第2章 第2节 第2课时 大气热力环流-【金版教程】2025-2026学年高中地理必修第一册创新导学案Word（人教版）

地理　必修　第一册　RJ 第二课时　大气热力环流 到2035年，北京市将建成5条宽度500米以上的一级通风廊道，多条宽度80米以上的二级通风廊道体系。建通风廊道主要是基于改善局地通风环境、减缓城市热岛效应、提高气候舒适性的考虑。中心城区通风廊道在规划时，首先应了解风的来向，特别是清洁空气的来向，获得精细化的风场分布，其次还要了解城市土地利用现状以及地表通风潜力的空间分布。城市热岛产生的主要原因是什么？城市通风廊道有什么作用？ 提示　原因：城市人口增多，产业发展迅速，人为热量排放多，通风条件差，导致热量聚集。作用：提升城市的空气流动性；缓解热岛效应；改善人体舒适度；改善城市环境等。 运用示意图等，说明热力环流原理，并解释相关现象。 学业质量标准 大气热力环流 水平1 归纳热力环流的常见形式。(综合思维) 水平2 能够根据示意图说明热力环流形成的基本过程，认识气温、气压的基本关系。(综合思维) 水平3 能够解释常见热力环流形成的原因。(综合思维) 水平4 能够运用热力环流解释相关地理现象；能够根据等压面图判读热力环流。(地理实践力) 一　大气运动概述 1．分类 2．影响 (1)促进热量和水汽的输送。 (2)影响天气变化。 二　大气热力环流 1．概念 由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。 2．形成过程 (1)A地受热，空气上升，形成低气压；D处空气密度增大，形成高气压。 (2)B、F地冷却，空气下沉，形成高气压；C、E处空气密度减小，形成低气压。 (3)同一水平面上，气流由高压流向低压。 1．判断正误。 (1)大气运动按方向分为上升运动和下降运动。(×) (2)白天在滨海地区会感受到海风扑面而来。(√) 2．关于热力环流的叙述，不正确的是(　　) A．地面受热，气流上升 B．地面受冷，气流下沉 C．气流下沉，高空形成低气压 D．气流上升，地面形成高气压 答案：D 解析：气流上升，地面形成低气压，D项符合题意。 3．与郊区相比，市区近地面(　　) A．气温高，气压高 B．气温高，气压低 C．气温低，气压低 D．气温低，气压高 答案：B 解析：市区人口多，产业活动多，产生的热量多，与郊区相比，近地面气温高，气压低，B项正确。 4．常见的热力环流有哪些？ 提示　海陆风、城市热岛环流、山谷风。 主题探究1　热力环流的形成 云南香格里拉位于青藏高原东南部，海拔约3 300米，晴朗的天空非常湛蓝。这里太阳辐射强，但气温较低，当地居民高效利用太阳能，在房屋南侧用玻璃搭建绝热暖棚。暖棚通过通风口与内室形成循环气流，使内室增温。长沙某中学地理兴趣小组利用暑假对该建筑进行研究。下图为研究小组的同学在查阅大量资料和进行实地研究后，绘制的香格里拉房屋模型图。 据此探究下列问题： (1)运用热力环流的原理，阐述内室增温的过程。 (2)读图，比较A、B、C、D四点的气压大小，将四点按气压由高到低的顺序排序，并绘制A、B、C、D之间的热力环流图，画出上层和下层的等压面。 (3)为了增强该房屋的保温效果，兴趣小组的同学提出，在暖棚的底部铺设一层厚厚的鹅卵石，请说明这种做法的合理性。 [成果展示]　(1)暖棚受热多，空气膨胀上升，内室受热少，空气冷却下沉，于是上层空气由气压高的暖棚通过1通风口向气压低的内室流动；下层空气由气压高的内室通过2通风口向气压低的暖棚流动。暖棚通过通风口与内室形成循环气流，使内室增温。 (2)PD>PA>PB>PC。 (3)鹅卵石的比热容较小，白天吸收相同的太阳辐射后，升温速度更快。 1．热力环流的形成过程 2．热力环流中三个关系的判读方法 (1)气温与气压的关系：近地面气温高，空气膨胀上升，形成低气压，高空形成高气压；近地面气温低，空气冷却下沉，形成高气压，高空形成低气压。如上图中甲、乙、丙三地所示。 (2)风与气压的关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。如上图中①②③④所示。 (3)等压面的凸凹与气压高低的关系：等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”(如下图所示)。 3．等压面图的判读 (1)比较气压大小 垂直方向上，海拔越高，气压越低，如a处气压高于c处。同一水平面上，等压面向上弯曲，气压高，如图中a处；等压面向下弯曲，气压低，如图中b处。近地面和高空的气压分布状况相反，近地面为高压，则高空为低压，图中a处气压高于b处，甲处气压低于乙处。 (2)判断气流运动方向 水平方向上，气流总是由高压流向低压。垂直方向上，近地面气压高，为下沉气流；近地面气压低，为上升气流。 (3)比较近地面气温高低 近地面气压高，气温低；近地面气压低，气温高。 (4)判断下垫面的性质 等压面 近地面向上弯曲，高空向下弯曲 近地面向下弯曲，高空向上弯曲 气压 近地面高压，高空低压 近地面低压，高空高压 气流 下沉 上升 气温 近地面气温低 近地面气温高 地面性质 白天海洋，夜晚陆地；郊区；白天山谷，夜晚山坡 白天陆地，夜晚海洋；城市；白天山坡，夜晚山谷 (5)判断近地面天气状况和气温日较差 近地面低压，上升气流，多阴雨天气，气温日较差较小。 近地面高压，下沉气流，多晴朗天气，气温日较差较大。 读热力环流示意图，回答(1)～(2)题。 (1)图中①②③④四点的气压大小比较，正确的是(　　) A．P①>P② B．P①>P③ C．P①>P④ D．P②>P③ (2)图中①②③④四点的空气运动方向，正确的是(　　) A．②→① B．①→④ C．③→④ D．③→② [科学思维]　等压面判读的分析思路 类题透析 思路点拨 气压比较 垂直方向，海拔越高，气压越低；水平方向，等压面向上(下)弯曲，形成高(低)压 垂直方向，气压大小为P①＜P②，P③＞P④；水平方向，气压大小为P①＜P④，P②＞P③ 空气运动 水平方向，由高压流向低压；垂直方向，受热上升，受冷下沉 水平方向，空气运动方向为④→①，②→③；垂直方向，空气运动方向为①→②，③→④ [答案]　(1)D　(2)C 主题探究2　常见热力环流 夜雨寄北 李商隐 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。 据此探究下列问题： (1)诗中的巴山指我国什么地区？ (2)产生夜雨的原因主要是什么？ [成果展示]　(1)巴山泛指四川、重庆地区。 (2)夜间山谷降温慢，山坡降温快，冷气流沿山坡滑向山谷，山谷暖气流被迫抬升，遇冷凝结形成降雨。 1．海陆风 (1)形成：海陆热力差异，白天陆地增温快，海洋增温慢，陆地气温高于海洋，陆地气压低于海洋，风由海洋吹向陆地；夜晚陆地降温快，海洋降温慢，陆地气温低于海洋，陆地气压高于海洋，风由陆地吹向海洋。 (2)影响：调节滨海地区气候，降低气温日较差。 2．城市热岛环流 (1)形成：城市人口、产业集中，排放热量多；城市建筑物增多，增温快；城市形成上升气流。 (2)影响：可能加大城市环境污染，有利于城市局部气候的改善；造成城区降水比郊区多，形成城市雨岛效应。 3．山谷风 (1)形成：白天，山坡增温快，空气沿山坡爬升；夜晚，山坡降温快，空气沿山坡下降。 (2)影响：山谷或盆地地区多夜雨。 北京市某中学地理活动小组对张家口市崇礼区冬奥会赛场风向进行探究学习，发现赛场风向受山谷风影响大。据此完成(1)～(2)题。 (1)以下反映夜晚风向的是(　　) (2)位于山谷的观测站显示，18时风向转换时气温骤降，原因可能是(　　) A．山风转谷风，谷底冷空气聚积 B．山风转谷风，谷底暖空气抬升 C．谷风转山风，山坡冷空气下沉 D．谷风转山风，山坡暖空气上升 [科学思维]　热力环流的分析思路 类题透析 思路点拨 热力环流出现地点 热力环流是冷热不均形成的环流。在同一水平面上，出现温度差异，就会出现热力环流 夜晚，山顶降温快，气温低；山谷降温慢，气温高，气流从山顶流向山谷。不是从高山顶流向低山顶 风向转换 发生热力环流的两地的气温高低出现交替，气流方向就会发生改变 日落后一段时间，谷风转山风，山顶冷空气下沉，山谷气温下降；日出后一段时间，山坡气温上升，山风转谷风 [答案]　(1)B　(2)C 区域认知——湖陆风与城市 望洞庭湖赠张丞相(节选) [唐]孟浩然 八月湖水平，涵虚混太清。 气蒸云梦泽，波撼岳阳城。 随着洞庭湖沿岸岳阳市城镇化的发展，湖陆风会发生什么变化？又是什么原因呢？ 1．湖陆风 湖陆风是在沿湖地区，由于大陆地面的夜间冷却和白天加热作用，在夜间风从大陆吹向湖区，昼间风从湖面吹向陆地而形成的一种地方性的天气现象。 湖陆风全年均可出现，但以温暖季节为盛。一般是当地9—10时由陆风转为湖风，17—18时由湖风转为陆风。 2．城市热岛环流和湖陆风的区别 城市热岛环流 湖陆风 发生地 城区和郊区之间 湖泊和周围陆地之间 风向变化 近地面主要从郊区吹向城区 白天从湖泊吹向陆地，夜间从陆地吹向湖泊 风速变化 随着城市变大、排放废热增多，风速变强 随着湖泊面积的增大，风速变强 3.城市对湖陆风的影响 在湖泊周围，随着城市的发展，建成区面积不断增大，车辆、工厂、人口增多，排放的废热增多，湖泊与陆地气压差变大。所以城市建设会导致湖风加强，陆风减弱。 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。江西省上饶市鄱阳县位于鄱阳湖的一侧。下图为鄱阳县逐时湖陆风风速距平(距平是某一系列数值中的某一数值与平均值的差)变化曲线图。据此完成1～3题。 1．鄱阳县湖风最大的时段出现在(　　) A．5—7时 B．9—10时 C．14—15时 D．17—19时 答案：C 解析：根据所学知识可知，白天盛行湖风，夜晚盛行陆风。结合图示，湖风为西风，陆风为东风。风速距平值越大，说明风速越大。因此鄱阳县湖风最大的时段出现在14—15时，C项正确。 2．鄱阳县位于鄱阳湖的(　　) A．东侧 B．南侧 C．西侧 D．北侧 答案：A 解析：根据上题分析可知，鄱阳县的湖风为西风，陆风为东风，由此可判断，鄱阳县位于鄱阳湖的东侧，A项正确。 3．随着鄱阳县城市规模的不断扩大，城市热岛效应增强，湖陆风强度也发生变化。具体表现为(　　) ①湖风增强　②湖风减弱　③陆风增强　④陆风减弱 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 答案：B 解析：鄱阳县城市热岛效应增强，城市气温更高，会使白天湖陆的温差变大，陆地形成的低压增强，湖风增强，①正确，②错误；而夜间城市气温更高，会使夜晚湖陆的温差变小，陆地形成的高压减弱，陆风减弱，③错误，④正确。故选B项。 [教材第36页思考] 思路点拨　(1)气温与气流的关系：近地面受热，气流上升；近地面受冷，气流下沉。 (2)气温与气压的关系：近地面受热，近地面形成低气压，高空形成高气压；近地面受冷，近地面形成高气压，高空形成低气压。 (3)气压与气流的关系：同一水平面，气流总是由高压流向低压。气流下沉，近地面形成高气压，高空形成低气压；气流上升，近地面形成低气压，高空形成高气压。 [教材第38页活动] 思路点拨　1.白天的海风。(见左图) 2．夜晚的陆风。(见右图) 3．白天，来自海洋的风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚，来自陆地的风比较温热干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风作用的结果是使滨海地区的气温日较差变小。 难度 　　题号 知识点 ★ ★★ 热力环流的形成 1，2，11(1) 4，5，6，11(2)(3) 常见热力环流 3，7 8，9，10，12 时间：45分钟　满分：100分 一、选择题(共10小题，每小题5分，共50分。每小题只有一个选项符合题目要求) 下表示意某区域近地面两地点及其相对应的高空的气压大小，其中近地面两地气压差异因冷热不均产生。此时空气湿度大，四地之间存在热力环流。据此完成1～3题。 地点 甲 乙 丙 丁 海拔/m 20 20 5 000 5 000 气压/hPa 1 100 1 000 550 500 1.下列能正确表示四地之间热力环流的是(　　) 答案：B 解析：根据表格数据可知，甲为近地面高压，乙为近地面低压，丙为高空高压，丁为高空低压。垂直方向上，甲地盛行下沉气流，乙地盛行上升气流；水平方向上，近地面气流甲地流向乙地，高空丙地流向丁地，B项正确。 2．下列说法正确的是(　　) A．甲地盛行上升气流 B．乙地盛行下沉气流 C．乙地多阴雨天气 D．甲地气温高于乙地 答案：C 解析：甲为近地面高压，为冷源，盛行下沉气流，A、D两项错误；乙为近地面低压，为热源，盛行上升气流，水汽在上升过程中容易凝结，多阴雨天气，B项错误，C项正确。 3．若甲地为陆地，乙地为海洋，则(　　) A．此时为白天 B．甲地气温更高 C．乙地气温更低 D．此时为夜晚 答案：D 解析：根据上题分析可知，甲地为冷源，乙地为热源，若甲地为陆地，乙地为海洋，则此时应为夜晚，陆地降温速度快于海洋，气温较低，海洋气温较高，D项正确。 某教师在课堂上用盛有大量烟雾的玻璃箱设计实验来验证热力环流(如图)。据此完成4～6题。 4．该实验演示的热力环流中，理论上气压最低的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 答案：B 解析：结合图文信息可知，热力环流形成的原因是地面冷热不均而形成的空气环流。地面冷热不均导致气体的垂直运动，近地面气温高的气流上升，形成低压，近地面气温低的气流下沉，形成高压，故该实验演示的热力环流中，理论上气压最低的是近地面位于火源地的②，B项正确。 5．理论上箱内近地面温度和气压分布状况是(　　) 答案：D 解析：由上题分析可知，②地为低压，等压线向下凹，④⑥地为高压，等压线向上凸，排除A、B两项；等温面与等压线弯曲方向相反，排除C项，D项正确。 6．该实验效果不显著，最可能的原因是(　　) A．玻璃箱较小 B．火种热量小 C．冰块融化快 D．烟雾颜色浅 答案：A 解析：由材料可知，某教师在课堂上用盛有大量烟雾的玻璃箱设计实验来验证热力环流，读图可知，玻璃箱较小，里面火与冰之间的距离较近，热力差异不是很显著，故该实验效果不显著，A项正确；火种热量小、冰块融化快、烟雾颜色浅都不是主要原因，B、C、D三项错误。 天津市位于渤海湾西岸，属于温带季风气候，城市热岛效应及海陆风明显。研究表明，海陆风能影响城市热岛效应的强度。下图示意天津市地理位置，甲、乙、丙、丁四地位于中心城区的近郊。据此完成7～8题。 7．天津市海风最明显的时间为(　　) A．春季凌晨 B．夏季午后 C．秋季傍晚 D．冬季午夜 答案：B 解析：海风是由海洋吹向陆地的风。白天当海陆同时增温时，海洋热容量较陆地大，增温幅度小，气温较低，气压较高，而陆地此时气温较高，气压较低，所以吹海风；夏季是一年中气温最高的季节，而午后是一天中气温最高的时候，海陆温差最大，海风最显著，所以夏季午后是天津市海风最明显的时间，B项正确。 8．受热岛效应影响，四地中陆风势力减弱最明显的地点是(　　) A．甲地 B．乙地 C．丙地 D．丁地 答案：A 解析：中心城区气温高，形成低压中心，近地面气流由郊区流向中心城区，天津偏东侧为渤海，陆风应由陆地吹向海洋，应是以偏西风为主，而甲位于天津中心城区和渤海的中间位置，受天津中心城区的热岛效应影响，甲地的城郊风(偏东风)与陆风风向相反，所以陆风势力减弱最明显，A项正确；乙、丙、丁三地城郊风均与陆风风向不相反，陆风减弱不明显，排除B、C、D三项。 昆明某中学地理学习小组历经一年时间对附近山区进行山风与谷风的观测，从而得出一些结论。下图示意该中学附近山区某时刻旗子的飘向。据此完成9～10题。 9．学习小组观测发现，利于山谷风形成的天气条件是(　　) A．阴雨天气 B．晴朗天气 C．降温天气 D．大风天气 答案：B 解析：晴朗天气，白天太阳辐射强，山坡上的空气增温快，利于谷风的形成；夜间大气保温作用弱，山坡上的空气降温快，利于山风的形成。 10．图中旗子的飘向，说明此时该地区(　　) A．山风势力较强 B．谷风势力较强 C．大气对流显著 D．受山谷风影响小 答案：D 解析：读图可知，图中不同山坡、山顶旗子的飘向一致，说明此时该地区受较大规模同一来向的风控制，受山谷风影响小，D项正确。 二、综合题(共2小题，共50分) 11．阅读图文材料，完成下列要求。(24分) 宁宁同学自制实验工具在教室中进行地理模拟实验。实验过程如下：在一个透明玻璃柜底部两侧分别放置一碗热水和一碗冰块，在冰块上方插入一根点燃的香(如下图所示)，随后观察烟雾运动情况。天气炎热，实验过程中该同学开启了教室的风扇。 (1)说出该实验模拟的地理原理，描述A区中烟雾垂直运动方向。(4分) (2)说出A区在放置热水后上下方气压变化特点，并从大气密度角度分析原因。(10分) (3)为了使实验效果更明显，从装置、操作或实验环境等方面提出改进建议。(10分) 答案：(1)大气热力环流。向上。 (2)下方气压降低，上方气压增高。放置热水后，A区下方空气受热膨胀上升，下方空气密度减小，气压降低；空气到上方聚积，使上方空气密度增大，气压增高。 (3)增加热水与冰块的数量；适当增加烟雾数量，改变烟雾颜色；增强箱内光照；替换热源(如小电炉)；关闭空调、风扇、门窗等，减少外界干扰。 解析：第(1)题，据图可知，该实验模拟的是热力环流原理，图中把点燃的香放在冰块上方，由于热水和冰块的温度差异，烟在冰块处下沉，在热水处上升，导致烟雾在玻璃缸中产生热力环流运动。第(2)题，放置热水后，A区下方空气得到来自热水的热量，受热膨胀上升，使得下方空气密度减小，气压降低；上升的空气到上方聚积，使得上方空气密度增大，气压增高。故A区下方气压降低，上方气压增高。第(3)题，增加热水与冰块的数量，使得冷热差异更明显；适当增加烟雾数量，改变烟雾颜色，使实验呈现的热力环流可视化更强；增强箱内光照，使箱内获得太阳辐射，模拟晴朗天气；替换热源(如小电炉)，使箱内冷热差异更明显；关闭空调、风扇、门窗等，减少外界干扰，相当于在背景风弱的前提下演示热力环流。 12．阅读图文材料，完成下列要求。(26分) 城市热岛强度指城区与郊区气温的差值。某中学地理兴趣小组研究我国东部某滨海城市的热岛强度变化。图一为同学们根据数据绘制的该城市多年平均和某次冬季强降雪后热岛强度变化图，下表示意不同性质地面对太阳辐射的反射率。 地面性质 新雪 草地 耕地 硬化路面 反射率(%) 84～95 26 14 22～35 (1)依据图一中多年平均热岛强度变化曲线，推测该城市7时、17时城区与郊区之间近地面风的异同。(6分) (2)图一中显示，冬季强降雪后城市热岛强度较多年平均整体加强，分析其可能原因。(10分) 同学们了解到该城市同时受日周期海陆风的影响，且某时段的风向有助于降低城市热岛强度。图二为该城市该时段海陆间热力环流示意图。 (3)绘制该时段海陆间热力环流示意图，并解释其有助于降低城市热岛强度的原因。(10分) 答案：(1)风向相同，由郊区吹向城区；风速不同，7时的风速大于17时的风速。 (2)强降雪后，郊区地面多被积雪覆盖，对太阳辐射的反射较强；积雪融化吸收热量，气温降幅较大；城区积雪清理较及时，气温降幅较小。 (3)绘图如下： 原因：白天受海风影响，海风从气温较低的海洋吹来，对城区具有降温作用，从而降低城市热岛强度。 解析：第(1)题，结合材料“城市热岛强度指城区与郊区气温的差值”并读图可知，多年平均热岛强度大于0 ℃，说明中心城区比郊区气温高，根据热力环流的原理，城区上升气流到郊区下沉，近地面风由郊区吹向城区；7时和17时的风向相同，都是由郊区吹向城区；但7时热岛强度值较高，17时热岛强度值较低，说明7时中心城区比郊区气温高得多，城区和郊区温差较大，风力较大，因此7时的城市风的风速大于17时的风速。第(2)题，读图可知，冬季强降雪后，城市热岛强度较多年平均整体加强，说明城市中心城区比郊区的温度高得多。主要原因是强降雪后，郊区地面多被积雪覆盖，到达地面的太阳辐射大部分被积雪反射回去，地面吸收的太阳辐射少，地面温度低，地面辐射弱，大气吸收的地面辐射量少，大气温度低；同时积雪融化吸收热量，气温降幅较大；城区积雪清理较及时，地面对太阳辐射反射少，地面吸收热量多，地面辐射强，大气吸收的地面辐射多，大气温度高，大气逆辐射强。因此城区和郊区的温差加大，城市热岛效应强度加强。第(3)题，由材料可知，某时段的风向有助于降低城市热岛强度，说明该时段海陆风由气温较低的海洋吹向陆地，能够有效地降低城区温度。 16 学科网（北京）股份有限公司 $