2024-2025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缘由和干脆缘由c2.理解热力环流的形成过程及详细

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)

课就直至生.自主预习。探新知必备知识感和

L知识梳理一

一、热力环流形成的原理

1.大气运动的缘由：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)

高空B'・A'--------

B冷却A受热C冷却

热力环流

飞地受热较多，近地面空气膨胀上丑形成低

(1)垂直J气压，其高空形成高气压

运动|B,C两地受热较少，空气冷却下降,在近地

、面形成高气压，在高空形成低气压

(2)水平运动：空气在高气压区流向低气压区，如上图

高空：空气从A二地向B'、Cz两地扩散

近地面：空气由B、C两地流向白地

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,由高压指司低压,此力是大气产生水平运动的

原动力，是形成风的干脆缘由。

(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，高空可忽视不计。

2.高空风向：高空大气在水平气压梯度力和地转偏句力的共同影响下，风向与等压线工

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，还要受轨力的影响，

在三个力的共同作用下，风向与等压线之间成一夹角。

匚主诊断二)

(1)空气运动总是从高压区流向低压区。)

⑵大气运动最简洁的形式是大气环流。)

(3)等压线密集，水平气压梯度力大，风力大。)

⑷摩擦力只影响风力大小，不影响风向。)

(5)下列地理现象，能用热力环流原理说明的是)

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：(DX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，空气运动不肯定是从高压区流向低压区。

(2)X大气运动最箧.洁的形式是热力环流。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)X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，水平气压梯度力不肯定大，风力也不肯定

大。

(4)X摩擦力减小风速，也变更风向。自地面到高空，摩擦力渐渐减小，风向和等压线

的夹角也渐渐减小，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

力环流原理来说明。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。］

____劝曲蛾合作探究。攻重难学科素养形成

3mii，热力环流

和谐社会深化人心，“创建和谐城市”是每个城市追求的目标。某地理探讨性学习小组就

“城市热岛”现象绽开了探讨。

由郊区流向

市区

［思考交流］

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”为主题实行辩论会。

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。应着重探讨城市风的下沉距离，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凹凸。

(2)“四个步骤”

①热上升、冷下沉一一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。

②热低压、冷高压一一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。

③近地面和高空的气压性质相反一一近地面为高压，其高空为低压；近地面为低压，其

高空为高压。

④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

①成因分析一一海陆然力性质差异是前提和关键

|海风的形成：白天陆地比

4海洋增温快，近地面陆地

气压低于海洋，风从海洋

|吹向陆地

陆风的形成：夜晚陆地比

海洋降温快，近地面陆地

u＞气压高于海洋，风从陆地

吹向海洋

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，空气较潮湿，是避暑的好地方。

(2)山谷风

①成因分析一一山坡的热力变更是关键

g

白天山坡比同高度的夜晚山坡比同高度的

111谷升温快，气流上山谷降温快，气流下

升，气压低，暖空气沿沉，气压高，冷空气沿

山坡匕升,形成谷风山坡下•滑.形成山风

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。

⑶城市热岛环流

①成因分析

城市热岛形成：由于

热岛环流的形成：空

城市居民生活、工业

气在市区上升，在郊

和交通工具释放大量

区下沉，近地面风由

的人为热，导致市区

郊区吹向市区

气温高于郊区

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。

(MS?足SF------------------------------

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。

E

冷却受热冷却

(1)在同一地点不同海拔上，海拔越高，气压越低。如图PA>PE。

(2)在近地面，气温越高，气压越低；气温越低，气压越高。如图PKPB,PWPc。

(3)无论是低空还是高空，高压区等压面都向高空凸起，低压区等压面都向低空凹陷，即

“凸高凹低”。

回题组对练

1.读北平球近地面冷热不均引起的等压面变更状况示意图，完成(1)〜(2)题。

(1)图中气压最低的点是()

A.①B.②C.③D.®

⑵下面四幅热力环流示意图与甲乙间大气运动状态相符的是()

(1)B(2)B［第(1)题，①③④位于同一等压面上，气压相等，②位于等压面上方，气

压低。第(2)题，近地面甲地气压高于乙地，故水平气流由甲地流向乙地，且近地面与高空构

成环流。］

2究点2大气的水平运动

材料北半球海平面等压线的分布状况图(单位：百帕)。

［思考交流］

问题1(综合思维)图中C、D两地的风向如何？两地中何地风速较大？推断依据是什

么？

提示：C地吹东北（偏北）风，D地吹西南（偏南）风。C地风速较大，理由是C地等压线密

集，水平气压梯度力大。

问题2（综合思维）图中虚线E两侧的风向有何不同？

提示:西侧（左侧）吹西北（偏北）风，东侧（右侧）吹西南（偏南）风。

［归纳总结］风的受力状况与风向

风是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用的结果，其中水平气压梯度力是形

成风的干脆缘由。受力不同，风的表现也不同，详细如下表所示：

类型受力状况风向风压规律图示

风向由高

志向只受水平hPa

压指向低1nnzi

状态气压梯度——1006

压且与等-------------1008

的风力影响―-------1010

压线垂直

在北半球

水平气压背风而立，

hPa

风向最终QUU

高空梯度力与右边为高492^^—

与等压线

的风地转偏向力压，左边为

500-----.----

平行（南半球）

共同影响低压；南半

球反之

在北半球背

水平气压

风向最终风而立，左

近地梯度力、地水平气压睇度力

与等压线前方为低hPaf，风向

loos~

面的转偏向力］oio9力

有一个压，右后方

风和摩擦力（北半

夹角为高压；南

共同影响

半球反之

。题组对练

2.右图为某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为B、

P\,\1、N之间的气压梯度相同。①〜⑧是只考虑水平受力，不计空

气垂直运动时，0点空气运动的可能方向。据此回答⑴~（3）题。

（1）若此图表示北半球，PQK,则0点风向为（）

A.⑥或⑦B.②或⑥

C.④或⑧1).③或④

（2）若此图表示高空等面面，PM<PX,则。点风向为（）

A.③或④B.②或⑧

C.③或⑦D.⑥或⑦

(3)近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向()

A.与空气运动方向成180°角

B.与空气运动方向成90°角

C.与气压梯度力方向成90°角

I).与气压梯度力方向成180°角

(DA(2)C(3)D［第⑴题，若此图表示北半球，PQP、，则0点风向应考虑两种状况,

近地面为⑥，高空由于忽视摩擦力的作用，向右偏转至与等压线平行，即⑦。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③，在南半球高空应为⑦。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•力的方向成180°角。］

地理图表破图表解读。悟技巧规律技巧探究

匚疆表探1方□

等压线图的判读

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。

I读图方法」

1.气压场类型的推断

(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：由低压延长出来的狭长区域，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：由高压延长出来的狭长区域，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织分布的中间区域。

2.风力的推断

(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。

其次步：确定南、北半球。

第三步：依据地转偏向力“南左北右”的偏转规律面出与水平气压梯度力成30°〜45°

偏角的风向。(如下图)

北半球近地面风北半球高空风

单位：hPa•一■水平气压梯度力—►风向

4.利用风向可推断以下几方面问题

(1)等压线值的变更规律：顺着风向，等压线值越来越小。

(2)推断南、北半球：向右偏=北半球；向左偏=南半球。

(3)推断近地面和高空(高空忽视摩擦力)风向与等压线的关系：与等压线成一夹角一一近

地面；与等压线平行一一高空。

读图训练

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，问答(1)-(2)

题。

（D图中风速最大的点为（）

A.甲B.乙

C.丙D.T

（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

（DA（2）A［第（1）题，从图中可以看出，甲处旁边的等压线最密集，水平气压梯度力

最大，因而风速最大。第⑵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30°〜45°角，即为风向。］

知识深化也展核心素养酚深拓展学科索养培优

C素养材料Q

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，能汲取较多的太阳能，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。

口素养培养Q

读某城市热岛形成的热力环流示意图，回答（1）〜⑵题。

（1）城市热岛形成的主要缘由是（）

A.城市上空多尘埃物质

B.城市绿地面积小

C.人类牛产、牛活释放大量的热量

【）.人类活动排放大量的温室气体

（2）假如该城市的热力环流圈的空间半径为10—15千米，依据可持续发展的要求，该城

市建设工业卫星城应当距离城市（）

A.5—6千米B.12—13千米

C.16—18千米D.100—150千米

（DC（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。］

［课堂小结］（老师独具）

上升

TO

海防风热

力

环高空风-

城市风

IF流

与等压线

|山谷风1

平行

近地面风

一与等压

线斜交