2026届高考地理一轮复习导学案大气水平运动和大气环流
2025-11-04
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普通
摘要:
该高中地理导学案系统梳理大气水平运动与环流专题,涵盖力的影响、风向风力判定、等压线图判读及热力环流等核心考点,通过问题链与任务单引导学生从力学原理到环流类型自主构建知识网络,体现考点梳理的系统性与层次性。
亮点在于诊断性练习与综合思维培养,如跟踪讲与练中洱海局地环流题帮助自主诊断,等压线图判读步骤强化地理实践力,结合海陆风、山谷风等区域案例渗透区域认知。配规范答题术语表与原理图示,助力学生自主总结规律,教师可借学情反馈因材施教,提升备考实效。
内容正文:
大气水平运动
班级_______ 姓名________ 小组________
1.影响大气水平运动的力
水平气压梯度力
气压梯度
单位距离间的气压差
水平气压梯度力
促使大气由高气压区流向低气压区的力
对风的影响
水平气压梯度力是大气产生水平运动的原动力,是形成风的直接原因。根本原因是地面受热不均。
地转偏向力
使风向逐渐偏离水平气压梯度力的方向,北半球向右偏转,南半球向左偏转
只影响风向,不影响风速
摩擦力
与风向相反,对风有阻碍作用,可降低风速
2.三种不同受力情况对风向的影响比较
受力状况
风向
风压规律
图示
只受水平气压梯度力影响时
风向由高压指向低压且与等压线垂直
风的来向为高压
受水平气压梯度力与地转偏向力共同影响时
风向与等压线平行
在北半球背风而立,右边为高压,左边为低压;南半球反之
受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同影响时
风向与等压线成一夹角
在北半球背风而立,左前方为低压,右后方为高压;南半球反之
3.风力的判定
(1)看水平气压梯度力大小
①同一等压线图中,等压线密集,风力大;等压线稀疏,风力小,如下图中甲处风力大于乙处。
②不同等压线图上,若比例尺相同,相邻两条等压线数值差越大,风力越大。如下图中B处风力大于A处。
③不同等压线图上,若相邻两条等压线数值差相等,比例尺越大,风力越大。如下图中C处风力大于D处。
④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。
②摩擦力随海拔变化
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
(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。原理如下所示:
小结:风力大小的影响因素
影响因素
规范答题术语
水平气压梯度力
冬季南北温差大,水平气压梯度力大,风力强;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。
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
气压
距离亚洲高压(冬季风源地)近,风力大
受气压带控制下,风力小或无风
摩擦力
下垫面(平原、高原)平坦开阔,削弱作用弱,风力大;海面风力大。
地形
地形平坦,无山地阻挡,风力大;地势崎岖,有山脉阻挡,风力小
狭管效应:位于峡口(或峡内)、峡谷(或海峡)的走向与盛行风风向一致,易形成狭管效应,风力增强,风力大
植被多少
冬季植被稀少,风力大。
4.风向的表示方法
5.风向判读
(1)等压线图中风向的绘制
第一步,画水平气压梯度力的方向:垂直于等压线,由高压指向低压(一般用虚线表示)。
第二步,根据北半球向右偏,南半球向左偏,画出偏转方向(用实线箭头表示)。
如果是近地面的风,偏转角度为30°~45°;如果是高空的风,则偏转90°,风向与等压线平行。如下图所示:
在等压线图上,如何判定近地面和高空:一般来说,近地面气压值接近一个标准大气压(1 013 hPa),所以等压线图上气压值接近1 000 hPa时,即为近地面;如果等压线数值只有500 hPa左右,即表示“高空”。
(2)从地理位置判读
由于受三圈环流的影响,在全球形成了六个风带,因此不同纬度地区的盛行风是不同的。海陆热力性质差异的影响,又形成了一些季风区,因此在典型的地理位置,其风向应是有规律可循的。如:东亚--夏季吹东南风,冬季吹西北风;南亚--夏季吹西南风,冬季吹东北风;西欧--全年处在西风带中。
(3)依据风造成的某些地理现象判读
►工业区位于当地主导风向的下风向或者两个盛行风向垂直的郊外或最小风频的上风向。
►沙丘:沙丘迎风坡较缓,背风坡陡(如下左图)
►旗形树冠:风力使迎风面树枝受到损伤,背风树面树枝不断生长,树冠往往指向背风的一侧形成旗形树冠(如上右图)。
►机场跑道:机场跑道方向一般与当地主要风向平行。
►大气污染浓度:一般下风向污染浓度比较大。
►火山灰厚度:顺着盛行风向,距离火山口越近火山灰厚度越大,距离火山口越远火山灰厚度越小。
典图判读 等压线图的判读
等压线是同一高度上气压相等的点的连线。等压线图是等值线图的一种,表示在同一海拔上气压水平分布状况的图。在同一水平面上,每一条等压线上的气压值都相等。等压线图的判读和应用是高考中经常出现的考查要点,判读的关键是抓住等压线数值特征、分布特征及组合特征。
1.判读气压形式
(1)低压中心(如图中D处):等压线为闭合曲线,中心气压比四周气压低(中心为上升气流)。
(2)高压中心(如图中C处):等压线为闭合曲线,中心气压比四周气压高(中心为下沉气流)。
(3)高压脊(如图中E处):高气压延伸出来的狭长区域,弯曲最大处各点的连线叫脊线。
(4)低压槽(如图中F处):低气压延伸出来的狭长区域,弯曲最大处各点的连线叫槽线。
(5)鞍部(如图中B处):两个低压或两个高压交汇处,其气压值比高压中心低,比低压中心高。
2.判断风向
首先明确高低气压;其次确定水平气压梯度力的方向;最后根据南、北半球画出偏向风(如图中A处吹偏南风)。
3.判断南、北半球
(1)风向箭头在水平气压梯度力的右侧——北半球。
(2)风向箭头在水平气压梯度力的左侧——南半球。
4.判断风力(风速)大小
(1)等压线密集——水平气压梯度力大——风力大(如图中A地)。
(2)等压线稀疏——水平气压梯度力小——风力小(如图中B地)。
5.判断季节
(1)夏季(北半球7月、南半球1月):大陆内部一般为低压。
(2)冬季(北半球1月、南半球7月):大陆内部一般为高压。
6.判断天气状况
(1)由高纬吹向低纬的风——寒冷干燥。
(2)由低纬吹向高纬的风——温暖湿润。
(3)低气压过境时,多阴雨天气;高气压过境时,多晴朗天气。
(4)低压中心和低压槽控制区多阴雨天气,如图中D处和F处;高压中心和高压脊控制区多晴朗天气,如图中C处和E处。
补充知识:几种特殊风的类型
干热风
是一种高温低湿并伴有一定风力的农业灾害性天气,由于危害过程中各气象因子的作用不同,因而在各地区有干热风、旱风、热风、干旱风及热干风等不同的称呼
狭管风
当气流由开阔地带流入狭谷地形时,风速加大。城市狭管效应指城市高层建筑物间距小,导致风力增加。因此建筑布局可加大楼间距或让楼间走廊与城市主导风向偏离一些
焚风
焚风是指当气流经过山脉后,空气沿背风坡下沉,气温升高,湿度减小。焚风往往以阵风形式出现,从山上沿山坡向下吹。可以促进春雪消融,作物早熟,也易引起森林火灾、干旱等自然灾害
龙卷风
龙卷风是发生于直展云系底部和下垫面之间的直立空管状或漏斗状旋转气流,是一类局地尺度的剧烈天气现象。龙卷风可见于热带和温带地区,春季、夏季、秋季均可发生,但最常发生在春夏过渡季节或夏秋之交。发生在陆地上叫陆龙卷,发生在海洋上叫海龙卷,又叫水龙卷。
台风
形成于热带与副热带26 ℃以上广阔海面上的热带气旋。盛行于夏秋季节,主要发生在太平洋。飓风发生在大西洋,热带风暴发生在印度洋
离岸风和向岸风
离岸风是大气在水平运动过程中远离海岸(陆地)吹向海洋。 离岸风容易导致海水远离海岸,使自海洋来的暖湿气流无法深入陆地,从而对沿岸起减湿作用。向岸风是空气从海上吹向岸边,会产生向岸风,也称为海风,对降水的影响较大。
布拉风
从山地或高原经低矮狭隘通道向下倾泻的寒冷而干燥的暴风,称为布拉风。这种风像瀑布一样从高山滚落下来,极冷极快,我国天山南侧和长白山地区有发生
冰川风
沿着高山冰川表面向下吹的风,称为冰川风。由于冰川表面气温与周围同高度气温相比要低得多,近冰川面的空气密度较大,冷而重的空气团沿着冰雪表面向下坡方向流动,形成冰川风
风的开发利用;风能的优缺点
优点
清洁无污染,可持续利用
缺点
受气象条件限制,昼夜、冬夏差别大,能量分散;发电不稳定(可配建热电站等调节、控制,以使电网输电平稳);开发时占地面积广,开发成本高
大气环流
大气运动:是指不同地区、不同高度之间的大气进行热量、动量、水分的互相交换;不同性质的空气得以相互交流,并以此形成各种天气现象和天气变化的总称。
大气运动的能量来源:太阳辐射
大气运动的根本原因:太阳辐射纬度分布不均,造成不同纬度之间的热量差异。
大气运动包括水平运动和垂直运动两种形式。
垂直
运动
热力原因
地面冷热不均,热上升、冷下沉
动力原因
堆积下沉、地形阻挡、锋面中暖气团上升等
水平
运动
动力
水平气压梯度力
阻力
摩擦力
变向力
地转偏向力
按照空间尺度大小来划分三种类型的大气运动。
小尺度
中尺度
大尺度
大气运动类型
热力环流
季风环流
三圈环流
形成原因
地面冷热不均(根本原因)
海陆热力性质差异;
气压带、风带的季节移动
高低纬度地区的受热不均;
地转偏向力
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。
知识点01 认识气压
1、 气压
1. 概念:气压是大气压强的简称,是作用在单位面积上的大气压力。它是对空气分子对单位面积的冲击力量的度量。气压大小与高度、温度等条件有关。
2. 特点: 垂直方向:气压随高度增加减小
水平方向:气流由高压流向低压
温压关系:气温越高,气压越低;气温越低,气温越高。
2、 等压线
1.概念:等压线,是指把在一定时间内,气压相等的地点在平面图上连接起来所成的封闭线。
2.特点:同一条等压线上的点,气压都相等。某点气压变高,等压线向上弯曲,气压变低,等压线向下弯曲。
知识点02 热力环流原理
1、 概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流,它是大气运动的一种最简单的形式。地面冷热不均,温差越大,热力环流越强。
2、 过程:
1. 地表性质均一,各地受热均匀:①同一水平面,气压没有差异。 ②等压面平直。(如图1)
2. 在地表冷热不均的情况下:地面冷热不均,空气发生垂直运动(热胀冷缩),理想的等压面会变形,同一水平面出现气压差异。在水平方向上,PC>PD,PB>PA,等压线“高凸低凹”
3. 先有垂直运动,再有水平运动。
4. 过程描述
三、结果:
1.垂直方向:
(1)由于热力因素,大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉。
热:(膨胀上升)上升气流(气流上升降温易冷凝)——近地面形成低压——阴雨天气
冷:(冷却下沉)下沉气流(气流下沉升温易消散)——近地面形成高压——晴朗天气。
(2)近地面气压和相对应的高空气压相反,即近地面为高压,相对应对高空为低压。近地面气压永远比上部高空气压高(近地面的低压也比高空的高压,气压值高),且越接近地面气压越高。
(3)等压线/等压面凸起的地方为高压,下凹的地方为低压。
2.水平方向:由于动力因素,大气由高压流向低压,大气的水平运动即是风。
风向符号:风向标由风杆和风尾组成,风杆(长线段)上绘有风尾(短线段)的一方指示风向。
风尾上的横杠表示风速,一横表示风力二级,最多三横,就是六级,风力再大就用风旗表示。
3.气压排序
四、判读
1.判断A、B、C、D四点气压值和气温的大小?(图1)
气压比较: A>B>D>C
气温比较: B>A>D>C
【结论】气压、气温随着海拔高度的升高而降低
2.在A、B、C、D间画出等压面和等温面?(图2)
3.判断A、B两地的天气状况?(图3)
A处高压,气流下沉,晴朗天气,昼夜温差大
B处低压,空气受热上升,遇冷凝结,易形成 阴雨天气,昼夜温差小
【结论】a.气压值:① > (②=③=④) > ⑤
b.上升气流容易形成降水,下沉气流往往晴朗
c.等压面上弯说明该处是高压,下弯则是低压
d.地面气压状况与高空相反【地面与高空等压面相反】
4.等压面高程图
500百帕等压面高程(单位:米)
等压面高程图没有剖面图直观,可根据数值转化为剖面结构。中心海拔数值高的说明等值线向高空凸(凸气压变小方向),说明其为高气压区;中心海拔数值低的说明等值线向近地面凸(凸气压变大方向),说明其为低气压区。因此图中N为(高空,因为海拔高)高压区,M为(高空)低压区。近地面则相反。
5.等压面图的判读
(1)判断气压高低
同一水平面
高压大于低压
同一地点
由于对流层大气密度随高度增加而降低,在垂直方向上气压随着高度增加而降低
同一等压面上的各点气压相等
(2)判读等压面的凸凹
根据高度越高气压值越小的规律,等压面凸向高处(低值)的为高压,凹向低处(高值)的为低压。另外,近地面与高空等压面的凸出方向相反
(2)判断下垫面的性质
判断陆地与海洋(湖泊)
夏季,等压面下凹处为低压,气温高,应为陆地;上凸处为高压,气温低,应为海洋(湖泊)。冬季,等压面下凹处为海洋(湖泊),上凸处为陆地
判断裸地与绿地
裸地类似陆地,绿地类似海洋
判断城区与郊区
等压面下凹处为低压区,气温高,气流上升为城区,上凸处为高压区,气温较低,气流下沉为郊区
(4)判断近地面天气状况和气温日较差
►等压面下凹处,为低压区,多阴雨天气,气温日较差较小。
►等压面上凸处,为高压区,多晴朗天气,气温日较差较大。
6.等温面图的判读
等温面图与等压面图的判读有很多相似之处,可借用等压面图的判读方法。
随着海拔升高,等温面的温度数值逐渐降低
等温面向下凹的地区,气温较同高度其他地区低;等温面向上凸的地区,气温较同高度其他地区高。如上图中甲地为低温中心,乙地为高温中心
夏季:陆地上等温面向上凸,海洋上等温面向下凹;城市市区等温面一般向上凸
热力环流的常见形式
1.海陆风
海陆风:由于海陆热力性质差异,导致滨海地区近地面风向的日变化。湖陆风、大湖效应、冬夏季风同此原理。
影响与应用:海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温较低,空气较湿润,海边适合避暑。
特别提醒
一般来说,白天出现的海风,下午2-3时最强,夜间出现的陆风,夜里2-3时最强;上午9-10时和晚间9-10时,海陆温度几平相同,温度差别消失,海风和陆风便消失了。一般情况下,上午约9-10时,陆风转为海风;晚间约21-22时,海风转为陆风。
海陆风必须在静稳的天气条件下才可以看得到,如果有强烈的天气系统,如飑线、风暴一类的天气系统出现时,就看不到海陆风的现象了。
热力环流引起的风为局地性,范围小,海陆风影响范围局限于沿海地区。
2.山谷风
山谷风:由于山坡的热力变化,导致其与山谷上同海拔高度大气温度差异,形成山谷地区近地面风向的昼夜变化。山谷盆地雨雾天气、多夜雨,如巴山夜雨、拉萨夜雨等。
影响与应用:山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底,使谷底和盆地内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染,因而山谷地区不宜布局有污染的工业。山坡由于逆温层存在,农作物反而不容易出现冻害。(逆温+夜雨+冻害)
特别提醒
午后14时,谷风最强;日出前(清晨)气温最低,山风最强。上午约9-10时,山风转为谷风;晚间约21-22时,谷风转为山风。
在有冰川风存在的区域,冰川风可能加强山风的势力、延长山风的时间,削弱谷风的势力、缩短谷风的时间。
3.城市热岛环流——城市风
城市热岛:在静风或微风时,城市中心区气温一般比周围的郊区高(人类活动密集,生产、生活释放热量多;建筑高大密集,通风性差,不易散热;下垫面硬化多,绿化少,吸热快)。
城市雨岛效应成因:①城市中车辆、工厂等向空气中释放大量热能,有利于城市上空对流发展②大量污染颗粒物排入空气中,形成降水的凝结核;③城市高大建筑物屏障对空气产生了阻滞和机械抬升作用,让可能带来降水的气流停留在城市上空。
城市热岛强度:指城市与郊区的温度差,常用来表示热岛效应的强弱,夜晚强于白天,秋冬季强于夏季。
影响与应用: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。
缓解城市热岛效应的措施:增加城市绿地、湿地面积;合理规划,降低城市人口密度、建筑物密度;调整产业结构;建设城市通风廊道;发展生态屋面;提倡绿色出行;利用多种途径降低人类活动排放的废热,如:提高能源利用率、使用清洁能源等。
4.沙漠-绿洲风
特别提醒
理解热力环流形成的风
(1)热力环流引起的风,为局地性的,范围较小,对局部地区天气和气候影响较大。
(2)形成的根本原因是下垫面差异造成的同一时间的冷热不均,这种下垫面差异包括水陆性质差异(海陆风、湖陆风)、地形差异(山谷风)、植被差异(沙漠、绿洲之间)、人为导致下垫面差异(城市风)。
(3)热力环流引起的局地风,有时受大尺度风的影响。如果两者风向一致,则局地风受到加强,风力增强;如果两者风向相反,则局地风受到抑制,风力减弱。
热点与拓展
热点01 背景风与局地风的关系
类别
概念
影响范围
关系
背景风
大尺度区域的风,如全球性的风带(东南信风)、季风(夏季风)
影响范围较广
一个区域往往受背景风和局地风的共同影响;局地风一般局限在离地面较近的区域,多受下垫面的影响,而垂直方向上,海拔越高,局地风影响越弱,背景风影响越强;背景风和局地风风向相同时,风力叠加,风向相反时风力抵消
局地风
小尺度区域的风,如海陆风、山谷风、城市风、穿堂风、冰川风、绿洲风、焚风等
影响局部地区
热点02 热力环流在生产生活中的应用
(1)在生活中,如建筑物中的“穿堂风”的形成:
利用石质地面和林地的比热容不同,增大屋前屋后的温差,加强气压差,形成穿堂风,以加强通风效应。
(2)岭南传统村落的“梳式布局”(村前或村后有水塘):
村前的池塘在夏季形成冷源,可在通风中有效降低温度。白天,池塘水温较低,而周围建筑和地面温度较高,形成热力环流,冷空气从池塘流向建筑,热空气从建筑流向池塘,起到降温驱湿的作用。
(3)冷巷
巷通常高墙窄巷,受太阳照射面积小、时间短,温度相对较低。而冷巷两侧的建筑院落等区域,由于接受阳光照射较多,温度较高。冷巷内冷空气下沉,两侧建筑院落的热空气上升,从而使冷巷内的冷空气不断补充到建筑院落,起到降温的作用。
(4)风塔
风塔下方一般都有一个蓄水池,水池周围的温度较低,与通过风塔的自然风形成压差,再将凉爽的风送入各个房间,利用热力环流实现降温。
跟踪讲与练
大气稳定度指大气在垂直方向上的稳定程度,受热力、水汽、地形、风等因素影响。大理白族自治州境内的洱海是云南第二大湖。某年3-5月观测显示,洱海及其周边地区风速日变化幅度早晚较高;大气整体较稳定,但白天不稳定时段较多。下图示意洱海及其周边区域。据此完成下面1-3小题。
1.该地区白天大气不稳定多于夜间,其根本原因是白天( )
A.太阳辐射强,地面受热不均 B.来自洱海的风挟带水汽含量较多
C.植被覆盖率高,蒸腾作用强 D.山谷风导致大气垂直上升运动少
2.观测期间,夜间对大理古城大气温度影响较大的风向及影响因素可能是( )
A.以东风和东南风为主,受湖风与谷风共同作用影响
B.以西风和西南风为主,受湖风与谷风共同作用影响
C.以东风和东南风为主,受陆风与山风叠加作用影响
D.以西风和西南风为主,受陆风与山风叠加作用影响
3.推测该地区大气稳定度由稳定转为不稳定时,湖陆风( )
A.受山谷与热力差异的影响,向湖泊扩展快 B.因水汽相态变化影响,向湖泊扩展快
C.因空气上下交换加剧,向陆地扩展快 D.受湖陆热力差异的影响,向陆地扩展快
乌鲁木齐位于我国的天山北麓、准噶尔盆地南缘,地处开口朝北的“喇叭口”谷地中,该城区自北向南依次分布有甲、乙、丙三个气象站。下图示意三个气象站2011~2015年夏季山谷风风向、风力(箭头长短代表风力大小)的日平均变化。完成下面4-5小题。
4.丙气象站的谷风明显强于甲、乙的原因是( )
A.热岛效应 B.温室效应 C.狭管效应 D.焚风效应
5.谷风对该地企业排放的大气污染物的影响是( )
A.城北企业排放的大气污染物向市中心和城南转移
B.城南企业排放的大气污染物向市中心和城北转移
C.城南企业排放的大气污染物向市中心和城南转移
D.城北企业排放的大气污染物向市中心和城北转移
当背景风(三圈环流、季风等)势力较弱时,海陆风较强。海南岛夏季盛行偏南风,某研究表明岛北部的临高市夏季白天海风势力较强。近年来,海南岛的森林覆盖率大幅提高。下图1为海南岛区域略图,图2示意临高市2020年7月天气稳定下平均风速与风向的日变化情况。完成下面6-7小题。
6.临高市夏季白天海风势力较强的原因是( )
①地处沿海平原,受海风影响大 ②夏季白天海陆温差较大
③中部山脉阻挡,夏季风影响小 ④海风与夏季风风向一致
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
7.森林生态修复后海南岛白天海风强度变化及原因( )
A.变强阻力减小,温差增大 B.变弱阻力增大,温差减小
C.变强阻力减小,温差减小 D.变弱阻力增大,温差增大
洱海周边的局地环流包括山谷风和湖陆风。图左为“洱海周边地形及气象站位置示意图”,图右为“2017~2021年四气象站年平均局地风日变化图”。据此完成下面8-10小题。
8.北京时间7时,与四个气象站热力环流模式相符的有( )
A.Ⅰ、Ⅱ B.Ⅰ、Ⅳ C.Ⅱ、Ⅲ D.Ⅲ、Ⅳ
9.S2气象站对应的站点是( )
A.① B.② C.③ D.④
10.四个气象站局地环流共性特征是( )
A.环流强度白天小于夜间 B.昼夜风向发生反向转变
C.正午风力为一天中最大 D.环流于日出日落时逆转
姓名: 班级: 组号: 分数:
1. 、2. 、3. 、4. 、5. 、
6. 、7. 、8. 、9. 、10. 、
(
2
)
(
1
)
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