气流影响，降水概率较小，A错。乙地近地面气压较低，气流上升，水汽凝结易形成降水，降水概率较大，B对。甲地近地面气压高，气温低，C错。乙地近地面气压较低，气温较高，D错。第3题，地转偏向力只影响风向，不影响风速。故C项正确；水平气压梯度力决定风的初始方向。故A项错误；摩擦力会影响风向，风速大小与地转偏向力无关。故B项错误；近地面风在三个力共同作用下，风向与等压线斜交。故D项错误。 A组 学业基础练 　　(2020·江苏合格考样卷)下图为大气对地面的保温作用示意图。据此完成第1题。 1．图示箭头中，表示近地面大气增温的根本原因的是①，表示大气补偿地面辐射损失热量的是③。 (2019·北京第二次合格考)某游客在游览北戴河海滨的游记中写道：“北戴河真不愧是避暑胜地，无论是白天还是夜晚，这里的风都凉爽柔和，让人感觉十分畅快。但白天和夜晚的风向是完全不同的。”读北戴河海滨一日内大气运动示意图，完成2～3题。 2．图中序号表示“凉爽柔和”晚风的是③。 3．北戴河海滨一日内风向变化的主要原理是什么？ 提示：热力环流。 B组 等级提升练 (2021·广东深圳高一上期末)某同学为了验证某一地理过程或原理，设计了如图的实验装置。两个塑料瓶在阳光下放置一段时间后，观测到瓶中温度计的数值见下表。据此完成4～5题。 时间 16：08(开始) 16：30(结束) 有土瓶 25 ℃ 32.5 ℃ 空瓶 25 ℃ 25.5 ℃ 4．设计这一实验是为了证明(　　) A．土壤吸收的热量辐射较少 B．大气升温主要靠太阳辐射 C．大气对太阳辐射削弱作用 D．下垫面是大气的直接热源 5．若向两瓶中加入等量的二氧化碳，升温更明显的一瓶及原理解释正确的是(　　) A．甲瓶　二氧化碳强烈吸收地面辐射，使大气增温 B．甲瓶　二氧化碳增强大气逆辐射，使大气增温 C．乙瓶　二氧化碳破坏臭氧层，增加到达地面的太阳辐射，使大气增温 D．乙瓶　二氧化碳强烈吸收太阳辐射，使大气增温 4．D　5.A　解析：第4题，从实验数据可以看出，有土瓶温度上升快，空瓶温度上升慢，下垫面不同，大气的温度相差很大，设计这一实验是为了证明下垫面是大气的直接热源。D正确。A、B、C错误。第5题，若向两瓶中加入等量的二氧化碳，升温更明显的是甲瓶，二氧化碳强烈吸收地面辐射，使大气增温。A正确。甲瓶二氧化碳增强大气逆辐射，使地面增温，B错。与臭氧层没有关系，C错。乙瓶二氧化碳强烈吸收太阳辐射，使大气增温不明显。D错。 坝上草原篝火晚会是最吸引人的旅游项目，参与晚会的游客发现，篝火火堆越大，烟气上升越高。回答6～7题。 6．篝火火堆越大，烟气上升越高的主要原因是篝火附近(　　) A．风力大 B．亮度大 C．气温高 D．气压高 7．下图中能够反映篝火堆及其周边烟气运动状况的是(　　) 6．C　7.B　解析：第6题，点燃篝火，人为制造了同一水平面的温度差异，会形成小型的热力环流，篝火堆越大，附近温度越高。故C正确。第7题，篝火堆中心温度高，气流上升；周边温度低，气流下沉。近地面的空气就从气压较高的四周流向气压较低的篝火堆，高空空气则从气压较高的篝火堆上空流向气压较低的篝火堆周边上空，从而形成了热力环流，B正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$