2020-2021学年高中地理 第2章 自然环境中的物质运动和能量交换 第3节 大气环境 第2课时 热力环流与大气的水平运动学案 湘教版必修1

第2课时热力环流与大气的水平运动学习目标：1.了解大气运动的根本原因和直接原因。2.理解热力环流的形成过程及具体应用。(重难点)3.理解水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风的影响。(重难点)一、热力环流形成的原理1大气运动的原因：太阳辐射在地表的差异分布，造成不同地区气温不同，并导致水平方向上各地间的气压差异，引起大气运动。2热力环流的形成(如图)(2)水平运动：空气由高气压区流向低气压区，如上图 二、大气的水平运动1作用力(1)水平气压梯度力：方向垂直于等压线，由高压指向低压，此力是大气产生水平运动的原动力，是形成风的直接原因。(2)地转偏向力：方向与风向垂直，北半球向右偏，南半球向左偏。(3)摩擦力：方向与风向相反，大小与距离地面高度成反比，高空可忽略不计。2高空风向：高空大气在水平气压梯度力和地转偏向力的共同影响下，风向与等压线平行。3近地面风向：除了受水平气压梯度力和地转偏向力的影响外，还要受摩擦力的影响，在三个力的共同作用下，风向与等压线之间成一夹角。(1)空气运动总是从高压区流向低压区。()(2)大气运动最简单的形式是大气环流。()(3)等压线密集，水平气压梯度力大，风力大。()(4)摩擦力只影响风力大小，不影响风向。()(5)下列地理现象，能用热力环流原理解释的是()a阴天比晴天日温差小b晴朗天空呈蔚蓝色c白天风从海洋吹向陆地d青藏高原夏季低温提示：(1)空气运动包括垂直运动和水平运动。水平运动即风，总是从高压区流向低压区，垂直运动包括上升和下沉运动，空气运动不一定是从高压区流向低压区。(2)大气运动最简单的形式是热力环流。空气遇冷下沉，近地面形成高压；空气受热上升，近地面形成低压。在水平方向上，空气由高压区吹向低压区。(3)同一比例尺的地图上，等压线密集处，单位距离间的气压差大，水平气压梯度力大，风力大。不同比例尺的地图上，等压线密集，水平气压梯度力不一定大，风力也不一定大。(4)摩擦力减小风速，也改变风向。自地面到高空，摩擦力逐渐减小，风向和等压线的夹角也逐渐减小，高空摩擦力为零，风向和等压线平行。(5)c常见的热力环流有海陆风、山谷风、城市风等，故白天风从海洋吹向陆地能用热力环流原理来解释。白天海洋气温低，气压高，而陆地气温高，气压低，风从海洋吹向陆地。热力环流和谐社会深入人心，“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。问题1(综合思维)近地面市区和郊区间的气流是如何运动的？提示：市区由于气温高，气流上升，近地面形成低压，郊区由于气温低，气流下沉，近地面形成高压，因此近地面气流(即风)由郊区流向市区。问题2(地理实践力)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？提示：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。归纳总结 1热力环流的形成“一个关键，四个步骤”(1)“一个关键”是确定近地面两点气温的高低。(2)“四个步骤”热上升、冷下沉近地面气温高的地点，空气受热上升，近地面气温低的地点，空气受冷下沉。热低压、冷高压近地面气温低的地方形成高压，近地面气温高的地方形成低压。近地面和高空的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热力环流的常见形式(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)城市热岛环流成因分析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。等压面图的判读方法等压面是空间气压值相等的点组成的面，等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况，等压线图表示气压的水平分布状况。(1)在同一地点不同海拔上，海拔越高，气压越低。如图pape。(2)在近地面，气温越高，气压越低；气温越低，气压越高。如图papb，papn，则o点风向为()a或b或c或d或(2)若此图表示高空等高面，pmpn，则o点风向应考虑两种情况，近地面为，高空由于忽略摩擦力的作用，向右偏转至与等压线平行，即。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，在南半球高空应为。第(3)题，在近地面，水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同影响风向和风速。两力的合力与另一力的方向成180角。等压线图的判读(北半球)探讨1图中甲、乙、丙、丁四个气压中心，属于高压中心和低压中心的分别是什么？说出你的理由。提示：丁是高压中心，丙是低压中心。理由：丙和丁都由闭合等压线构成，其中丙的气压值中心低、四周高，为低压；丁的气压值中心高、四周低，为高压。探讨2说出甲地和乙地的风向。提示：西北；东南。探讨3甲地和乙地哪个风力大，说出你的理由。提示：甲地风力大。理由：甲地等压线较密集，气压梯度力较大。1气压场类型的判断(1)低压：由闭合等压线构成，气压值由中心向外增大。(2)高压：由闭合等压线构成，气压值由中心向外减小。(3)低压槽：由低压延伸出来的狭长区域，简称槽。低压槽中各条等压线上弯曲最大处的连线叫槽线。(4)高压脊：由高压延伸出来的狭长区域，简称脊。高压脊中各条等压线上弯曲最大处的连线叫脊线。(5)鞍形气压场：简称鞍，是两个高压或两个低压交错分布的中间区域。2风力的判断(1)同一幅图，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力越大；等压线越稀疏，水平气压梯度力越小，风力越小。(2)不同幅图，两条相邻等压线的气压差值越大，水平气压梯度力越大，风力越大；气压差值越小，水平气压梯度力越小，风力越小。3风向的确定第一步：画出与等压线垂直的水平气压梯度力。第二步：确定南、北半球。第三步：按照地转偏向力“南左北右”的偏转规律画出与水平气压梯度力成3045偏角的风向。(如下图)4利用风向可判断以下几方面问题(1)等压线值的变化规律：顺着风向，等压线值越来越小。(2)判断南、北半球：向右偏北半球；向左偏南半球。(3)判断近地面和高空(高空忽略摩擦力)风向与等压线的关系：与等压线成一夹角近地面；与等压线平行高空。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(1)(2)题。(1)图中风速最大的点为()a甲b乙c丙d丁(2)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(1)a(2)a第(1)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(2)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3045角，即为风向。地理实践力：分析城市热岛效应城市热岛效应是指城市温度高于郊野温度的现象。由于城市地区水泥、沥青等所构成的地表导热率高，加之空气污染物多，能吸收较多的太阳能，有大量的人为热进入空气；另一方面又因建筑物密集，不利于热量扩散，形成高温中心，并由此向外围递减。读某城市热岛形成的热力环流示意图，回答(1)(2)题。(1)城市热岛形成的主要原因是()a城市上空多尘埃物质b城市绿地面积小c人类生产、生活释放大量的热量d人类活动排放大量的温室气体(2)如果该城市的热力环流圈的空间半径为1015千米，根据可持续发展的要求，该城市建设工业卫星城应该距离城市()a56千米b1213千米c1618千米d100150千米(1)c(2)c第(1)题，城市人口集中，工业、交通工具等人为释放大量的热量，使城市城区的温度高于郊区，形成热岛效应。第(2)题，建设工业卫星城要大于热力环流圈的空间半径，还要考虑通行距离。(教师独具)下图所示为我国东南福建省沿海地区被海风“吹弯了腰”的草丛。读图，回答12题。1下列能正确示意图中风向形成原因的是()2该地一年中盛行风向也因海陆间温度差异发生季节变化。盛行风从海洋吹向陆地的是()a春季b夏季c秋季d冬季1.b2.b第1题，由图中草的倒伏方向可知，当时风从海洋吹向陆地。海洋上气压高，气温低，气流下沉；陆地气压低，气温高，气流上升，为白天。第2题，夏季，陆地升温快于海洋，形成热低压，因此风从海洋吹向陆地。读北半球某地近地面气压分布(单位：百帕)示意图，回答34题。3四地中风力最大的是()abcd4地的风向为()a西北风b东北风c西南风d东南风3.c4.b第3题，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力越大。四地中等压线最密集的是地，风力最大。其他三地等压线较稀疏，风力较小。第4题，风向是垂直于等压线，由高压指向低压，北半球向右偏。处的风向为东北风。(教师独具)教材p48活动1绘图略(用平滑曲线连