第一节气压带、风带的形成与移动 讲义 2026-2027学年高二上学期地理湘教版选择性必修一

第一节气压带、风带的形成与移动 讲义 ▍ 本节概要 大气在水平方向上的运动就是风。由于太阳辐射在地表分布不均，高低纬度之间产生受热差异，并在地球自转偏向力的作用下，形成大范围、有规律的大气环流。大气环流在地球表面塑造了七个气压带和六个风带，并随太阳直射点的季节移动而南北迁移；海陆热力性质差异又使这些呈带状分布的气压带被切割成块状的高、低气压中心，进而形成东亚、南亚典型的季风环流。本节是理解全球气候分布、天气系统与中国雨带进退的基础，也是全章承上启下的核心。 ◎ 情境导入 · 为什么会有“马纬度” 15—16 世纪，欧洲商人驾着帆船把马匹运往西印度群岛。航行至南北纬 30° 附近海域时，船队常常一连数周风平浪静，帆无力张起，船在海上停滞不前。因为缺乏淡水与草料，不少马匹死亡，不得不被抛入海中，水手们便把这个无风的纬度带叫做“马纬度”（Horse Latitudes）。那么：这个纬度带为何常年无风？它是偶然现象，还是大气运动的必然产物？这正是本节要解决的问题。 ◎ 本节学习目标 ☑ 说明风的形成过程：水平气压梯度力、地转偏向力与摩擦力对风向、风力的影响 ☑ 绘制并解释全球气压带、风带的分布规律，判断不同风带的近地面风向 ☑ 说明气压带、风带随季节南北移动的原因与规律 ☑ 结合 1 月、7 月海平面等压线分布，解释海陆分布对气压带的影响 ☑ 运用海陆热力性质差异与气压带风带移动，分析东亚、南亚季风的成因与风向 01 HORIZONTAL MOTION OF THE ATMOSPHERE 大气的水平运动 ● 1.1 热力环流回顾：风从哪里来 你还记得热力环流的形成过程吗？地面冷热不均 → 空气受热膨胀上升或冷却收缩下沉 → 同一水平面上产生气压差 → 大气由高压区流向低压区。由此可见： 只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气由高气压区流向低气压区的力，这就是水平气压梯度力，它是形成风的直接原因。 核心定义 · 气压梯度与水平气压梯度力 气压梯度：单位距离内的气压变化量（气压差/距离）。等压线越密集，气压梯度越大，水平气压梯度力越强，风力越大。方向：垂直于等压线，由高压指向低压。 ● 1.2 风的形成：三种力的共同作用 ◆ 水平气压梯度力 方向：垂直于等压线，由高压指向低压；大小与气压梯度成正比。它是大气产生水平运动的原动力，只要有水平气压差就存在，既改变风速、也决定风的初始方向。 ◆ 地转偏向力 方向：始终垂直于风向，北半球向右偏、南半球向左偏；大小随纬度增大而增大。它只改变风向、不改变风速，是三圈环流形成的必要条件。 ◆ 摩擦力 方向：与风向相反；大小与下垫面状况有关（陆地＞海洋，山地＞平原，粗糙面＞平滑面）。摩擦力既减小风速，又使风向进一步偏离等压线。 ⓘ 高空风与近地面风的区别 高空风：仅受水平气压梯度力与地转偏向力作用，风向最终与等压线平行（平行吹），北半球为例，背风而立低压在左。 近地面风：受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三者共同作用，风向与等压线斜交（夹角约 30°—45°），由高压斜穿等压线吹向低压。 图1 北半球高空风：水平气压梯度力与地转偏向力共同作用，风向与等压线平行 图中等值线为等压线，高压在右；风向最终与等压线平行，是高空大气运动的典型状态。 图2 北半球近地面风：在三力共同作用下，风向与等压线斜交 摩擦力使风向更加偏向低压一侧，风斜穿等压线吹出；这也是实际天气预报中读图定风向的基本依据。 ● 1.3 风向与风力的判读方法 风向的确定（北半球为例）：① 过该点作等压线的切线；② 作切线的垂线，由高压指向低压，即水平气压梯度力的方向；③ 面向梯度力方向向右偏转 30°—45°，即为近地面风向；若判读高空风则向右偏 90°。 风力的确定：同一幅图中，等压线越密集 → 水平气压梯度力越大 → 风力越大；比例尺相同、等压线疏密相近时，相邻等压线气压差越大风力越大；海拔相同、等压线疏密相同的前提下，比例尺越大风力越大。 重点 一句话记忆：等压线是风向的“路标”——垂直等压线由高压指向低压的是水平气压梯度力；高空风向平行等压线，近地面风向斜穿等压线；等压线越密，风越大。 02 FORMATION AND DISTRIBUTION 气压带、风带的形成与分布 ● 2.1 大气环流与单圈环流 大气环流是指地球上大范围、有规律的大气运动。它调节着高低纬度之间、海陆之间的水热分布，对各地的天气和气候具有重大影响。为弄清其形成，教材采用“层层否定假设条件”的思路，由简到繁地还原真实大气运动。 假设条件（理想状态） 若假设：① 大气在均匀的地球表面上运动；② 地球静止不动；③ 太阳终年直射赤道——则引起大气运动的因素只有高低纬之间的受热不均，在赤道与极地之间形成闭合的“单圈环流”：赤道受热空气上升，两极冷却空气下沉，近地面风由极地吹向赤道。 第一次否定（地球自转） 若承认地球自转（仍假设地表均匀、太阳直射赤道），水平运动的物体受到地转偏向力作用，单圈环流被打破，全球形成低纬、中纬、高纬三个环流圈，即“三圈环流”。 ● 2.2 三圈环流的形成（以北半球为例） 图3 北半球三圈环流与气压带、风带立体图 图中清晰展示了低纬、中纬、高纬三个环流圈，以及赤道低压、副热带高压、副极地低压、极地高压四个气压带与三个风带的空间对应关系。 ◆ 低纬环流圈（0°—30°N） 赤道地区接受太阳辐射多，终年炎热，空气受热膨胀上升，近地面形成赤道低气压带；上升的气流在高空向北流动，受地转偏向力影响不断右偏，到北纬 30° 附近高空时风向已接近与纬圈平行，气流在此堆积、质量聚集，产生下沉气流，使近地面气压升高，形成副热带高气压带。 ◆ 中纬环流圈（30°—60°N） 从副热带高压带流出的气流，一部分流向赤道，一部分流向高纬。流向高纬的这一支气流在地转偏向力作用下右偏成西南风（盛行西风）；在北纬 60° 附近，它与从极地高压带南下的、右偏而成的极地东风相遇，暖而轻的气流沿锋面爬升，致使北纬 60° 附近近地面气压降低，形成副极地低气压带。冷暖气流交汇的界面称为极锋。 ◆ 高纬环流圈（60°—90°N） 北纬 60° 附近上升的气流到高空后，一部分流向低纬（加入盛行西风），一部分流向极地并下沉，使极地近地面气压升高，形成极地高气压带；下沉气流由极地高压带流向副极地低压带，在地转偏向力作用下右偏成东北风，即极地东风带。 重点 副热带高压带与极地高压带同为高压，成因却不同：副热带高压带是气流在 30° 高空堆积下沉形成的，属动力成因的暖性高压；极地高压带则是极地终年严寒、空气冷却收缩下沉形成的，属热力成因的冷性高压。同理，赤道低压为热力低压，副极地低压为动力低压。 ● 2.3 七个气压带与六个风带的分布 图4 全球气压带与风带分布示意（含南北半球） 气压带宽度大致为 10 个纬度；全球共形成七个气压带、六个风带，均以赤道为对称轴南北对称分布，且气压带表现为高压与低压相间排列。 图5 气压带、风带及极地环流示意 注意南北半球同纬度风带的风向不同：北半球盛行西风吹西南风、极地东风吹东北风；南半球则分别吹西北风、东南风。 气压带 分布纬度 成因类型 垂直气流 天气特征 赤道低气压带 赤道附近（0°±10°） 热力成因 上升气流 湿热多雨 副热带高气压带 南北纬 30° 附近 动力成因 下沉气流 干热少雨 副极地低气压带 南北纬 60° 附近 动力成因 上升气流 温湿多雨 极地高气压带 南北纬 90° 附近 热力成因 下沉气流 干冷少雨 表1 四个气压带的成因、气流与天气特征对比（南北半球成对出现，故为七个气压带） 风带 分布纬度（北半球） 北半球风向 南半球风向 信风带（低纬信风） 0°—30° 东北信风 东南信风 盛行西风带 30°—60° 西南风 西北风 极地东风带 60°—90° 东北风 东南风 表2 三个风带的风向：南北半球同纬度风向相反（“北东—南西—北东”交替） ⓘ 回到“马纬度” 南北纬 30° 附近正是副热带高压带控制区域。下沉气流占主导，水平方向空气几乎不流动， 因而云量少、降水少、风也很少，形成了著名的“无风带”。这就是 15 世纪帆船屡遭滞留、 马匹被抛入海中的真正原因；受其长期控制的地区，往往形成热带沙漠气候。 03 SEASONAL SHIFT AND MONSOON 季节移动与季风环流 ● 3.1 气压带、风带的季节移动 第二次否定（太阳直射点移动）：若承认太阳直射点随季节变化而南北移动，那么理想状态下呈带状分布的气压带、风带也随之发生季节移动。 原因 规律（就北半球而言，与二分日相比） 太阳直射点随季节变化而南北移动 夏季（北半球）北移，冬季（北半球）南移；南半球方向相反。移动幅度全球平均约 10 个纬度， 注：气压带、风带的移动是“随太阳直射点”南北移动，只有南北方向的位移，不存在东西移动；气压带移动的速度慢于太阳直射点，通常滞后约一个月，春分、秋分前后移动最快，二至前后最慢。 图6 气压带、风带随太阳直射点的季节移动示意 注意同一纬度地带随季节交替受不同气压带或风带控制，这是形成气候“干湿季”“冬雨夏干”的直接原因。 图7 气压带、风带及气候类型的对应关系 从赤道到极地，气压带与风带的交替控制塑造了不同的气候类型：赤道低压→热带雨林气候，信风与副高交替→热带草原气候，副高与西风交替→地中海气候。 ● 3.2 海陆分布对气压带的影响 第三次否定（海陆分布）：地球表面并非均匀，陆地的比热容小于海洋，升温和降温都比海洋快，即海陆热力性质存在显著差异。这使气压带、风带的分布进一步复杂化。 半球差异 南半球：海洋面积占绝对优势，地表性质相对均匀，气压带基本呈带状连续分布，季风微弱。 北半球冬季（1 月） 大陆降温快于海洋，陆上形成高压、海上形成低压。亚洲大陆上形成强大的亚洲高压（蒙古—西伯利亚高压），把副极地低压带切断，使其只保留在北太平洋（阿留申低压）和北大西洋（冰岛低压）等海洋上。 北半球夏季（7 月） 大陆增温快于海洋，陆上形成低压、海上形成高压。亚洲大陆上形成亚洲低压（印度低压），把副热带高压带切断，使其只保留在北太平洋（夏威夷高压）和北大西洋（亚速尔高压）等海洋上。 图8 北半球 1 月海平面等压线分布：亚洲高压切断副极地低压带 1 月北半球大陆等温线向低纬（南）凸出；亚洲高压（蒙古—西伯利亚高压）势力强盛，在其前缘形成强劲的偏北冬季风。 图9 北半球 7 月海平面等压线分布：亚洲低压切断副热带高压带 7 月北半球大陆等温线向高纬（北）凸出；亚洲低压（印度低压）与太平洋夏威夷高压、大西洋亚速尔高压并存，形成偏南夏季风。 ● 3.3 季风环流 概念：大范围地区盛行风随季节而有显著改变的现象，称为季风。季风环流也是大气环流的组成部分，亚洲东部的季风环流最为典型。季风的共性规律是： 冬季风：由陆地吹向海洋，低温干燥、风力强劲；夏季风：由海洋吹向陆地，高温湿润、带来丰沛降水。雨热同期、降水量季节变化大，是季风区气候的共同特点，也是旱涝灾害多发的根本原因。 ◆ 东亚季风（世界最典型的季风） 分布：我国东部、朝鲜半岛、日本等地。成因：海陆热力性质差异（东亚位于世界最大大陆亚欧大陆与世界最大大洋太平洋之间，海陆气温对比与季节变化最为显著）。冬季风来自蒙古—西伯利亚高压前缘，风向西北（偏北），寒冷干燥，强烈时即为寒潮；夏季风来自北太平洋副热带高压（夏威夷高压）西北部，风向东南，温暖湿润，是我国东部地区夏季降水的主要来源。 ◆ 南亚季风（热带季风典型） 分布：印度半岛、中南半岛及我国西南地区。冬季风为东北季风，性质温和干燥，成因是海陆热力性质差异；夏季风为西南季风，性质温暖湿润、降水丰沛，成因是气压带、风带位置的季节移动：夏季太阳直射点北移，南半球的东南信风向北越过赤道，在地转偏向力作用下向右偏转，形成西南季风。 ⚠ 常见误区 东亚夏季风与南亚夏季风的成因不能混为一谈：东亚夏季风是海陆热力性质差异的结果， 西南风来自北太平洋副热带高压的偏南气流；南亚夏季风则主要是东南信风越过赤道后右偏形成的， 气压带、风带的季节移动是其关键成因。 图10 东亚与南亚季风环流示意：冬、夏季风的风向与性质对比 对比可见：东亚冬、夏季风风向相反（西北—东南）；南亚冬季风为东北风，夏季风则为西南风，两者并非简单的方向相反。 图11 气压带、风带及温湿气流示意：西南季风的形成机制 南半球东南信风北移过赤道后右偏为西南季风，再沿青藏高原东侧的横断山脉进入我国西南地区。 04 TRAINING 知识整理 ● 4.1 本节知识结构整理 大气环流 三个假设条件逐次否定：① 地表均匀·直射赤道 → 单圈环流；② 承认自转（地转偏向力）→ 三圈环流；③ 直射点移动 → 季节移动；④ 承认海陆分布 → 气压中心·季风环流。 七个气压带 赤道低压（热力·湿热）— 副热带高压（动力·干热·马纬度）— 副极地低压（动力·温湿）— 极地高压（热力·干冷），南北对称、高压低压相间。 六个风带 信风带（北东北、南东南）— 盛行西风带（北西南、南西北）— 极地东风带（北东北、南东南）；南北半球同纬度风向相反。 季节移动 原因：太阳直射点随季节南北移动；规律：北半球夏季北移、冬季南移；只有南北位移，无东西移动。 季风环流 东亚季风（海陆热力差异）：冬季西北风·寒冷干燥，夏季东南风·温暖湿润；南亚季风：冬季东北风，夏季西南风（东南信风过赤道右偏）。 学科网（北京）股份有限公司 $