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第二章自然地理环境中的物质运动和能量交换第一节大气的热状况与大气运动第2课时热力环流与大气的水平运动——风学习目标：1.知道常见热力环流的形式和近地面风向。2.理解热力环流形成的原理和大气运动的根本原因。(重点)3.运用等压线分布图判断近地面或高空的风向和风力大小。(难点)自主预习探新知一、热力环流1．概念：热力环流是由地面________引起的大气运动，它是大气运动的最简单的形式。冷热不均2．过程(1)A地受热，空气上升，形成____；D处空气密度增大，形成____。(2)B、C地冷却，空气下沉，形成____；F、E处空气密度减小，形成____。(3)同一水平面上，气流由____流向____。低压高压高压低压高压低压[特别提醒](1)垂直方向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。二、大气水平运动——风1．风形成的过程气压梯度⇨水平气压梯度力⇨大气由高气压区向低气压区做水平运动⇨风2．风形成的原因(1)直接原因：______________。(2)根本原因：地面受热不均。水平气压梯度力3．三种作用力(1)图中A是____________力，其特征是____于等压线，并由__气压区指向__气压区，是形成风的直接原因。水平气压梯度垂直高低(2)图中B是____力，摩擦力与风向____，可____风速。(3)图中C是________力，其特征是始终与____垂直，使风向在北半球__偏，南半球__偏。摩擦相反降低地转偏向风向右左4．作用效果(1)若只受A作用，风向____于等压线，由高气压区指向低气压区。(2)若只受A和C的作用，风向最终与等压线____，这种情况一般出现在____(高空或近地面)。(3)A、B、C三力共同作用，风向与等压线之间成一夹角，这种情况一般出现在______(高空或近地面)。垂直平行高空近地面[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，则风力越大。(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)气温高，气压高；反之，气温低，气压低。()(2)热力环流是大气运动的最简单的形式。()(3)水平气压梯度力是形成风的根本原因。()(4)在同一幅等压线分布图上，等压线密集处风速大。()(5)关于近地面风及其力的叙述正确的是()A．风向与等压线平行B．水平气压梯度力始终垂直于风向C．地转偏向力始终垂直于等压线D．摩擦力方向始终与风向相反【提示】(1)×近地面在水平方向上，气温高、气压低，气温低、气压高。(2)√(3)×水平气压梯度力是形成风的直接原因。(4)√(5)D合作探究攻重难热力环流在南方有句谚语：“雷雨不过江”，说的是水面一侧若出现雷雨，雷雨区向前移动时一般不会跨过水面到达对面地区。问题1(区域认知)该现象一般出现在南方的什么时间？提示：夏季午后。问题2(综合思维)为什么会出现“雷雨不过江”？提示：雷雨是空气温差大，造成空气强对流形成的，而大江水域在夏季比热容远大于陆地，升温慢，导致其水面与高空温差较小，对流不显著，不易形成雷雨云。[归纳总结]1．热力环流的形成由于地面冷热不均而形成的空气环流称为热力环流。热力环流的形成过程如下图所示：2．理解热力环流的形成，关键抓住以下五点关系：(1)温压关系(2)风压关系：水平方向上，风总从高压吹向低压。(3)等压面凸凹关系：近地面与高空等压面凸起方向相反。等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”，如下图。(4)气压高低关系：近地面的气压总是高于高空气压。(5)气温高低关系：近地面的气温总是高于高空气温。3．常见的热力环流形式(1)海陆风白天陆地升温快、气温高，形成低压；海洋升温慢、气温低，形成高压，故风从海洋吹向陆地，形成海风夜晚陆地降温快、气温低，形成高压；海洋降温慢、气温高，形成低压，故风从陆地吹向海洋，形成陆风(2)山谷风白天山坡升温快，空气膨胀上升，山谷补充形成谷风夜晚山坡降温快，空气冷却下沉，形成山风(3)城市热岛环流市区受人为热源多等原因影响，气温高，气流膨胀上升，形成低压郊区气温低、气压高1．读下图，回答(1)～(2)题。(1)如果此图为热力环流侧视图，则以下说法正确的是()A．引起热力环流的原因是地面冷热不均B．温度：ABC．热力环流是大气运动最复杂的形式D．气压：DABC(2)如果此图是城市热岛环流侧视图，在②处进行植树造林，对城市空气起到的作用是()A．增温和增湿B．净化和增温C．净化和增湿D．减湿和减温(1)A(2)C[第(1)题，热力环流是地面冷热不均引起的，它是大气运动最简单的形式，从图中可知A处气流下沉，B处气流上升，故温度为BA。根据海拔越高气压越低，可知A、B两地气压高于C、D两地，根据水平气流由高压流向低压可知AB、CD，故四地气压为ABCD。第(2)题，若图示为城市热岛环流侧视图，在②处植树造林，可以对城市空气起到净化和增湿作用。]大气的水平运动——风风——李峤(唐)解落三秋叶，能开二月花。过江千尺浪，入竹万竿斜。这是一首描写风的小诗，它是从动态上对风的一种诠释和理解。问题1近地面风的形成受哪些力的影响？【提示】近地面风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的影响。问题2“过江千尺浪”说明风力较大，影响风力大小的最根本因素是什么？【提示】影响风力大小的最根本因素是水平气压梯度力的大小。水平气压梯度力越大，风力就越大；水平气压梯度力越小，风力就越小。[归纳总结]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、地转偏向力和摩擦力与等压线之间成一夹角1．风向的判断方法第一步：定水平气压梯度力。在等压线图中，按要求画出过该点的切线，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。(1)近地面：在三力作用下，最终风向与等压线成一夹角(30°～45°)。(2)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)如下图(以北半球为例)：2．风速的判断方法(1)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。(2)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，风力越大；反之，比例尺越小，风力就越小。(3)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。(4)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。2．下图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。读图，回答(1)～(2)题。(1)若此图表示北半球，PMPN，则O点风向为()A．⑥或⑦B．②或⑥C．④或⑧D．③或④(2)若此图表示高空等高面，PMPN，则O点风向为()A．③或④B．②或③C．③或⑦D．⑥或⑦(1)A(2)C[第(1)题，若此图表示北半球，PMPN，则O点风向应考虑两种情况，近地面为⑥，高空由于忽略摩擦力的作用，向右偏转至与等压线平行，即⑦。第(2)题，高空空气不考虑摩擦力，所以风向应与等压线平行。由于不确定此图所在半球，所以在北半球高空应为③，在南半球高空应为⑦。]核心素养深拓展地理实践力——模拟热力环流请利用以下材料模拟大气热力环流实验：长方形玻璃缸(长100cm，宽30cm，高40cm左右)、胶合板(或塑料薄膜)、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等。实验步骤：1．将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端；2．用平整的胶合板(或塑料薄膜)把玻璃缸靠口盖严；3．在胶合板(或塑料薄膜)的一侧(装冰块的盆的上方)开一小洞；4．将一束香点燃，放进小洞内。观察烟雾在玻璃缸内如何飘动，请画出烟雾飘动的简图。由此试验可以得出什么结论？提示：结论：冷热不均是引起大气运动根本原因。素养达标固双基题组1热力环流下图为“城市热岛环流示意图”。读图回答1～2题。1．关于城市热岛环流的叙述，正确的是()A．市区近地面气温高，气压高B．不利于城市大气污染物的扩散C．市区降水少于郊区D．绿化带可以改善市区的大气环境2．下列减轻城市热岛效应的措施，正确的是()A．增加城市硬化路面的面积B．减少城市绿化面积C．提高空调使用率D．提高能源利用效率1.D2.D[第1题，城市热岛环流中，市区近地面气温高，气压低，A错。有利于城市大气污染物的扩散，B错。市区气流上升，郊区气流下沉，市区降水多于郊区，C错。绿化带能够吸烟滞尘，可以改善市区的大气环境，D对。第2题，减轻城市热岛效应，应减少城市硬化路面的面积，A错。增加城市绿化面积，B错。应降低空调使用率，C错。应提高能源利用效率，减少污染气体排放，D对。]右图为“对流层大气某要素等值面垂直分布图”。据此回答3～4题。3．若a、b、c、d、e为不同温度值，则气压值的大小比较正确的是()A．甲乙丙丁B．乙甲丁丙C．甲乙丁丙D．乙甲丙丁4．若a、b、c、d、e为不同气压值，则甲、乙、丙、丁四地的气流运动方向是()A．甲→乙→丁→丙→甲B．丁→丙→甲→乙→丁C．乙→甲→丙→丁D．乙→甲→丙→丁→乙3．C4.D[第3题，若a、b、c、d、e为不同温度值，根据气温垂直分布规律可知气温是abcde，由此可知乙地气温高、气压低，甲地气温低、气压高，结合热力环流原理可知四地气压值大小为甲乙丁丙。第4题，若a、b、c、d、e为不同气压值，则乙地为高压，甲地为低压，根据热力环流原理可知四地气流运动方向为乙→甲→丙→丁→乙。]题组2大气的水平运动——风下图为某气象科学家绘制的局部地区某时气压分布图(单位：hPa)。读图，回答5～6题。5．图中风速最大的点为()A．甲B．乙C．丙D．丁6．甲、乙、丙、丁四点的风向依次是()A．西北、东北、东南、西北B．东南、西南、东南、西南C．西北、东北、西北、东南D．东南、西南、东南、西北5．A6.A[第5题，从图中可以看出，甲处附近的等压线最密集，水平气压梯度力最大，因而风速最大。第6题，分别过甲、乙、丙、丁四点作垂直于四点切线的垂线，以垂线为基准北半球向右偏、南半球向左偏30°～45°角，即为风向。]