2大气受热过程和大气运动 讲义

2大气受热过程和大气运动讲义

《第2章地球上的大气》教学讲义[人教版2019必修1]

第2节大气受热过程和大气运动

体系总览思维导图

必会知识考点梳理拓展延伸易错警示

必会知识一大气受热过程

1.大气的热量来源

(1)太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。

(2)地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源，对流层大气的热量主要也是来源于此。

2.大气受热过程

(1)太阳暖大地：投射到地球上的太阳辐射，小部分被大气吸收或反射，大部分被地面吸收和反射，地面因吸收太阳辐射而增温。

(2)大地暖大气：地面增温后以大气的受热过程示意地面辐射（长波辐射）的形式，把热量传递给近地面大气，近地面大气吸收后又以对流、传导等方式层层向上传递能量。

(3)大气还大地：大气增温后产生大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面。

必会知识二大气的削弱作用和保温作用

1.大气的削弱和保温作用

作用表现形式生活实例

削弱作用吸收臭氧吸收紫外线，水汽、二氧化碳吸收红外线臭氧吸收太阳紫外线使大气增温

反射云层愈厚，反射作用愈强（无选择性）夏季多云的白天，气温不太高

散射蓝紫光最容易被散射（有选择性）天空蔚蓝

保温作用绝大部分地面长波辐射被大气吸收；射向地面的大气逆辐射在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量多云的夜晚，气温较烟雾，浇水防冻晴朗的夜晚高；人造

拓展：保温作用在农业中的应用

塑料薄膜、玻璃能使太阳短波辐射穿透进入棚内或室内，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃把热量传递出去，从而使热量保留在塑料大棚或玻璃温室里，可生产反季节蔬菜。

2.地球和月球表面辐射过程

(1)月球没有大气，所以不能对太阳辐射进行反射与吸收，白天气温过高。没有大气对地面辐射的吸收与大气逆辐射，夜晚气温低，故月球昼夜温差大于地球。

(2)地球比月球多了大气层对太阳辐射的反射作用、吸收作用、大气层对地面辐射的吸收作用和大气逆辐射。

必会知识三大气的热力环流

1.大气热力环流

(1)大气热力环流：由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。它是大气运动中的一种最简单的形式。

(2)大气热力环流的形成过程

①当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动。

②当A地接受热量多，B、C两地接受热低气压量少时，A地近地面图下沉开乙受热空气膨胀上升，到上BA空聚积，使上空空气大气垂直运动密度增大，形成高气对流层顶部风向民压高气压压；B、C两地空气收图缩下沉，上空空气密丙地面风向受热地面风向低气压度减小，形成低气压A冷热不均引起的热力环流示意。于是空气从气压高的A地上空向气压低的B、C两地上空扩散。

③在近地面，A地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，空气密度增大，形成高气压。这样近地面的空气从B、C两地流回A地，以补充A地上升的空气，从而形成了热力环流。

2.常见的热力环流

(1)城市热岛环流

①形成：由于城市居民生活、生产释放大量人为热，导致城市气上升气流温高于郊区，形成“热岛"。引起郊区流向城区城市由郊区流向城区空气在城市上升，在郊区下沉；郊区郊区高空气流由城市流向郊区，近地城市热岛环流面气流由郊区流向城市，形成“城市热岛环流”。

②影响：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于下沉距离之外。

(2)海陆风

①海风：白天陆地比海洋增温快，近地面陆地气压低于海洋，风从海洋吹向陆地，形成海风。

②陆风：夜晚陆地比海洋降温快，近地面陆地气压高于海洋，风从陆地吹向海洋，形成陆风。

(3)山谷风

①山风：夜晚山坡比同高度的山谷降温快，气流下沉，气压高，冷空气沿山坡下滑，形成山风。

②谷风：白天山坡比同高度的山谷升温快，气流上升，气压低，暖空气沿山坡上升，形成谷风。

必会知识四大气的水平运动

1.水平气压梯度力

(1)水平气压梯度力

①单位距离间的气压差叫作气压梯度，它产生了促使大气曲高压区流向低压区的力，即水平气压梯度力。

②在水平气压梯度力的作用下，大气从高压区向低压区作水平运动，形成了风。水平气压梯度力是形成风的直接原因。

(2)影响大气水平运动(风)的作用力

作用力水平气压梯度力地转偏向力摩擦力

方向垂直于等压线，由高压指向低压北半球右偏，南半球左偏，最终与风向垂直与风向相反

大小由气压梯度决定（等压线疏则小，密则大）随风速增大而增大，随纬度升高而增大与下垫面状况有关

作用促使空气由高压区流向低压区，形成风；影响风速和风向促使风向偏离水平气压梯度力的方向；只影响风向，不影响风速减小风速，影响风向

（3）“左右手定则"判断风向

①北半球用右手，掌心朝上，四指指向水平气压梯度力方向（水平气压梯度力从高压指向低压，垂直于等压面或等压线），大拇指指向即为风向。如右图A、B两点风向的判断(单位：hPa)。

②南半球用左手，掌心朝上，四指指向水平气压梯度力的方向，大拇指指向即为风向。

2.大气水平运动(风)的形成

(1)理想风：若大气只受水平气压梯度力影响，则风向垂直于等压线且由高气压区指向低气压区，风速的大小与气压梯度力成正比。

(2)高空风：高空大气只受水平气压梯度力和地转偏向力（北半球右偏，南半球左偏）的影响，风向与等压线平行。

(3)近地面风：近地面风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响，使风向与等压线斜交。风向相对于水平气压梯度力的方向为北半球右偏，南半球左偏，偏转角度一般为30℃—45℃。

3.在等压线图中确定某点风向

第一步，在等压线图中，按要求画出过该点的切线并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方向。

第二步，确定南、北半球后，面向水平气压梯度力的方向向右（北半球）或左（南半球）偏转30°—45°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如上图所示（以北半球气压场为例）。

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必备技能一大气的受热过程

[例1]下图为太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射关系示意图。据此回答以下小题。

1．图中①、②、③三个箭头所表示的辐射依次是（

）

A．大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射B．太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射

C．地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射D．太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射

2．大气对地面的保温作用以及它们在图中对应字母的组合，正确的是（

）

A．太阳辐射—①B．大气的反射作用—④

C．大气的吸收作用—③D．大气的逆辐射作用—③

【答案】1．B

2．D

【解析】1．①、②、③分别来自太阳、地面和大气，①从太阳指向地面，②由地面指向大气，③由大气指向地面，因此①②③所表示的辐射依次是太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射，B正确，ACD错误。故选B。

2．根据上题可知，①②③所表示的辐射依次是太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射；大气通过大气的逆辐射作用将地面损失的部分能量还给地面，从而对地面起保温作用，对应③大气逆辐射，故D正确；而太阳辐射使地面升温、大气反射和大气的吸收都是削弱了太阳辐射，这三种作用都不会使大气对地面有保温作用，ABC错误。故选D。

必备技能二热力环流

[例2]（2023春·重庆沙坪坝·高一重庆一中校考期末）武夷山是我国重要的茶叶产地。茶农多将茶树种植在半山坡，这样既能利用山谷风引起的云雾以减少日照，提升茶叶品质，也能避免低温冻害。据此完成下面小题。

3．武夷山茶叶种植易遭受冻害的直接原因是（

）

A．谷底气流下沉B．山顶气流下沉C．山顶气流上升D．谷底气流上升

4．低温冻害发生时，近地面气温、气压、气流状况是（

）

A．

B．

C．

D．

【答案】3．B

4．C

【解析】3．在山区的夜晚，山坡降温幅度比山谷大，寒冷山坡气流沿山坡下沉，使得谷底寒冷气流聚集，且形成稳定的逆温结构，使得寒冷气流维持时间较长，从而导致谷底茶叶种植易遭受冻害，B符合题意；茶叶种植易遭受冻害，与谷底气流下沉、山顶气流上升、谷底气流上升等直接关系不大，排除ACD。故选B。

4．前一题分析可知，低温冻害发生时应在黑夜，黑夜山坡的冷却速度要快于山谷（地形封闭）且气温更低，谷地等温面上凸，谷地盛行上升气流，气压低于山坡，等压面下凹，山坡上的气流向下运行（山风），据此判断，C符合题意，排除ABD。故选C。

必备技能三大气的水平运动

[例3]海陆风包括海风和陆风，是因热力环流而形成的，其风向在一天中有明显变化。下左图为等压线图（单位：百帕），下右图为左图中M、N两点间某时刻的热力环流情况，M、N两点均位于北半球中纬度地区。完成下面小题。

5．右图反映的是（

）

A．白天的热力环流B．白天的热力环流吹海风

C．夜晚的热力环流D．夜晚的热力环流吹陆风

6．如果右图中M与N之间的风向是正西风，则高空Q与P之间的风向是（

）

A．西南风B．东南风C．西北风D．东北风

【答案】5．D

6．B

【解析】5．右图中近地面的风从M吹向N，也就是从陆地吹向海洋，应该叫陆风，说明M陆地近地面气温低于N海洋的气温，所以是夜晚的热力环流情况，D正确，ABC错误。故选D。

6．如果右图中近地面M与N之间的风向是正西风，而近地面的风受水平气压梯度力、向右的地转偏向力、摩擦力的影响，最终三力的合力使得风斜穿等压线，结合左图，可判断近地面高压在M西南侧；高空中低压在P西南侧，P、Q只受水平气压梯度力、向右的地转偏向力的影响，最终风向与等压线平行，因此高空P、Q之间的风向为东南风，B正确、ACD错误。故选B。

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一、选择题

（2023·浙江·统考高考真题）当空气经过较暖的下垫面时，底部的大气增温形成比周边温度高的“热泡”，并不断向上运动，这是一切对流现象的基础。“热泡"超过凝结高度就会形成云层，海面上的云层在夜间常常会发生强烈对流，形成雷雨天气。下图为甲地下垫面附近“热泡”上升运动示意图。完成下面1-2小题。

1．若甲地上空1000米以下受到相同气压系统控制，则符合图示“热泡"运动的等压线分布是（

）

A．B．C．D．

2．造成夜间海面上云强烈对流的原因有（

）

①云底接受海面辐射，降温慢②云顶长波辐射，冷却剧烈③云底向下垫面辐射，降温慢④云顶水汽蒸发，冷却剧烈

A．①②B．②③C．③④D．①④

【答案】1．D

2．A

【解析】1．1000米之下有两个热泡，相同气压系统控制说明甲地的风向既要满足热泡1时的西北风，又要满足热泡②的偏西风，根据图示的等压线数值大小关系，A图中的甲地气压梯度力方向是由东北指向西南，结合北半球地转偏向力右偏应形成偏东风，既不是西北风也不是偏西风，A错误；B图中甲地的气压梯度力方向由南指向北，结合南半球地转偏向力左偏应形成偏东风，B错误；C图中甲地气压梯度力方向由东南指向西北，结合北半球地转偏向力右偏形成偏南风，而在热泡1时风向需要是西北风，C错误；D图中甲地气压梯度力方向由西北指向东南，热泡1时，结合南半球地转偏向力左偏和摩擦力的影响应是西北风（偏西风），在热泡2时远离地面摩擦力较小的情况下，结合南半球地转偏向力左偏应形成西南风，西南风属于偏西风，符合题意，D正确。故选D。

2．大气的主要热量来源是地面辐射，云层底部更接近地面辐射，受海面辐射的影响，降温慢，①正确；云顶远离地面，大气的长波辐射散热快，冷却剧烈，②正确；云底向下垫面辐射说明下垫面气温低，对流运动微弱，不符合题意，③错误；云顶海拔高，气温低，水汽不易蒸发，④错误。①②正确，故选A。

（2023·辽宁锦州·锦州市第二高级中学校考一模）武汉是我国特大城市之一，市内陆地与包括长江、汉江及东湖在内的众多水域纵横交错，使得四季湿度偏大。由于每个相对独立的水域具有自己的湿度场、温度场和风场，形成局地风场环流。下表示意汉口江滩大气污染物观测点测得的江风、陆风四季风速和相对湿度，下图示意观测点夏季日均温度、湿度变化。读图和表，完成下面3-4小题。

季节江陆风平均风速/（m/s)最大风速/（m/s)相对湿度/%

春江风1.11.467.5

陆风0.20.880.4

夏江风1.21.784.7

陆风0.50.789.1

秋江风1.12.056.8

陆风0.10.277.1

冬江风0.71.079.8

陆风0.10.288.1

注：相对湿度表示空气中的绝对湿度与同温度、同气压条件下的饱和绝对湿度的比值，数值越大越接近饱和。

3．下列关于武汉江陆风的叙述，正确的是（

）

A．江风风速小于陆风B．夏季江风平均风速最大

C．相对湿度与气温呈正相关D．相对湿度极值与温度极值同步

4．江风相对湿度比陆风小是因为吹江风时（

）

①气温高②蒸发量大③水汽少④饱和绝对湿度大

A．①②B．②③C．①④D．③④

【答案】3．B

4．C

【解析】3．据材料可知，江风风速大于陆风，故A排除；平均风速江风在夏季最大，故B正确；相对湿度和气温呈负相关，故C排除；相对湿度极值滞后于温度极值，故D排除。故选择B。

4．相对湿度是指在一定温度时，空气中的实际水蒸气含量与饱和值水蒸气含量之比。相对湿度和气温呈负相关，江风相对湿度较小，是因为吹江风时为白天，白天气温高，饱和绝对湿度大。故①④正确；白天气温高，蒸发量增大，水汽增大，相对湿度会降低，故②③排除；故C正确；故排除A、B、D，选择C。

（2023·江西赣州·统考模拟）图甲、图乙示意某地理兴趣小组收集绘制的南京和北京风频，其中虚线，实线表示1月份或7月份，但因图例去失，城市和月份均没有标注，据此完成下面5-7小题。

5．推测可知（

）

A．甲为北京，实线表示1月份B．甲为南京，实线表示1月份

C．乙为北京，虚线表示7月份D．乙为南京，实线表示7月份

6．虚线所示月份南京和北京风频差异明显，主要的影响因素有（

）

①地转偏向力②纬度位置③植被覆盖率④海陆位置

A．①②B．②③C．①④D．③④

7．与①风频形成密切相关的是（

）

A．西南季风B．湖陆风C．副热带高压D．台风频繁登陆

【答案】5．D

6．A

7．C

【解析】5．读玫瑰风频图分析，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与坐标原点之间的距离最远的风向，为当地的最大风频。甲图虚线盛行西北风，实线盛行偏南风，乙图虚线盛行东北风，实线盛行东南风。结合所学知识分析可知，南京和北京均位于我国东部季风区，夏季盛行东南季风，冬季盛行西北季风，北京纬度比南京高，其冬季受西北季风影响的次数较南京多，而南京夏季受东南季风影响较北京明显，故甲为北京，乙为南京，虚线表示1月份，实线表示7月份，D正确，ABC错误。故选D。

6．据图分析可知，我国东部冬季盛行西北季风，北京纬度比南京高，其冬季受西北季风影响的次数较南京多，而南京夏季受东南季风影响较北京明显，故甲为北京，乙为南京，虚线表示1月份风频。1月份我国受亚洲高压影响，主要盛行偏北风，由于地转偏向力及纬度位置的影响，位于北方地区的北京盛行西北风，位于南方地区的南京盛行东北风，导致1月份南京和北京风频差异明显，所以①②正确。植被覆盖率、海陆位置不是南京和北京冬季风频差异明显的因素，③④错误。①②正确，故选A。

7．读图文分析，我国东部冬季盛行西北季风，北京纬度比南京高，其冬季受西北季风影响的次数较南京多，而南京夏季受东南季风影响较北京明显，故甲为北京，乙为南京，①风频为7月份的西南风，该月长江流域多伏旱天气，南京长时间地处高压中心北侧，导致①风频形成，C正确；南京属亚热带季风气候，夏季为东南季风，冬季为西北季风，不受西南季风影响，A错误；湖陆风的风向昼夜相反，而南京7月份风频以东南风和西南风为主，B错误；据所学可知，台风登陆次数每月屈指可数，D错误。故选C。

（2023·河北保定·河北安国中学校联考三模）地表净辐射是太阳短波辐射在“地—气”系统中经过吸收、散射和反射等作用后，地表接收的辐射收支净余部分，大致是地面吸收的太阳辐射、大气逆辐射与地面辐射之间的差额。下表示意我国部分省区地表净辐射年内数据。据此完成下面8-9小题。

表：我国部分省区年内地表净辐射量（单位：W*m-2）

月份123456789101112

甲90120190450580610620590490300150100

乙250450510520630610550623535480300260

丙330570590610490500680670620550460350

8．甲、乙、丙代表的区域最可能是（

）

A．河南黑龙江湖南B．河南湖南黑龙江

C．黑龙江河南湖南D．黑龙江湖南河南

9．丙区域5、6月份地表净辐射量偏低的原因是（

）

A．天气B．地势C．植被D．海陆

【答案】8．C

9．A

【解析】8．从题干材料看，地表净辐射是太阳短波辐射在“地一气"系统中经过吸收、散射和反射等作用后，地表接收的辐射收支净余部分。夏季我国普遍高温，冬季气温南北差异大，根据1月份的地表净辐射，结合三省的地理纬度，可以判断甲、乙、丙依次为黑龙江、河南、湖南，故选C。

9．湖南省5、6月份受准静止锋的影响，处于“梅雨”期，降水较多，大气的削弱作用强，地表净辐射较小，A正确，地势、海陆状况不随月份变化，排除BD。根据上题可知，丙为湖南，植被类型为亚热带常绿阔叶林，植被覆盖率随季节变化也比较小，排除C。。故选A。

（2023·广东东莞·校考一模）我国一海滨城市背靠丘陵，某日海陆风明显。下图示意当日该市不同高度的风随时间的变化。完成下面10-11小题。

10．当日在观测场释放一只氦气球，观测它在1千米高度以下先向北漂，然后逐渐转向西南。释放气球的时间可能为（

）

A．1时B．7时C．13时D．19时

11．据图推测，陆地大致位于海洋的（

）

A．东北方B．东南方C．西南方D．西北方

【答案】10．C

11．D

【解析】10．氦气的密度小于空气的密度，故释放气球后气球在垂直方向上会上漂，在水平方向上会受大气的水平运动风的影响，先向北漂，故当时风向为偏南风，受偏南风的影响飘向北，随着海拔的上升，再转向西南，故随后应受东北风的影响飘向西南，由图可知，13时该地近地面吹偏南风，随着海拔的上升吹东北风，C正确；1时、7时、19时和该风向不对应，ABD错误。故选C。

11．由热力环流的原理可知，在沿海地区，白天吹海风，夜间吹陆风。海陆风的形成主要是受下垫面性质影响，故图中高度较低的风向代表海陆风。15时风速最大，代表了海风较明显，为东南风，可推测陆地总体在海洋的西北方向。D正确，ABC错误。故选D。

（2023·四川遂宁·射洪中学校考模拟）随着城市化进程加快，各个城市下穿隧道也越来越多。下图示意我国某城市内—较长下穿隧道内部和外部1月和7月平均温度日变化。据此完成下面12-14小题。

12．表示1月隧道外气温日变化曲线的是（

）

A．①B．②C．③D．④

13．下列说法正确的是（

）

A．日出前后隧道内外温差最小B．遂道内外温度日变化差异较小

C．6时隧道内外温差最大D．隧道外部温差比内部小

14．该城市最可能是（

）

A．呼和浩特B．哈尔滨C．汉中D．银川

【答案】12．D

13．B

14．C

【解析】12．冬季隧道内外温度都比夏季低，该地位于我国，即位于北半球，故①②表示7月份隧道内外气温日变化，排除AB；③④表示1月份隧道内外气温日变化；白天隧道外部温度高，夜晚隧道内部温度高，隧道外温差大于内部，据图可看出④曲线气温日变化大于③，则④表示1月隧道外气温变化曲线，D符合题意，排除C。故选D。

13．图中信息显示1月份隧道内外温差最大值出现在6时左右，7月6时隧道内外温差不是最大，AC错误；隧道内外温度日变化差异较小，B正确；隧道内昼夜温差小于隧道外，D错误；故选B。

14．由图示信息可知，隧道外最冷月气温在0℃左右，应靠近秦岭—淮河一线，图中最高气温出现在15时左右，而一天中最高气温出现在地方时14时，说明图中学校的地方时比北京时间晚约1小时，图中学校应位于105°E附近。因此该城市最可能位于陕西，呼和浩特和哈尔滨排除，AB错误；汉中地处陕西，C正确；银川地处宁夏，纬度更高，冬季气温更低，D错误。故选C。

（2023·浙江·统考模拟）灰霾是悬浮在大气中的大量微小尘埃、烟粒和盐粒等的集合体。2023年4月12日，受北方沙尘传输影响，我国南方多地出现浮尘和灰霾天气。下图为大气受热过程示意图。据此完成下面15-16小题。

15．灰霾天气发生会使（

）

A．①增强B．②减弱C．③增强D．④减弱

16．针对灰霾污染地，下列情况会加剧污染的是（

）

A．出现逆温B．出现对流C．大风天气D．暴雨天气

【答案】15．B

16．A

【解析】15．灰霾是悬浮在大气中的大量微小尘埃、烟粒和盐粒等的集合体，灰霾天气发生会使大气对太阳辐射的削弱作用增强，到达地面的太阳辐射（②）减弱，B正确；地面吸收太阳辐射减少，地面辐射（③）减弱，C错误；大气对地面保温作用增强，大气逆辐射（④）增强，D错误；灰霾天气对到达大气上界的太阳辐射（①）无影响，A错误。故选B。

16．出现逆温时，大气对流运动减弱，不利于污染物扩散，会加剧污染，A正确；出现对流和大风天气都有利于污染物扩散，不会使污染加剧，BC错误；暴雨天气可将空气中的污染物通过雨水带至地面，故有雨后空气清新的说法，不会使污染加剧，D错误。故选A。

（2023·浙江·校联考三模）方位角是指以正北为0°，顺时针方向与正北方向的夹角度数。由于热力差异，山地地区