1.3.2 热力环流和风 重点培优 深化学习单 · 教师为主导 （Word教师用书）-【创新方案】2025年高考地理一轮总复习

提能点(一)　等压面图的判读 [综合思维·融会贯通] 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，在垂直方向上随着高度增加气压降低，如下图，在空气柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在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 判断陆地与海洋(湖泊) 夏季，等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)；冬季，等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地 判断裸地与绿地 裸地类似陆地，绿地类似海洋 判断城区与郊区 等压面下凹者为城区、上凸者为郊区 4．判断近地面天气状况和气温日较差 (1)等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小。 (2)等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大。 [迁移应用·即时体验] 如图示意某热力环流中两地在垂直方向上四点的气压分布。据此完成1～2题。 1．空气流动方向不正确的是(　 ) A．甲→乙　　　　　　　 B．甲→丁 C．丙→乙 D．丁→丙 2．下列图中能正确表示丙处垂直方向上等值面配置的是(　 ) 解析：1.A　2.A　 第1题，图中甲、乙两处海拔较高，表示高空气压分布，丙、丁两处海拔较低，表示近地面气压分布；近地面丙处气压低于丁处，丙处垂直方向上升，丁处垂直方向下沉；高空甲处气压低于乙处，故甲位于丁处高空，乙位于丙处高空，则该热力环流的空气流动方向应是丙→乙→甲→丁→丙。故选A。 第2题，根据热力环流空气流动方向可知，丙地空气受热膨胀上升，形成低压，在近地面等温面向高空弯曲，等压面向近地面方向弯曲。故选A。 下图为东亚部分地区500 hPa等压面的高度分布图。读图完成3～4题。 3．北京(N)至香港(M)一线500 hPa等压面情况正确的是(　 ) A．① B．② C．③ D．④ 4．图中海平面的气压由低到高排序是(　 ) A．昆明、青岛、长沙、上海 B．青岛、上海、长沙、昆明 C．上海、长沙、青岛、昆明 D．昆明、长沙、上海、青岛 解析：3.A　4.D　 第3题，读图，M处500 hPa等压面分布的高度较高，N处500 hPa等压面分布的高度较低，从M到N的500 hPa等压面分布高度不断降低。故选A。 第4题，近地面气压跟高空相反，高空是高压，近地面是低压，高空是低压，近地面是高压。四个地点中，高空气压由低到高排列是青岛、上海、长沙、昆明，故海平面的气压由低到高的排序是相反的，气压由低到高的排序是昆明、长沙、上海、青岛。故选D。 提能点(二)　热力环流原理的实践应用 　　穿堂风 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，是在风压作用下，室外空气从建筑物一侧进入，贯穿内部，从另一侧流出的自然通风。风向一般为背阴处一侧至有阳光一侧，风速根据两侧温度差决定，温差越大，风速越大，以春、秋季节居多。居室南北对流，穿堂风自然是夏季最舒服的纳凉方式。 下图分别为我国西南山区的传统民居景观图和该民居穿堂风示意图。 [思考探讨] 1．运用所学原理，解释为什么穿堂风的风向一般为从背阴处吹向有阳光一侧。 提示：建筑物中，背阴处气温低，气流遇冷下沉，近地面形成高气压；有阳光一侧气温高，气流受热膨胀上升，近地面形成低气压。在近地面上，气流由高气压的背阴处吹向低气压的有阳光一侧。 2．现代民居建筑若想利用穿堂风，应如何设计？请举例说明。 提示：在前后居室间墙上设窗或门洞，预留风的通道。由于在空气流通的两侧大气温度不同，气压差异导致空气快速流动，又由于建筑物等阻挡，间隙、门窗、走廊等提供的流通通道使大气快速通过便于穿堂风形成。 [综合思维·融会贯通] 热力环流原理在生产生活中得到科学利用，可以达到改善生活环境、提高生产效率的目的。 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，利用了热力环流原理升高房间温度。 (3)热气球利用了热力环流原理加热，垂直上升气流推动热气球升空运动。 (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，晴天中午的一段时间，有时棚内温度过高，农民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，它们之间形成流动，把棚内多余热量带走，这就是对热力环流的利用。 3．城市规划中的热力环流 (1)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，形成“热岛效应”。城市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。 (2)在城市规划建设中，为了缓解城市热岛效应，合理扩大城区绿地、湿地面积。 [迁移应用·即时体验] (2024·泰安统考)节能建筑是指冬暖夏凉，通风日照合理，能源使用上耗电、耗气更少，还能隔音降噪的建筑。下图为某节能房示意图，读图完成1～2题。 1．从热力环流角度考虑，下列做法正确的是(　 ) A．夏季乙、丁打开，甲、丙关闭 B．夏季甲、丙、丁打开，乙关闭 C．冬季甲、丙打开，乙、丁关闭 D．冬季甲、丙、丁打开，乙关闭 2．冬季节能房中的气流运动方向正确的是(　 ) A．②到③ B．①到④ C．④到③ D．②到① 解析：1.B　2.A　 第1题，从热力环流角度考虑，鹅卵石比热容较小，夏季鹅卵石受热升温快，气流受热上升至丙，丙打开，乙关闭，热气流出室外；甲、丁打开，甲处气流流至丁，补充鹅卵石上方流失的气流，气流上升再流至丙，形成热力环流，可以节省能耗，B正确，A错误。同理，冬季甲、丙关闭，乙、丁打开，形成室内环流，C、D错误。 第2题，冬季，由于鹅卵石比热容较小，白天吸收的太阳辐射多，升温快，空气受热上升，此时丙关闭，乙打开，热气进入室内，甲关闭、丁打开，形成室内环流，呈逆时针方向运动，即从②到③、③到④、④到①、①到②。故选A。 上海市金山石化工业区是中国规模最大的石油化工企业之一，距离海岸线仅3 km。通过观测得到某日9：00和17：00时该工业区附近的海岸线随高度变化的风速和风向数据，并通过算法模拟出在海陆无温差情况下该日的盛行风数据。下图是该日金山石化工业区附近海岸线处气流运动速度随高度变化曲线图，其中风速为正表示离岸风，风速为负时表示向岸风。据此完成3～4题。 3．当天石化工业区排放的气体污染物更易影响陆上居民的时间段是(　 ) A．上午 B．下午 C．上半夜 D．下半夜 4．据图推测，海陆有温差的情况下50 m高度以上风速变大的原因可能是(　 ) A．大气摩擦力减小 B．热力环流的影响 C．地转偏向力影响 D．表层海温的升高 解析：3.B　4.B　 第3题，石化工业区排放的气体污染物更易影响陆上居民的时间段应为吹向岸风的时间段，即风速为负时。读图可知，风速为负值时17：00比9：00风速更大，更容易将污染物带至居民区，因此当天石化工业区排放的气体污染物更易影响陆上居民的时间段是下午。故选B。 第4题，根据题干信息可知，题中前提条件是海陆有温差的情况下，说明此时大气运动是热力差异形成的，根据所学知识，温差越大，风速越快，因此50 m高度以上风速变大的原因最可能是热力环流的影响，而与大气摩擦力减小、地转偏向力影响、表层海温的升高关系不大。故选B。 提能点(三)　等压线图的判读 (2020·天津高考)读图，回答(1)～(2)题。 (1)华北平原此时的天气状况最可能是(　 ) A．风和日丽 B．狂风暴雨 C．阴雨连绵 D．大雪纷飞 (2)下列城市中，此时风向偏南的是(　 ) A．乌鲁木齐 B．贵阳 C．上海 D．福州 [解题指导] [答案]　(1)A　(2)D [综合思维·融会贯通] 1．判读气压形式 图示 低压中心(如上图中乙处) 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(如上图中甲处) 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(如上图中丙处) 高气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大处各点的连线叫脊线 低压槽(如上图中丁处) 低气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大处各点的连线叫槽线 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．判断风向 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°，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(北半球)A地风向。 近地面风 高空风 3．判断风力(风速)大小 (1)根据等压线疏密判断：等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；反之，风力小。 (2)根据温差判断：一般温差越大，水平气压梯度力越大，风力越大。 4．判断天气状况 (1)由高纬吹向低纬的风——寒冷干燥。 (2)由低纬吹向高纬的风——温暖湿润。 (3)低气压过境时，多阴雨天气；高气压过境时，多晴朗天气。 (4)低压中心和低压槽控制区多阴雨天气；高压中心和高压脊控制区多晴朗天气。 [迁移应用·即时体验] (2024·汉中一模)下图为亚洲中部某区域冬季等压线分布图(单位：hPa)，图中控制B地的天气系统12小时前形成于其东南方向，此后持续向西北移动，据此完成1～3题。 1．关于上图说法正确的是(　 ) A．甲地此时阴雨连绵 B．乙处附近可能有冷锋存在 C．A处此时狂风暴雪 D．E处较F处风力更强劲 2．B地气压在图示时刻前后12小时内的变化规律为(　 ) 3．C地的风向为(　 ) A．东南风　　　　　　　 B．东北风 C．西南风 D．西北风 解析：1.B　2.D　3.B　 第1题，甲处位于高压中心的高压脊处，降水稀少，A错误；乙处位于低压中心的低压槽附近，且位于低压中心的左侧，可能存在冷锋，B正确；A处是高压中心，盛行下沉气流，多晴朗天气，C错误；E处等压线稀疏，F处等压线密集，等压线越密集，风力越大，D错误。 第2题，B地在图示时刻受低压中心控制，且该低压中心是12小时之前自东南向西北移动至B地，判断该低压中心来临之前，B地气压值较高，后随着低压中心来临气压值达到最低，待低压中心过境后B地气压值再逐渐升高。 第3题，C地北侧气压值较高，水平气压梯度力自北向南，该地位于北半球，受到向右的地转偏向力的作用，形成东北风。故选B。 下图示意2022年某月9日6时澳大利亚及其附近海平面等压线(单位：hPa)分布。据此完成4～6题。 4．该月份最可能是(　 ) A．5月 B．7月 C．9月 D．12月 5．此时，海浪最大的海域是(　 ) A．约瑟夫·波拿巴湾 B．约克角半岛东岸 C．大澳大利亚湾南部 D．塔斯马尼亚岛西岸 6．最先迎来阴雨、明显降温天气的区域最可能是(　 ) A．珀斯市附近 B．塔斯曼海中部 C．南岛中部 D．澳大利亚中部 解析：4.D　5.D　6.C　 第4题，根据所学知识，受海陆热力性质差异的影响，通常夏季陆地形成低压，海洋形成高压。该月份澳大利亚内陆形成低压，高压位于海洋，说明澳大利亚正处于当地夏季，12月份为南半球的夏季。故选D。 第5题，根据图中信息，塔斯马尼亚岛西岸等压线最密集，风力强劲，故海浪最大。故选D。 第6题，根据图中信息可知，珀斯市附近和南岛中部都在冷锋前，但南岛中部距离更近，故最可能先迎来阴雨、降温天气，C正确，A错误；塔斯曼海中部受高压控制，天气晴朗，B错误；澳大利亚中部虽然受低压控制，但下垫面为荒漠，水汽缺乏，降水可能性小，且没有明显降温过程，D错误。 一、选择题 下图为亚洲局部地区某时刻500 hPa等压面高度(单位：m)分布示意图。据此完成1～2题。 1．此时，山东5 800 m高空处的风向为(　 ) A．偏东风 B．偏南风 C．偏西风 D．偏北风 2．未来几日受台风影响较大的城市可能是(　 ) A．南京 B．三亚 C．太原 D．大连 解析：1.C　2.B　 第1题，由图可知，500 hPa等压面高度是5 800 m，而山东以南的地区500 hPa气压分布海拔较高，说明5 800 m高空气压高于500 hPa，水平气压梯度力由南指向北。据图可推测山东5 800 m高空处的等压线大致呈东西走向，且气压值南高北低，高空风受由高压指向低压水平气压梯度力与地转偏向力作用，结合北半球向右偏转，风向最终和等压线平行，故风向为偏西风。故选C。 第2题，此时台风中心位于菲律宾北部，受副高影响将向西或西北方向移动，海南岛、三亚未来几日受台风影响的可能性较大，而南京、太原和大连受其影响较小，B项正确。 (2024·咸阳模拟)通风廊道是利用自然气象条件改善城市风热环境的一种节能生态方式，依靠空气流动性将洁净空气导入城市内部同时将废气、废热等稀释排出。下图为北京某城区某日通风廊道建设后与建设前相比的相关效果模拟图。根据图文材料，完成3～4题。 3．城市规划时最需要建设通风廊道的功能区是(　 ) A．行政区 B．工业区 C．商业区 D．住宅区 4．一日之中，北京某城区通风廊道风向出现变化的时间约是(　 ) A．16时前后 B．5时前后 C．10时前后 D．7时前后 解析：3.D　4.B　 第3题，住宅区由于属于生活区，人口较多，建筑物较为密集，群众对通风的要求较高，生活起居造成的烟雾和水汽等需要排泄，因此需要建设通风廊道，D正确。行政区和商业区范围较小，通风条件本身较好，A、C错误。工业区由于分布在郊区，厂房不密集，通风条件较好，B错误。 第4题，根据材料可知，通风廊道可以改善城市风热环境，排出废热，使城市降温。读图可知，16时前后、10时前后、7时前后温度变化不大；5时前后温度由零度以上转变为零度以下，出现温度变化，说明此时通风廊道起到降温作用，可能是风向变化导致城市废热排出，故通风廊道风向出现变化的时间约是5时前后，B正确。 (2024·株洲模拟)冬季，山谷风的输送和汇聚作用使大气污染物以日为周期不断循环和累积，对太行山东麓地区石家庄的大气重污染形成起重要作用。下图为12月份石家庄监测站局地风u′和v′分量的日变化图，u′正值为西风、负值为东风，v′正值为南风、负值为北风。完成5～6题。 5．12月份，石家庄山风开始转向谷风的时间是(　 ) A．14时左右 B．12时左右 C．10时左右 D．8时左右 6．下列四地近地面风向与12月份的石家庄山风风向相同的是(　 ) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：5.C　6.D　 第5题，石家庄位于太行山东麓地区，其西侧为山地，根据所学，山前山谷风风向变化特点是：白天刮谷风，为东风，夜间吹山风，为西风，根据图示信息，上午10时左右u′由正值转为负值，代表风向由西风转为东风，即山风开始转向谷风。故选C。 第6题，由上题分析可知，12月份的石家庄山风风向为西风，在等压线图上，风向由高压指向低压，垂直于等压线作出水平气压梯度力，北半球风向向右偏，南半球向左偏，分析总结，甲为偏东风，乙为东南风，丙为偏南风，丁为偏西风。故选D。 下图为2022年某月20日20时亚洲部分地区海平面等压线分布图(单位：hPa)。据此完成7～9题。 7．据图，此时(　 ) A．甲地风力较小 B．乙地东风劲吹 C．丙地晴朗少雨 D．丁地风大浪高 8．21日上午，北京地面能见度较高，高空出现浮尘。浮尘升空的动力来源是(　 ) A．西北风 B．高压 C．寒潮 D．气旋 9．该图可能是哪个月份的等压线图(　 ) A．1月 B．4月 C．8月 D．11月 解析：7.C　8.D　9.B　 第7题，由等压线图可以看出甲地等压线密集，风力大，A错误；结合等压线分布可知乙处吹偏南风，B错误；丙地位于高压中心附近，盛行下沉气流，多晴朗天气，C正确；丁地等压线稀疏，风浪小，D错误。 第8题，21日上午，北京地面能见度较高，高空出现浮尘，说明21日北京气流以上升运动为主。而寒潮天气是由偏北风形成的，大气以水平运动为主，A、C错误；高压控制时气流以下沉运动为主，B错误；气旋控制时，气流以上升运动为主，D正确。 第9题，图示时间亚欧大陆和太平洋气压相差不多，应该是由冬转夏或由夏转冬；且总体上陆地气压值较低，应为4月。故选B。 (2023·浙江1月选考)当空气经过较暖的下垫面时，底部的大气增温形成比周边温度高的“热泡”，并不断向上运动，这是一切对流现象的基础。“热泡”超过凝结高度就会形成云层，海面上的云层在夜间常常会发生强烈对流，形成雷雨天气。下图为甲地下垫面附近“热泡”上升运动示意图。完成10～11题。 10．若甲地上空1 000 m以下受到相同气压系统控制，则符合图示“热泡”运动的等压线分布是(　 ) A．① B．② C．③ D．④ 11．造成夜间海面上云层强烈对流的原因有(　 ) ①云底接受海面辐射，降温慢　②云顶长波辐射，冷却剧烈　③云底向下垫面辐射，降温慢　④云顶水汽蒸发，冷却剧烈 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 解析：10.D　11.A　 第10题，1 000 m之下有两个热泡，受相同气压系统控制说明甲地的风向既要满足热泡1时的西北风，又要满足热泡2时的偏西风，根据选项图示的等压线数值大小关系，可判断④图符合。 第11题，对流强烈，即大气受热膨胀上升强烈。大气的主要热量来源是地面辐射，云层底部更接近地面辐射，受海面辐射的影响，降温慢，①正确；云顶远离地面，大气的长波辐射散热快，冷却剧烈，加剧高低空之间的气压差，气流上升增强，②正确；云底向下垫面辐射说明下垫面气温低，对流运动微弱，不符合题意，③错误；水汽受地球引力影响主要在靠近地面的一侧，云顶水汽较少，水汽蒸发不是冷却剧烈的原因，④错误。故选A。 (2024·南京模拟)根据某时刻海平面等压线分布状况，可以了解一地的天气特点。下图是某年12月中旬某日东北亚局部区域海平面等压线分布图。据此完成12～13题。 12．该日，丁地出现阴雨天气，合理的解释是该地(　 ) A．为冬季风的迎风坡 B．海洋吹来的偏南风 C．海拔高，多地形雨 D．距海近，空气湿润 13．该日，甲、乙两地天气差异表现在(　 ) A．风力、风向 B．气压、降水 C．降水、气温 D．气温、风力 解析：12.B　13.D　 第12题，丁地位于岛屿，偏南风从海洋带来较多水汽，形成阴雨天气，B正确。冬季风的迎风坡寒冷干燥，A错误。位于沿海，海拔低，C错误。距海近，空气湿润，未必会有降水天气，D错误。 第13题，在气压、风、气温和降水四个天气要素中，甲、乙两地的显著差异是气温、风力(风速)，甲地气温偏低，等压线密集风力较大，乙地气温偏高，等压线稀疏风力较小，D正确。甲地位于高压东部，乙地位于高压脊，多下沉气流，天气晴朗干燥，B、C错误。甲、乙两地风向近西北风，A错误。 二、非选择题 14．(2024·临沂模拟)阅读图文材料，完成下列要求。 海陆风是近海地区海、陆加热快慢不均造成的风向昼夜变化显著的风，是沿海地区大气边界层中特有的一种局地中小尺度地形性环流。海风锋指海风从海面向陆地推进过程中遇到陆地上较热的空气层而形成的锋面。海风锋附近具有明显的上升气流，在向陆地推进的过程中，锋前的上升运动为对流活动提供了有利的触发条件，因此海风锋往往与强对流天气联系在一起。下图是某年7月14日海风锋在渤海西岸的活动过程示意图。 (1)在下图中用箭头绘制海陆风环流，并标注海陆等压面的分布情况。 (2)说出当日海风锋的持续时间、锋面移动方向并简述发生机制。 (3)判断图中7月14日天气变化最剧烈的地点、时间段并简述天气变化的成因。 解析：第(1)题，由于海陆的热容量不同，陆地比热容小，白天增温快，夜间冷却也快；而海洋的比热容大，在一天之内温度不会发生明显的变化。于是白天，陆地空气上升，变成低压区，较冷和较重的空气从海洋流入陆地，形成海风。等压面凸起的地方，表示在同一高度上，气压比四周高；等压面下凹的地方，表示在同一高度上，气压比四周低。 第(2)题，由图可知，当日海风锋的持续时间大约在12：00—19：00之间。由于青县在黄骅的西北方向，所以锋面移动方向是西北。根据材料海风锋的形成是海风在向陆地推进的过程中遇到陆地较热气团而形成的；海陆风的形成与海陆热力性质差异相关；夏季海洋和陆地的温差较大，白天陆地升温快，海风较强；7月14日12：00后，正午太阳高度角大，陆地吸热快，陆地上有较热的空气层。此时，强海风从海面向陆地推进的过程中遇到陆地上较热空气层而形成海风锋锋面；19：00以后，陆地气温降低，气压升高，慢慢由海风转化为陆风，海风锋结束。 第(3)题，读图可知，17：00(或18：00)—19：00在青县附近冷锋和海风锋正好相撞。根据材料可知，海风锋为较冷海风和陆地暖气团相遇而形成。海风锋从海洋移动到陆地，带来丰沛的水汽；海风锋和冷锋都能降低地面温度，为水汽凝结提供温度条件；海风锋气温较陆地气温低，冷锋也带来冷空气，导致陆地气团被迫快速抬升，形成明显的上升气流，加剧了空气对流运动，在向陆地推进的过程中，锋前的上升运动为对流活动提供了有利的触发条件，因此海风锋往往与强对流天气联系在一起，促使冰雹、大风天气产生，短时降水达到暴雨量级。 参考答案：(1)绘图如下： (2)持续时间：大约12：00—19：00。 移动方向：西北。发生机制：12：00后，正午太阳高度角大，陆地吸热快，海陆热力性质差异开始显著，此时陆地上有较热的空气层，强海风从海面向陆地推进的过程中遇到陆地上较热空气层而形成锋面；19：00以后，陆地气温降低，气压升高，慢慢由海风转化为陆风，海风锋结束。 (3)地点：青县。 时间段：17：00(或18：00)—19：00。 成因：17：00(或18：00)—19：00随着冷锋向南移动和海风锋向内陆推进，两锋正好在青县相撞；海风锋从海洋移动到陆地，带来丰沛的水汽；海风锋和冷锋都能降低地面温度，为水汽凝结提供温度条件；海风锋气温较陆地气温低，冷锋也带来冷空气，导致陆地气团被迫快速抬升，加剧了空气对流运动，促使冰雹、大风天气产生，短时降水达到暴雨量级。 学科网（北京）股份有限公司 $$