第3章 第12讲 热力环流与风（Word教参）-【优化指导】2026年高考地理一轮复习高中总复习·第1轮（中图版2019）

第12讲　热力环流与风 课标要求 依标看考 依考定教 运用示意图等，说明热力环流原理， 并解释相关现象。 (2024·湖北卷·T13～15)以敦煌绿洲边缘某年沙漠风和绿洲风为例，结合图示，说明热力环流原理，并解释其与沙粒粒径间的联系。 ①运用图示，结合实例说明热力环流原理，并解释相关现象。 ②运用图示，分析风向和风力问题，并解释相关现象。 ———[必考知识·拓教材]——— 气压 (1)定义 从观测高度到大气上界单位面积上垂直空气柱的质量为大气压强，简称气压。气象学则采用百帕(hPa)为气压单位。1 hPa是1 cm2 面积上受到0.01 N力时的压强值，即1 hPa＝0.01 N/cm2。 (2)气压的垂直分布 气压随高度升高而降低。其一般情况如下图所示。 近地面层气压大约每上升10 m减少1 hPa。由于气压和高度的关系十分密切，因此常用hPa(百帕)表示高度。如用1 000 hPa代表海平面，500 hPa大约代表5.5 km高度，300 hPa大约代表9 km高度。　 ———[情境命题·挖教材]——— 阅读必修第一册教材P51“案例研究：城市热岛效应”，挖掘教材情境，完成下面问题。 成都市地处成都平原腹地，常住人口2 140.3万人，是超大城市、国家中心城市，城市建筑及人类活动造成的热量在城市空间范围内积聚，导致城市热岛效应明显。成都天府绿道是一条几乎沿着绕城高速而修建的无障碍的慢行和骑行系统，它串联120多个生态公园和10万亩农业产业带。绿道、公园、湖泊、农田共同组成环城生态区，像一条“生态项链”镶嵌在成都平原上。 1．画出成都市的热岛环流示意图。 2．说明图中环城生态区对缓解成都市热岛效应的作用。 答案：1. 2．水域和植被增加了热容量，升温慢；绿道增强了居民绿色出行的意愿，减少了热量的排放；光合作用等减少了大气中二氧化碳的含量；植被蒸腾作用吸收热量；植物叶片减少了到达地面的太阳辐射，进而降低气温。 解析：第1题，成都市城市热岛效应明显，城市气温高，空气以上升为主，周边山区气温低，空气以下沉为主，近地面空气从山区流向城区，高空从城区流向山区，形成热力环流。第2题，成都环城绿道是一条几乎沿着绕城高速而修建的无障碍的慢行和骑行系统，它串联120多个生态公园和10万亩农业产业带。绿道、公园、湖泊、农田共同组成环城生态区，像一条“生态项链”镶嵌在成都平原上。水域和植被增加了热容量，升温慢，降低白天最高温；绿道建设串联城市自然山水人文，服务百姓休闲游憩健身，增强了居民绿色出行的意愿，减少了热量的排放；植被增多，光合作用增强，减少了大气中二氧化碳的含量；植被蒸腾作用散失大量的水分，吸收热量，使气温降低，植被覆盖率增加，植物叶片通过反射和吸收作用减少了到达地面的太阳辐射，进而降低气温，缓解成都市热岛效应。 一、热力环流 1．大气运动 (1)能量来源：太阳辐射。 (2)根本原因：太阳辐射的纬度分布不均，造成不同纬度之间的热量差异。 (3)意义：使不同地区热量、水分得以交换，影响各地的水热状况，形成了各种复杂天气现象，也会导致气候变化，进而影响着区域自然地理环境。 2．热力环流 (1)概念：是由地面冷热不均引起的大气运动，是大气运动最简单的形式。 (2)形成过程：在下图中用箭头标出大气运动的方向，并补全填空。 答案： 二、大气的水平运动——风 1．气压梯度和水平气压梯度力 只要同一水平面存在气压差，便会产生一种促使空气由高压流向低压的力，即水平气压梯度力。 2．形成风的直接原因：水平气压梯度力。 3．主要作用力及特征 (1)水平气压梯度力：垂直于等压线，从高压指向低压。 (2)摩擦力：与风向相反，对风有阻碍作用，可降低风速。 (3)地转偏向力：与风向垂直，只改变风向，不改变风速。 4．受力状况与风向(北半球) 类型 高空风 近地面风 图示 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 斜穿等压线，由高压指向低压 考向(一)　分析热力环流的形成原理 (2024·湖北卷)某科研小组利用多套测风系统，观测记录了敦煌绿洲边缘某年沙漠风和绿洲风的风速、风向与频次，并对表层沙粒采样分析。结果发现，当地冬季白天以沙漠风为主，晚上沙漠风和绿洲风频次相当；自沙漠向绿洲方向风速呈减小趋势，绿洲风风速衰减幅度比沙漠风小。下图示意采样点及其沙粒分选系数。据此完成(1)～(3)题。 (1)沿采样点1至9方向，沙粒(　　) A．分选性由好变差 B．平均粒径由细到粗 C．分选性由差变好 D．平均粒径由粗到细 (2)关于当地冬季昼夜主要风向成因的说法，合理的是(　　) A．冬季白天，绿洲“冷岛效应”显著 B．冬季白天，绿洲“热岛效应”显著 C．冬季夜晚，绿洲“冷岛效应”显著 D．冬季夜晚，绿洲“热岛效应”显著 (3)绿洲风对当地绿洲生态环境改善明显，是因为绿洲风有利于(　　) A．降低绿洲居住区噪声污染 B．给绿洲地区带来丰富的降水 C．沙物质从绿洲运移回沙漠 D．增加绿洲地区阳光照射强度 (1)D　(2)B　(3)C　解析：第(1)题，由图注中“分选系数数值越小，表示分选性越好”和图中数据可知，沙粒分选性由好变差再变好；由材料“自沙漠向绿洲方向风速呈减小趋势”可知，自沙漠向绿洲方向风力搬运作用减弱，沙粒平均粒径减小，即由图中采样点1至9，沙粒平均粒径由粗到细。故选D。第(2)题，由材料“当地冬季白天以沙漠风为主”可知，冬季白天绿洲气压低于沙漠，绿洲温度高于沙漠，绿洲“热岛效应”显著；由材料“晚上沙漠风和绿洲风频次相当”可知，冬季夜晚有时吹绿洲风，有时吹沙漠风，若绿洲“冷岛效应”显著，则以绿洲风为主，若绿洲“热岛效应”显著，则以沙漠风为主。故选B。第(3)题，绿洲风从绿洲吹向沙漠，且由材料“绿洲风风速衰减幅度比沙漠风小”可知，绿洲风搬运绿洲的沙粒物质向绿洲外输送，将部分沙粒物质运移回沙漠，且因其风速衰减幅度较小，其持续搬运能力强于反向的沙漠风向绿洲搬运沙漠中的沙粒物质的能力，从而改善了绿洲的生态环境；噪声、光照不是绿洲地区的生态环境问题，且绿洲风对噪声和光照影响不大；绿洲风将绿洲的水汽向外输送，并不能给绿洲地区带来降水。故选C。 1．“一个关键” (1)同一性质下垫面考虑纬度差异。一般低纬气温高，高纬气温低。 (2)不同性质下垫面考虑热容量差异。地球表面热容量大的地点，白天气温较低，夜晚气温较高；热容量小的地点，白天气温较高，夜晚气温较低。 2．“四个步骤” (1)热上升、冷下沉——近地面热，空气上升；近地面冷，空气下沉。 (2)热低压、冷高压——近地面热的地方形成低压；近地面冷的地方形成高压。 (3)近地面和高空气压性质相反——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)水平气流从高压流向低压。 3．三个关系 (1)等压面的凹凸关系 受热：低空下凹、高空上凸；受冷：低空上凸、高空下凹。近地面和高空气压状况相反。 (2)风压关系：水平方向上，风总是从高气压吹向低气压。 (3)温压关系 [注意]　热力环流规律的适用条件 热力环流具有“近地面气温越高，气压越低”和“近地面与高空气压状况相反”的规律，切记该规律只适用于热力条件下的下垫面，受动力因素影响的大气环流或者高空不适用于该规律。 (2025·广东揭阳阶段练习)小明暑假到农村姥姥家度假，发现堂屋虽没有空调，但屋后树木郁郁葱葱，白天因有“穿堂风”而感觉凉爽。下图为房屋布局图。据此完成(1)～(3)题。 (1)下列哪一原理能解释“穿堂风”(　　) A．热力环流 B．大气受热过程 C．温室效应 D．季风 (2)白天，“穿堂风”近地面的气流运动方向是(　　) A．由西向东 B．由东向西 C．由北向南 D．由南向北 (3)下图能正确反映白天近地面气压状况的是(　　) A.① B．② C．③ D．④ (1)A　(2)C　(3)D　解析：第(1)题，堂屋北侧的植被区和南侧的水泥地的热力性质不同，前者比热容比后者大。白天水泥地比植被区升温快，气流上升，形成低压区，植被区升温慢，气温低，气流下沉，形成高压区，风从有植被的高压区吹向水泥地低压区，形成穿堂风；夜晚水泥地比植被区降温快，气流下沉，形成高压区，风吹向植被区，形成穿堂风，这种由冷热不均形成的环流，属于热力环流，因此与“穿堂风”的形成有关的地理原理是热力环流原理，A符合题意；“穿堂风”的形成与大气受热过程原理、温室效应原理、季风原理不同，排除B、C、D。故选A。第(2)题，由上题分析可知，白天“穿堂风”由植被区吹向水泥地，图中显示，植被区在北侧，水泥地在南侧，因此白天“穿堂风”近地面的气流运动方向是由北向南，C符合题意，排除A、B、D。故选C。第(3)题，白天由于地面性质比热容的差异，屋前为水泥地升温快，气温最高，屋后为植被区升温慢，气温最低，堂屋由于相对封闭，散热慢，气温介于中间，因此白天近地面气压状况，屋前最低，其次是堂屋，屋后最高。依据等压面上凸为高压，下凹为低压，因此判断①图中堂屋气压最高，A错误；②图中堂屋气压最低，B错误；③图中屋前的气压最高，C错误；④图中屋后气压最高，其次是堂屋，最小的屋前，D正确。故选D。 考向(二)　分析常见的热力环流形式 (经典真题·海南卷)山谷风是山区昼夜间风向发生反向转变的风系。白天太阳辐射导致山坡上的空气增温强烈，暖空气沿坡面上升，形成谷风；反之，则形成山风。祁连气象站位于祁连山中段的山谷中，山谷风环流较为强盛。下图示意2006年8月24日该气象站记录的山谷风风向、风速的变化。据此完成(1)～(2)题。 (1)祁连气象站所在地谷风的风向是(　　) A．偏南风 B．偏东风 C．偏北风 D．偏西风 (2)祁连气象站所处山谷段的大致走向及地形特征是(　　) A．南北走向，西高东低 B．东西走向，北高南低 C．南北走向，东高西低 D．东西走向，南高北低 (1)C　(2)D　解析：第(1)题，由材料“白天太阳辐射导致山坡上的空气增温强烈，暖空气沿坡面上升，形成谷风”可知，谷风主要出现在白天空气增温之后，图中显示， 11点以后，风向以偏北风为主，故选C。第(2)题，由“白天……暖空气沿坡面上升，形成谷风；反之，则形成山风”可知晚上空气沿坡面下沉，形成山风。图中显示晚上以南风为主，白天以北风为主，说明气象站附近南面为高坡，北面为低谷，因此山谷呈东西走向，呈南高北低的地形特点，故选D。 由局部环境如地形起伏、地表受热不均等引起的小范围气流，称为局地环流。包括海陆风、山谷风、城市风、焚风等地方性风。 1．海陆风 滨海地区白天风从海洋吹向陆地；晚间风从陆地吹向海洋，这就是海陆风环流。 海陆风也由海陆热力差异引起，但影响范围局限于沿海，风向转换以一天为周期。海风和陆风转换的时间因地区和天气条件而不同。一般来说，海风开始于9～11时，13～15时最强，之后逐渐转弱，17～20时转为陆风。阴天海风出现时间推迟。 大范围气压场气压梯度较大时，相应于气压场的风可以掩盖海陆风。海陆风的水平尺度通常为数十千米到上百千米，垂直尺度可达 1～2千米，显然是一种中尺度局地环流。 2．山谷风 当大范围水平气压场较弱时，山区白天地面风从谷地吹向山坡；晚间地面风从山坡吹向谷地，这就是山谷风环流。其形成原理与海陆风相似。 山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底和盆地，使谷底和盆地内形成逆温层，大气稳定，污染物不易扩散，易造成大气污染。所以，山谷和盆地地区不宜布局有大气污染的工业。 3．城市风 一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置在下沉距离之外。 4．焚风 气流受山地阻挡被迫抬升，迎风坡空气上升冷却，起初按1 ℃/100米的幅度降温，当空气湿度达到饱和状态时，水汽凝结，气温按0.6 ℃/100米的幅度降温，大部分水分在迎风坡降落。气流越山后顺坡下沉 ，基本上按1 ℃/100米的幅度增温，以致背风坡气温比迎风坡同高度气温高，从而形成相对干热的风，这就是焚风(下图)。 无论冬夏与昼夜，山区都可出现焚风。焚风效应对植被类型与生态特征、成土过程和土壤类型都有一定影响。焚风效应在我国西南山地区表现特别显著。 (2024·河北邯郸开学考试)天津市位于渤海湾西岸，因其独特的位置，天津市受海陆风和城市热岛效应叠加影响显著。研究发现，海陆风能影响城市热岛效应的强度。城市热岛强度为城区平均温度与其周边郊区平均温度的差值。下图表示海陆风日与非海陆风日天津市城市热岛强度的日变化。据此完成(1)～(3)题。 (1)天津市冬季海陆风较弱，下列原因分析正确的有(　　) ①冬季渤海湾结冰　②冬季风强劲　③正午太阳高度角小，白昼短　④冬季天津市集中供暖 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ (2)与非海陆风日相比，天津市海陆风日午后热岛强度较小的主要原因是(　　) A．受相对暖湿陆风影响 B．受相对冷湿陆风影响 C．受相对冷湿海风影响 D．受相对暖干海风影响 (3)天津市城市热岛效应最明显的时间段是(　　) A．非海陆风日凌晨 B．海陆风日午后 C．海陆风日凌晨 D．非海陆风日午后 (1)A　(2)C　(3)C　解析：第(1)题，冬季，渤海湾结冰，海洋和陆地的温差小，水平气压梯度力小，海陆风较弱，①正确；天津市距离冬季风源地近，受冬季风影响大，致使冬季的海陆风较弱，②正确；冬季，太阳直射南半球，北半球的天津市及渤海太阳高度小，且白昼短，海陆温差小，海陆风较弱，③正确；冬季天津市集中供暖，会增强热岛强度，④错误。故选A。第(2)题，据图可知，与非海陆风日相比，天津市海陆风日午后热岛强度较小，主要原因是此时吹海风，白天海洋升温慢、温度低，海风从海洋上带来了相对冷湿的气流，使城市温度有所降低，热岛强度变小。故选C。第(3)题，据图可知，海陆风日热岛强度的日变化大于非海陆风日，热岛强度最高值出现在海陆风日凌晨4时左右，此时城市热岛效应最明显。故选C。 考向(三)　有关风向和风力问题的分析 (2022·山东卷)阅读图文材料，完成下列要求。 冬半年，美洲中部地区频繁受冷空气影响。下图示意2000年1月一次冷空气南下过程中，美洲中部附近海洋表层风场和海平面气温分布。甲处南北两侧的气压梯度较大。 下图示意M点所在水平面上的等压线分布及空气质点的瞬时受力平衡情况。在图中用→画出M点风向，并指出山脉的阻挡对冷空气运动的影响。 答案： 冷空气受山脉阻挡，在迎风坡一侧减速、堆积，气流转向、绕行。 解析：根据风的受力情况可知，近地面风受水平气压梯度力、地转偏向力及摩擦力影响，水平气压梯度力应与等压线垂直，即图中的F1；该地为北半球，近地面风向向右侧偏转，而风向应与地转偏向力垂直，应与摩擦力方向相反；图中F3应为摩擦力，F2应为地转偏向力，故风向应与F3方向相反，与F2保持垂直。高大的山脉可以有效阻挡冷空气的运动，使得其风力明显减弱，同时受山脉阻挡的影响，冷空气在迎风坡一侧减速、堆积，气流转向、绕行。 1．风向的判读与绘制 (1)风向呈现方式 风向是指风的来向，如东北风是从东北方向吹向西南方向的风。通常呈现风向的方式有两种： ①风向符号——风矢 风矢由风向杆和风羽组成，风向杆指示风的方向(如下图中风向均指向A)，风羽横线表示风力大小，一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一面三角旗帜代表8级风。 ②风频玫瑰图 频率最高的方位，表示该风向出现次数最多，如上图中的东南风出现次数最多，其次是东北风，南风出现次数最少。 (2)等压线图中风向的绘制 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，顺着水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°～45°(高空风则偏转90°)，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(北半球)： 2．影响风力大小的因素 (2024·江西九江开学考试)下图示意南半球某海岸线附近某时刻等压线分布(此刻甲处海陆风的风向和风力如下图所示，乙、丙两处代表风向和风力的箭头只有一个正确)。据此完成(1)～(3)题。 (1)甲处气流此刻受到的地转偏向力指向(　　) A．东南 B．东北 C．西南 D．西北 (2)与甲处相比，此刻乙处(　　) A．气温更高 B．气压更高 C．水平气压梯度力更大 D．气流受到的摩擦力更大 (3)图示箭头能正确表示当地此刻风向和风力的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ (1)A　(2)B　(3)B　解析：第(1)题，结合所学知识可知，风向与地转偏向力呈垂直关系，甲处位于南半球，风向指向西南，南半球地转偏向力向左，与风向垂直，指向东南。故选A。第(2)题，根据图中风向由海洋吹向陆地可知，此时刻同一纬度海洋上的气压比陆地上的要高，故海洋上的气温较低，B正确，A错误；图示中等压线分布均匀，水平气压梯度力一致，C错误；海洋上摩擦力比陆地上更小，D错误。故选B。第(3)题，水平气压梯度力一致时，与陆地甲处相比，海面摩擦力较小，风力更大；摩擦力小，水平气流偏转角度更大。故图示箭头能正确表示当地此刻风向和风力的是②，B正确；与②相比，④风力较小，D错误；①③偏转角度较小，A、C错误。故选B。 小主题(7)　等压面图的判读 ——纵向挖掘点：气压的垂直分布规律、天气现象 (经典真题·浙江卷)下图为某地近地面垂直方向气温、气压分布示意图(图中虚线为等温面、实线为等压面)。据此完成(1)～(2)题。 (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 (1)B　(2)D　解析：第(1)题，读图可知，该地等温面向上凸出，说明该地气温较周边地区高，气流在垂直方向上上升，在近地面等压面向下凹，说明该处气压较周边地区低，是由于受低压系统控制，气流辐合上升所致，是热力原因造成的，故选B。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，A错误；冬季夜晚山坡降温快，寒冷气流沿山坡下沉至谷底，谷底气温低，不符合图中等温线特征，B错误；郊区与城市之间，由于城市热岛效应，郊区为高压，盛行下沉气流，C错误；冬季暖流流经地区，气流上升，D正确。故选D。 1．等压面与等压线的空间关系 等压面是指在垂直方向上气压相等的面，反映出垂直方向上的气压差异。等压线是指同一水平面上气压相等的各点连线，反映出水平方向上的气压差异。某一高度的水平面切割等压面而得到的交线即为等压线。如下甲、乙两图所示。 2．等压面图的判读 湖陆风是在较大水域和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性天气现象。下图为洞庭湖冬季某时刻测得的湖陆风垂直结构示意图。据此完成(1)～(3)题。 (1)此时(　　) A．①处风向为偏南风 B．②处为下沉气流 C．③处比①处风力小 D．④处为上升气流 (2)能正确表示M处该时刻近地面风向和等压面的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ (3)此刻最可能为当地时间(　　) A．0～2时 B．13～15时 C．3～5时 D．19～21时 (1)A　(2)C　(3)B　解析：第(1)题，结合图中指向标可知，①处风向标表示偏南风，③处则为偏北风，根据湖泊和陆地间的风向判断可知，此时近地面风由湖泊吹向陆地，高空风向由陆地吹向湖泊，湖泊与陆地之间的近地面与高空为顺时针方向的热力环流，所以可判断出②处为上升气流，④处为下沉气流，A正确，B、D错误；③处风力符号尾羽横杆数量比①处多，说明③处风力比①处大，C错误。故选A。第(2)题，由上题分析可知，近地面与高空为顺时针方向的热力环流，近地面风从湖泊吹向陆地，陆地上方气流上升，湖泊上方气流下沉，说明陆地气温高、湖泊气温低，则陆地近地面形成低压，等压面下凹，湖泊近地面形成高压，等压面上凸，C正确，A、B、D错误。故选C。第(3)题，结合上题分析可知，陆地气温高于湖泊，说明图示时间为白天，选项中只有13～15时为白天，也是一天中气温较高的时段。故选B。 [课时作业(十二)见P454] 学科网（北京）股份有限公司 $$