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1第二讲热力环流掌握热力环流的成因及应用(一)热力环流的形成1．大气运动的根本原因：太阳辐射的纬度分布不均，造成高低纬间的热量差异。2．热力环流的概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流。3．形成过程：要抓住“一个过程、两个方向、三个关系”。(1)一个过程：近地面冷热不均引起,空气的垂直运动(上升或下沉)造成,同一水平面上出现气压差异导致,空气的水平运动形成,热力环流。(2)两个气流运动方向：垂直运动空气受热上升，冷却下沉水平运动气流从高压流向低压(3)三个关系：①温压关系：下垫面热低压，冷高压，即地面冷的地方形成高压，热的地方形成低压。②风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。③近地面和高空的气压性质相反。[特别提醒]正确理解上述三个关系，要特别注意：无论是近地面还是高空，高压和低压总是在同一水平面上相对而言的，而在垂直方向上，随着海拔升高，气温逐渐降低，气压也降低。(二)常见的热力环流形式1．海陆风成因示意图：2(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．山谷风成因示意图：(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，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，山谷地区不宜布局有污染的工业。3．城市与郊区之间的热力环流图：错误!⇨错误!(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下沉距离之外。[特别提醒]海陆风、山谷风的风向变化实质上不在于白天还是晚上，而在于不同下垫面区域的温度对比关系。不同的下垫面之间，只要存在热力性质差异，就存在气温差异，就会形成热力环流。题组练通伊朗古城亚兹德古老的“风塔”是建筑物中用来通风降温的建构。风塔高过屋顶的部分四面镂空(左下图)，悬空连接到室内大厅，塔下中央建有一个水池(右下图)。据此完成1～2题。31．“风塔”顶部四面镂空主要是()A．为了室内空气流出B．为了采光C．为了室内热量散发D．为了室外空气流入2．有关室内空气的流动状况的说法，正确的是()A．从四周流向水池B．从水池流向四周C．中央为上升气流D．四周为下沉气流解析：1.D2.B第1题，由材料可知，伊朗古城的“风塔”位于热带沙漠地区，塔下中央建有一个水池，水的比热容较大，使周围气温降低，空气收缩下沉，高层空气由四周向塔中心流，则“风塔”顶部四面镂空主要是为了室外空气流入，D正确。第2题，由上题可知，室内水池使周围气温降低，气压增高，则垂直方向上空气向下运动，水平方向上空气由中心流向四周，结合选项可知，B正确。我国南方某地新建一小型水库，某日两时刻测得水库及其东西两侧气温分布如图所示。据此回答3～5题。3．读图可知()A．水库中心区的气温日变化最大B．水库中心区的气温日变化最小C．一天中水库中心区的气温始终高于东西两侧地区的气温D．一天中水库中心区的气温始终低于东西两侧地区的气温4．水库与周围地区存在着气温差异，导致水库与周围地区之间形成了热力环流。则()A．热力环流的方向整日不变B．水库中心区始终存在上升气流C．白天风由水库吹向四周D．晚上风由水库吹向四周5．下列图中与15：00水库东西两侧高空等压面的剖面线相符的是()4解析：3.B4.C5.C第3题，根据气温分布曲线可知，3：00东西两侧气温较低，水库中心区的气温较高；15：00水库中心区的气温较低，东西两侧气温较高，所以水库中心区的气温日变化最小。第4题，白天，水库比热容大，升温慢，气温较周边地区低，形成下沉气流；周边地区升温快，气温高，盛行上升气流，近地面气流由水库流向四周。夜晚，水库气温较高，盛行上升气流；周边地区降温快，气温较低，气流下沉，近地面气流由四周流向水库。第5题，15：00近地面水库中心气温低，形成高气压，高空形成低气压，等压面向下弯曲。东西两侧近地面气温高，形成低气压，高空形成高气压，等压面向上弯曲。下图为城市中心与郊区垂直方向上的气压分布图(图1)及城郊间高空等压面示意图(图2)。据此完成6～7题。6．根据热力环流的原理，城郊之间正确的环流方向是()A．E→F→H→G→EB．G→E→F→H→GC．G→E→H→F→GD．G→H→F→E→G7．关于城市中心与郊区大气状况的叙述，属实的是()A．EF代表城市中心气压垂直变化规律B．各点间的热力环流，昼夜方向相反C．甲位于郊区高空，气流下沉D．乙、丙间气流流动方向如箭头所示解析：6.D7.C第6题，由题图1可知，G、E在近地面，F、H在高空。G为近地面的低压，中心气流上升，高空相应出现高压H；E为近地面高压，中心气流下沉，高空相应出现低压F；在水平方向上，气流从高压流向低压，即从H流向F，E流向G；综合起来，该热力环流方向是G→H→F→E→G，选D。第7题，城市中心的温度高于郊区，所以城市中心近地面形成低压，E的气压较高，对应郊区，EF代表郊区气压垂直变化规律，A错误；无论昼夜，温度都是城市中心大于郊区，因此热力环流的方向没有昼夜的变化，B错误；由于题图2中甲处等压面向下弯曲，丙处等压面向上拱起，所以甲处气压小于丙处气压，郊区空气下沉，高空为低压，所以甲为郊区高空，气流下沉，C正确；乙、丙之间的气流应该由高压流向低压，不会沿等压面流动，D错误。故选C。5掌握大气的受力状况与风向的关系1.影响风的三种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大小随纬度增加而增加，赤道上为零不影响风速的大小北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏转摩擦力始终与风向相反大小与下垫面性质有关。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.风的受力状况与风向高空风近地面风图示(北半球)受力F1(水平气压梯度力)和F2(地转偏向力)共同影响F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(摩擦力)共同影响风向与等压线平行与等压线成一夹角[特别提醒](1)摩擦力越大，风向与等压线的夹角越大。(2)随着海拔的升高，风向与等压线的夹角越来越小。题组练通在地球低层大气中，同一地点不同高度上的风并不完全相同。其主要原因是空气在水平运动时所受的摩擦力随高度的增加而减小。这样，在气压梯度力作用下不同高度的风向和风速都会发生变化。读图回答1～2题。1．若某地不同高度上的风向、风速投影到同一水平面上，则四幅图中能够表示北半球6地表到高空的风向随高度变化而形成的曲线图是()A．①图B．②图C．③图D．④图2．在①图中，按地图的一般方向判断，其高空大气高气压可能位于该地的()A．东方B．南方C．西方D．北方解析：1.A2.B第1题，随着高度上升，摩擦力减小，风速增大，风向右偏。因此①图符合题意。第2题，高空大气的摩擦力较小，风向基本与等压线平行，①图为北半球，地转偏向力垂直风向并向右偏，所以水平气压梯度力由南指向北，该地南侧为高压，北侧为低压，因此高空大气高气压可能位于该地南方。3．读某半球大气水平运动示意图，回答下列问题。(1)形成风的直接原因___________________________________________________。(2)图甲表示的是________(高空或近地面)风，受两力作用(水平气压梯度力＋________)，风向与等压线________，背风而立，左低压右高压。(3)图乙表示的是________(高空或近地面)风，受三力作用(水平气压梯度力＋地转偏向力＋________)，风向与等压线________，背风而立，左前低压，右后高压。(4)两图均位于____(南、北)半球；理由是_____________________________________。(5)仔细观察发现，水平气压梯度力始终________于等压线，并指向________；地转偏向力始终________于风向(或摩擦力方向)；摩擦力方向始终与风向________。解析：本题主要考查风的成因、两种风的受力过程及其对风向的影响，重点考查考生对基础知识的掌握程度，难度较小。答案：(1)水平气压梯度力(2)高空地转偏向力平行(3)近地面摩擦力斜交(4)北风向右偏(5)垂直低压垂直相反重难点一如何掌握等压面图的判读技巧—————————————[典题示例]——————————————————7如图为甲地所在区域某时刻高空两个等压面P1和P2的空间分布示意图，图中甲、乙两地经度相同。此时甲地近地面的风向为()A．东南风B．西南风C．东北风D．西北风[解析]根据图中等压面P2在38°N高空向上凸，可以推断出38°N高空为高压，其近地面为低压，在水平方向上大气由甲地向38°N方向运动，再结合北半球水平运动的物体向右偏，可判断此时甲地近地面的风向为西南风。[答案]B—————————————[师说技法]——————————————————等压面的判读方法1．判断气压高低(1)气压的垂直递减规律。由于对流层大气密度随高度增加而降低，在垂直方向上随着高度增加气压降低，如下图，在空气柱L1中，PA′PA，PDPD′；在L2中，PBPB′，PC′PC。(2)同一等压面上的各点气压相等。如上图中PD′＝PC′、PA′＝PB′。综上分析可知：PBPAPDPC。2．判断等压面的凸凹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”。另外，近地面与高空等压面凸起方向相反。3．判断下垫面的性质(1)判断陆地与海洋(湖泊)：夏季，等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)；冬季，等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。8(2)判断裸地与绿地：裸地类似陆地，绿地类似海洋。(3)判断城区与郊区：等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。4．判断近地面天气状况和气温日较差(1)等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小。(2)等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大。—————————————[集训过关]—————————————————如图为某季节我国东部沿海某区域近地面和高空等压面示意图。读图回答1～2题。1．关于图示的判断，正确的是()A．图中气压：丙地＞丁地＞甲地＞乙地B．甲地气温高于乙地C．甲地多晴朗天气D．乙地盛行下沉气流2．关于图中气流的说法，正确的是()A．甲、丙两地之间气流产生的直接原因是气压差B．乙、丁两地之间气流受地转偏向力的影响C．水平气压梯度力只影响甲、乙两地之间的风速D．产生四地间环流的主要原因是海陆热力性质差异解析：1.C2.D第1题，甲、乙、丙、丁四地气压由高到低的排序是甲地、乙地、丁地、丙地；甲地为高压，气温低，因此气温低于乙地；甲地是高压，气流下沉，天气晴朗；乙地是低压，气流上升。第2题，甲、丙两地之间气流产生的直接原因是空气遇冷收缩下沉；乙、丁两地之间气流在垂直方向上运动，故不受地转偏向力的影响；风速的大小取决于水平气压梯度力的大小，水平气压梯度力既影响甲、乙两地之间的风速，也影响丙、丁两地之间的风速；四地之间热力环流形成的主要原因是海陆热力性质的差异。3．读北半球某地的气压分布图，完成下列问题。(1)判断甲、乙、丙、丁四地气压的大小关系；并在图中用箭头标出环流模式。9(2)甲、乙两地中气温较高的是________地，其对应的天气状况常为________天气，气温日较差较大的是________地。(3)图中甲、乙两地之间的风向是________；假若图示环流为城市热岛环流，则表示郊区的是________地。(4)在图中画出高空的等压面弯曲状况。解析：该题以北半球某地的气压分布图为背景，综合考查热力环流的形成原理。解答本题可按如下思路进行：答案：(1)甲乙丙丁。画图略。(呈逆时针运动)(2)乙阴雨甲(3)西南风甲(4)略。(与近地面弯曲方向相反)重难点二如何判定风向和风力——————————