内容正文:
高考总复习
地理
第四单元 大气圈及大气变化
第二讲 大气的运动
课程标准 素养目标
运用示意图等,说明热力环流原理,并解释相关现象。 1.区域认知:通过不同地点下垫面受热状况、等压面图,认识不同区域的热力环流。
2.地理实践力:利用热力环流、风的形成原理,解释日常生活中相关的地理现象。
3.综合思维:利用等压面图,综合分析热力环流的成因及影响;利用等压线图,分析南(北)半球近地面或高空的风向、风力状况。
热力环流
冷热不均
1.概念:是由于地面____________而形成的空气环流,它是大气运动_________的形式。
2.形成过程:地面冷热不均→空气的______或______→同一水平面上的______差异→大气的______运动。具体如图所示:
最基本
上升
下沉
气压
水平
必备知识•自主落实
必备知识•自主落实
(北半球)
大气的水平运动
1.形成的直接原因:_____________________。
水平气压梯度力
必备知识•自主落实
2.影响大气水平运动的作用力
作用力 方向 大小 对风的影响
风速 风向
水平气压梯度力 始终与等压线______,由_____指向低压 等压线越______,水平气压梯度力越大 水平气压梯度力越大,风速越___ 垂直于等压线,由高压指向低压
地转偏
向力 始终与风向______ 大小随纬度增加而______,赤道上为零 不影响风速的______ 北半球向___偏,南半球向___偏,赤道上不偏转
垂直
高压
密集
大
垂直
增加
大小
右
左
必备知识•自主落实
作用力 方向 大小 对风的影响
风速 风向
摩擦力 始终与风向______ 大小与下垫面性质有关。下垫面越粗糙,起伏越大,摩擦力越___,反之越小 使风速减小 与其他两力共同作用,使风向______等压线
相反
大
斜穿
必备知识•自主落实
3.高空风与近地面风
类型 高空风 近地面风
图示(北半球)
必备知识•自主落实
类型 高空风 近地面风
受力 F1(_____________________)和F2(_______________)共同影响 F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(_________)共同影响
风向 与等压线______ 与等压线______
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
平行
斜交
必备知识•自主落实
旁栏边角·做一做
1.阅读教材必修第一册P31图2-1-9 冷热不均引起的热力环流示意,完成以下问题。
(1)图中的“高压”“低压”是针对什么而言的?对流层中同一地点垂直方向上气压如何变化?
提示:“高压”“低压”总是针对同一水平面相比较而言的,对流层中同一地点在垂直方向上总是近地面气压高于高空气压。
(2)空气在水平方向上的运动有何规律?
提示:空气在水平方向上总是由高气压流向低气压。
必备知识•自主落实
2.阅读教材必修第一册P32活动3内容,思考:城市中心区除了是“热岛”外,还是“湿岛”,城市中心区比郊区多雨的原因有哪些?
提示:①城市中心盛行上升气流,水汽易降温凝结;②城市中心区空气中固体尘埃多,多凝结核。
必备知识•自主落实
易混易错·辨一辨
1.高空高气压区的气压高,但并不是高空气压高于垂直方向上近地面的气压。
必备知识•自主落实
提示:在热力环流中,高空气压的高低、近地面气压的高低,是相对于同一水平面而言的。气压在垂直方向上,随着海拔升高,气压降低。这是因为在垂直方向上气压的高低,取决于不同高度所承担的空气柱的长度不同。如图所示:A点所在平面承受空气柱的高度为h2,B点为h1,h2>h1,故A点气压高于B点。
必备知识•自主落实
2.等压线密集区的风力并不一定大于等压线稀疏区的风力。
提示:风力大小取决于水平气压梯度力的大小,而不是取决于等压线的疏密。在同一等压线图中,等压线密集的区域,水平气压梯度力大,风力大,等压线稀疏的区域,水平气压梯度力小,风力小。但是在不同的等压线图中,由于比例尺不同或者等压线之间数值的差异,等压线密集的区域水平气压梯度力不一定大于等压线稀疏的区域,所以风力不一定大。
必备知识•自主落实
析图填图·练一练
在下图中□处填入表示同一水平面上气压的“高”或“低”。在指向线上用箭头正确标出气流的运动方向。
必备知识•自主落实
提示:
必备知识•自主落实
热力环流
(2024·广东卷)下图为珠穆朗玛峰南坡某冰川区暖季上、下气流运动状况示意图。据此完成(1)~(2)题。
关键能力•考点探究
(1)若暖季上、下行气流常在图中P地附近交汇,则该地( )
A.大气下沉气流增强 B.冰面的流水作用减弱
C.局地降水概率增加 D.下行风焚风效应减弱
(2)近30年来,该地区暖季午间下行气流势力呈现增强趋势,由此可引起P地附近( )
A.年均气温趋于降低 B.冰川消融加快
C.年降水量趋于增加 D.湖泊效应增强
C
A
关键能力•考点探究
[考题点睛]
情境 珠穆朗玛峰南坡某冰川区暖季上、下气流运动状况
考向 热力环流
误区 误认为暖季时高海拔冰川表面空气上升以及下行风会形成焚风效应
切记 冷热不均产生了空气的垂直运动,受热多的地区空气上升,受热少的地区空气下沉
关键能力•考点探究
解析:第(1)题,由题干“若暖季上、下行气流常在图中P地附近交汇”可知,暖季时高海拔地区的冷空气吹向下方,与低海拔地区的暖湿气流在图中P地附近交汇,冷暖气流交汇,暖气流上升,水汽易凝结形成降水,致使局地降水概率增加,C正确;由题干关键词“若暖季”可知,暖季时气温相对较高,大气下沉气流减弱,上升气流增强,A错误;该地位于珠穆朗玛峰南坡,是阳坡,暖季时气温较高,冰川融化导致冰面的流水作用增强,B错误;下行风指近冰面空气冷却下沉形成的冰川风,并非背风坡的下沉气流,不会形成焚风效应,D错误。故选C。
关键能力•考点探究
第(2)题,由题干“近30年来,该地区暖季午间下行气流势力呈现增强趋势”可知,更强的下行风将高海拔地区的冷空气吹向低海拔处,因此可能引起P地附近年均气温趋于降低,这种区域降温可能在一定程度上阻止冰川的融化,导致冰川消融减慢,A正确,B错误;更强的下行风也降低了该区域风辐合的高度,从而减少了P地附近的降水量,导致P地附近年降水量趋于减少,C错误;湖泊效应指水库(人造湖泊)对气候的作用,由于水体巨大的热容量和水分供应,可使水库附近的平均气温升高,气温日较差和年较差变小,更强的下行风引起的区域降温会导致湖泊效应减弱,D错误。故选A。
关键能力•考点探究
1.理解热力环流形成过程的四个关键点
知能整合
关键能力•考点探究
2.热力环流的判读思路
(1)确定近地面两点白天和夜晚的冷热状况
(2)根据冷热状况判断垂直方向上的气流运动方向
热上升、冷下沉——近地面热空气上升,冷空气下沉。
关键能力•考点探究
(3)判断两地近地面与高空的气压状况
①热低压、冷高压——近地面冷的地方形成高压,近地面热的地方形成低压。
②近地面和高空的气压性质相反——近地面为高压,其高空为低压;近地面为低压,其高空为高压。
(4)根据气压状况判断两地间风向:水平气流从高压区流向低压区。
关键能力•考点探究
3.常见的热力环流形式
(1)海陆风
影响:使滨海地区气温日较差减小,降水增多。
关键能力•考点探究
(2)山谷风
影响:在山谷和盆地地区,常因夜间的山风吹向谷底,使谷底和盆地内形成逆温层,阻碍了空气的垂直运动,易造成大气污染。
关键能力•考点探究
(3)城市风
影响:一般将绿化带布局于气流下沉处或下沉距离以内,将卫星城或污染较重的工厂布局于气流下沉距离之外。
关键能力•考点探究
(2023·山东淄博一模)山谷风包括沿山谷走向的上谷风、下谷风和垂直于山谷走向的上坡风、下坡风。2022年2月北京冬奥会冬季两项(越野滑雪和射击)比赛在河北省张家口市举行,赛场位于该市古杨树村的山谷中,比赛多选择在17时开始。图1示意1~3月该山谷上、下谷风的风向日变化,图2示意该山谷上、下谷风及实测风的风速日变化。据此完成1~2题。
对点检测
关键能力•考点探究
关键能力•考点探究
关键能力•考点探究
1.该山谷的大致走向及地形特征是( )
A.东西走向,西高东低 B.东西走向,东高西低
C.南北走向,南高北低 D.南北走向,北高南低
2.据图推测与该山谷背景风风向一致的是( )
A.上谷风 B.下谷风
C.上坡风 D.下坡风
B
A
关键能力•考点探究
解析:第1题,由材料及图可知,18时~次日9时风向大约为偏东风,9时~18时风向大约为偏西风,根据山谷风的形成原理可知,夜晚吹下谷风,白天吹上谷风,即下谷风为偏东风,上谷风为偏西风,因此该山谷呈东西走向;9时左右下谷风平均风速增加较快,说明地势高差大,气温变化明显,导致气压梯度力大,因此该山谷呈东西走向,地势东高西低。B正确。第2题,由材料可知,此时为1~3月,当地的背景风为西北风;结合材料及图1可知,9时~18时为上谷风,上谷风为偏西风,与背景风风向一致,A正确。
关键能力•考点探究
(经典真题浙江卷)如图为某地近地面垂直方向气温、气压分布示意图(图中虚线为等温线、实线为等压线)。据此完成(1)~(2)题。
等压面的判读
关键能力•考点探究
(1)若该地位于我国西北沙漠地区,则其成因和空气垂直运动正确的是( )
A.动力 辐合上升 B.热力 辐合上升
C.动力 下沉辐散 D.热力 下沉辐散
(2)易形成这种大气物理状况的是( )
A.夏季白天的内陆湖面 B.冬季晴朗夜晚的谷底
C.夏季晴朗白天的郊区 D.冬季暖流流经的海面
B
D
关键能力•考点探究
[考题点睛]
情境 某地近地面垂直方向气温、气压分布示意图
考向 等压面的凹凸与气温之间的关系
误区 误认为气温高,气压高,等压面向高空凸出
切记 气温高处,气压低,等压面向近地面凸出
关键能力•考点探究
解析:第(1)题,读图可知,该地等温线向上凸出,说明该地气温较周边地区高;气流在垂直方向上上升,在近地面等压线向下凹,说明该处气压较周边地区低,受低压控制,气流辐合上升,是热力原因(地面温度高)造成的。第(2)题,夏天内陆地区的湖泊气温较周边地区低,气流下沉,形成高压;冬季岩石降温快,气流沿山坡下沉,谷底气温低;郊区与城市之间,由于城市热岛效应,郊区为高压,气流下沉;冬季暖流流经的地区,气流上升。
关键能力•考点探究
1.判断气压高低
知能整合
关键能力•考点探究
(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。即PA>PC,PB>PD。
(2)同一等压面上各点的气压相等。
综上分析,图中PB>PA>PC>PD。
关键能力•考点探究
2.判读等压面的凹凸
(1)因地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,进而等压面发生弯曲,同一水平面上,等压面上凸者气压高,下凹者气压低。即“高凸低凹”,即PC>PD,PB>PA。
(2)同一垂直方向上,近地面和高空的气压状况类型相反,即近地面为高压,高空则为低压。
关键能力•考点探究
3.判断下垫面的性质
(1)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。
(2)判断裸地与绿地:裸地类似陆地,绿地类似海洋。
(3)判断城区与郊区:等压面下凹者为城区,上凸者为郊区。
关键能力•考点探究
4.判断近地面天气状况和气温日较差
(1)等压面下凹处,多阴雨天气,日较差较小,如A地。
(2)等压面上凸处,多晴朗天气,日较差较大,如B地。
关键能力•考点探究
细颗粒物(PM2.5)的排放超过大气循环能力和承载度,细颗粒物浓度将持续积聚,此时如果受静稳天气等影响,极易出现大范围的雾霾。2023年12月,入冬来最持久雾霾天气来临,全国多个城市达到严重污染。下图是某气象局绘制的某日10时某局部区域近地面的气压与气流状况图。读图,完成3~5题。
对点检测
关键能力•考点探究
3.图中吹偏南风是( )
A.① B.②
C.③ D.④
D
关键能力•考点探究
4.下列等压面示意图中,能正确表示甲、乙沿线气压分布状况的是( )
A.Ⅰ B.Ⅱ C.Ⅲ D.Ⅳ
C
关键能力•考点探究
5.若仅考虑天气因素,此时该地区出现雾霾天气的说法正确的是( )
A.M地盛行上升气流,雾霾持续时间较短
B.O地盛行下沉气流,雾霾持续时间长
C.M地风力较大,雾霾持续时间较短
D.O地风力较小,雾霾持续时间较长
A
关键能力•考点探究
解析:第3题,根据所学知识可知,近地面风向与等压线斜交,具体判断方法如下:首先,找出水平气压梯度力,垂直于等压线,而且由高压指向低压,第二,在地转偏向力作用下,北半球向右偏转,偏转角度大约30°~60°,画出风向,①②是偏东风,③是偏北风,④是偏南风,D正确,A、B、C错误。故选D。
关键能力•考点探究
第4题,据图可知,由甲到乙沿线,M、O两处气流辐合,形成低压中心,根据等压线“凸高低凹”原则,近地面M、O两处,等压面下凹,高空的等压面与近地面相反,C正确,A、B、D错误。故选C。第5题,根据上题分析,M和O为低压中心,盛行上升气流,风力小,对流强,雾霾容易消散,持续时间短,A正确,B、C、D错误。故选A。
关键能力•考点探究
(2023·浙江卷)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。据此完成(1)~(2)题。
大气的水平运动
关键能力•考点探究
关键能力•考点探究
(1)若甲地上空1 000米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( )
D
关键能力•考点探究
A.① B.② C.③ D.④
关键能力•考点探究
(2)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
A
关键能力•考点探究
[考题点睛]
情境 甲地下垫面空气对流运动示意图
考向 风向、天气状况的判断
误区 不能根据图中的等压线判断风向及天气状况
切记 近地面风向在水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力等的作用下,风向与等压线有一定夹角。在高空,摩擦力可以忽略不计,风向与等压线平行
关键能力•考点探究
解析:第(1)题,1 000米之下有两个热泡,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,根据图示的等压线数值大小关系,①图中的甲地气压梯度力方向是由东北指向西南,结合北半球地转偏向力右偏应形成偏东风,既不是西北风也不是偏西风,A错误;②图中甲地的气压梯度力方向由南指向北,结合南半球地转偏向力左偏应形成偏东风,B错误;③图中甲地气压梯度力方向由东南指向西北,结合北半球地转偏向力右偏形成偏南风,而在热泡1时风向需要是西北风,C错误;④图中甲地气压梯度力方向由西北
关键能力•考点探究
指向东南,热泡1时,结合南半球地转偏向力左偏和摩擦力的影响应是西北风(偏西风),在热泡2时远离地面,摩擦力较小,结合南半球地转偏向力左偏应形成西南风,西南风属于偏西风,符合题意,D正确。故选D。第(2)题,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,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;云顶海拔高,气温低,水汽不易蒸发,④错误。故选A。
关键能力•考点探究
1.判断风力大小
(1)看水平气压梯度力大小
①同一幅等压线图上,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;等压线稀疏,水平气压梯度力小,风力小。
②不同等压线图上,相邻两条等压线数值差越大,水平气压梯度力越大,风力越大;相邻两条等压线数值差越小,水平气压梯度力越小,风力越小。
知能整合
关键能力•考点探究
③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。
(2)看距风源地远近:距风源地近,则风力大,如我国西北地区距冬季风源地近,冬季风力大。
(3)看摩擦力大小
①平原、高原地面平坦开阔,阻挡作用弱,风力大,如内蒙古高原;风由陆地吹向海面或湖面,摩擦力变小,风力变大。
关键能力•考点探究
②摩擦力随海拔变化
关键能力•考点探究
(4)看植被多少:植被茂密,阻力大,风力小;植被稀疏,阻力小,风力大。
(5)看地形因素:地形(河谷、山谷)延伸方向与盛行风向基本一致,受狭管效应影响,风力大。原理如图所示:
关键能力•考点探究
2.风向的判断与绘制
关键能力•考点探究
按照以上方法可绘出风向,如图所示(以北半球为例)
关键能力•考点探究
(2023·山东济宁三模)一个地区的风受局地风与背景风的共同影响。我国北方某地为典型的山谷地形,受局地风影响显著。下图示意该地一气象站连续4日近地面风向和风速随时间变化。据此完成6~7题。
对点检测
关键能力•考点探究
6.图示时段内,该地谷风开始出现的时间约在( )
A.日出前后 B.临近日落
C.午后不久 D.子夜前后
7.3月8日,该气象站近地面气压场的特点是( )
A.北高南低,梯度大 B.北高南低,梯度小
C.南高北低,梯度大 D.南高北低,梯度小
C
A
关键能力•考点探究
解析:第6题,在白天,山坡接受太阳光热较多,成为一只“加热炉”,空气增温较多;而山谷上空,同高度上的空气因离地较远,增温较少。于是山坡上的暖空气不断上升,并在上层从山坡流向谷地,谷底的空气则沿山坡向山顶补充,这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。下层风由谷底吹向山坡,称为谷风。读图可知,图示时段内,该地谷风开始出现的时间约在午后不久,即在15时之前,都出现风速较大的南风,此时山谷气温低、气压高,风从山谷吹向山顶,故选C。第7题,读图可知,3月8日,吹风速较大的北风,说明该气象站北部气压高,南部气压低,而且风速大表明气压梯度力大,故选A。
关键能力•考点探究
在鄱阳湖的北端,有一片死亡水域,老爷庙水域,人称中国百慕大,鄱阳湖“魔鬼三角”。所谓“船过老爷庙,鬼在水下叫。十船经过九船翻,要想不翻难上难”。1970年初夏,“魔鬼”突然出现,挟风雨,卷雷电,啸声震耳。20世纪90年代初的一个夏日,晴空白日,忽然湖面上狂风怒号,乌云翻滚,风沙滔天,种种奇怪现象令人不可捉摸,“魔鬼三角”迷雾重重。
命题素材
•核心素养
素养突破
老爷庙水域,最宽处为15千米,最窄处仅有3千米。是赣江、抚河、信江、饶河、修河五大水系交汇之处,人称五龙入湖。科考队对此水域进行了一次无人机探测航拍,结果发现水下有一条2.5千米长的一个坚固的水下暗堆(沙坝)。该水域两侧分布有26.7平方千米的沙山,沙山与广阔的湖面形成鲜明对比,一到春夏之交,天气变化剧烈,常造成雷阵雨并伴有水龙卷。沙山南边是开阔的湖面,北边是通往长江的狭长水道,每年的九月到来年的五月,北方冷空气南下的时候,风速猛增。下图为老爷庙区域略图。
•核心素养
素养突破
•核心素养
素养突破
[热考命题]
(1)判断老爷庙水域“魔鬼”突现前的天气特征,并说明该天气特征对“魔鬼”突现的影响。
(2)说明老爷庙水域多大风的原因。
(3)简述老爷庙水域水下暗堆(沙坝)的形成原因。
(4)分析老爷庙水域“十船经过九船翻”的自然原因。
•核心素养
素养突破
[考题突破]
信息
指引 文字
材料 最窄处仅有3千米→易形成狭管效应;是赣江、抚河、信江、饶河、修河五大水系交汇之处,人称五龙入湖→河流带来泥沙、水流杂乱;水下有一个坚固的水下暗堆(沙坝)→水下暗堆(沙坝)阻挡水流,形成巨大水下漩涡;水域两侧分布有26.7平方千米的沙山,沙山与广阔的湖面形成鲜明对比→沙地升温快,空气对流运动剧烈,湖水蒸发旺盛,提供水汽
图表
材料 该水域的两侧为庐山山脉与沙山→易形成狭管效应→风大;有沙坝→阻挡水流,形成漩涡
•核心素养
素养突破
素养
指引 区域
认知 该地水道狭窄,两侧分别是山地和丘陵,且水下有暗礁
综合
思维 水道狭窄、两侧分别是山地和丘陵,易形成气流、水流双重狭管效应,风大流急浪高,沙山与湖面并存,温差大,风大,晴天时空气对流运动剧烈,易形成水龙卷;水下有暗礁阻挡水流,加上入湖河流多,易形成水下漩涡
地理
实践力 水道狭窄、两侧分别是山地和丘陵,易形成气流、水流双重狭管效应;入湖河流多,水流杂乱;沙山升温快,湖面升温慢
•核心素养
素养突破
答案:(1)晴朗天气。理由:天气晴朗,沙山与湖水温差大,风大;天气晴朗,蒸发旺盛,水汽充足;天气晴朗,沙地升温快,空气对流运动剧烈,易形成云雨雷电现象,进而形成“魔鬼”。
(2)北方冷空气南下,受地形(庐山和丘陵)的影响,风压加大,风力强劲;该区地处狭窄水域,狭管效应加剧风速;下垫面为水域,摩擦力小,风力大。
•核心素养
素养突破
(3)“五大水系”入湖带来大量泥沙;“五大水系”入湖,水流汇聚,河湖相互顶托利于泥沙沉积;受此处水域地貌的影响,局部水流变缓,泥沙沉积,形成沙坝。
(4)“五龙入湖”,水流杂乱多漩涡;水下暗堆(沙坝)阻挡水流,形成巨大水下漩涡;地处狭窄水域,形成气流、水流双重狭管效应,风大流急浪高;多强对流天气,易形成水龙卷。
•核心素养
素养突破
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原理分析
图示
随着海拔升高,空气运动所受的摩擦力变小,故风速增大,风向受地转偏向力影响增大,北半球风向逐渐向右偏转(如右图),南半球逐渐向左偏转
近地
面风
高空风
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