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第2课时热力环流和大气的水平运动学习目标1．掌握热力环流的成因及常见的热力环流。2．掌握大气的水平运动。3．了解高空风和低空风的受力状况。知识导引一、热力环流形成的原理1．形成原因地面冷热不均。2．形成过程(1)冷热状况：M受热；N冷却。(2)气压高低高压区：B、D、F低压区：A、C、E(3)形成过程垂直运动A受热→气流上升→近地面气压低→D高空气压高FB气压高→EC水平运动：空气由高压区流向低压区高压的数值不一定大于低压的数值高压、低压是相对于同一水平面上气压状况而言的，因而在空间上高压的数值不一定大于低压的数值。在同一水平面上，高压的数值大于低压；在同一地点，近地面低压的数值大于高空高压的数值。二、大气的水平运动1．直接原因水平气压梯度力。2．不同受力及风向(以北半球为例)类型受力示意图风向高空风F为水平气压梯度力；v为风向，平行于等压线近地面风F为水平气压梯度力，P为地转偏向力，f为摩擦力，风向与等压线斜交区分高空风与近地面风时，重点看风向是否与等压线相交。如果相交，则为近地面风，如果不相交(与等压线平行)，则是高空风。探究点一热力环流的形成和判读[核心归纳]1．热力环流的形成原理热力环流是地面冷热不均而形成的空气环流，它是大气运动最简单的形式。其过程可归纳为：2．常见的热力环流形式及其影响热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同，山谷、山坡冷热不均，人类活动等因素都有可能导致热力环流的形成。(1)海陆风形成白天陆地比海洋增温快，近地面陆地气压低于海洋，风从海洋吹向陆地，形成海风夜晚陆地比海洋降温快，近地面陆地气压高于海洋，风从陆地吹向海洋，形成陆风影响海陆风使滨海地区气温日较差减小，降水增多(2)山谷风形成白天山坡比同高度的山谷上空升温快，山坡气流上升，气压低，暖空气沿山坡上升，形成谷风夜晚山坡比同高度的山谷上空降温快，山坡气流下沉，气压高，冷空气沿山坡下滑，形成山风影响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，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染(3)市区与郊区之间的热力环流形成城市居民生活、工业和交通释放大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”，引起空气在城市上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，在城市与郊区之间形成城市热岛环流影响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状元随笔(1)在垂直方向上，高度越高，气压越低(如图1)。(2)若地面海拔相同、冷热均匀，等压面与等高线重合且与地面平行(如图1)。(3)若地面冷热不均，等压面发生弯曲，等压面向上的地方为高压区，向下凹的地方为低压区，即“高为高，凹低为低”(如图2)。(4)近地面气压与高空气压高低值相反(如图2)。[应用体验]1．如图是某地高空等高面与等压面关系示意图。读后完成下列问题。(1)图中点①至点⑤，气压最高的是______________，气压最低的是________________。(2)A、B两地受热的是____________，该地空气垂直运动的原因是____________；冷却的是____________，该地空气垂直运动的方向是________。(3)用带有方向的箭头画出热力环流。解析：本题主要考查有关热力环流形成的知识。解答本题的关键是从高空等压面的凸凹入手，逐步推理。从图中可以看出在A地3000米高空附近等压面下凹，B地等压面上凸，B地高空的气压高于A地高空的气压(或④点气压大于③点气压，①、②、③三点气压相等，①点气压又大于⑤点气压，故④点气压大于⑤点气压)，这说明A地空气下沉，B地空气上升，从而可以判断A地冷却，B地受热，高空气流从B地高空流向A地高空，近地面气流从A地流向B地。答案：(1)④⑤(2)B受热膨胀A下沉(3)近地面由A流向B，高空由B地的高空流向A地的高空；垂直方向是A地下沉，B地上升。图示如下：如图为我国某城镇功能分布示意图，工业区内24小时连续生产钢铁、石化等产品。据此回答2～3题。2．住宅区的居民发现白天大气污染比夜间严重，主要原因是()A．工作时间影响B．温室效应的加剧C．山谷风的影响D．城郊间热力环流3．当住宅区大气污染严重时，其主要原理与图中哪一个环流图吻合()解析：第2题，从图中可以看出该地为一山谷，大气的流动形成山谷风。第3题，白天的谷风把大气污染物带到了住宅区，污染严重。答案：2.C3.C探究点二大气的水平运动[核心归纳]1．影响大气水平运动的力大气的水平运动主要受三种力的影响：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力。同一水平面上单位距离间的气压差叫做气压梯度，它产生了促使大气由高气压区流向低气压区的力，这个力称为水平气压梯度力。水平气压梯度力是形成风的直接原因。三种力的特征及其对风的影响见下表。作用力方向大小对风的影响风速风向水平气压梯度力始终与等压线垂直，由高压指向低压一般等压线越密集，水平气压梯度力越大水平气压梯度力越大，风速越大垂直于等压线，由高压指向低压地转偏向力始终与风向垂直随纬度升高而增大不影响风速的大小北半球风向右偏，南半球风向左偏摩擦力始终与风向相反下垫面越粗糙，起伏越大，摩擦力越大，反之越小使风速减小与其他两力共同作用，使风向斜穿等压线2.风的形成(1)大气水平运动(风)的形成大气受到的作用力不同，风向也就有差别。如图所示：(2)不同高度的风的受力状况和风向风的类型作用力风的受力及风向(北半球)名称方向受力分析风向高空的风水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压受两力作用(水平气压梯度力和地转偏向风向平行于等压线地转偏向力垂直于风向力)近地面的风水平气压梯度力垂直于等压线受三力作用(水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力)风向斜穿等压线，由高压吹向低压地转偏向力垂直于风向摩擦力与风向相反状元随笔风压定律(1)高空的空气主要受到水平气压梯度力和地转偏向力的影响，因此空气流动方向最终与等压线平行。如果在北半球背风而立，则高压在右方、低压在左方。如右图所示。(2)由于近地面大气受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同作用，该处的大气最终沿斜交于等压线的方向运动。如果在北半球背风而立，则高压在右后方，低压在左前方。如右图所示。3．风向的表示和风力大小的判定(1)风向表示方法：(2)在等压线图中判断风向和风速①判断风向：如图(以北半球为例)第一步：定水平气压梯度力。在等压线图中，按要求画出该点的切线，并过切点作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)表示水平气压梯度力的方向。第二步：定地转偏向力。分清图示是哪个半球，面向水平气压梯度力的方向，若是北半球，风向向右偏；若是南半球，风向向左偏。第三步：定最终风向：a．近地面：在三力作用下，最终风向与等压线呈一定夹角(30°～45°)。b．高空：风向与等压线平行。按以上步骤绘出的风向(绘成实线箭头)如下：②判断风速a．在同一幅等压线分布图上，等压线密集的地方，水平气压梯度力大，风速大；反之，等压线稀疏的地方，水平气压梯度力小，风速小。b．相同图幅、相同等压距的地图相比，比例尺越大，表示单位距离间的等压线就越密集，则风力越大；反之，比例尺越小，则风力就越小。c．相同图幅、相同比例尺的地图相比，相邻两条等压线数值差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；反之，数值差越小，风力就越小。d．在水平气压梯度力相同的情况下，摩擦力越小，风速就越大；反之，就越小，如海面上的风力大于沿海陆地、内陆荒漠地区的风力大于绿洲。状元随笔①一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高空，在这范围内的风向都斜穿等压线，摩擦力愈大，风向与等压线之间的夹角愈大；摩擦力愈小，其夹角愈小。风速则随高度增加而加大。②陆地表面和海洋表面的摩擦力不同，陆地摩擦力大，海洋摩擦力小，所以在相同的气压条件下，陆地表面的风与等压线间的夹角大，风速小，海洋表面的风与等压线的夹角小，风速大。[应用体验]1．读图，完成下列要求。(1)某同学在图中A点处，绘出了近地面的风向和风的受力情况。图中P是________，F是________，f是________，V是________。(2)一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高度，在这个范围内的风向________等压线。摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角________。(3)越往高空，风向与等压线之间的夹角________。(4)风速随高度增加而________。解析：风向的判断可用右手判别法确定。风的受力情况：水平气压梯度力方向由高压指向低压，垂直于等压线；地转偏向力垂直于风向并指向右侧；摩擦力与风向相反。答案：(1)水平气压梯度力地转偏向力摩擦力风向(2)斜穿越大(3)越小(4)增大读北半球某区域等压线分布图，回答2～3题。2．图中①、②、③、④四个箭头中正确表示风向的是()A．①B．②C．③D．④3．图中①、②、③、④四处风力最大的是()A．①B．②C．③D．④解析：本题主要考查等压线分布图中风向的判断和风力大小的比较。第2题，图示区域位于北半球，风向应该是在水平气压梯度力的基础上右偏而形成，而水平气压梯度力应由高压指向低压，所以图中③正确。第3题，在同一幅等压线分布图上，等压线越密集的地方，表明水平气压梯度力越大，风力就越大。从图中四处看，③处等压线最密集。答案：2.C3.C如图为热力环流示意图，甲、乙两处均位于陆地上且相距不远，a、c为水平气流，b、d为垂直气流。据此回答1～2题。1．甲、乙、丙、丁四处气压的关系为()A．甲乙丙丁B．乙甲丙丁C．乙甲丁丙D．甲乙丁丙2．若甲处为海洋，乙处为陆地，其余条件不变，下列说法正确的是()A．此时为当地的冬季B．此时为当地的夏季C．甲处空气受热下沉D．乙处空气冷却上升解析：第1题，水平方向上，空气从高压流向低压，所以甲处气压高于乙处，丁处气压高于丙处；垂直方向上，近地面气压高于高空，即甲处气压高于丙处，乙处气压高于丁处。第2题，在热力环流中，空气受热膨胀上升，冷却下沉，甲地气流下沉，说明此地气温较低，气压较高；乙地气流上升，说明乙地此时气温较高。甲处为海洋，此时气温低，乙处为陆地，此时气温高，所以此时应该为当地的夏季。答案：1.D2.B如图示意某一等高面。P1、P2为等压线，P1、P2之间的气压梯度相同，①～⑧是只考虑水平受力，不计空间垂直运动时，O点空气运动的可能方向。据此回答3～4题。3．若该图表示北半球高空，且P1数值小于P2数值，则O点的风向可能为()A．③B．④C．⑦D．⑧4．若该图表示南半球近地面，且P1数值大于P2数值，则O点的风向可能为()A．③B．④C．⑥D．⑦解析：第3题，空气由高压流向低压，图中箭头④⑤⑥都是错误的，它们表示空气由低压流向高压。在北半球气流向右偏，图中箭头②③向左偏，①没有偏，只有箭头⑦⑧向右偏，该图表示高空，风向与等压线平行，⑦正确。第4题，空气由高压流向低压，图中箭头①②⑧都是错误的，它们表示空气由低压流向高压；在南半球气流向左偏，图中箭头③④向右偏，⑤没有偏，只有箭头⑥⑦向左偏，该图表示近地面，风向与等压线斜交，⑥正确。答案：3.C4.C读北半球某地近地面气压分布(单位：百帕)示意图，回答5～6题。5．四地中风力最大的是()A．①B．②C．③D．④6．④处的风向为()A．西北风B．西南风C．东南风D．东北风解析：本题组考查等压线图中风力和风向的判读。第5题，风力最大的应该是等压线最密集的地方，因此是③地。第6题，④处的水平气压梯度力垂直于等压线，指向低压且向右偏转一定角度，即得风向为东北风。答案：5.C6.D7．读北半球热力环流示意图(箭头指向为空气流向)，完成下列问题。(1)A地气温比B、C两地________，气压比B、C两地________。D、E、F中，属高压区的是________。(2)用“→”画出高、低空大气水平运动方向，以正确表示热力环流。(3)图中M、N两地实际风向分别为________和________。(4)热力环流是指由于________而形成的大气环