2.2 大气受热过程和大气运动-【新课程能力培养】2024-2025学年高中地理必修第一册学习手册（人教版）

学 高 中 地 理 必 修 第一册 （人教版） 必 备 知 识 知识点 1 大气的受热过程和大气对地 面的保温作用 1. 热量来源 （ 1 ） 地球大气最重要的能量来源： 太阳辐射。 （ 2 ） 近地面大气主要、 直接的热源： 地面。 2. 受热过程和保温作用 大部分太阳短波辐射透过大气到达地 面， 使地面增温； 地面增温后以地面长波辐 射的形式向近地面大气传递热量， 使大气增 温； 大气增温后， 一部分热量射向宇宙空 间， 大部分通过大气逆辐射返还给地面， 进 而起到保温作用。 3. 主要影响 影响着大气的热状况、 温度分布和变 化， 制约着大气的运动状态。 知识点 2 大气热力环流 1. 形成原因： 地面冷热不均。 2. 形成过程 （ 1 ） 原理 （ 2 ） 形成过程 知识点 3 大气的水平运动——风 1. 风的形成过程 地表受热不均 圯 气压梯度 圯 水平气压梯 度力 圯 大气从高气压区向低气压区作水平运 动 圯 风 第二节 大气受热过程和大气运动 同一水平 面上产生 气压差 空气的 上升或 下沉 大气的 水平 运动 地面 冷热 不均 受热 冷却 等压面 从高压区 流向低压区 从高压区 流向低压区 近地面空气膨胀 上升， 使上空空 气密度增大， 形 成高气压， 等压 线上凸 近地面空气膨胀 上升， 使近地面 空 气 密 度 减 小 ， 形 成 低气 压， 等压线下凸 近地面空气收 缩下沉 ， 上空 空气密度减小， 形 成 低 气 压 ， 等压线下凸 近地面空气收 缩下沉 ， 空气 密度增大 ， 形 成高气压 ， 等 压线上凸 风向 1 022 1 0201 024 气压 /hPa F 1 F 2 F 3 24 学 第二章 地球上的大气 2. 风的形成原因 ! 3. 受力分析 （北半球近地面） 4. 高空中的风和近地面的风比较 要 点 解 读 要点 1 逆温 1. 什么是逆温现象 一般情况下， 对流层的某一高度出现 气温随高度增加而递增的现象， 这种气温 逆转的现象就是逆温现象。 对流层大气的 热量主要直接来自地面的长波辐射。 离地 面越远， 气温越低， 即气温随高度增加而 递减 ， 平均垂直递减率为 0.6 ℃ /100 米。 如果出现气温随高度增加垂直递减率小于 0.6 ℃ /100 米或者气温上升都可以看作是 逆温现象。 2. 产生逆温的原因 （ 1 ） 辐射逆温 在晴朗无风或微风的夜晚， 地面辐射很 快冷却， 贴近地面的大气层也随之降温。 由 于空气愈靠近地面， 受地面的影响愈大， 所 以， 离地面愈近， 降温愈多； 离地面愈远， 降温愈少， 因而形成了自地面开始的逆温 （如下图）。 随着地面辐射冷却速度加快， 逆 温逐渐向上扩展， 黎明时达最强。 一般日出 后， 太阳辐射逐渐增强， 地面很快增温， 逆 温便逐渐自下而上消失。 夏季夜短， 逆温层较薄， 消失较快； 冬 季夜长， 逆温层较厚， 消失较慢。 直接原因： 水平气压梯度力 根本原因： 地表受热不均 符号 F 1 F 2 F 3 类型 水平气压 梯度力 摩擦力 地转偏向力 方向 垂直于等压线， 由 高 压 指 向 低压 与风向 相反 总是垂直于风向， 北半球向右偏转， 南半球向左偏转 类型 受力 风向 图示 （北半球） 高空 中的 风 水平气压 梯度力和 地转偏向 力 与等 压线 平行 近地 面的 风 水平气压 梯 度 力 、 地转偏向 力 、 摩擦 力 与等 压线 之间 成一 夹角 水 平 气 压 梯 度 力 地 转 偏 向 力 风 向 500 498 496 494 492 490 气压 /hPa 摩 擦 力 地 转 偏 向 力 水 平 气 压 梯 度 力 风 向 1 010 1 008 1 006 1 004 1 002 1 000 气压 /hPa 高度 气温 高度 气温 高度 气温 高度 气温 高度 气温 a d b c e 无逆温 逆温生成 逆温消失 25 学 高 中 地 理 必 修 第一册 （人教版） （ 2 ） 平流逆温 当暖空气水平移动到冷却的地面、 水面 或气层之上时， 底层空气因受下垫面的影响 而迅速降温， 上层空气因距离较远， 降温较 慢， 于是产生逆温。 逆温的强弱， 主要由暖 空气和地面的温差决定。 温差越大， 逆温越 强。 冬半年， 在中纬度的沿海地区， 因为那 里海陆的温差显著， 当海上暖空气流到大陆 上时， 常常出现平流逆温。 （ 3 ） 地形逆温 常发生在山地、 盆地和谷地中。 由于山 坡散热快， 山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷 底， 谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上 升， 从而出现温度的倒置现象。 这样的逆温 主要是在一定的地形条件下形成的， 所以称 为地形逆温。 如美国的洛杉矶因周围三面环 山， 每年有两百多天出现逆温现象。 （ 4 ） 锋面逆温 对流层中， 冷暖空气相遇， 暖空气密度 小， 爬升到冷空气的上面， 两者之间形成一 个倾斜的过渡区即锋面。 在锋面上， 如果冷 暖空气的温度差比较显著， 也可出现逆温。 如下图， 从 A 点上空气温垂直分布的情况 可见， 由下面的冷空气到上面的暖空气， 等 温线通过锋面的区域时必有曲折， 曲折的程 度视两种气团间的温度对比而决定， 曲折段 （如图中 BC 段） 就出现了逆温层。 由于锋 面是从地面向冷空气上方倾斜的， 逆温层也 随锋面的倾斜而呈倾斜状态。 因此逆温现象 只能在冷空气所控制的地区内观察到。 而 且， 逆温的高度与观测点相对于地面锋线的 位置有关， 观测点距地面锋线愈近， 逆温高 度愈低。 3. 逆温的利与弊 利： 由于逆温的出现会阻碍空气垂直 对流的发展， 所以逆温的好处有 ① 可以抑 制沙尘暴的发生， 因为沙尘暴发生的条件 是大风、 沙尘、 强对流运动。 ② 逆温出现 在高空， 对飞机的飞行极为有利。 因为飞 机在飞行中不会有大的颠簸 ， 飞行平稳 。 同时， 万里晴空提高了能见度， 使飞行更 加安全。 弊： 不管是何种原因形成的逆温， 对天 气和大气污染的扩散都有相当大的影响， 都 会对空气质量产生很大影响。 它阻碍了空气 的垂直对流运动， 妨碍烟尘、 污染物、 水汽 凝结物的扩散， 有利于雾的形成并使能见度 变差， 使大气污染更为严重。 要点 2 等压面图的判读之海陆风 等压面是气压相等的点组成的平面 ， 是区域气压分布的表现形式之一， 是判断 区域气压分布、 风向和气温分布等的重要 依据。 1. 海陆风是滨海地区在一天之中， 由于海陆 热力性质差异， 风向以一天为周期， 随昼 夜更替而转换的现象。 它是热力环流的反 映， 是最基本、 最简单的大气运动形式 之一。 D B C 气温 锋面 高 度 A 26 学 第二章 地球上的大气 2. 白天， 陆地比海洋气温高， 气流上升， 近 地面形成低压， 等压面向地面突出； 海洋 比陆地气温低， 气流下沉， 近地面形成高 压， 等压面向高空突出； 高空与近地面气 压相反， 等压面突向相反； 风从海洋吹向 陆地， 进而形成环流。 典例 下图为 “某季节我国东部沿海地区高 空等压面示意图”。 据此完成下题。 有关 ①②③④ 四地空气流动状况， 正确的是 （ ） A. ① — ③ — ④ — ② — ① B. ③ — ① — ② — ④ — ③ C. ① — ② — ③ — ④ — ① D. ④ — ② — ③ — ① — ④ 解析： 由图可知： ① 处是高压， ② 处是低 压， 那么近地面， ③ 处是低压， ④ 处是高 压。 所以可以判断气压大小为 ②＜①＜③＜④ 。 水平面上 ① 流向 ② ， ④ 流向 ③ 。 垂直方向 ③ 处上升流向 ① ， ② 处下沉流向 ④ 。 四地空气 流动状况是 ③ — ① — ② — ④ — ③ ， 顺时针方 向。 故选 B 。 答案： B 要点 3 影响风向和风速的主要因素 影响风的三种力 某季节我国东部沿海地区高空等压面示意图 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 向总是与 等压线斜 交 对风的影响 作用力 方向 大小 风速 风向 水平 气压 梯度力 始终与等 压线垂直， 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 大小随纬 度增加而 增加， 赤 道为零 不影响 风速大 小 北半球使 风向右偏， 南半球使 风向左偏 27 学 高 中 地 理 必 修 第一册 （人教版） 热 点 剖 析 热点 大气受热和运动的原理及其应用 结合当前气候变化问题考查对大气受热 过程的理解； 通过等压面图考查热力环流的 形成过程， 分析海陆风、 山谷风、 城市风等 实例的形成与影响； 通过等压线图来考查风 向风力， 结合后面相关知识分析特定气压场 中大气运动的变化。 运用大气热力状况和热 力环流的原理解决实际问题。 典例 1 唐代著名诗人刘禹锡在 《秋词》 中 写道 “山明水净夜来霜， 数树深红出浅黄”。 下图为大气受热过程示意图。 据此完成 （ 1 ） （ 2 ） 题。 （ 1 ） 上图反映的时间最可能是 （ ） A. 2 月 B. 5 月 C. 8 月 D. 11 月 （ 2 ） “夜来霜” 的形成原因是 （ ） A. ① 增强 B. ② 增强 C. ③ 减弱 D. ④ 减弱 解析： （ 1 ） 根据材料 “数树深红出浅黄” 可判断出树叶变成红色和浅黄色应为秋季 11 月， D 正确。 （ 2 ） “夜来霜” 的成因是 夜间大气逆辐射作用弱， 大气对地面的保温 作用弱， 气温低， 水汽凝结形成的， 图中 ④ 是大气逆辐射， D 正确； ① 表示到达大气上 界的太阳辐射， ② 表示到达地面的太阳辐 射， ③ 表示地面辐射。 答案： （ 1 ） D （ 2 ） D 典例 2 2023 年 4 月 ， 华北地区某城市一 周日均温均在 10 ℃ 以上， 某日突降大雪， 延续 2 日， 之后气温回升， 积雪初融， 该 城市某停车场出现 “雪馒头 ” 景观 （下 图）。 “雪馒头” 都位于渗水方砖 （中心空 洞 ， 露出土壤 ） 的中央 。 据此完成 （ 1 ） （ 2 ） 题。 （ 1 ） “雪馒头 ” 景观形成的原因主要是 （ ） A. 土壤吸收的太阳辐射较少 B. 土壤吸收的大气辐射较少 C. 方砖吸收的大气辐射较多 D. 方砖释放的地面辐射较多 （ 2 ） 下列现象与 “雪馒头” 形成原因类似的 是 （ ） ① ④ ③ ② 大气上界 吸收 地面 28 学 第二章 地球上的大气 A. 山区桃花盛开时晚于平原 B. 深秋晴天出现霜冻概率大于阴天 C. 四川盆地太阳辐射总量小于青藏 高原 D. 白天滨海地区陆地温度高于海面 解析： （ 1 ） 由于方砖和土壤的热力性质差 异， 方砖的比热容较中间的土壤小， 升温较 快， 比土壤的温度高， 释放的地面辐射较 多， 所以方砖上的积雪较早融化， 而土壤上 的积雪融化较慢， 形成 “雪馒头” 景观。 D 正确， A 、 B 、 C 错误。 （ 2 ） “雪馒头” 形 成原因是下垫面热力性质不同导致的， 与之 类似的是白天滨海地区陆地温度高于海面， 白天陆地增温快， 海水增温慢， D 正确； 山 区桃花盛开时晚于平原是因为海拔不同导致 热量不同， A 错误； 深秋晴天出现霜冻概率 大于阴天是由于大气逆辐射弱导致的， B 错 误； 四川盆地太阳辐射总量小于青藏高原是 由于二者海拔、 云量、 天气、 大气层厚度不 同导致的， C 错误。 答案： （ 1 ） D （ 2 ） D 29