内容正文:
第二节 大气受热过程和大气运动
第2课时 大气热力环流
第二章 地球上的大气
课程标准
运用材料,描述地球所处的宇宙环境。
素养目标
1.通过天文观测或根据图文材料,辨别常见天体、太阳系行星和天体系统(地理实践力)。
2.运用示意图等,说明天体系统的层次,描述地球在宇宙中的位置(区域认知)。
3.运用材料,分析地球存在生命的条件(综合思维)。
任务一 热力环流的形成
1
任务二 常见的热力环流
2
课时测评
5
内容索引
随堂达标
4
教考衔接7 热力环流的叠加分析
3
任务一 热力环流的形成
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1.什么是大气热力环流?
2.大气热力环流的形成过程是怎样的?
问题引领
?
新知导学
1.概念:由于地面_________而形成的空气环流。
2.形成过程(如图)
(1)在高空:A地接受热量多,近地面空气_________,到上空聚积,使上空空气密度增大,形成高气压;B、C 两地空气_________,上空空气密度减小,形成低气压。于是,在上空,空气便从气压高的A地向气压低的B、C两地扩散。
冷热不均
膨胀上升
收缩下沉
(2)在近地面:A地空气上升向外_____后,空气密度减小,形成低气压;B、C两地因有下沉气流,空气密度增大,形成高气压。于是,近地面的空气从B、C两地流回A地,以补充A地上升的空气,从而形成了热力环流。
流出
3.试绘制大气热力环流示意图:请在如图中添画箭头方向和近地面、高空的等压面弯曲状况。
提示:
核心归纳
热力环流的形成,主要包含以下几个连续的环节:近地面受热不均→空气垂直运动(上升或下沉)→近地面和高空在水平面上气压差异→大气的水平运动→形成热力环流。
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连成的线。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。
方法技巧
(1)在同一地点不同海拔上,海拔越高,气压越低。如图PA>PE。
(2)在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。如图PA<PB,PA<PC。
(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,其高空则为低压。
方法技巧
某同学利用自己制作的学具(图1),在教室中模拟演示“热力环流”过程。
实验开始前(图1),学生观察到学具中间悬挂的锡纸条没有明显的水平摆动。实验开始后,学生点燃蜡烛,并在纸杯中放入冰块,逐渐观察到两张锡纸条有明显的摆动(图2)。多次重复实验,学生发现结果相同。
合作探究
问题1.(综合思维)该实验结果可以说明______________________________
______________________________________________________________。
提示:冷热不均会引起大气运动
问题2.(地理实践力)依据图1、图2及实验过程,请在如图中连续绘出热力环流的形成过程,并在环节3中标出近地面气压状况。
提示:
问题3.(地理实践力、综合思维)为了更好地观察到实验现象,参与实验的学生想让锡纸条的摆动幅度更大,请提出你的建议。
提示:选择更轻薄的纸进行实验,增加蜡烛与冰块的数量。(或缩小学具尺寸、增加学具的密封性等,合理即可,至少两条)
(2025·北京石景山区高一期末)北京某中学地理兴趣小组为探究热力环流原理,在冬季进行以下实验:在窗户顶框上粘贴一张纸巾,打开窗户,观察纸巾飘动方向。据此完成1~2题。
1.打开窗户后教室内外之间的空气流动方向是
典题应用
√
冬季由于室内外温差较大,室内气温高,气流由地面往上运动,地面形成低压,上空形成高压;室外相反,地面形成高压,上空形成低压。空气受大气受水平气压梯度力的影响由高压流向低压,在窗子底部由室外进入室内,在窗子顶部由室内流向室外,B正确。
2.关于该实验的说法正确的是
A.同学们可以观察到纸巾向教室内飘动的现象
B.吹动纸巾的风形成的直接原因是地转偏向力
C.该实验可以随时进行,不需要考虑天气状况
D.实验现象产生的根本原因是室内外热力差异
√
由上题分析可知,空气在窗子顶部由室内流向室外,纸片应向室外飘动,A错误;吹动纸巾的风形成的直接原因是水平气压梯度力,B错误;不同的天气室内室外气流差异不同,所以该实验需要考虑天气因素,C错误;实验现象产生的根本原因是室内外热力差异引起的热力环流,D正确。
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任务二 常见的热力环流
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1.海陆风是如何形成的?海陆风对海滨地区有何影响?
2.山谷风是如何形成的?山谷风对山谷地区有何影响?
3.什么是热岛效应?市区与郊区之间的热力环流是如何形成的,有何影响?
问题引领
?
常见热力环流形式及其影响
1.海陆风
新知导学
形成 白天陆地比海洋_____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_____快,近地面陆地气压高于海洋,风从陆地吹向海洋,形成陆风
影响 海陆风使滨海地区气温日较差_____,降水增多
增温
降温
减小
核心归纳
海(湖)陆风
(1)形成:海(湖)陆热力性质差异,白天陆地增温快,海洋(湖泊)增温慢,陆地气温高于海洋(湖泊),陆地气压低于海洋(湖泊),风由海洋(湖泊)吹向陆地;夜晚陆地降温快,海洋(湖泊)降温慢,陆地气温低于海洋(湖泊),陆地气压高于海洋(湖泊),风由陆地吹向海洋(湖泊)。
(2)影响:调节滨海(湖泊沿岸)地区气候,降低气温日较差。
2.山谷风
形成 白天山坡比同高度的山谷上空升温快,气流上升,气压低,暖空气沿山坡_____,形成谷风 夜晚山坡比同高度的山谷上空降温快,气流下沉,气压高,冷空气沿山坡_____,形成山风
影响 在山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底,在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;山谷或盆地地区多_____降雨;谷风沿山坡上行时,可形成山顶积云,有时甚至出现阵雨
上升
下滑
夜间
拓展深化
由于白天山坡受热所造成的温差,比夜间辐射冷却所造成的温差要大,因此一般情况下,谷风的风速大于山风。
3.市区与郊区之间的热力环流
形成 由于城市居民生活、工业生产和交通工具释放大量的人为热量,导致城市气温高于郊区,形成城市热岛,引起空气在城市上升,在郊区下沉,近地面风由郊区吹向城市,在城市与郊区之间形成城市热力环流
影响 一般将绿化带布置在气流下沉处及城市热力环流内,而将卫星城或污染较重的工厂布置在城市热力环流之外
拓展深化
沙漠和绿洲之间的热力环流
(1)白天,沙漠增温快,温度高,形成低压;绿洲增温慢,温度低,形成高压;白天在近地面风由绿洲吹向沙漠。(如图a)
(2)夜晚,沙漠降温快,温度低,形成高压;绿洲降温慢,温度高,形成低压;夜晚在近地面风由沙漠吹向绿洲。(如图b)
(2025·福建三明高一期末)某科研团队研究北半球某地海陆风日变化情况,如图为某时刻该地等压面示意图。据此完成1~2题。
1.与图中②处相比,①处
A.气温高、气压高
B.气温高、气压低
C.气温低、气压高
D.气温低、气压低
典题应用
√
垂直方向上海拔越高,等压面数值越低;根据等压面数值及弯曲状况,①处气压低于②处,这是由于①处近海面比②处近地面气温高而造成的,B正确。
2.图中陆地等压面对应的是
A.晴朗的白天
B.晴朗的夜晚
C.多雨的白天
D.多雨的夜晚
√
此时陆地气压高于海洋,对应夜晚;陆地盛行下沉气流,多晴朗天气,B正确。
(2025·山东济宁高一期末) “君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池。”是李商隐客居巴蜀时所写名句。山区的降雨与山谷风有着密切关系。如图为山谷风示意图。据此完成3~4题。
3.图中表示谷风的是
A.①
B.②
C.③
D.④
√
谷风是由山谷吹向山坡的风,由图示可知④符合该特征,D正确;①③是山谷处的垂直气流,并非谷风,A、C错误;②由山坡吹向山谷,为山风,B错误。
4.图中与“巴山夜雨涨秋池”中“夜雨”形成关系最直接的是
A.①
B.②
C.③
D.④
√
根据所学知识可知,上升气流将水汽带到高空,使水汽冷却凝结易形成降水,下沉气流不易形成降水,读图可知①气流代表夜间上升气流,A正确。故选A。
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教考衔接7 热力环流的叠加分析
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1.类型
常见的局地风叠加类型有:山谷风与湖陆风叠加、山谷风与冰川风叠加、海陆风与城市风叠加。
2.叠加分析步骤
第一步,分析情境,确定考查中小尺度热力环流的具体形式。
第二步,整理相关知识,整合叠加热力环流的形式。
第三步,确定叠加结果。同向叠加风力增强,影响加强;反向叠加风力减弱,影响减弱。
3.常见叠加举例
(1)海(湖)陆风与山谷风叠加
一般发生在海岸地带有山脉分布的地区,或山谷中存在湖泊的山区。叠加规律如下表:
(2)城市风与海陆风或山谷风叠加
一般分布在城市位于海岸地带、山谷或山坡。叠加规律如下表:
时间 白天 夜晚
风向 一致 一致
风力 增强 增强
时间 白天 夜晚
风向 一致 相反
风力 增强 减弱
(2025·福建南平高一期末)我省某海滨城市海陆风明显。近年来,该市将甲地附近的大面积荒地开发为滨海新区。如图示意该市甲地附近某日某时刻等压面分布。据此完成1~2题。
1.据图判断
A.①比②气温低
B.③比④气温低
C.②比③气压低
D.③比④气压高
典题应用
√
图示时刻同高度的近地面陆地①气压高于海面②处,推知气温①比②低,A正确;③与④海拔相近,因③位于洋面温度较高的空气上升处,而④位于陆地上空温度较低的空气下沉处,故③比④气温高,B错误;②的海拔比③低,故②气压比③高,C错误;③与④之间有同一个等压面,位于其上方的③气压低于位于其下方的④,D错误。
2.随着城市滨海新区的建成,推测甲地
A.海风增强,陆风增强
B.海风增强,陆风减弱
C.海风减弱,陆风增强
D.海风减弱,陆风减弱
√
随着甲地附近的大面积荒地开发为滨海新区,城市热岛效应增强,甲地白天的海风增强,夜间的陆风减弱,B正确。
(2025·浙江金华高一联考)受山地和湖面影响,云南洱海附近大气环流会受到山谷风和湖陆风的综合影响。图1为洱海附近四个观测站纬向(东西方向)风向风速日变化示意图(风速正负值代表不同的风向)。图2为四个观察站位置示意图。据此完成3~4题。
3.四个观测站中,风向受湖陆及坡谷之间热力作用影响最小的是
A.甲
B.乙
C.丙
D.丁
√
由图2可知,甲站靠近山顶,远离湖泊,
远离山谷,所受到的湖陆及坡谷之间热
力作用影响最小。也可从风向判断、若
受湖陆及坡谷之间热力作用影响,则白
天和晚上的风向会发生变化,在图1中
的体现为一天中有正负值,因为风速正
负值代表不同的风向。从图1可以看出,
甲站一天中,风速均为正值,没有发生
变化,受湖陆及坡谷之间热力作用影响
小,A正确;乙、丙、丁站一天中,风速有正负值,风向发生变化,受湖陆及坡谷之间热力作用影响大, B、C、D错误。
4.四个观测站中
①甲站受遮挡较少,海拔高,风速较大 ②乙站受坡向影响,下午风向转向晚 ③丙站受地形影响,易发生逆温现象 ④丁站受湖泊影响,昼夜气温日较差较小
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②④
√
据图可知,四个观测站中甲站受遮挡较
少,海拔高,风速较大,①正确;夜间
盛行陆风与山风,乙站受坡向影响,下
午风向转向较早(16:00左右),②错误;
丙站受地形的影响,夜间由于山坡散热
快,冷空气顺着山坡下沉到谷底,谷底
原来较暖的空气被冷空气抬挤上升,容
易形成逆温,③正确;丁站受湖面影响,
气温日温差较小,④正确。故选C。
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随 堂 达 标
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(2025·黑龙江大庆高一期末)内蒙古巴丹吉林沙漠中有数百个碧蓝澄澈的湖泊。夏季晴朗的午后,湖边常会刮起一种被当地居民称为“太阳风”的风。如图示意某日陆面和湖面气温日变化。据此完成1~2题。
1.该地的“太阳风”
A.从湖泊吹向陆地,性质较湿润
B.从湖泊吹向陆地,性质较干燥
C.从陆地吹向湖泊,性质较湿润
D.从陆地吹向湖泊,性质较干燥
√
由于湖泊与陆地热力性质的差异,白天陆地增温快于湖泊,湖泊气温低于陆地,陆地形成低压,湖泊形成高压,吹湖风;夜晚吹陆风;据此分析,夏季晴朗的午后,由于陆地气温高于湖泊,因此材料中提到的“太阳风”为湖风,风由湖泊吹向陆地的过程中带来水汽,性质较为湿润,A正确。
2.图中示意某日陆面和湖面气温日变化。该日,“太阳风”消失的时间大致是
A.7时前后
B.12时前后
C.18时前后
D.21时前后
√
结合上题分析,湖陆风转换取决于湖面与陆面的气温变化,当陆面气温高于湖面气温时吹湖风,反之为陆风;据图分析,11点至21点期间陆面气温高于湖面,该时段吹湖风(即“太阳风”),21点至次日11点期间,陆面气温低于湖面气温,吹陆风;因此该日“太阳风”消失的时间即湖风转陆风的时间大致为21时前后,D正确。
如图为某海滨地区热力环流及小船上的旗帜飘向
示意图。读图,完成3~4题。
3.图示现象发生时间和热力环流示意图标示正确的是
读图,小船上的旗帜飘向海洋,说明此时近地面风从陆地吹向海洋,是陆风,由于海陆热力性质差异,夜晚陆地降温快,气温低,气流下沉形成高压,海洋降温慢,气温高,气流上升形成低压,近地面风从陆地吹向海洋,B正确。故选B。
√
4.图中序号处气压值由高到低排序正确的是
A.②③④① B.②①④③
C.②①③④ D.②④③①
√
由上题分析可知,近地面陆地受冷气流下沉形成高压②,海洋气温高,气流上升形成低压③,故②>③;高空①处气流下沉,空气密度减小形成低压,近地面气流上升至④,④形成高压,故④>①;越靠近地面气压越高,②>①、③>④。综上所述,气压值由高到低排序为②③④①,A正确,B、C、D错误。故选A。
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课 时 测 评
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(2025·广东湛江高一期末)读某自然地理过程模
拟实验示意图,完成1~2题。
1.该模拟实验过程中,烟的运动轨迹是
由图可知,由于热水和冰块使得该地受热不均。冰块附近气温低,烟受冷下沉,而热水处,烟受热上升;高空中,烟从热水上空流向冰块上空,近地面烟由冰块流向热水,故选B。
√
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2.该实验主要模拟的是
A.大气受热过程
B.大气保温作用
C.大气热力环流
D.大气平流运动
√
该实验演示的是地面受热不均导致的空气运动,属于热力环流,故选C。
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(2025·甘肃靖远高一月考)读我国新疆某沙漠绿洲气温日变化示意图,完成3~4题。
3.形成该日该地沙漠和绿洲气温分布差异的主要因素是
A.比热容
B.地势起伏
C.海陆位置
D.人类活动
√
沙漠比绿洲的比热容小,白天沙漠升温快,气温高于绿洲,夜晚沙漠降温快,气温低于绿洲,从而形成了图中的气温分布差异,A正确。
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4.仅考虑热力因素,图中显示该日风力最强的时间是
A.00:00
B.08:00
C.12:00
D.17:00
√
风力最强的时间应该是沙漠和绿洲气温差异最大,形成的气压差最大的时间;对比图中曲线可知,只有08:00符合条件,B正确。
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(2025·北京朝阳区高一期末)读城市热岛效应示意图,完成5~6题。
5.能正确表示“热岛效应”的气温曲线是
A.① B.②
C.③ D.④
√
结合图示和热岛效应原理可知,市中心气温高于郊区,植被覆盖率高的地区气温应低于植被覆盖率低的地区,硬化地面面积大和人类活动频繁的地区气温较高;因此市中心气温最高,城郊居民区属于气温次高峰地区,公园气温应略高于郊区,因此能正确表示“热岛效应”的气温曲线是①,A正确。
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6.能正确表示城郊间热力环流的示意图是
根据城市热岛效应可知,城区气温高于郊区,城区气流上升,郊区气流下沉,近地面气流由郊区流向城区,高空气流由城区上空流向郊区上空,能正确表示城郊热力环流示意图的是D选项。
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(2025·河南安阳高一期末)在山区,由于热力原因引起的白天由谷地吹向山坡、夜间从山坡吹向谷地的风,称为山谷风。如图示意山谷风热力环流。据此完成7~8题。
7.白天山谷等压面的分布情况为
A.①
B.②
C.③
D.④
√
白天,山坡增温快,气温高,气流上升;与同高度的山坡大气相比,山谷上空增温慢,气温低,气流下沉形成高压,等压面上凸,故选C。
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8.若某日局地山谷风强盛,则该日的天气状况最可能为
A.阴雨
B.晴朗
C.大雾
D.降温
√
背景风比较弱,晴朗的天气下,热力环流显著;若某日局地山谷风强盛,则该日的天气状况最可能为晴朗,B正确;阴雨、大雾、降温时,山谷和山坡温差不显著,热力环流较弱,A、C、D错误。
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(2025·湖北黄石高一期末)河北省青龙县位于东西走向的山谷中。气象观测显示,该山谷四季都有山谷风。如图示意青龙气象站观测到的2010~2022年逐时最多风向频率折线图。据此完成9~10题。
9.该地吹谷风的时段最有可能是
A.9~12时
B.0~8时
C.13~17时
D.18~24时
√
该山谷是东西走向,则山谷风应为偏北、偏南风,9~12时吹东风,A错误;谷风的时段应该同时满足两个条件:白天时段且风向偏南、偏北,C正确;0~8时和18~24时都主要是夜晚,吹山风,B、D错误。
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10.青龙气象站位于山谷的
A.东侧
B.南侧
C.西侧
D.北侧
√
该气象站测得的山风为北风,且山谷为东西走向,根据山谷风的形成原理,气象站位于山谷的北侧,风从北侧山坡吹向山谷,D正确。
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(2025·陕西安康高一期末)小湾村位于云南澄江市抚仙湖东岸,背靠青山,面朝抚仙湖,是全国乡村旅游重点村。村民发现附近风向有明显昼夜反向的特征。如图为小湾村某时刻的热力环流示意图。据此完成11~12题。
11.如图中能正确表示此刻小湾村与抚仙湖之间的热力环流的是
√
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读图可知,等压线在①③处向上凸,在②④处向下凹,结合所学知识可知,同一水平面上①③为高压,②④为低压;近地面①为高压,温度较低,垂直方向为下沉气流,由④到①;②为低压,温度较高,垂直方向为上升气流,由②到③;同一水平面上气流由高压流向低压,近地面由①到②,高空由③到④。故选D。
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12.湖区附近的山脉可以使
A.白天湖风增强
B.白天陆风减弱
C.夜晚湖风增强
D.夜晚陆风减弱
√
结合所学知识,因山脉存在形成的山谷风与湖陆风叠加,白天吹湖风,白天湖风增强,夜晚吹陆风,夜晚陆风也增强,A正确。
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13.(18分) (2025·河北承德高一期末)阅读图文材料,完成下列要求。
某同学为进一步验证热力环流的科学性,做了如下实验:在一间门窗紧闭的室内,将一支点燃的蜡烛靠近一支点燃的松香,观察松香烟的飘散方向。如图为实验前该同学所画的三种可能出现的情况示意图。
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(1)推测图中最有可能出现的情况是_____(填字母),并解释其原理。(6分)
答案:点燃的蜡烛,温度较高,气压较低,与周边空间产生水平气压差,形成热力环流;松香烟随近地面空气向蜡烛流动。
b
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(2)在如图中用箭头标出蜡烛与周围空间的大气流动状况,在括号内填上相应的物体名称(“蜡烛”或“松香”),并画出近地面的等压面。(6分)
答案:
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(3)该同学发现,松香离蜡烛较远时,松香烟不再出现图中的情况,于是明白了城市工厂布局的重要性,试说明二者之间的联系。(6分)
答案:当松香距离蜡烛较远时,不在其热力环流圈以内,所以松香烟不再飘向蜡烛;同样工厂布局在城市热力环流圈以外,可减少工厂的污染性气体对市区的影响。
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(2025·重庆高一月考)近地面大气臭氧浓度与氮氧化物、碳氢化物含量、气温以及紫外线强度呈正相关,与空气湿度呈负相关。研究发现,我国北方某城市臭氧浓度受海陆风影响显著。如图示意该市春季有、无海陆风影响的两天中臭氧浓度日变化及海陆风影响当日风向和风速变化。据此完成14~15题。
14.据海陆风影响当日风向和风速变化信息,可推测
A.海洋位于城市东南方向
B.海风风力较陆风风力弱
C.13时前后海风转为陆风
D.20时前后陆风转为海风
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据图中信息可知,该地有海陆风影响时午后出现海风;图例中有显示风速和风向的箭头,据此推断午后出现海风的风向为东南风,说明海洋大致位于城市东南方向,A正确;陆风出现在中午之前,海风出现在中午之后,对比风向和风力的箭头,海风风力较陆风强,B错误;根据图中风向和风力的箭头可知,13时前后陆风转为海风,C、D错误。
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15.海陆风对该城市臭氧浓度影响显著的主要原因是受
A.陆风影响,污染物难扩散
B.海风影响,污染物回流多
C.陆风影响,空气湿度较小
D.海风影响,气温相对偏高
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据图可知,中午之前为陆风。当有陆风影响时,污染物含量较低,说明陆风影响使污染物容易扩散,A错误;午后出现海风,将前一夜未扩散的海域臭氧污染物带到城市,污染物回流,使污染物含量较高,B正确;据材料可知,近地面大气臭氧浓度与空气湿度呈负相关;陆风影响时,空气湿度较小,臭氧浓度应较高,C错误;午后受海风影响,气温偏低,D错误。
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第2课时 大气热力环流
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