2018-2019版高中地理 第二章 地球上的大气 第一节 大气的热状况与大气运动 课时2 热力环流和风学案 新人教版必修1.doc

课时2热力环流和风课程标准运用图表说明热力环流的形成过程。学习目标1.结合示意图归纳热力环流的形成过程，并利用所学原理解释城市风、山谷风、海陆风等地理现象。2.结合示意图理解水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风的影响。3.掌握等压线图和等压面图的判读方法。基础知识梳理教材梳理1热力环流阅读教材P35“热力环流”，填写下列知识。1形成原因：地面冷热不均。2形成过程：(1)A地受热，空气上升，形成低压；D处空气密度增大，形成高压。(2)B、C两地冷却，空气下沉，形成高压；F、E处空气密度减小，形成低压。(3)同一水平面上，气流由高压流向低压。请在上图中用箭头标出空气的运动方向。图略(按ADECA、ADFBA标注)。【图表解读】读教材图216大气热力环流示意，据图分析：(1)A、B、C三地冷热状况如何？(2)A地近地面为低气压，A地高空为高气压，A地高空的气压比A地近地面气压高吗？提示(1)此图为大气热力环流示意图，气流的运动与冷热不均有关，一般大气受热膨胀上升，近地面形成低气压。反过来，当近地面形成低气压时，该地的气温较高。所以A地气温高于B、C两地。(2)根据物理学气压的垂直分布规律：其他条件一致的情况下，气压随海拔的增加而降低，因此A地近地面的气压高于A地高空的气压。之所以A地高空为高气压是与同一水平面上其他点相比较而言的。教材梳理2大气的水平运动风阅读教材P3536“大气的水平运动风”，填写下列知识。1三种作用力字母名称方向影响A气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压形成风的直接原因B摩擦力与风向相反减小风速C地转偏向力与风向垂直使风向在北半球右偏，南半球左偏2.风向类型受力情况风向高空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斜交【思考感悟】等压线的疏密与水平气压梯度力有何关系？对风力有何影响？提示等压线密集处，气压梯度大，水平气压梯度力也大，风力也大；等压线稀疏处，气压梯度小，水平气压梯度力也小，风力也小。预习效果自测1关于热力环流的叙述，错误的是()A热的地方近地面形成低压，其高空形成高压B热力环流是由冷热不均引起的C同一水平面上的气压差异是形成大气水平运动的直接原因D无论水平方向，还是垂直方向，空气总是从高压流向低压解析水平方向，空气总是由高压流向低压；垂直方向不一定。答案D(2017宁夏银川一中)热力环流是大气运动最简单的形式。据此完成23题。2地面上不同地区的热量差异会引起空气流动。下面示意图中符合热力环流原理的是()3市区和郊区之间形成热力环流的原因是()市区比郊区气温高郊区比市区气温高近地面气压市区比郊区高近地面气压市区比郊区低A B C D解析第2题，气温高，空气膨胀上升；气温低，空气收缩下沉，故D项错误。白天陆地增温快，空气上升，形成低压，海洋增温慢，空气下沉，形成高压，故A项错误。受“热岛效应”影响，近地面风一般由郊区吹向市区，故C项错误。夜晚山坡气温下降快，冷空气沿坡面流向谷底形成山风，而山谷中的空气被迫上升，故B项正确。第3题，市区人口密集，生产、生活及交通排放大量的人为热，形成“热岛”，气流上升，近地面形成低压；郊区比市区气温低，气流下沉，形成高压，气流由郊区流向市区。答案2.B3.B4下图是形成北半球近地面风的各种力的示意图，据图，下列说法正确的是()a是使空气水平运动的水平气压梯度力b是使风向偏转的地面摩擦力c是使风向发生变化的水平气压梯度力c是使风向向右偏转的地转偏向力A BC D解析水平气压梯度力与等压线垂直，由高压指向低压，为图中a；地转偏向力与风向垂直，北半球使风向向右偏转，为图中c。答案C5下图为北半球等压线分布示意图(箭头表示风向)，其中风向正确的是()解析由题干可知为北半球，风由高压吹向低压，在地转偏向力作用下向右偏转，为西南风。答案B探究点一热力环流【案例探究】在一个长、宽、高分别是2米、1米和1米，且六面都封闭的透明玻璃缸内，底面两侧分别放置一个电炉(有导线连到缸外)和一大盆冰块。在玻璃缸内壁顶面中部贴一张下垂的纸片A，在玻璃缸内壁底面中部贴一张竖立的纸片B(如下图所示)。在电炉通电一段时间之后，根据纸片A、B的偏动情况，可以模拟验证某一地理原理。结合材料探究：(1)在电炉通电一段时间之后，纸片A、B是如何偏动的？(2)试解释纸片A、B偏动的原因。(3)该实验验证的原理是什么？提示(1)纸片A向右偏，纸片B向左偏。(2)电炉通电一段时间之后开始发热，空气膨胀上升，低处形成低气压，高处形成高气压；冰块处较冷，空气冷却下沉，低处形成高气压，高处形成低气压。这样，同一水平面气压出现明显的差异，空气就由高压处流向低压处。故纸片A向右偏动，纸片B向左偏动。(3)冷热不均引起的热力环流。【反思归纳】1热力环流的形成热力环流是由地面冷热不均而形成的一种环流形式。结合等压面示意图对其形成过程分析如下：可简单归纳为：近地面冷热不均气流的垂直运动(上升或下沉)近地面和高空在同一水平面上气压差异大气的水平运动热力环流。方法技巧热力环流的形成过程，要抓住“一个关键、四个步骤”(1)“一个关键”是确定近地面两点的冷热。热容量大的地球表面(如海洋)，白天温度较低，夜晚温度较高；热容量小的地球表面(如沙地)，白天温度较高，夜晚温度较低。(2)“四个步骤”。热上升、冷下沉近地面热空气上升，近地面冷空气下沉。热低压、冷高压近地面冷的地方形成高压，近地面热的地方形成低压。近地面和高空气压性质相反近地面为高压，其高空为低压；近地面为低压，其高空为高压。水平气流从高压流向低压。2等压面图的判读与应用(1)概念：等压面是空间气压相等的各点所组成的面，常用来表示同一水平面上不同区域的气压状况及差异。(2)分布规律和特点。气压的垂直递减规律。由于越向高处，地球引力越小，导致大气密度随高度增加而降低。不同高度的大气所承担的空气柱高度不同，导致气压在垂直方向上随着高度增加而降低。如上图：在空气柱L1中，PAPAPDPD；在空气柱L2中，PBPBPCPC。同一等压面上的各点气压相等。如上图中PDPC、PAPB，综上分析可知：PBPAPDPC。(3)等压面的凹凸与气压高低的关系。因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，进而等压面发生弯曲，即等压面凸向高空的为高压，下凹的为低压，可形象地记忆为“高凸低凹”。并且高空和近地面同一地点气压高低相反，即等压面凹凸相反，如下图所示：(4)综合应用。(以等压面为背景，结合气压的分布规律)等压面有以下主要用途：判断气压高低。A比较同一地点不同高度的气压值。判读依据：由近地面向高空，气压值递减。如图中PAPaPC，PBPdPbB比较同一水平面上不同点的气压值。判读依据：等压面高凸低凹，如PaPb；近地面与高空气压高低相反。例如：PBPA判断近地面的气温高低。判读依据：近地面温压相反。Pa高PA低TA高(A地热，B地冷)判断下垫面性质。A判断陆地与海洋、季节或月份。判读依据：夏季热，陆地比海洋更热，陆地形成低压；冬季冷，陆地比海洋更冷，陆地形成高压。例如，若上图为北半球7月份图北半球为夏季近地面低压的为陆地Pa高PA低A为陆地，B为海洋若上图B为陆地，则Pb低PB高TB低陆地冷，为冬天南半球为夏季或北半球为冬季B判断城区与郊区。判读依据：城区是“热岛”，气温高的为城区。例如，Pa高PA低TA高(热)A为城市C判断绿地与裸地。判读依据：绿地同海洋，裸地同陆地。3常见的热力环流形式(1)海陆风成因分析海陆热力性质差异是前提和关键。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)山谷风成因分析山坡的热力变化是关键。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)市区与郊区之间的热力环流成因分析“城市热岛”的形成：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。【即时巩固】读“某区域等高面与等压面的关系示意图”，回答(1)(4)题。(1)列表比较A、B两地大气物理性质及天气状况。A地B地气温气压气流垂直运动方向(2)在图中用“”画出热力环流。(3)若图示区域热力环流为白天的海陆风，则A、B两地为陆地的是_，当地吹_风。(4)如果A、B之间的温差增大，则该区域的热力环流势力将_(增强、减弱)。解析第(1)题，气压总是由近地面向高空递减，根据等压面可以判断出3 000米高空气压的高低，近地面的气压状况与高空相反，即可判断出A处为高压，B处为低压。第(2)题，热力环流为由AB，呈逆时针方向。第(3)题，由于海陆热力性质的差异，白天陆地升温快，B表示陆地，当地的风由海洋吹向陆地。第(4)题，如果A、B之间的温差增大，则A、B两处气流的垂直运动加强，A、B之间的气压差增大，该区域的热力环流势力将增强。答案(1)A地B地气温低高气压高低气流垂直运动方向下沉上升(2)画图略。(提示由AB，逆时针)(3)B海(4)增强探究点二风【案例探究】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。结合材料探究：(1)风的形成受哪些力的影响？(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(1)风的形成受气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的影响。(2)影响风力大小的最根本因素是气压梯度力的大小。气压梯度力越大，风力就越大；气压梯度力越小，风力就越小。【反思归纳】1风的形成及影响因素(1)形成风的直接原因：水平气压梯度力。(2)风的受力状况与风向类型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2等压线图中风向、风速的判断(1)风向判断的“三步骤”(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。近地面：在三力作用下，最终风向与等压线呈一定夹角(3045)。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(以北半球为例)：(2)风速的判断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。不同等压线分布图上，要判断单位距离内气压差，气压差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；反之，则风力越小。判断时要关注比例尺的大小。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地区。【即时巩固】2016年1月24日，一股强大的寒潮影响我国。下图为该日8时亚洲部分地区海平面气压形势图。读图回答下题。此时我国()A各地均受强大高压脊控制B北方普遍降温降雪C三亚风力大于昆明D北京、上海风向基本相同解析读图可知，该图中西南地区有低压槽存在，A错；北方大部分地区被高压脊控制，天气以干、冷为主，B错；由等压线的疏密情况判断三亚风力小于昆明，C错；北京、上海的风向都为西北风，故选D项。答案D知识结构晨背索引1说出热力环流的形成过程。2说出海陆风、山谷风、城市风的形成过程及影响。3说出等压面图的判读和应用。4说出形成风的三个力的方向、特点及对风的影响。5说出等压线图中风向和风力的判断方法。对点练一热力环流1某同学做地理演示实验：把一盆热水和一盆冰块分别放入玻璃缸内的两侧，盖上胶合板，胶合板上有孔的一侧对着冰块盆。点燃香，把香垂直从小孔插入到适当深度，观察玻璃缸内气流的运动状况。该实验模拟的是()A热力环流 B冷锋活动C垂直对流 D暖锋活动解析结合实验过程知，其模拟的是因冷热不均造成的大气运动状况，这是大气运动最简单的形式热力环流。答案A2下面的等压面分布图中，正确的是()A BC D解析根据等压面的凸凹可判断气压的高低。地表受热，空气上升，近地面形成低压，等压面向下凹；高空形成高压，等压面向上凸。地表冷却，空气下沉，近地面形成高压，等压面向上凸；高空形成低压，等压面向下凹。答案D暑假期间，济南市的某同学到威海市旅游，她发现当地风向具有明显的昼夜变化，并绘制如下示意图。读图，回答34题。3图示时间()A陆地气温较低 B正值白天C海面气压较低 D正值夜晚4造成上述大气运动的根本原因是()A高低纬之间的热量差异B海陆之间的热量差异C水平气压梯度力D地转偏向力解析图示区域位于沿海，由于海陆热力性质的差异，白天吹海风，夜晚吹陆风。结合图示烟雾的飘动方向可知是白天。答案3.B4.B对点练二风5下列能正确反映北半球近地面和高空等压线(单位：hPa)与风向关系的图是()解析在北半球受地转偏向力的影响，实际风向应为水平气压梯度力方向向右偏，近地面偏转45左右，高空偏转90，所以选A。答案A课后作业基础冲A练读太阳墙工作原理示意图，完成12题。1太阳墙全新空调系统核心组件是太阳墙板，图示太阳墙所涉及的地理原理是()A风从高气压区吹向低气压区B热力环流C气流辐合上升D大气环流2图示气流的动力主要来自于()A气压梯度力 B地转偏向力C风能 D太阳辐射解析第1题，室内气温与室外气温存在差异，这样会导致空气的垂直运动，进而导致空气的水平运动，即形成热力环流。图示太阳墙所涉及的地理原理是热力环流，B项正确。第2题，热力环流形成的根本原因是太阳辐射对地面加热不均。答案1.B2.D读某山区降水量日变化统计图，完成34题。3图中显示的降水特点是()A山顶昼雨少B河谷盆地夜雨多C河谷盆地日降水量变幅大D从河谷盆地到山顶，日降水量减少4造成山顶与河谷盆地降水日变化差异的直接原因是()A热力环流 B太阳辐射C植被状况 D地形起伏解析第3题，图中显示出降水特点是河谷盆地夜雨多，原因是夜间河谷盆地散热慢，气温较高，从而形成上升气流，容易形成降水；山顶白天降水多，原因是白天山顶气温上升快，气流上升，易降水；河谷盆地日降水量变幅小；从河谷盆地到山顶，日降水量增多。故B项正确。第4题，造成山顶与河谷盆地降水日变化差异的原因是热力环流。山顶白天气温上升快，河谷盆地气温上升较慢，山顶因气流上升而形成降雨；河谷盆地晚上散热慢，山顶散热快，河谷盆地因气流上升而成云致雨，故A项正确。答案3.B4.A下图为北半球等压线图(单位：hPa)。读图并结合所学知识回答56题。5如果图示等压线位于近地面，F1、F2、F3为A处空气所受的外力的方向，则F1、F2、F3依次为()A摩擦力、气压梯度力、地转偏向力B气压梯度力、摩擦力、地转偏向力C地转偏向力、摩擦力、气压梯度力D摩擦力、地转偏向力、气压梯度力6如果图示等压线位于高空，F1为气压梯度力方向，则风向是()A B C D解析第5题，气压梯度力的方向应与等压线垂直，且由高压指向低压，故F1为气压梯度力，只有B项符合。第6题，高空大气受气压梯度力和地转偏向力的共同作用，风向与等压线平行，又因位于北半球，风向右偏所以表示的方向正确。答案5.B6.D7下图示意我国某地区某日某时的气压形势，判断此时图中甲地的风向为()A偏东风 B偏南风C东北风 D西北风解析在近地面等压线图上判定风向时应先确定水平气压梯度力的方向，即过甲点作等压线的垂线(画虚线)，方向由高压指向低压。面向水平气压梯度力的方向，(北半球)右偏3045角，画出实线箭头，即过甲点的风向。结合指向标，可判断风向为偏南风。答案B8我国东南一滨海城市的高中地理兴趣小组开展了“海陆风的现象及其影响”小课题研究。甲图是学生绘制的该滨海城市的海陆气温日变化图；乙图是学生绘制的该地区海陆之间气流的运动状况图；丙图是该城市海陆风的天数统计图。请你根据所学知识，帮助他们完成这项研究。“海陆风的现象及其影响”研究报告(1)海陆风是沿海地区在一天之中，由于_的差异，风向以一天为周期，随昼夜更替而转换。它也是一种_，是最基本、最简单的大气运动形式之一。(2)图甲中代表陆地的序号是_；由图甲可推断，图乙中海风出现的时间约为_。A18时次日7时B4时当日14时C16时次日8时D6时当日18时(3)从图丙可知，一年中海陆风出现的天数，因季节而异，_(季节)最少。主要原因是什么？(4)简析海风对沿海城市大气环境的有利影响。解析第(1)题，海陆风是热力环流的一种表现形式，其成因为海陆热力性质差异引起的海陆受热差异。白天，陆地吸热速度快，受热多，气流上升，形成低压，海洋上形成高压，风从海洋吹向陆地；夜间，陆地散热速度快，受热少，气流下降，形成高压，海洋上形成低压，风从陆地吹向海洋。第(2)题，海洋比热容大于陆地，因此其温度变化比陆地小，昼夜温差小，图中为陆地，为海洋。白天，陆地气温高，形成低压，吹海风。第(3)题，从图丙可以看出，一年中冬季海陆风出现次数最少，此时我国受强盛的冬季风影响，海陆温差小，不易形成海陆风。第(4)题，海风来自温度较低的海洋，有助于降低城市温度，增加空气湿度，使大气污染物扩散，改善城市的空气质量。答案(1)海陆热力性质热力环流(2)D(3)冬季冬季风强盛从而掩盖了海陆风。(4)海风从海上吹来，有利于降低城市“热岛效应”，增加空气湿度，改善城市的空气质量。能力达标练浙江省新安江水库建成后，在一个狭窄河流上出现了一个面积394平方千米的“湖泊”。据此完成12题。1若该水库旁建某度假村，从热力环流角度考虑，下图中能正确反映水库与度假村之间近地面风向的是()A B C D2造成该地近地面风向日夜变化的原因是()A太阳辐射 B大气环流C地面受热不均 D人为原因解析第1题，白天水库气温低，形成高压，风从水库吹向度假村；晚上水库气温高，形成低压，风从度假村吹向水库。第2题，地表物质(陆地、水库)不同，白天和夜晚的受热状况不同，导致近地面风向的昼夜变化。答案1.B2.C雾是近地面大气层中出现大量微小水滴而形成的一种天气现象。图中甲地经常出现浓雾迷漫的现象，据此完成34题。3下列四幅图中，与山谷出现浓雾时段的环流特征相符的是()4图中甲地山谷浓雾弥漫数日不散，主要是因为()A太阳辐射较弱 B气温较低C暖湿水汽充足 D风力较弱解析第3题，山谷地区，白天吹谷风，风是从谷地沿两侧山坡吹的上升气流，谷地中心是下沉气流，不会形成雾，B、D错。夜晚吹山风，冷气流沿两侧山坡吹下，谷地中心是上升气流，底层受冷气流影响快速降温，形成下面冷，上面暖的逆温状态，出现浓雾天气，C对，A错。第4题，浓雾天气出现条件，一是有逆温现象，一是静风天气。太阳辐射弱、气温低、暖湿水汽充足对雾形成有影响，但不是浓雾持续几天的原因，A、B、C错。风力弱，不能吹散雾，是持续几天的主要原因，D对。答案3.C4.D拉萨河流域拥有丰富的物质文化和非物质文化资源，拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧。下图为拉萨7月降水量日平均变化图。完成第5题。5有关拉萨7月降水日变化成因的叙述，正确的是()A夜晚地面降温迅速，近地面水汽易凝结成雨B夜晚近地面形成逆温层，水汽易凝结成雨C白天盛行下沉气流，水汽不易凝结成雨D白天升温迅速，盛行上升气流，水汽不易凝结成雨解析根据图中降水量的特征可以判断白天降水量小，夜间降水量大。根据热力环流的原理，山谷地带白天吹谷风，山谷两侧气流上升，谷地中央气流下沉(夏季白天拉萨河相对陆地气温较低，盛行下沉气流)水汽不易凝结成雨；夜间吹山风，谷地中央气流上升，(夜间拉萨河相对陆地气温较高，盛行上升气流)水汽容易凝结成雨。答案C下图示意某区域某日近地面等压线图，图中N地气压高于P地。读图，完成67题。6N地风向为()A东北风 B东南风 C西北风 D西南风7M、N、P、Q四地中，风力最强的是()AM地 BN地 CP地 DQ地解析第6题，由题意可知，P地气压低于N地，则N地的水平气压梯度力垂直于N处的等压线，由北指向南；根据纬度确定该地位于北半球，在地转偏向力的影响下，风向右偏，因而N地风向为东北风。第7题，四地中，Q地等压线最密集。答案6.A7.D8和谐社会深入人心，“创造和谐城市”是每个城市追求的目标。某地理研究性学习小组就城市“热岛现象”展开了研究。读图，回答下列问题。(1)在图中用箭头标出市区与郊区之间热力环流的方向。(2)简要分析导致市区气温高于郊区，形成城市“热岛”的原因。(3)若在图中甲地建设卫星城镇或建设排放大量大气污染物的工厂，是否合理？为什么？(4)某学校以“营造绿色城市，呵护地球家园”为主题举行辩论会。高一某学生提出要在郊区封山育林，来改善市区因地价高，绿化面积少，大气质量差的问题。这种做法可行吗？应着重考虑什么条件？解析本题要考查城市热岛的形成原因及对城市规划产生的影响。解答本题的关键是熟练应用热力环流形成的原理，结合市区和郊区之间由于下垫面状况，人类活动的差异等造成的气温差进行分析。答案(1)略(提示：近地面由郊区指向市区，高空相反)。(2)城市人口集中，工业发达，居民生活、工业生产、交通工具等大量消耗矿物燃料，释放大量的人为热。城市建筑高大且密集，不易通风散热。(3)不合理。卫星城镇或工厂排出的大气污染物会从近地面流向市区，加剧市区环境污染程度和相互污染。(4)可行。应着重研究城市风的下沉距离，造林应在城市风的下沉距离之内。