内容正文:
第2讲 热力环流与大气水平运动
热力环流
知识点
热力环流原理
(1)基本概念
①气压:单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量,单位一般为百帕(hPa)。
同一地点,海拔越高,空气密度越小,气压越低
②高压、低压:在同一高度上,空气密度越大,气压值越大,称为高压;密度越小,气压值越小,称为低压;
③同一高度(水平面)上空气由高压向低压运动。
④等压面与等压线:空中气压值相等的点组成的面称为等压面。地表均一、受热均匀:同一水平面气温相同,气压相等,形成的等压面与地面平行。但地面受热不均,会破坏稳定状态,引起大气的运动,使等压面发生弯曲,起伏不平。
(2)形成原理
热力环流的概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流,是大气运动一种最简单的形式。
(3)形成过程
水平方向:空气由高压流向低压;
垂直方向:近地面变热,空气上升,近地面冷却,空气下沉(热上冷下)。
先有空气垂直运动,再有高低压,最后有空气水平运动。
读图,完成下列问题:
①判断A、B、C、D四点气压大小和气温的高低。
气压比较:
气温比较:
②判断A、B两地的天气状况?
常见的大气热力环流形式
(1)海陆风
①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。
②影响与应用:海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。
(2)山谷风
①成因分析——山坡的热力变化是关键。
②影响与应用: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,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)市区与郊区之间的热力环流
①成因分析——“城市热岛”的形成是突破口。
②影响与应用: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气流下沉距离以外。
等压面图的判读
(1)判断气压大小
①在垂直方向上,随着高度增加气压降低。如图,PA>PC,PB>PD。
②地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,等压面发生弯曲;同一水平面上,等压面上凸处气压高,下凹处气压低。如图,PC>PD,PB>PA。
③同一垂直方向上,近地面和高空的气压高低类型相反。若近地面为高压,则高空为低压。
(2)判断下垫面的性质
①判断陆地与海洋(湖泊):夏季,近地面等压面下凹处为陆地,上凸处为海洋(湖泊);冬季,近地面等压面下凹处为海洋(湖泊),上凸处为陆地。
②判断裸地与绿地:裸地类似于陆地,绿地类似于海洋。
③判断城区与郊区:近地面等压面下凹处为城区,上凸处为郊区。
(3)判断近地面天气状况和气温日较差大小
近地面等压面下凹处,多阴雨天气,气温日较差较小,如上图中甲地;近地面等压面上凸处,多晴朗天气,气温日较差较大,如上图中乙地。
考向1
通过“热力环流原理”考查“地理实践力”
下图示意我国沿海某地受局部环流影响,连续两天不同高度的风向、风速随时间的变化。据此完成1~2题。
1.能够示意21日22时该地近地面等压面分布的是 ( )
A. B.
C. D.
2.22日12时该地受局部环流的影响 ( )
A.气温升高 B.湿度增加
C.云量减少 D.驱散海雾
考向2
通过“热力环流的应用”考查“综合思维”
(2025·广东·一模)位于黄土高原的地坑院被称为“地下四合院”,具有冬暖夏凉的优点,但也存在采光通风条件差、夏季室内过于潮湿、冬季保温效果较差等问题。河南省三门峡市人马寨村内保留大量完好的地坑院(下图),当地政府通过增设通风井和换气扇等方式改善窑内居住环境。据此完成3~5题。
3.下列示意图符合地坑院置换通风原理的是 ( )
A.① B.② C.③ D.④
4.与地坑院窑内冬季保温效果关系最为密切的是 ( )
A.冬季风强弱
B.窑洞墙体厚度
C.门窗密闭度
D.窑洞室内面积
5.地坑院被称为绿色建筑,主要表现有 ( )
①节省建材使用
②保护有限耕地
③减少环境污染
④节省能源消耗
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
大气水平运动—风
知识点1
风的形成
(1)形成风的直接原因是 。
(2)风的受力状况与风向
类型
高空风
近地面风
图示
(北半球)
受力
F1( )和F2
( )共同影响
F1( )、F2
( )和F3( )
共同影响
风向
与等压线
与等压线
【思考】在等压线图上,如何判定近地面和高空?
【参考答案】 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”
【思维拓展】“焚风效益”原理与“狭管效益”原理
暖湿气流沿迎风坡上升,形成地形雨,气温随高度升高降低较为缓慢;在背风坡,空气干燥,气流下沉增温快,形成干热风,称为“焚风效应”。
地形的狭管作用,当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时,由于空气不能大量堆积,于是加速流过峡谷,风速增大,这种峡谷地形对气流的影响称为“狭管效应”。
知识点2
等压线、风向及受力关系
(1)写出图中A、B、C分别代表的力及对风的影响:
A 的方向 于等压线,由 压指向 压,影响 ;
B ,方向与风向 ,影响风向和风速;
C ,北半球向右偏转,南半球向左偏转,与风向 ,只改变 ,不改变 。
(2)甲、乙、丙三条等压线气压大小关系是 ,判断理由是 。
(3)图示地区位于 (填“南”或“北”)半球,判断理由是 ;
是 (填“高空”或“近地面”)风,判断理由是 。
【方法技巧】等压线分布图中风向和风力的判读方法
风向看“高低”:风始终从高压区吹向低压区。
风力看“疏密”:在等压距相同的前提下,等压线越密集,风力越大;等压线越稀疏,风力越小。
风力大小的分析与描述
影响因素
常用术语
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;同一等压线图中,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
距高压的距离
距离亚洲高压(冬季风源地)近,风力大
摩擦力
平原、高原地面平坦开阔,阻挡作用弱,摩擦力小,风力大;海面上风力大;冬季植被少,摩擦力小,风力大
地形因素
山谷口,狭管效应显著,风力大;地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致,风力大
风向的呈现形式和绘制
(1)风向呈现形式
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。通常呈现风向的形式有两种:
①风矢:风矢用来表示风,由风向杆和风羽组成。风向杆指示风的来向,有8个方位,分别为北、东北、东、东南、南、西南、西、西北。风羽是指垂直在风向杆末端右侧(北半球)的短划线和小三角,用来表示风速,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,如右图中的东南风出现次数最多,其次是东北风,西南风出现次数最少。
(2)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:
考向1
通过“大气的水平运动—风”考查“综合思维”
某中学地理兴趣小组在我国西南某地区的甲(海拔2 200米)、乙(海拔1 900米)、丙(海拔1 300米)三地测量风向及风速,如下图所示,其箭头越长,表示风速越大。据此完成1~3题。
1.据图可知甲、乙、丙三地所在山坡坡向( )
A.甲为东北坡 B.均为西北坡
C.丙为东南坡 D.均为西南坡
2.图中乙地风速相对较小的时刻最可能是( )
A.0时和11时 B.3时和13时
C.7时和19时 D.9时和21时
3.导致丙地一天内不同时间风速差异的主要影响因素有( )
①气压差 ②季节
③坡向 ④摩擦力
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
新罗西斯克(下图)冬季常受布拉风影响,这种风是因为在山地不太高处堆积的气流,受海面上暖低压的吸引倾泻而下形成的地方性剧烈大气运动。所经之处常出现严重灾害。据此完成4~6题。
4.新罗西斯克布拉风的风向是( )
A.西北风 B.西南风
C.东北风 D.东南风
5.布拉风带来的主要灾害是( )
A.干热风、旱灾
B.冻害、狂风
C.狂风、暴雨
D.滑坡、泥石流
6.新罗西斯克布拉风形成的主要因素有( )
①太阳辐射
②大气环流
③下垫面性质
④洋流
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
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第2讲 热力环流与大气水平运动
考点一 热力环流
知识梳理
1.(3)高 低 减小 低 下沉 增大 ①A>B>D>C
B>A>D>C ②A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。
考向预测
1.D 2.B 第1题,结合海陆热力性质差异知识,陆地升温快,降温快,海洋升温慢,降温慢,21日22时处于夜晚,陆地降温快,温度低,气流收缩下沉,气压高,海洋降温慢,温度高,气流膨胀上升,气压低,根据气压与等压面的关系,高压处等压面往高处出凸,低压处等压面往低处凹,此时陆地等压面应往高处凸,海洋等压面应往低处凹,A、C错误;由图可知,21日22时该地近地面风为西风,近地面风向的判断方法——找出气压梯度力:高压指向低压并垂直于等压线;气压梯度力在地转偏向力作用下,北半球向右偏,南半球向左偏,形成风,图B近地面风由陆地吹向海洋,风向偏南,图D近地面风由陆地吹向海洋,风向偏西,B错误,D正确。故选D。第2题,22日12时为白天,根据热力环流原理,白天海洋为高压,陆地为低压,风由海洋吹向陆地,且携带大量水汽,因此空气湿度增加,B正确;从海洋上来的气流温度低,可降低陆地温度,A错误;空气中水汽多,云量会增加,C错误;由图可知22日12时的海风为微风,风力较小,不利于驱散海雾,D错误。故选B。
3.D 4.C 5.A 第3题,地坑院内部是居住空间,居民在生活过程中的炊事、取暖活动会产生热量,使得室内空气受热上升,上升的空气顺着通风井并排到室外,同时室内的地面附近气压降低,因此上方为出风口;而室外温度相对较低,空气为下沉运动,使得室外近地面附近气压较高,室内外之间出现气压差,因此室外的空气通过下部的进风口向室内补充,达到了通风换气的作用。故选D。第4题,据所学知识可知,河南省受北方冬季风的影响大,但地坑院窑建于地下,受冬季风的影响较小,故与冬季风强弱关系不大,A 错误;地坑院的窑洞墙体是厚重的黄土,保温性能非常优良。在常规范围内,墙体厚度的细微差异对保温效果的影响,远小于门窗密闭度,B错误;地坑院较为封闭,但是室内热量会通过门窗材料的传导(热传导)和缝隙间的冷风渗透(空气对流)大量散失,因此门窗处是造成窑洞冬季热量损失最大的地方,其密闭度与地坑院窑洞内冬季保温效果关系最为密切,C正确;室内面积主要影响的是空间容积,而保温效果的关键在于减缓热量通过建筑外壳散失的速率,这与面积无直接因果关系,D错误。故选C。第5题,地坑院建筑取之自然,融于自然,开挖地坑院作为居住的房屋,大大节省了建筑材料的使用,①正确;开发了地下空间资源,提高了土地利用率,保护了有限耕地,②正确;地坑院冬暖夏凉,避免了为取暖或纳凉而消耗能源,从而减少因砍伐森林和排放大气污染物造成的植被破坏,减轻环境污染,③正确;地坑院能够节省能源消耗,但不是称为绿色建筑的主要原因,④错误。综上所述,A正确,B、C、D错误。故选A。
考点二 大气水平运动—风
知识梳理
1.(1)水平气压梯度力 (2)水平气压梯度力 地转偏向力 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 平行 斜交
2.(1)水平气压梯度力 垂直 高 低 摩擦力 相反 地转偏向力 垂直 (2)甲>乙>丙 水平气压梯度力由甲指向乙、丙 (3)北 风向向右偏转 近地面 风向与等压线斜交
考向预测
1.D 2.C 3.A 第1题,据图分析可知.甲、乙、丙三白天与夜晚的风向大致相同,且三地白天与夜晚的风向相反。可知三地应位于同一坡向,吹的是山谷风,即白天吹西南风(山谷吹向山坡),夜晚吹东北风(山吹向山谷)。故甲、乙、丙三地所在山坡坡向均为西南坡。故选D。第2题,据第1题及图分析可知,乙地吹山谷风,且6时与8时、18时与20时风向相反,应为山风与谷风的转换期,风速相对较小,故图中乙地风速相对小的时刻最可能是7时和19时,C正确;其他三个选项时刻,均盛行稳定的山风或谷风,风速相对较大,A、B、D错误。故选C。第3题,据图分析并结合所学知识可知,夜晚时谷底(辐射散热慢)与山坡(辐射散热快)温差较大,气压差大,从而导致丙地夜晚风速较大,①正确;春秋季节,白天与夜晚温差大,丙地夜晚风速较大,②正确;坡向没有日变化,摩擦力的日变化很小,③④错误。综上所述,A正确,B、C、D错误。故选A。
4.D 5.B 6.B 第4题,据图分析可知,新罗西斯克位于黑海东北部,山地位于其东南部,结合题干材料“这种风是因为在山地不太高处堆积的气流,受海面上暖低压的吸引倾泻而下形成的地方性剧烈大气运动”可知,在东南部山地堆积的气流形成高压,黑海海面温暖海域为低压,影响布拉风的水平气压梯度力自东向西,受北半球右偏地转偏向力的影响,新罗西斯克布拉风的风向是东南风。故选D。第5题,结合题干材料“新罗西斯克冬季常受布拉风影响”分析,布拉风从东南部山脉倾泻而下,速度较快,风力强劲,同时带来剧烈降温,所以冬季布拉风带来的主要灾害是冻害、狂风,B正确,A错误;布拉风属于下沉气流,不会带来降水,C错误;降水少,不会诱发滑坡泥石流,D错误。故选B。第6题,布拉风的直接原因是山地和海面存在气压差(动力因素),太阳辐射(热力因素)对新罗西斯克布拉风的影响作用较小,①错误;布拉风是寒冷高原上的严寒空气受暖海面上暖低气流的吸引倾泻而下的一种地方性风。在气压梯度力的作用下,山上或高地的冷空气会从高压区流向低压区,②正确;布拉风是高地或高原经过低矮隘道向下倾落的寒冷暴风,受暖海面上暖低压的吸引而形成的风,所以下垫面性质的不同是其形成的主要因素,③正确;布拉风形成的主要因素是气压差、重力和地形,洋流不是新罗西斯克布拉风形成的主要因素,④错误。综上所述,B正确,A、C、D错误。故选B。
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