内容正文:
第2课时 大气的运动
课标展示
素养目标
运用示意图,说明大气热力环流原理,并解释相关现象。
1.通过对热力环流过程的分析,从时空角度认识大气运动的规律,从综合的角度分析近地面风和高空风的形成过程。(综合思维)
2.在理解热力环流的基础上,能够解释生活中与热力环流相关的自然现象。(地理实践力)
一、热力环流
1.热力环流的概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流。
2.形成过程
(1)A地受热较多,温度较高时,近地面空气受热膨胀上升,地面空气密度减小,形成低气压;D处由于空气的不断流入,密度增大,形成高气压。
(2)B、F两地受热较少,空气冷却收缩下沉,近地面空气密度增大,形成高气压;C、E处空气密度较小,形成低气压。
(3)水平运动:近地面空气从B、F两地流向A地,高空空气从D处流向C、E处。
[温馨提示] 同一地点垂直方向上,低空气压始终高于高空,是由于低空空气密度大于高空。
二、大气的水平运动
1.风形成的过程
⇨⇨⇨
2.风形成的原因
(1)直接原因:水平气压梯度力。
(2)根本原因:地表受热不均。
3.高空中的风和近地面的风比较
类型
高空中的风
近地面的风
图示(北半球)
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
与等压线斜交
[温馨提示] 海洋表面与陆地表面的摩擦力不同,陆地表面摩擦力大,海洋表面摩擦力小,所以相同气压条件下,海洋表面上的风力往往比陆地上大。
1.判断题
(1)高气压值一定高于低气压值。( )
(2)气流一定由高气压流向低气压。( )
(3)摩擦力阻碍风速但不影响风向。( )
(4)海面上的风力往往比陆地上大。( )
[提示] (1)× 气压的高低是相对于同一水平高度而言的,因而高压的数值并不一定大于低压的数值。同一水平面上,高压区的数值大于低压区;同一垂直方向上,近地面低压的数值要高于对应高空高压的数值。
(2)× 气流不一定由高气压区流向低气压区。同一水平面上,气流总是从高气压区流向低气压区;但在垂直方向上气流则有可能由低气压区流向高气压区。
(3)× 摩擦力既影响风的速度也影响风向。
(4)√ 海洋表面与陆地表面的摩擦力不同,陆地表面摩擦力大,海洋表面摩擦力小,所以相同气压条件下,海洋表面上的风力往往比陆地上大。
2.选择题
读风的形成示意图,完成(1)~(2)题。
(1)图中( )
A.a为水平气压梯度力
B.b为地转偏向力
C.c是形成风的直接原因
D.a既影响风速又影响风向
(2)根据图中风向和受力分析,可以判断图示为( )
A.北半球高空的风
B.北半球近地面的风
C.南半球高空的风
D.南半球近地面的风
答案 (1)C (2)D
要点一 热力环流
材料 孔明灯又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年,诸葛孔明被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救。孔明制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
[问题探究]
(1)诸葛孔明发明的孔明灯是怎么升空的呢?孔明灯里蕴涵着什么样的大气原理呢?
(2)家乡在山东的小明除夕夜放了一个孔明灯,孔明灯升空后一般会飘向哪个方向?为什么?
[提示] (1)孔明灯里的空气受热后膨胀上升,当升力大于重力时,孔明灯就可以升空了。热力环流。
(2)向东南方向飘。因为山东冬季多吹西北风,故孔明灯会飘向东南方。
1.热力环流的形成原理
理解热力环流的形成,关键抓住以下三点关系:
(1)温压关系
(2)风压关系:水平方向上,风从高压吹向低压。
(3)等压面凹凸关系:高压处等压面上凸,低压处等压面下凹。近地面与高空等压面弯曲方向相反。
等压面图的判读方法
等压面是空间气压值相等的点组成的面,等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况,等压线图表示气压的水平分布状况。
(1)在同一地点不同海拔高度上,海拔越高,气压越低。
(2)在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。
(3)同一水平面上,高压区等压面都向高空凸起,低压区等压面都向低空凹陷,即“凸高凹低”。
(4)同一垂直方向上,近地面和高空的气压区类型相反,即近地面为高压,高空则为低压。
2.几种常见的热力环流形式
热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同,山谷、山坡冷热不均,人类活动等都有可能导致热力环流的形成。具体分析如下:
(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市热岛环流
①城市风的环流方向无昼夜和季节的变化,因为城市的温度始终高于郊区。
②在城郊地带,绿化带或重污染工厂的布局一定要考虑热力环流的下沉距离。一般将绿化带布置于气流下沉处及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。
(4)沙漠和林地之间
①白天,沙漠增温快,温度高,形成低压;森林增温慢,温度低,形成高压;白天近地面大气由森林吹向沙漠。(如图1)
②夜晚,沙漠降温快,温度低,形成高压;森林降温慢,温度高,形成低压;夜晚近地面大气由沙漠吹向森林。(如图2)
(2023·云南省学业水平考试)如图为热力环流示意图。据此完成(1)~(2)题。
(1)据图判断,下列说法正确的是( )
A.甲地空气冷却收缩下沉
B.乙地空气受热膨胀上升
C.风由乙地吹向甲地
D.风由甲地吹向乙地
(2)若图中甲地为陆地,乙地为海洋,则此时( )
A.为夜晚,吹陆风 B.为白天,吹陆风
C.为夜晚,吹海风 D.为白天,吹海风
[解题导引] 获取和解读信息
第一步:获取信息
图示为热力环流,图中甲处气流上升,说明气温高、气压低;乙处气流下沉,说明气温低、气压高。
第二步:解读信息
结合近地面甲、乙气压高低,可知近地面风向由乙吹向甲地。如果甲地为陆地,乙地为海洋,结合图示风由乙地吹向甲地,可知风由海洋吹向陆地,为海风,符合白天海陆风的特征。
[尝试解答] (1)______ (2)______
[解析] 第(1)题,由图示可以看出,甲地气流上升,说明气温高;乙地气流下沉,说明气温低,因此A、B错误。甲地气流上升,气压低;乙地气流下沉,气压高,气流由高压流向低压,即风由乙地吹向甲地,C正确,D错误。第(2)题,若甲为陆地,乙为海洋,此时图中气流由乙流向甲地,说明风由乙吹向甲,即由海洋吹向陆地,应为白天的海风。故选D。
[答案] (1)C (2)D
热力环流是大气运动最简单最基本的形式。下图是待完成的热力环流示意图。据此完成1~3题。
1.某高中学生完成的热力环流图正确的是( )
2.图中A、B、C、D四处气压最低的是( )
A.A B.B
C.C D.D
3.下列现象可以用热力环流解释的是( )
A.气候变暖,冰川融化
B.城郊热岛效应
C.高山顶的终年积雪
D.早穿皮袄午穿纱
解析 第1题,根据所学知识可知,近地面空气受热膨胀上升,遇冷则收缩下沉,则A地空气下沉形成高压,B地空气上升形成低压,因此近地面空气由A地流向B地;高空气压和气流流向与近地面相反,则D地为高压,C地为低压,空气由D地流向C地。故选C。第2题,据前面分析可知,A地气压高于B地,D地气压高于C地,又因海拔越高,气压越低,所以A、B两地气压高于C、D,因此,C地气压最低。故选C。第3题,气候变暖,冰川融化是人类排放温室气体导致,A错误;城郊热岛效应是由于城市人口多,排放热量多使城市温度高,气流上升,而郊区人口少温度低,气流下沉,近地面空气由郊区流向城市,这是热力环流的一种体现,B正确;高山顶的终年积雪说明高山海拔高,气温低,C错误;早穿皮袄午穿纱说明该地区昼夜温差大,D错误。故选B。
答案 1.C 2.C 3.B
热力环流是大气运动最简单的形式。据此完成4~5题。
4.地面上不同地区的热量差异会引起大气流动。下面示意图中符合热力环流原理的是( )
5.市区和郊区之间形成热力环流的原因是( )
①市区比郊区气温高 ②郊区比市区气温高 ③近地面气压市区比郊区高 ④近地面气压市区比郊区低
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
解析 第4题,白天陆地增温快,空气上升,形成低压,海洋增温慢,空气下沉,形成高压,A错误。夜晚山坡气温下降快,冷空气沿坡面流向谷底形成山风,而山谷中的空气上升,B正确。受热岛效应影响,近地面风一般由郊区吹向市区,C错误。空气受热膨胀上升,空气遇冷收缩下沉,D错误。第5题,市区人口密集,生产、生活排放大量的人为余热,形成“热岛”,气流上升,近地面形成低压;郊区比市区气温低,气流下沉,形成高压,近地面气流由郊区流向市区。
答案 4.B 5.B
要点二 大气的水平运动
材料 暑假期间,北京市某同学到威海市旅游,她发现当地风向具有明显的昼夜变化,并绘制如下示意图。
[问题探究]
(1)图示时间是白天还是夜晚?风向如何?
(2)此时的风对威海市大气环境的有利影响有哪些?
[提示] (1)白天。风从海洋吹向陆地。
(2)此时风从海洋吹向陆地,有利于缓解城市“热岛效应”(或降低温度),增加空气湿度,改善城市的空气质量。
1.影响大气水平运动的三种力
力的名称
力的特征
影响
水平气压梯度力
垂直于等压线,由高压指向低压
促使产生水平运动,既影响风速又影响风向
地转偏
向力
与风向垂直,北半球向右偏,南半球向左偏
只影响风向,不影响风速
摩擦力
与风向相反
既影响风速又影响风向
2.不同力作用下的大气水平运动
一般来说,大气的水平运动就是风。在大气水平运动的过程中,因所受的影响因素不同,高空风和低空风有较大差异。
类型
受力
风向
图示(北半球)
高空中的风
水平气压梯度力、地转偏向力
空气沿水平气压梯度力与地转偏向力合力的方向运动,风向平行于等压线
近地面的风
水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力
风向平行于这三个力合力的方向,风向与等压线斜交
风向的判读方法
(1)根据等压线图确定任一地点的风向
第一步,画出水平气压梯度力。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,画出风向。确定南、北半球后,沿水平气压梯度力的方向向右(北半球)或左(南半球)偏转,画出实线箭头,即为经过该点的风向。如图所示(以北半球气压场为例):
第三步,说出风向。风从哪里来就是什么风向,如画出的风向箭头为由东北指向西南,即为东北风。
(2)根据“左右手”法则判断风向
在等压线图上判断风向时可用“左右手”法则,北半球用右手,南半球用左手。具体方法:伸出右(左)手,手心向上,让四指指向水平气压梯度力的方向,拇指指向就是风向。高空的风向与水平气压梯度力方向垂直;近地面风向与水平气压梯度力方向成一锐角。如图所示:
(2023·济宁市高一期末)风向标是测定风向的气象仪器,箭头指示风的来向。图1为浙江省某中学的校园气象站,风向标安装在太阳能电池板的上方,图2为浙江省此时海平面等压线(单位:百帕)分布图。据此完成(1)~(2)题。
(1)此时,当地的风向是( )
A.东南风 B.东北风
C.西南风 D.西北风
(2)该中学可能位于( )
A.衡州 B.温州
C.台州 D.宁波
[解题导引] 获取和解读信息
获取信息
解读信息
文字信息
风向标是测定风向的气象仪器,箭头指示风的来向
箭头指示风的来向,通过箭头指向可以判定风来自哪一个方向
图像信息
图1为浙江省某中学的校园气象站,风向标安装在太阳能电池板的上方;图2为浙江省此时海平面等压线(单位:百帕)分布图
(1)图1所示位于浙江,图中太阳能板应该面向南方,图中风向标指向东南方向,说明该地此时最可能盛行东南风
(2)由图2可以看出,浙江中心为低压,四周为高压。可以大致判定此时衡州吹西北风、温州吹西南风、台州吹东南风、宁波吹东北风
[尝试解答] (1)______ (2)______
[解析] 第(1)题,浙江位于北回归线以北的地区,为了最大限度地利用太阳能资源,太阳能集热板面朝南侧,根据风向标中箭头指示风的来向与太阳能集热板之间的关系,判断当地此时的风向为东南风。故选A。第(2)题,根据图2中等压线进行风向的判断,图2中衡州吹西北风,温州吹西南风,台州吹东南风,宁波吹东北风,结合上题可知,该地吹东南风,位于台州。故选C。
[答案] (1)A (2)C
读北半球等压线(单位:百帕)分布图,完成1~2题。
1.图中①②③④四个箭头中正确表示风向的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
2.图中①②③④四处风力最大的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
解析 第1题,图示区域位于北半球,风向应该是在水平气压梯度力方向的基础上右偏,而水平气压梯度力的方向应由高压指向低压,所以③正确。第2题,在同一幅等压线分布图上,等压线越密集的地方,表明水平气压梯度力越大,风力就越大。图中③处等压线最密集,因此风力最大。
答案 1.C 2.C
下图为2023年11月某时亚洲局部地区海平面气压(单位:hPa)分布图。读图,回答3~4题。
3.图中上海地区的风向是( )
A.东南风 B.西南风
C.东北风 D.西北风
4.下列地区风力最大的是( )
A.上海 B.青岛
C.北京 D.东京
解析 第3题,结合图示可知,上海地区的风向受水平气压梯度力的影响,垂直于等压线,由高气压指向低气压,受地转偏向力和摩擦力影响,向右偏转后与等压线斜交,形成西南风。第4题,同一幅等压线图中,等压线最密集的地区,单位距离上的气压差最大,水平气压梯度力最大,风力最大。结合图示可知,选项中风力最大的应该是北京。
答案 3.B 4.C
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