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第一节冷热不均引起大气运动学习目标：1.能够运用图表分析说明大气受热过程及大气保温作用的基本原理。(重点、难点)2.理解热力环流的形成过程及生活中常见的热力环流形式。(难点)3.理解大气水平运动的规律，并能在等压线图上判断风向及风力大小。(难点)4.能够运用大气受热过程、热力环流的相关原理解释有关自然现象。(重点、难点)一、大气的受热过程1．能量来源：太阳辐射能。2．直接热源：地面是近地面大气主要的、直接的热源。3．受热过程名称具体过程结果地面增温过程大部分A太阳辐射透过大气到达地面使地面增温大气增温过程地面增温后以B地面辐射的形式向近地面大气传递热量使大气增温4.两大作用(1)大气对太阳辐射的削弱作用：主要包括吸收、反射和散射。(2)保温作用：大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。5．意义影响着大气的热状况、温度分布和变化制约着大气的运动状态[特别提醒](1)大气对太阳辐射的吸收具有选择性：臭氧强烈吸收紫外线；水汽和二氧化碳主要吸收红外线。(2)大气逆辐射是大气辐射的一部分，白天和晚上是始终存在的，并且白天辐射更强。二、热力环流1．大气运动(1)能量来源：太阳辐射。(2)根本原因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异。(3)意义形成大气中热量和水汽的输送形成各种天气变化2．热力环流——大气运动的最简单形式(1)概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流。(2)形成过程①A地受热，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；D处空气聚集，密度增大，形成高气压。②B、F地冷却，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成高气压；C、E处空气密度减小，形成低气压。③水平运动：在同一水平面上，空气由高气压区流向低气压区。[特别提醒](1)垂直方向上的气压值总是近地面大于高空，同一水平面上的气压值是高压大于低压。(2)气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。三、大气的水平运动1．风的形成过程2．风形成的原因(1)直接原因：水平气压梯度力。(2)根本原因：地面受热不均。3．高空中的风和近地面的风比较类型受力风向图示(北半球)高空中的风水平气压梯度力和地转偏向力与等压线平行近地面的风水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力与等压线之间成一夹角[特别提醒](1)影响风力大小的最直接因素是水平气压梯度力，水平气压梯度力越大，风力越大。(2)风力大小还要考虑摩擦力的大小，地面障碍越多，阻挡作用越强，摩擦力越大，风力越小。(3)地转偏向力不影响风力大小，只影响风向，北半球右偏，南半球左偏。(1)太阳辐射是大气能量的根本来源。()(2)大气的绝大部分成分都可以直接吸收太阳辐射。()(3)垂直方向上的气压差异是会随大气运动而变化的。()(4)大气运动的方向总是由高压指向低压。()(5)大气水平运动的原动力是()A．水平气压梯度力B．地转偏向力C．摩擦力D．三力合力提示：(1)√大气的能量主要来源于太阳辐射能。太阳辐射将热量传给地面，地面再将热量传给大气，因此大气能量的根本来源是太阳辐射能。(2)×太阳辐射透过厚厚的大气层时，大气中只有臭氧等少数成分可以直接吸收太阳辐射。(3)×垂直方向上，总是近地面的气压高于高空的气压。(4)×气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。(5)A[同一水平面上的气压差异产生了水平气压梯度力，在此作用下，大气开始水平运动，因此水平气压梯度力是形成风的原动力。]大气的受热过程2018年11月19日，在国际空间站成立20周年之际，俄罗斯联邦航天局总设计师向外界宣称，在2030年，俄罗斯宇航员将实现首次登月，预计会在月球待14天。移民月球一直是人类的梦想，但民间热议的“月球移民”难度依然较大。这是因为月球表面昼夜温差很大，白天阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，温度可降到－183℃。问题1(地理实践力)请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐射、大气逆辐射。提示：问题2(综合思维)月球上的气温变化为什么会如此剧烈？提示：月球上没有大气层，不能对昼夜温度进行调节。问题3(综合思维)地球、月球与太阳的距离相当，为什么地球上的气温比较稳定呢？提示：地球上有大气层，白天，大气层削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射减少，温度上升缓慢；夜晚，大气逆辐射对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。问题4(区域认知)运用“大气的受热过程”原理，分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。提示：塔里木盆地晴天多，白天，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚，大气逆辐射弱，保温作用弱，气温低，故昼夜温差大。[归纳总结]1．大气对太阳辐射的削弱作用(1)吸收作用：大气对能量最强的可见光吸收得很少。如下图：大气对太阳辐射的吸收(2)反射作用：云层和较大的尘埃，对太阳辐射的反射作用较明显，且云层的反射作用最显著。如图：2．大气对地面保温作用名称具体过程热量来源太阳暖大地大部分太阳短波辐射到达地面，地面吸收后增温太阳辐射大地暖大气地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温地面辐射大气还大地大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面，对地面起到保温作用大气辐射3.大气受热过程在生活中的应用(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响(2)在农业中的应用：利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能减少土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。(3)利用大气的削弱作用原理分析某一地区太阳能的多寡，如高海拔区，空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；内陆地区，晴天多、阴雨天气少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。1．下图为甲、乙两地某时段大气受热过程示意图，箭头反映了能量传递的方向及大小(粗细)，读图回答(1)～(3)题。(注：大气透明度往往与大气密度、天气有关)甲乙(1)①⑤两箭头传递的能量方向及大小相同，说明甲、乙两地()A．纬度相当B．海拔相当C．距海远近相同D．大气透明度相近(2)近地面大气温度随高度升高而递减，主要影响因素是()A．①⑤B．②⑦C．③⑧D．④⑥(3)霜冻多出现在晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚，主要是因为此时()A．地面辐射弱B．太阳辐射强C．大气反射强D．大气逆辐射弱(1)A(2)B(3)D[第(1)题，图示箭头①⑤都是来自大气上界的太阳辐射，若两箭头传递的能量方向及大小相同，即两箭头所示的太阳高度是相同的，说明甲、乙两地的纬度相当，获得的太阳辐射相同。第(2)题，地面辐射是大气的直接热源，近地面大气接受了地面辐射②⑦增温后再通过热传导作用，向高空大气传送热量，越靠近地面温度越高，越远离地面温度越低。第(3)题，晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚，云量少大气的逆辐射弱，对地面的保温作用弱，降温快，使空气中的水汽易形成霜冻；夜晚无太阳辐射，晴朗的夜晚地面辐射强。]热力环流孔明灯又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明制成会漂浮的纸灯笼，系上求救的信息，其后脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。问题1(地理实践力)观察孔明灯，当我们将其点燃后，灯罩内的空气会如何运动？提示：会受热膨胀上升。问题2(综合思维)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢？提示：热力环流原理。[归纳总结]1．理解热力环流的形成，关键抓住以下三点关系(1)温压关系(如上图中甲、乙、丙三地所示)：(2)风压关系：水平方向上，风总从高压吹向低压(如上图中①②③④处风向所示)。(3)等压面凸凹关系：近地面与高空的等压面凸起方向相反。2．常见热力环流形式的图示分析及应用(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(小盆地)常因夜间冷的山风吹向谷底(盆地)，使谷底(小盆地)内形成逆温层，大气稳定，易造成大气污染。所以，山谷(小盆地)地区不宜布局污染工业。(3)城市热岛效应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于下沉距离之外。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组成的线。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。(1)在同一地点不同海拔上，海拔越高，气压越低。如图PAPE。(2)在近地面，气温越高，气压越低；气温越低，气压越高。如图PAPB，PAPC。(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。2．读下图，回答(1)～(2)题。(1)四点中气压最高的是()A．A点B．B点C．C点D．D点(2)有关图中各点大气运动和天气的叙述正确的是()A．A点为下沉气流B．高空大气由D点流向B点C．近地面大气由A点流向C点D．C点在高压控制下，是晴朗天气(1)C(2)D[第(1)题，根据高空等压面的弯曲情况可判断出近地面A和C两地的气压和气温状况。A处高空等压面向高处凸出，说明A处的气流为上升运动，气温较C处高，气压则较C处低。第(2)题，从上题解析可知，A处气温高于C处，气流上升，气压较低；C处气温低，气流下沉，气压较高；水平方向气流从高压流向低压，即近地面气流由C处流向A处，高空气流由B处流向D处。气流上升的地区往往形成阴雨天气，气流下沉的地区，天气是晴朗的，C处气流下沉形成高压，为晴朗的天气。]大气的水平运动比较不同力作用下的风向示意图，共同探讨问题。问题1(地理实践力)析图总结高空的风和近地面的风在受力上有什么不同？最终风向有何差异？提示：高空的风受水平气压梯度力和地转偏向力两个力作用，最终风向与等压线平行。近地面的风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力共同作用，最终风向与等压线斜交。问题2(综合思维)水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力各有什么特征？提示：(1)水平气压梯度力：始终垂直于等压线，由高压指向低压，当单位距离上水平气压差相等时，水平气压梯度力大小不变。(2)地转偏向力：始终与风向垂直，随着风速的增大而逐渐增大。(3)摩擦力：方向始终与风向相反。[归纳总结]1．三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个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2.风向的应用(1)判断气压的大小：顺着风向，气压值越来越小。(2)判断南、北半球：向右偏→北半球；向左偏→南半球。(3)判断近地面和高空(高空忽略摩擦力)：风向与等压线的关系：成一夹角(或斜交)→近地面；平行→高空。(4)判断高压和低压：观测者背风而立，北半球高压中心位于其右后方，南半球高压中心位于其左后方。在等压线图上确定某一地点风向的方法第一步，在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并不一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。第二步，确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°～45°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图(以北半球为例，单位hPa)所示。在等压线图上判断风向时，可用“左右手法则”，北半球用右手，南半球用左手。具体方法：“伸出右(左)手，手心向上，让四指指向水平气压梯度力的方向，拇指指向就是气流偏转方向”。高空的风向与水平气压梯度力方向垂直；近地面的风向与水平气压梯度力方向成一锐角。如下图：3．读形成某半球近地面的气压及各种力的示意图，回答(