高中地理 第2单元 第3节 第2课时 热力环流与大气的水平运动课件 湘教版必修1.ppt

成才之路 地理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 湘教版 必修1 自然环境中的物质运动和能量交换 第二章 第三节大气环境 第二章 第2课时热力环流与大气的水平运动 第二章 课时目标 导航 课堂导学 探究 基础训练 达标 能力提升 巩固 1 知道引起大气运动的根本原因 大气水平运动的受力状况 2 理解热力环流的形成原理 3 学会分析生活中常见的大气运动现象 掌握判断分析风向及风力的方法 一 热力环流形成的原理 基础梳理1 大气运动的原因太阳辐射在地表的差异分布 造成不同地区 不同 并导致水平方向上各地间的 差异 引起大气运动 2 热力环流的形成 如下图 气温 气压 1 垂直运动 2 水平运动 合作探究读教材p48图2 29 冷热不均引起的热力环流 据图探究以下问题 1 简要分析地面受热 或冷却 时 近地面气温 气压 气流和等压面凹凸的关系 2 简述影响气压的因素 提示 1 受热 气温高 气流上升 近地面气压低 近地面等压面下凹 冷却 气温低 气流下沉 近地面气压高 近地面等压面上凸 2 影响气压的直接因素是空气密度 而空气密度又受海拔和气温的影响 在垂直方向上 越向高空 空气密度越小 单位面积上空气柱的压力就越小 故气压越低 在水平方向上 近地面气温高的地方 空气密度小 气压低 一般情况下 气压随海拔和气温的升高而降低 归纳提升1 大气运动成因太阳辐射在地表的差异分布 造成不同地区气温不同 并导致水平方向上各地区间的气压差异 引起大气运动 如图所示 2 热力环流 概念 由于地面冷热不均形成的空气环流 称为热力环流 它是大气运动最简单的形式 形成原理 形成过程 热力环流的具体形成过程如下图所示 图注 在同一高度上 高气压比低气压的值高 如上图中b地低空气压值高于a地低空 但在不同高度上则不一定 如上图中的a地虽然近地面是低气压 高空却是高气压 但实际上气压值是近地面高于高空 因为同一地点气压随着高度的增加而减小 所以 我们在比较气压值大小时 必须在同一海拔高度上进行 在同一水平面上 空气总是由高气压区流向低气压区 但在垂直方向上则不然 空气的垂直运动主要是由冷却收缩 受热膨胀等因素引起的 并非取决于气压的高低 3 常见的热力环流 海陆风 白天在太阳辐射的影响下 陆地因热容量小而增温快 空气膨胀上升 使上空形成高压 近地面形成低压 海洋因为热容量大 升温慢 空气下沉 使上空形成低压 近海面形成高压 这样 在近地面就形成由海洋吹向陆地的海风 夜晚与此相反 形成从陆地吹向海洋的陆风 山谷风 白天在太阳辐射影响下 山坡上的空气比谷地增温强烈 使空气沿坡上升 形成谷风 夜晚 山坡降温比谷地强烈 使空气沿坡下滑 吹向谷地 形成山风 城市风 由于城市人口集中 工业发达 居民生活 工业生产和交通工具消耗大量的煤 石油 天然气等燃料 释放出大量的人为热 导致城市气温高于郊区 形成 城市热岛 当大气环流微弱时 由于城市热岛的存在 引起空气在城市地区上升 在郊区下沉 下沉气流又从近地面流向城市中心 在城市和郊区之间形成了小型的热力环流 称为城市风 4 不同性质下垫面之间的环流 这种情况虽不典型 但较多 如下图所示 沙地和森林草原性质不同 形成热力环流 白天和夜晚环流情况相反 特别提醒 1 等压面图的判读 等压面是空间气压值相同的点组成的面 等压面图表示的是气压的垂直分布状况 等压面凸凹与气压类型 右图 等压面向上凸起的地方是高压区 等压面下凹的地方是低压区 可简化为 上凸高压 下凹低压 因近地面与高空气压类型相反 故同一地区近地面与高空的等压面凹凸方向相反 在同一高度上 气流是从等压面上凸的地方水平流向下凹的地方 热力环流图的共同特点a 随着海拔的升高等压面数值越来越低 b 等压面 凸高值低 凸低值高 即等压面向气压高的地方凸 说明该地气压低 等压面向气压低的地方凸 说明该地气压高 c 近地面与高空中的气压高低正好相反 d 近地面气温高的地区 气压低 气流上升 多阴雨天气 近地面气温低的地区 气压高 气流下沉 多晴朗天气 2 热力环流需要理清四个关系 温压关系 负相关 在近地面 气温高的地区 空气受热膨胀上升 近地面形成热低压 反之形成冷高压 压压关系 相间分布 风压关系 高压区流向低压区 同一水平面 气流与天气的关系 上升气流或由较低纬度流向较高纬度的气流多云雨天气 下沉气流或由较高纬度流向较低纬度的气流多晴朗天气 下图为对流层大气某要素等值面垂直分布图 读图 回答 1 2 题 典例剖析 1 若a b c d e为不同温度值 则气压值的大小比较是 a 甲 乙 丁 丙b 乙 甲 丁 丙c 甲 乙 丙 丁d 乙 甲 丙 丁 2 若a b c d e为不同的气压值 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 解析 第 1 题 对流层大气温度垂直递减 即甲 乙两处气温高于丙 丁 且乙高于甲 丙高于丁 所以 甲地气压高于乙地 丁处气压高于丙处 第 2 题 甲地为低压 乙地为高压 丙处为高压 丁处为低压 所以气流运动方向是 乙 甲 丙 丁 乙 答案 1 a 2 d 下图为 我国某市风向示意图 完成 1 2 题 1 图中m地空气垂直运动状况与下列选项中相一致的是 海陆风中近地面吹陆风的海洋 海陆风中近地面吹陆风的陆地 山谷风中近地面吹山风的山谷 山谷风中近地面吹山风的山坡a b c d 2 当该城市把主要的工业转移到周围乡村 市区内进行大规模绿化后 图中的近地面风速和高空风速的变化状况为 a 近地面风速增大 高空风速减小b 近地面风速减小 高空风速增大c 都增大d 都减小 解析 第 1 题 图中显示的是城市和郊区之间的城市风 图中m地近地面空气受热膨胀上升 气流以垂直上升运动为主 在滨海地带 近地面吹陆风时 陆地上的气温较低 海洋上的气温较高 故此时海洋上空气以上升运动为主 山谷风中近地面吹山风时 山谷中的气温较高 山坡的气温较低 此时山谷中的气流以上升运动为主 第 2 题 当该城市把主要的工业转移到周围乡村 市区内进行大规模绿化后 城乡之间的温差降低 城市热岛效应减弱 近地面风速和高空风速都将会减小 答案 1 a 2 d 二 大气的水平运动 基础梳理1 直接原因 2 不同受力及风向 以北半球为例 水平气压梯度力 水平气压梯度 平行 水平气压梯 地转偏向 摩擦 斜交 合作探究读教材p49图2 31 有摩擦力与没有摩擦力的大气运动和等压线关系 图探究以下问题 1 在图示三个力中 大小和方向均不变的是哪一个力 其大小由什么决定的 方向如何 2 在高层大气中 当风向稳定时 水平气压梯度力与地转偏向力大小 方向的关系如何 3 在近地面风的受力中 地转偏向力和摩擦力的合力与水平气压梯度力大小 方向的关系如何 提示 1 水平气压梯度力 其大小由水平气压梯度决定 方向是垂直于等压线 指向低压 2 大小相等 方向相反 3 大小相等 方向相反 归纳提升1 概念 一般来说 大气的水平运动就是风 2 风向 近地面的风受三个力的作用 高空的风受两个力的作用 如下图所示 3 形成风的力 形成风的三个力的产生原因 方向 大小 作用如下表所示 4 高空中的风向高空大气中的风向受水平气压梯度力和地转偏向力的影响 图注 受地转偏向力影响 风向相对水平气压梯度力的方向北半球右偏 南半球左偏 在高空 摩擦力可以忽略不计 风向在水平气压梯度力和地转偏向力的影响下 风向偏转90 最终与等压线平行 5 近地面大气中的风向近地面大气在运动过程中 风向受水平气压梯度力 摩擦力和地转偏向力的影响 当三个力合力为零时 风向斜穿等压线 图注 近地面 在水平气压梯度力 地转偏向力和摩擦力共同影响下 风向偏转角度小于90 最终斜穿等压线 指向低气压 特别提醒 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 当摩擦力为零时 高空的情况 风向便平行于等压线了 因此 在实际大气中 摩擦力随高度增加而减小 即愈往高空 风向与等压线之间的夹角愈小 最后 风向与等压线平行 这就是风向随高度变化最一般的规律 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 3 风向和风力大小的判断 在等压线图上 确定任一地点风向的方法a 在等压线图上 画出过该点的等压线的切线 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 b 确定南北半球 面向水平气压梯度力方向向右 北半球 或向左 南半球 偏转角度为30 45 画出实线箭头 即为经过该点的风向 如图 以北半球为例 在等压线图上比较风速的大小风速大小取决于水平气压梯度力的大小 因此 同一幅图中 等压线密集处 水平气压梯度力大 风速大 反之 则风速较小 如上图 风速 a b c d 要注意不同图幅上的水平气压梯度力的大小和比例尺的大小两种情况的变化 如下图 a b c d四处风速的大小是 a b c d 下图实线为等压线 虚线为近地面风向轨迹图 是稳定风向 回答 1 2 题 典例剖析 1 试比较 两地的风力大小 a b c d 不能确定 2 有关 地风向 正确的是 a 西风b 东风c 东南风d 西北风 解析 第 1 题 要比较风力的大小主要是看等压线的疏密程度 密集则风力大 稀疏则风力小 从图中可看出 处等压线比 处要密集 所以风力 处大于 处 第 2 题 据图可知 处是近地面的风向 与等压线成一定夹角 再根据指向标的方向可判定为西风 答案 1 a 2 a 读 某区域近地面等压线图 回答 1 2 题 1 若p地风向为 则气压高低 a p mb pm 第 2 题 若气压p m 表示水平气压梯度力由m指向p 如在北半球 风向为 如在南半球 风向为 答案 1 a 2 c 一 单项选择题读 大气热力环流示意图 回答1 2题 1 下列说法正确的是 a 气压a地低于b地b 气温a地低于b地c 若该环流发生在城市地区 则a是市区 b是郊区d 若该环流发生在沿海地区 则a是陆地 b是海洋2 图中a b c d对应的等压面分布 示意 不正确的是 a ab bc cd d 解析 第1题 由图中气流运动状况判断出a地气压高于b地 a地气温低于b地 若该环流发生在城市地区 则b是市区 a是郊区 若发生在沿海地区的白天 b是陆地 a是海洋 夜晚情况相反 第2题 近地面a为高压区 b为低压区 高空c为高压区 d为低压区 高压区的等压面上凸 低压区的等压面下凹 因此d项错误 答案 1 b2 d 下图为 我国某城市及其周围地区某日14 00等温线分布示意图 读图完成3 4题 3 若只考虑热力作用对地面风向的影响 则d地风向可能为 a 偏南风b 偏北风c 东风d 西风 4 此时该城市及其城郊间的热力环流是下图中 a b c d 解析 第3题 若只考虑热力作用 a点温度高气压低 d点温度低气压高 水平气压梯度力由d指向a 并向右偏转 d地的风向为偏南风 第4题 此时近地面风由郊区吹向市区 城市及其城郊间的热力环流为 图 答案 3 a4 d 读气压分布图 回答5 6题 5 图中a b m n四点中 气温日较差最小的是 a mb nc ad b6 关于图中m n两点的叙述 一定错误的是 a m点的风速比n点快b n点的风速比m点快c m点为偏西风d n点为偏北风 解析 第5题 b处为低压 多阴雨天气 大气对太阳辐射的消弱作用及大气辐射都较强 使得昼夜温差变小 第6题 n点较m点等压线密集 n点的风速比m点快 答案 5 d6 a 二 综合题7 热力环流是大气运动最简单的形式 其形成原理是掌握其他大气运动的基础 某教师为使学生能更加直观 深刻地理解热力环流的形成 进行了下面的实验 请结合实验报告 完成后面的思考题 1 在下面图中用线条和箭头画出该实验中的纸片和灰烬的运动过程 由此总结出的热力环流形成过程是 热量差异 同一水平面上的 大气 热力环流 2 若下图中的虚线表示不同高度上纸屑点燃前的等压面 则用实线表示出纸屑点燃后的变化 由此得出气压高低与等压面弯曲之问的关系规律是 低压处等压面 弯曲 高压处等压面 弯曲 3 上图中纸屑点燃后一段时间 a b c d四处中 气压由大到小的顺序