2.1 大气的组成和垂直分层——热力环流 课件 2024-2025学年高一上学期 地理 人教版（2019）必修一

第2章 第2节 必修1 第二章 地球上的大气 第二节 大气受热过程和大气运动 第二讲 热力环流和风 城郊烧秸秆跟城区大气污染有何关系呢？ 城郊秸秆焚烧 1、气压 ——气压是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。 思考：比较甲、乙两处的气压高低？ P甲_____P乙 ＞ 结论：海拔越高，气压越低 基本概念 2、等压面 概念：空间上气压值相等的各点所组成的面 变化：等压面的气压值随海拔升高而降低 分布：若地面是均匀的，且受热均匀时， 则：等压面与地面平行。 基本概念 等压面 高度 A B D 地 面 ※※※地表受热不均状况下的等压面还会和地面平行吗？ A B C D A=B＞C=D 例：比较A、B、C、D气压值大小。 高度 受热不均匀，等压面弯曲， 像地形一样起伏不平。 2、等压面 概念：空间上气压值相等的各点所组成的面 变化：等压面的气压值随海拔升高而降低 分布 若地面是均匀的，且受热均匀时， 则：等压面与地面平行。 等 压 面 ※※※地表受热不均状况下的等压面 基本概念 3、等压线 ——等压线是指把（在一定时间内）气压相等的地点在平面图上连接起来所成的线。 基本概念 等压面的弯曲表示水平面上存在高低压，水平面上气压值相等的点的连线为等压线。 同一水平面等压线分布图 1004hpa ？ A B C 假设地面冷热均匀 500hpa 900hpa 此时等压面与地面平行 假设，地面冷热均匀，海拔相同 900hpa 900hpa 500hpa 500hpa D E F 高度 近地面 高空 空气没有相对上升和相对下沉运动 热力环流--形成过程 受热 冷却 冷却 假设地面冷热不均 A B C 500hpa 900hpa 900hpa 900hpa 500hpa 500hpa D E F 近地面 高空 1000hpa 750hpa 1000hpa 400hpa 650hpa 400hpa 高度 不均 大气水平运动 大气垂直运动 同一水平面产生气压差异 热力环流 地面冷热不均 低 低 高 低 高 高 热力环流 大气运动的一种最简单的形式 冷热不均是热力环流形成的关键 A B C 等压面 高空 800hpa 900hpa 1000hpa 近地面 高 低 低 低 【思考】气温、气压、气流三者之间有什么关系? 气温 差异 导 致 决 定 气压 差异 气流 方向 A C B D F E 受热 冷却 冷却 高 高 等压面发生了弯曲 等压面的变化 高空 近地面 高空 近地面 变化前 等压面与地面平行 变化后 900hp 900hp 500hp 500hp 500hp 900hp 热力环流对等压面的影响 垂直方向，海拔高气压低 等压面上凸为高压，下凹为低压(高高低低） 同一地点，近地面与高空气压类型相反 等压面的判读的规律 热力环流对等压面的影响 等压面的运用 一判气流升降 二推气压高低 三定气流流向(水平) 气流垂直运动与天气状况： 气流上升处容易形成_______天气 气流下沉往往天气________天气 阴雨 晴朗 热力环流对天气的影响 【热力环流规律总结】 （1）比较高、低气压是相对于____（“垂直方向”或“同一水平面”）的气压差异而言。 （2）同一地点，近地面气压总是______高空气压；且高、低空的气压名称________。 （3）在近地面，一般气温高的地方气压______，气温低的地方气压______。 （4）等压面弯曲判读：上凸处是___压区，下凹处是___压区。（“__________”） （5）大气的水平运动（风），总是由____压吹响____压；风向与等压面倾斜方向_______。 （6）近地面的风向与高空的风向____________。 大于 相反 低 高 高 低 凸高凹低 大致相反 高 低 一致 教材P37 【课堂反馈1】下图为某地热力原因形成的高空等压面分布状况示意图。 （1）请画出甲乙之间的热力环流。 （2）请画出近地面的等压面凹凸状况。 （3）请将甲、乙、②、⑤四处的气压从高到低排序。 （4）甲乙两地的天气状况及昼夜温差大小怎样？ 乙＞甲＞②＞⑤ 【课堂反馈2】下图甲为某区域热力环流剖面示意图，图乙为该环流近地面与600m高空垂直气压差的分布状况图。 据图判断近地面甲、乙两地之间的风向。 甲→乙 甲地阴雨，昼夜温差小；乙地晴朗，昼夜温差大。 海陆风 城市风 山谷风 常见热力环流 P37【案例】完成以下内容： 1.用“冷”和“热”标注市区和郊区之间的温度差异。 2.分析城市中心区与郊区温度差异的原因。并提出缓解这种差异的措施。 3.绘制城市中心区与郊区之间的热力环流示意图。 4.思考城市热力环流对工业布局的影响。 热 冷 冷 影响：①一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内；②而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。 ①城市中心区建筑密集，地面多硬化，吸收太阳辐射多向大气传送的热量也多。 ②此外，城市中心区人口密集，产业发达，汽车数量多，人们生活、生产向大气释放的废热较多。 秋 怀 【宋】 陆游 园丁傍架摘黄瓜，村女沿篱采碧花。 城市尚余三伏热，秋光先到野人家。 常见热力环流形式——城市热岛效应与城市风 增加城市绿地、湿地面积； 合理规划，降低城市人口密度、建筑物密度；调整产业结构； 建设城市通风廊道； 发展生态屋面； 提倡绿色出行； 利用多种途径降低人类活动排放的废热，如：提高能源利用率、使用清洁能源等。 海风 陆风 白天，陆地比海洋增温快，近地面陆地气压低于海洋，风从海洋吹向陆地，形成海风。 夜晚，陆地比海洋降温快，近地面陆地气压高于海洋，风从陆地吹向海洋，形成陆风。 热 冷 高气压 低气压 冷 热 低气压 高气压 低气压 高气压 高气压 低气压 【探究】分析夏季大气热力环流对滨海地区气温起到怎样的调节作用？ 白天，海风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温作用； 夜晚，陆风比较温暖干燥，对滨海地区能够起到增温作用。 海陆风共同作用的结果使得滨海地区的气温日较差减小。 常见热力环流形式——海陆风 思考：根据于海陆热力性质的差异，请绘制出白天和夜晚沿海地带的局部热力环流。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 谷 风 山 风 白天（谷风） 夜晚（山风） 形成 白天①③比同高度②受山体影响更明显，白天升温更快，气流上升，②处及山谷受热气温上升慢，气流下沉形成高压，暖空气沿山坡上升，白天吹谷风。 晚上④⑥比同高度⑤受山体影响更明显，气温更低，气流下沉，⑤及山谷夜晚大气保温作用强，温度较高，气流上升，冷空气沿山坡下滑，晚上吹山风。 常见热力环流形式——山谷风 夜 昼 山 风 谷 风 君问归期未有期，巴山夜雨涨秋池。 何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。 常见热力环流形式——山谷风的常见运用 常考方向：夜雨（如巴山夜雨涨秋池；拉萨河谷夏季夜雨多） 思考：运用热力环流的原理分析“巴山多夜雨”的原因。 19 常考方向：夜雨（如巴山夜雨涨秋池；拉萨河谷夏季夜雨多） 常见热力环流形式——山谷风的常见运用 夜晚，山坡降温快，空气冷却下沉（2分） 冷空气冷沿山坡下沉到谷底（2分） 使山谷暖空气被迫抬升，（2分） 高度增高，水汽冷却凝结成云致雨（2分） 四川盆地潮湿，云层厚，夜晚大气的逆辐射较强，低层空气容易升温，加之四周沿山坡下沉的气流多，造成盆地底部夜晚气流上升较旺，形成夜雨。 思考：运用热力环流的原理分析“巴山多夜雨”的原因。 发生的条件和过程：由于夜晚山坡散热快，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升，从而出现温度的倒置现象，即地形逆温。 出现的地区：盆地和谷地。 影响： 地形逆温导致山谷空气流通差 南方山谷容易出现低温冷害 冷空气 暖空气 常见热力环流形式——山谷风的常见运用 常考方向：谷地逆温 概念：逆温是指对流层大气中气温随高度增加而上升的现象， 常见热力环流形式——山谷风的常见运用 常考方向：山谷风对农业的影响 思考：分析山谷风对山坡农业可能会产生哪些影响？ (2)冬季夜晚，图9b中②地的柑橘树比①地更易受低温冻害的影响，请说明原因。（8分 冬季夜晚,坡顶近地面因辐射冷却气温降低,冷而重的空气沿山坡下沉到②地(河谷)(4分), 使②地(河谷)气温较高的暖空气被抬升到上空,导致②地(河谷)冷而①地(山坡)暖(4分),因此,②地(河谷)的柑橘树比①地(山坡)更易受低温冻害的影响。 气压梯度：同一水平面上，单位距离间的气压差 水平气压梯度力： 方向由高压指向低压 垂直于等压线 水平气压梯度力是形成风的直接原因 1008 1006 1004 （hPa） 水平气压梯度力 大气水平运动——风 1000 998 996hpa 甲 乙 思考：下图中绘制甲、两地的水平气压梯度力。 理想状态风 A 高空的风 B 近地面风 C 风的类型 理想风 图 在水平气压梯度力作用下的风向 如果没有其他外力的作用，风向应该与水平气压梯度力的方向一致，即风向也垂直于等压线 1008 1006 1004 （hPa） 风向 水平气压梯度力 理想风 高空风 水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风向最终与等压线平行 图 在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风向(北半球高空) 498 496 494 492 490 （hPa） 水平气压梯度力 风向 地转偏向力 高空风 近地面风 水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向与等压线斜交。 图 在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向(北半球近地面) （hPa） 1004 1006 1008 1010 水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力 摩擦力方向：与风向相反 近地面风 形成风的几种作用力的比较 作用力 方向 对风的影响 风速 风向 水平气压梯度力（F) 始终与等压线垂直，由高压指向低压 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(G) 始终与风向垂直 不影响风速的大小 北半球使风右偏，南半球使风左偏 摩擦力(f) 始终与风向相反 使风速减小 与其他两力共同作用，使风向斜穿等压线 大气水平运动——风 下图表示南半球近地面，在图中画出A点的风向 课堂活动 【试一试】根据等压线确定风向和风速 (1)比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由。 (2)在图上画出甲、乙两地的风向。 (3)比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由。 图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时) 甲地等压线密集，水平气压梯度力大。 甲为偏北风、乙为偏东风。 甲风速大，因为等压线密集，气压梯度大；乙反之。 水平气压梯度力 地转偏向力 西北风 摩擦力 地转偏向力 偏东风 摩擦力 水平气压梯度力 知识拓展 例1：下图为某气象科学家绘制的局部地区某时气压(单位:百帕)分布图。读图回答下列小题。 （1）图中风速最大的点为 ( 　　) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 （2）甲、乙、丙、丁四点的风向依次是 A.东南、西南、东南、西南 B.东北、西北、东南、西北 C.西北、东北、西北、东南 D.东南、西南、东南、西北 B B (1)写出图中字母代表的力的名称: a__________________, c______________,d_________。 (2)a与等压线之间的关系是________,其方向由________指向_________。 (3)若无d,只受a、c影响,b最终将与___________平行。 (4)在近地面大气中,b与等压线之间___________。 例2：读“北半球近地面风向示意图”,回答问题。 水平气压梯度力　 地转偏向力　 摩擦力 垂直　 高压 　低压 等压线 成一夹角 【课堂小结】 （2106年11月9日6时） 海平面气压分布图 $$