第1编 主题6 第2课时 热力环流与风(Word教师用书)-【新高考方案】2025年高考地理一轮总复习（江苏专版）

第2课时　热力环流与风 课标要求 运用示意图，说明热力环流原理，并解释相关现象。 内涵解读 1.结合示意图，从大气垂直运动和水平运动成因角度理解和分析热力环流的形成过程；深入分析风的形成和不同受力情况下对风力、风速的影响。 2．运用热力环流的原理，解释自然界的相关现象以及人类在生产生活中对热力环流原理的应用。 核心点(一)　热力环流的形成 [建模综合思维] (一)热力环流的基本过程 1．形成热力环流的根本原因是：地面冷热不均。 2．热力环流的形成过程。 (二)热力环流与等压面 1．等压面的凸凹与气压形式 等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”。另外，近地面与高空等压面凸起方向相反。 2．判断气压高低 (1)气压的垂直递减规律。由于对流层大气密度随高度增加而降低，因此在垂直方向上气压随着高度增加而降低，如下图，在空气柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在空气柱L2中，PB>PB′，PC′＞PC。 (2)同一等压面上的各点气压相等。如上图中PD′＝PC′、PA′＝PB′。综上分析可知：PB>PA>PD>PC。 3．判断下垫面的性质 不同性质的下垫面，热力差异显著，同一时间升温(或降温)不同，导致等压面发生弯曲。 判断陆地与海洋(湖泊) 夏季，等压面下凹则为陆地、上凸则为海洋(湖泊)；冬季，等压面下凹则为海洋(湖泊)、上凸则为陆地 判断裸地与绿地 此情况下裸地类似陆地，绿地类似海洋 判断城区与郊区 等压面下凹则为城区、上凸则为郊区 4．判断近地面天气状况和气温日较差 (1)等压面下凹，多阴雨天气，气温日较差较小。 (2)等压面上凸，多晴朗天气，气温日较差较大。 [即时应用评价] 读热力环流示意图(a、b表示等压面)，回答1～2题。 1．图中①②③④四点的空气运动方向，正确的是(　 ) A．②→①　　　　　　 B．③→④ C．①→④ D．③→② 2．四点气压按照从大到小排序正确的是(　 ) A．①②③④ B．④③②① C．②④③① D．②③④① 解析：1.B　2.D　 第1题，由题中图可以看出，②处大气温度低，故下沉形成高压，③处温度高，故大气上升形成低压，在水平方向上从高压流向低压，即为②地吹向③地，D错误。垂直方向上是③→④、①→②，B正确，A错误； 高空是④→①，C错误。 第2题，由题中图可以看出，④处形成高压；①处形成低压；在水平方向上从高压流向低压，②受冷，气流下沉，是高压；③受热，气流上升，形成低压；气压大小先比较近地面，近地面的气压高于高空；所以从大到小排序正确的是②③④①，D正确。 读某地近地面和高空四点气压图，完成3～4题。 3．若近地面和高空四点构成热力环流，则流动方向为(　 ) A．O→P→M→N→O B．P→O→M→N→P C．M→N→P→O→M D．N→M→O→P→N 4．下面图中正确表示N地在垂直方向上等温面与等压面的是(　 ) 解析：3.A　4.A　第3题，横坐标代表海拔，纵坐标代表气压，由此看出，M处气压高于N处，O处气压高于P处；而同一水平面上气流运动方向是由高压指向低压，M→N，O→P；依据热力环流原理，M点气压高，气温低，高空对应点气压应较低，则对应P，垂直气流方向为P→M，N点高空对应O，垂直气流方向为N→O，因此，其热力环流流动方向为O→P→M→N→O。第4题，等压面向上凸出，对应的为高压，等压面向下凸出，则对应的为低压。等温面向上凸出，对应的为高气温区，向下凸出，则对应低气温区。结合上题，N地气压较M地低，所以等压面向下弯曲。等温面和等压面弯曲方向相反。 　　　　　核心点(二)　自然界中的热力环流及原理应用 [建模综合思维] (一)自然界中的热力环流 1．海陆风的形成与影响 (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．山谷风的形成与影响 (1)成因：山坡的热力变化是关键。 (2)影响：夜间山谷盛行上升气流，形成降水(多夜雨)；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上(一般是近地面)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。 (4)穿堂风也叫过堂风，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)在山谷或盆地，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、盆地地区不宜布局有污染的工业。 (2)在城市规划时，要研究城市风的下沉距离。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；工业卫星城建在城市风环流之外，以避免相互污染。 [即时应用评价] (2024·常州中学模拟)据资料统计，拉萨年均降雨量约435 mm,95%以上的降水集中在每年的5—9月，期间夜雨率(20时—次日8时降水量与全天降水量的百分比)高达80%。拉萨夜雨的形成与所处的地形密切相关。拉萨位于拉萨河谷，盛行山谷风。下表为拉萨7—9月的风向频率(单位：%)统计表。据此完成1～2题。 7 8 9 NE-SE SW-NW NE-SE SW-NW NE-SE SW-NW 2时 28 23 30 24 30 21 8时 34 10 40 13 50 6 14时 24 34 17 44 15 48 20时 26 32 18 36 18 34 1．拉萨山谷风环流最强的时期是(　 ) A．7月初　　　　　　　 B．7月 C．8月末 D．9月 2．7—9月拉萨夜雨形成的主要原因是(　 ) A．夜晚气温下降，谷底空气遇冷凝结 B．白天气温偏高，河流湖泊蒸发旺盛 C．偏西风流入谷地，谷底暖空气抬升 D．偏东风流入谷地，谷底暖空气抬升 解析：1.D　2.D　第1题，由表中数据可知，与7、8月相比，9月2时和8时的偏东风风频远高于偏西风，14时和20时的偏西风风频远高于偏东风，说明该月山谷风环流势力最强。第2题，拉萨夜晚的山风顺山坡下滑，汇聚谷底，迫使谷底暖湿气流抬升，成云致雨，因而山风是引起拉萨多夜雨的主要原因。由表可知，拉萨的夜间山风主要为偏东风，即东南风和东北风。 伊朗古城亚兹德古老的“风塔”是建筑物中用来通风降温的建构。风塔高过屋顶的部分四面镂空(图1)，悬空连接到室内大厅，塔下中央建有一个水池(图2)。据此完成3～4题。 3．“风塔”顶部四面镂空主要是(　 ) A．为了室内空气流出　 B．为了采光 C．为了室内热量散发 D．为了室外空气流入 4．有关室内空气的流动状况的说法，正确的是(　 ) A．从四周流向水池 B．从水池流向四周 C．中央为上升气流 D．四周为下沉气流 解析：3.D　4.B　 第3题，由材料可知，伊朗古城的“风塔”位于热带气候地区，塔下中央建有一个水池，水的比热容较大，使周围气温降低，空气收缩下沉，高层空气由四周流向塔中心，则“风塔”顶部四面镂空主要是为了室外空气流入，D正确。 第4题，由上题可知，室内水池使周围气温降低，气压增高，则垂直方向上空气向下运动，水平方向上空气由水池流向四周，B正确。 核心点(三)　大气的水平运动 [系统主干知识] 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 随纬度增加而增加，赤道上为零 不影响风速的大小 北半球向偏，南半球向偏，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 与其他两种力共同作用，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 [建模综合思维] 等压线图中风的判读 1．等压线图上基本气压形式 图示 低压中心(如图中乙处) 等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压低(中心为上升气流) 高压中心(如图中甲处) 等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高(中心为下沉气流) 高压脊(如图中丙处) 高气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫脊线 低压槽(如图中丁处) 低气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫槽线 鞍 两个低压和两个高压交汇处，其气压值比高压中心低，比低压中心高 2．风向的判定 (1)绘图法 依据水平气压梯度力，画出任意一点的风向。 第一步 在等压线图中，按要求画出过该点且垂直于等压线的虚线箭头(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30°—45°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(北半球) (2)“左右手”法 在等压线图上判断风向时可用“左右手”法则，北半球用右手，南半球用左手。具体方法：伸出右(左)手，手心向上，让四指指向水平气压梯度力的方向，拇指指向就是风向。高空的风向与水平气压梯度力方向垂直；近地面风向与水平气压梯度力方向成一锐角。如下图。 (3)根据风向标和风向玫瑰图判定风向 ①风向标由风杆和风尾组成，风杆(长线段)上绘有风尾(短线段)的一方指示风向。风尾上的横杠表示风速，一横表示风力二级，最多三横，就是六级，风力再大就用风旗表示(如图1)。 ②“风向玫瑰图”是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向和最小风频。最常见的风向玫瑰图是一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与原点之间的距离与这个方向的风频呈正比(如图2)。 3．风力的判定 (1)同一等压线图上，等压线密集，风力大；等压线稀疏，风力小，如图中甲处风力大于乙处。 (2)不同图中，“相同比例尺”，相邻两条等压线数值差越大，风力越大，如下图中B处风力大于A处。 (3)不同图中，比例尺越大，风力越大，如下图中C处风力大于D处。 [即时应用评价] 2022年3月25—31日，北美部分地区受到冷空气影响，出现降温。下图为31日近地面天气形势图。据此回答1～2题。 1．下列地区中，风向东南的是(　 ) A．甲　　　　　　　　 B．乙 C．丙 D．丁 2．31日丁地天气状况最可能是(　 ) A．风和日丽 B．连续性降水 C．狂风暴雨 D．沙尘漫天 解析：1.D　2.B　 第1题，根据水平气压梯度力垂直于等压线并由高压指向低压，在地转偏向力和摩擦力的共同作用下，北半球近地面风向偏于水平气压梯度力的右侧45°左右，因此甲地吹东北风、乙地吹偏西风，丙地吹南风，丁地吹东南风，D正确。 第2题，低压槽处往往容易形成锋面，一般在气旋偏西侧形成冷锋，偏东侧形成暖锋，因此31日丁地即将经历暖锋过境，暖锋过境一般带来连续性降水，B正确。 3．某校中学生赴我国某大型水库进行野外实习，主要考察地形及水库附近的湖岸风。下图为8月16日15时该水库附近气温分布图(单位：℃)。读图，回答下列问题。 (1)概述图示区域主要地形特征。 (2)绘制水库与P点的湖岸风的示意图。 (3)通过观测，相对于水库南岸，水库北岸风力较大，说明原因。 参考答案：(1)中部多谷地平原，地势相对较平坦，东部、西北部多山地，地势起伏较大。 (2)如下图： (3)水库北岸等温线更密集，水平气压梯度力更大，风力更大。 [课时跟踪检测] 一、选择题 (2024·扬州考前调研)下图中两条曲线为我国某绿洲与周围沙漠两天内气温日变化示意图(晴天)。读图，完成1～2题。 1．该图所示的月份可能为　(　 ) A．1月 B．3月 C．7月 D．11月 2．下列关于图中情况的叙述，正确的是　(　 ) A．第一天9：00—15：00之间地面风从沙漠吹向绿洲 B．第一天0：00—6：00之间地面风从绿洲吹向沙漠 C．第二天9：00—15：00之间地面风从沙漠吹向绿洲 D．第二天0：00—6：00之间地面风从沙漠吹向绿洲 解析：1.C　2.D　第1题，图中该地白天最高气温可以达到30 ℃以上，可知该地此时应为夏季，我国夏季在每年的6、7、8月。第2题，沙漠的比热容比较小，白天升温速度较快，其温度较高，而绿洲的比热容比较大，白天升温速度较慢，其温度较低。图中12：00左右，虚线的气温比较高，可知虚线表示沙漠的气温，实线表示绿洲的气温。第一天和第二天9：00—15：00之间沙漠气温较高，垂直方向盛行上升气流，近地面形成低压，此时绿洲区域形成高压，近地面的风从绿洲吹向沙漠；第一天和第二天0：00—6：00之间，绿洲温度高于沙漠，此时绿洲的气压低于沙漠，近地面风从沙漠吹向绿洲。 下图为北半球低纬度近地面等压线分布图(比例尺相同，单位：hPa)。读图，完成3～4题。 3．四地风力由大到小排序正确的是(　 ) A．①＞②＞③＞④ B．①＞③＞②＞④ C．②＞③＞①＞④ D．④＞③＞②＞① 4．四地的风向都为(　 ) A．东北风 B．东南风 C．西南风 D．北风 解析：3.C　4.D　第3题，四幅图的比例尺相同，图幅相同，两线间的水平距离基本相同，但①②③④四图两线间的气压差分别是4 hPa、7 hPa、5 hPa、2 hPa，所以水平气压梯度力从大到小分别是②＞③＞①＞④，水平气压梯度力越大，风力越大，所以风力由大到小排序是②＞③＞①＞④。第4题，四幅图的气压场都是西北高、东南低，受地转偏向力的作用，最终风向都是北风。 河北某中学地理学习兴趣小组在2023年10月25日下午4时就校园现象组织了一次社会实践活动。通过观察，得到以下结论：校园后面的小树林出现不均匀落叶情况，两教学楼间地上的落叶微微向某一方向飘动。通过查资料得出，树木脱掉叶子，进入冬眠，需要形成一种脱叶酸。脱叶酸的形成与日照时间的长短有关。下图为校园平面图和小树林某处景观图。据此完成5～7题。 5．影响图中小树林不均匀落叶的因素最可能是(　 ) A．气温 B．降水 C．光照 D．风速 6．当天该市晴朗无风在两教学楼间落叶的飘动方向可能是(　 ) A．向东 B．向南 C．向西 D．向北 7．上题中树叶被吹动的原理类似于(　 ) A．温室效应 B．焚风效应 C．阳伞效应 D．热力环流 解析：5.C　6.B　7.D　第5题，由材料可知，脱叶酸的形成与日照时间的长短有关，秋末冬初，日照时间缩短，脱叶酸大量形成，树叶纷纷飘落。而图中落叶较少的树木位于两教学楼之间的通道处，获得光照相对较多较强，且有路灯的补光效应，使得脱叶酸形成的少，落叶时间晚。所以主要影响因素最可能是光照，故选C。第6题，当天该市晴朗无风，落叶飘动考虑局部小尺度环流形成的风。教学楼南面是甬道和操场，白天升温快，盛行上升气流，气压低；教学楼北面是小树林，白天升温慢，气压较高，风从高压吹向低压，从小树林吹向甬道，结合指向标可判断落叶应微微向南飘动，故选B。第7题，根据上题可知，该原理是受热不均而引发的局部性的热力环流，故选D。 (2024·南通模拟)我国华北某山坡坡顶与坡谷海拔分别约为2 200 m和900 m，山谷风显著。下图为某年冬季该山坡不同海拔气象站点山谷风日变化示意图，据此完成8～10题。 8．冬季该地谷风出现的主要时段为(　 ) A．日出后至日落前 B．中午前至日落前 C．日落后至日出前 D．日落后至中午前 9．该山坡的朝向最接近(　 ) A．南 B．西 C．东 D．北 10．各站点谷风风向有一定的差异，其主要影响因素是(　 ) A．微地形分布 B．地转偏向力 C．谷岭间温差 D．植被覆盖率 解析：8.B　9.A　10.A　第8题，山谷风为常见的热力环流，根据热力环流形成原理，日出后随着太阳辐射缓慢增强，谷风开始形成，时间一般滞后于日出2—4小时(接近中午)；傍晚各站点受到山体不同程度遮挡，日落之前太阳辐射消失，地表冷却，谷风转变为山风，时间普遍在日落之前，从图中可以看出，谷风在低海拔山谷站点出现较早，结束较晚；山脊站点则相反，不同站点山谷风转换时间最大可相差2小时左右。第9题，该山坡的山谷风分别表现为偏北风和偏南风，山坡的朝向应当与山谷风一致，B、C错误；此时为冬季，山地的北坡受冬季风(偏北风)影响显著，山谷风应较弱，而该山坡处山谷风显著，应位于冬季风的背风坡，A正确，D错误。第10题，不同海拔高度的山坡上，存在着局部地形差异，影响局部风向的转变，A正确；同一半球的地转偏向力导致的风向偏转规律一致，B错误；谷岭间温差影响水平气压梯度力，对风速的影响大，C错误；植被覆盖率影响温差以及摩擦力，但对风向影响较小，D错误。 二、非选择题 11．阅读图文材料，完成下列要求。 巴丹吉林沙漠中有很多被当地俗称“海子”的湖泊，太阳升起以后，海子周边常刮起“太阳风”。图1示意海子景观，图2示意某日陆面和湖面气温日变化。 (1)根据热力环流原理，说明“太阳风”形成的过程。 (2)指出影响“太阳风”风速的因素。 (3)依据相关信息，推断海子周边沙子吹向海子的时段，并解释原因。 解析：第(1)题，由于湖泊与陆地性质的差异，太阳升起后，陆地增温快于湖泊，湖泊气温低于陆地，根据热力环流的原理，陆地形成低压，湖泊形成高压，在水平气压梯度力的作用下，风从湖泊吹向陆地，为湖风。第(2)题，湖陆风风速的大小取决于湖泊和陆地之间气压的差异，气压差异的大小取决于湖泊面积的大小和陆地的植被状况(植被状况越差，两地之间的气温和气压差异越大)。第(3)题，沙子吹向海子(湖泊)的时段也就是吹陆风的时段，即陆地气温低于湖泊气温的时段，约21时—次日12时。陆风的成因是湖陆之间气温的差异造成了湖陆之间气压的差异，在水平气压梯度力的作用下，气流挟带沙子由陆地吹向湖泊。 参考答案：(1)湖泊的比热容大于陆地；陆地升温快，气温高于湖泊；陆地气流上升形成低压，湖泊气流下沉形成高压；陆地和湖泊之间出现气压差异，在水平气压梯度力的作用下，风由湖泊吹向陆地。 (2)湖泊(海子)面积大小；陆地植被状况(沙山植被多少)。 (3)约21时—次日12时。原因：该时段气温陆面低于湖面，气压陆面高于湖面，风挟带沙子由陆地吹向湖泊。 12．(2024·泰州中学检测)阅读图文材料，完成下列问题。 纳木错位于青藏高原南部(如图甲)，是我国第三大咸水湖，近些年湖边人类活动不断增加。纳木错湖面海拔约4 718 m，形状近似长方形，面积1 900多平方千米，湖区周边风力较大且变化明显。在湖区特殊的地理环境作用下，湖区东侧a气象站检测该地雨季多夜雨(如图乙)，同时年内平均气温日较差随季节变化明显(如图丙)。 (1)说明纳木错夏季多夜雨的原因。 (2)分析a气象观测站8月比1月平均气温日较差小的原因。 (3)试分析在湖边大规模兴建城市对湖陆风的影响，并说明理由。 解析：第(1)题，夜雨较多的原因可以从盛行风性质及湖陆热力性质差异方面来进行考虑。夏季，该地区受暖湿的西南季风影响，湖面水汽充足，加之夜晚湖泊温度高于周围陆地，空气受热膨胀上升，形成上升气流带来降水，形成夜雨。第(2)题，分析温差的大小主要从天气状况和水域的调节作用考虑。由图文信息可知，8月降水多，云层厚，白天云层对太阳辐射的削弱作用强，白天气温不高；多夜雨，云层厚，夜晚大气逆辐射强，夜晚云层的保温作用更明显，因此昼夜温差小。此外，8月受冰雪融水补给多，降水也较多，湖泊水域面积变大，湖水对气温的调节作用更强，从而温差更小。第(3)题，在湖边大规模兴建城市，由于城市的热岛效应，白天湖陆之间的温差增大，气压差增大，使湖风加强；夜晚城市的气温较高，减弱了湖陆之间的温差，使陆风减弱。 参考答案：(1)夏季风带来丰富的水汽，受湖泊与陆地热力性质差异的影响，夜晚湖区温度高于周边地区，盛行上升气流，水汽易凝结形成降水。 (2)8月降水较多，白天云层对太阳辐射的削弱作用强；夜晚多云雨，大气逆辐射强，保温作用好；8月气温高，冰雪融水多，降水也较多，湖泊水域面积大，湖水对气温的调节作用明显，所以温差小。 (3)影响：使湖风加强(或陆风减弱)。原因：由于城市的热岛效应，白天增大了湖陆之间的温差，使湖风加强(或晚上减弱了湖陆之间的温差，使陆风减弱)。 学科网（北京）股份有限公司 $$