第3节 第2课时 热力环流与大气运动

地理必修第一册第二课时热力环流与大气运动运用示意图等，说明大气热力环流原理，并解释相关现象。学业质量标准热力环流大气的水平运动——风水平1了解引起大气运动的根本原因及大气运动的最简单形式。(综合思维)结合示意图，了解影响大气水平运动的力的含义。(综合思维)水平2根据示意图说明热力环流的形成过程。(综合思维)结合示意图，分析影响不同区域风向的因素。(区域认知)水平3根据资料，分析常见热力环流的形成原因。(综合思维)结合等压线图，判断影响风速的因素。(综合思维)水平4通过城市热岛效应，归纳人类活动对热力环流的应用及影响。(人地协调观)分析大气运动对区域自然地理环境的影响。(综合思维)一热力环流1．概念：由地面冷热不均引起的大气运动。2．过程3．图示1．判断正误。(1)热力环流是大气运动最简单的形式。(√)(2)气流都是从高压流向低压。(×)2．近地面因温度高低形成的气压是()A．高温形成高气压，低温形成低气压B．高温形成低气压，低温形成高气压C．高低温都形成高气压D．高低温都形成低气压答案：B解析：近地面温度高会导致大气膨胀上升，形成低气压；温度低会使空气收缩下沉，形成高气压。3．常见的热力环流有哪些？提示：海陆风、山谷风、城市热岛环流。二大气的水平运动——风三种作用力及特征字母作用力特征Aeq\o(□,\s\up1(01))水平气压梯度力eq\o(□,\s\up1(02))垂直于等压线，并由eq\o(□,\s\up1(03))高压指向eq\o(□,\s\up1(04))低压Beq\o(□,\s\up1(05))地转偏向力与风向垂直，北半球向eq\o(□,\s\up1(06))右偏，南半球向eq\o(□,\s\up1(07))左偏C摩擦力从近地面到高空，空气运动所受摩擦力逐渐eq\o(□,\s\up1(08))减小三大气运动的意义大气运动使不同地区热量、水分得以交换，影响各地的eq\o(□,\s\up1(01))水热状况，形成了各种复杂eq\o(□,\s\up1(02))天气现象，也会导致气候变化，进而影响着区域自然地理环境。1．判断正误。(1)水平气压梯度力的特征是垂直于等压线，从高压指向低压。(√)(2)从近地面到高空，空气运动所受摩擦力逐渐减小，风向与等压线之间的夹角逐渐增大。(×)2．大气的水平运动的原动力是()A．水平气压梯度力 B．地转偏向力C．摩擦力 D．重力答案：A解析：水平气压梯度力是大气水平运动的原动力。3．我们小时候都放过风筝。你知道为什么风筝飞得较高后才比较稳定吗？提示：近地面摩擦力大，风速、风向略有变化；风筝飞到一定高度后，摩擦力较小，风速更大、风向更稳定，所以风筝飞行才能更稳定。热力环流的形成孔明灯(见图)又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛亮发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明制成会漂浮的纸灯笼，系上求救的信息，其后果然脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。据此探究下列问题：(1)诸葛孔明发明的天灯是怎么升空的？(2)孔明灯升空蕴涵着什么样的大气原理？(3)判断图中孔明灯放飞的地点，比较A、B、C、D四点的气压大小，将四点按气压由高到低的顺序排序。用箭头表示大气运动方向。[成果展示](1)孔明灯里的空气受热后膨胀上升。(2)热力环流。(3)D处。PA＞PD＞PC＞PB。1．热力环流的形成过程2．热力环流中三个关系的判读方法(1)气温与气压的关系：近地面气温高，空气膨胀上升，形成低压，高空形成高压；近地面气温低，空气冷却下沉，形成高压，高空形成低压。如上图中甲、乙、丙三地所示。(2)风与气压的关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。如上图中①②③④所示。(3)等压面的凸凹与气压高低的关系：等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”(如图所示)。读热力环流示意图，回答(1)～(2)题。(1)图中①②③④四点的气压大小比较，正确的是()A．①>② B．①>③C．①>④ D．②>③(2)图中①②③④四点的空气运动方向，正确的是()A．②→① B．①→④C．③→④ D．③→②[科学思维]热力环流图的判读的分析思路类题透析思路点拨气压比较垂直方向，海拔越高，气压越eq\o(□,\s\up1(01))低；水平方向，等压面向eq\o(□,\s\up1(02))上(下)弯曲，形成eq\o(□,\s\up1(03))高(低)压垂直方向，气压大小为①＜②，③＞④；水平方向，气压大小为①＜④，②＞③空气运动水平方向，由eq\o(□,\s\up1(04))高压流向eq\o(□,\s\up1(05))低压；垂直方向，受热eq\o(□,\s\up1(06))上升，受冷下沉水平方向，空气运动方向为eq\o(□,\s\up1(07))④→①，②→③；垂直方向，空气运动方向为eq\o(□,\s\up1(08))①→②，③→④[答案](1)D(2)C常见热力环流为研究植被覆盖状况对青海湖湖陆风的影响，研究人员于2022年8月15日14时分别试验模拟了湖泊四周无植被覆盖(裸地)和植被覆盖率为30%时的湖陆风(忽略大气扰动影响)。气象数据表明，植被覆盖率为30%时，湖泊上方气流下沉速度与无植被覆盖时有明显差异。如图示意青海湖与陆地的相对位置。据此探究下列问题：(1)为获得更精准的湖陆风的气象数据，气象观测站应选址A处还是B处，请阐述理由。(2)在横线上标注箭头表示此时近地面湖陆风的风向。(3)该研究表明，与无植被覆盖相比，植被覆盖率为30%时湖泊上方气流下沉速度明显变慢，根据热力环流原理说明原因。[成果展示](1)B处。B处距离湖泊较近，湖陆风较明显。(2)(3)植被覆盖率为30%时，湖陆热力差异不明显，湖陆之间气压差小，湖面下沉气流较弱。1．海陆风(1)形成：由于海陆热力性质差异，白天陆地增温快，海洋增温慢，陆地气温高于海洋，陆地气压低于海洋，风由海洋吹向陆地；夜晚陆地降温快，海洋降温慢，陆地气温低于海洋，陆地气压高于海洋，风由陆地吹向海洋。(2)影响：调节滨海地区气候，降低气温日较差。2．城市风(1)形成：城市人口、产业集中，排放热量多；城市建筑物增多，增温快；城市形成上升气流。(2)影响：可能加大城市环境污染，有利于城市局部气候的改善；造成城市降水比郊区多，形成城市雨岛效应。3．山谷风(1)形成：白天，山坡增温快，空气沿山坡爬升；夜晚，山坡降温快，空气沿山坡下降。(2)影响：山谷或盆地地区多夜雨。甲市是一座位于东西走向河谷中的城市，北侧为山地阳坡，南侧为缓坡，东部有一大型湖泊乙。为了改善城市空气质量，规划部门计划构建城市通风廊道。如图示意该地景观分布。据此完成(1)～(2)题。(1)在晴朗的夏日午后，甲市最可能出现的局地环流现象是()A．湖风和山风共同作用B．陆风和山风共同作用C．湖风和谷风共同作用D．陆风和谷风共同作用(2)为有效缓解甲市城区夏日的闷热和污染，规划城市通风廊道的最佳走向是()A．东西走向，将湖风引入城市中心区B．东西走向，连接乙湖与城市工业区C．南北走向，贯穿河谷，连接南北山坡D．任意走向，只要贯穿城市高楼密集区[科学思维]热力环流的分析思路类题透析思路点拨热力环流的形成湖陆风形成于湖泊与陆地之间；山谷风形成于山坡与山谷之间晴朗的夏日午后，湖泊较陆地升温eq\o(□,\s\up1(01))慢，气温低，气压eq\o(□,\s\up1(02))高，形成eq\o(□,\s\up1(03))湖风；谷底较山坡气温低，气压eq\o(□,\s\up1(04))高，形成eq\o(□,\s\up1(05))谷风热力环流的应用湖陆风可以调节气候，降低气温eq\o(□,\s\up1(06))日较差东西走向可以将乙湖凉爽清洁的eq\o(□,\s\up1(07))湖风引入城市eq\o(□,\s\up1(08))中心区，加快城市空气的流通，带走eq\o(□,\s\up1(09))热量和污染物，有效缓解城区夏日的闷热和污染[答案](1)C(2)A大气的水平运动——风风是在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下形成的。如图为风的形成示意图。据此探究下列问题：(1)判断图中四个箭头的含义。(2)比较图中A、B两处风力大小，并说明理由。(3)该图表示的是________(填“南”或“北”)半球，请说明判断理由。(4)判断该图表示的是________(填“近地面”或“高空”)，请说明判断理由。[成果展示](1)a为水平气压梯度力，b为风向，c为地转偏向力，d为摩擦力。(2)B处风力大。B处等压线密集，水平气压梯度力大。(3)北风向右偏。(4)近地面风向与等压线斜交。1．影响风的三种作用力作用力方向大小对风向、风速的影响风速风向水平气压梯度力始终与等压线垂直，由高压指向低压等压线密集，水平气压梯度力大水平气压梯度力越大，风速越大垂直于等压线，由高压指向低压地转偏向力始终与风向垂直大小随纬度增加而增加，赤道为零不影响风速北半球使风向右偏，南半球使风向左偏摩擦力始终与风向相反大小与地面性质有关，地面起伏越大，摩擦力越大使风速减小与其他两力共同作用，使风向斜穿等压线(近地面)2.两种典型风向位置作用力示意图(北半球)风向特点近地面水平气压梯度力，地转偏向力，摩擦力由高压指向低压，斜穿等压线高空水平气压梯度力，地转偏向力风向与等压线平行如图为北半球等压线图(单位：hPa)。读图并结合所学知识，回答(1)～(2)题。(1)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，则F1、F2、F3依次为()A．摩擦力、水平气压梯度力、地转偏向力B．水平气压梯度力、摩擦力、地转偏向力C．地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力D．摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力(2)如果图示等压线位于高空，F1为水平气压梯度力，则风向是()A．① B．②C．③ D．④[科学思维]大气水平运动受力的分析思路类题透析思路点拨近地面北半球，风向eq\o(□,\s\up1(01))右偏；受eq\o(□,\s\up1(02))三个力的影响，风向与等压线斜交，由高压指向低压F1垂直于等压线，表示eq\o(□,\s\up1(03))水平气压梯度力；F2与风向相反，表示eq\o(□,\s\up1(04))摩擦力；F3垂直于eq\o(□,\s\up1(05))风向，表示eq\o(□,\s\up1(06))地转偏向力高空受eq\o(□,\s\up1(07))两个力的影响，风向与等压线eq\o(□,\s\up1(08))平行eq\o(□,\s\up1(09))②④与等压线平行，②表示eq\o(□,\s\up1(10))南半球高空风向，④表示eq\o(□,\s\up1(11))北半球高空风向[答案](1)B(2)D综合思维——等压线图的判读风和气压之间的关系错综复杂，影响着我们周围的环境和生活。风是大气中气压差异引起的空气流动，而气压则是大气对地球表面单位面积的压力。等压线是同一水平面上各气压相等点的连线。等压线按一定气压间隔(如2.5hPa或5hPa)绘出，构成一张气压水平分布图。若绘制的是海平面的等压线，就是一张海平面气压分布图。若绘制的是5000m高空的等压线，就成为一张5000m高空的气压水平分布图(等高面图)。通过等压线的形状和疏密程度能反映出哪些内容？1．判读气压形式(1)低压中心(如图中乙处)：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压低(中心为上升气流)。(2)高压中心(如图中甲处)：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高(中心为下沉气流)。(3)高压脊(如图中丙处)：高气压延伸出来的狭长区域，等压线弯曲最大处点的连线叫脊线。(4)低压槽(如图中丁处)：低气压延伸出来的狭长区域，等压线弯曲最大处点的连线叫槽线。(5)鞍：两个低压或两个高压交会处，其气压值比高压中心低或比低压中心高。2．判断风向首先明确高低气压；其次确定水平气压梯度力的方向；最后根据南、北半球画出风向。注：北半球用右手，掌心向上，四指指向为水平气压梯度力方向，拇指指向为近地面风向。3．判断南、北半球(1)风向在水平气压梯度力的右侧——北半球。(2)风向在水平气压梯度力的左侧——南半球。4．判断风力(风速)大小(1)根据等压线判断：等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；等压线稀疏，水平气压梯度力小，风力小。(2)根据摩擦力判断：摩擦力大，风力小。5．判断季节(1)夏季(北半球7月、南半球1月)：大陆内部一般为低压。(2)冬季(北半球1月、南半球7月)：大陆内部一般为高压。如图为亚洲东部及太平洋地区某时刻海平面等压线分布图，据此完成1～3题。1．甲、乙、丙、丁四地中，近地面气压最高的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁答案：A解析：读图并根据等值线变化规律可知，甲的气压值为1022.5～1025hPa，乙的气压值为997.5～1000hPa，丙的气压值为1000～1002.5hPa，丁的气压值为1012.5～1015hPa，故气压值最高的是甲，A项正确。2．图中四个城市，风力最大的是()A．上海 B．天津C．重庆 D．哈尔滨答案：D解析：在同一幅等压线图中，等压线越密集，风力越大。图中四个城市中，哈尔滨所在位置等压线最密集，所以风力最大的是哈尔滨，D项正确。3．此时重庆的风向大致为()A．偏东风 B．偏南风 C．偏北风 D．偏西风答案：B解析：读图可知，重庆处在低压中心的东南侧，水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压，故水平气压梯度力由东南指向西北方向，北半球地转偏向力向右偏，可得出重庆风向为偏南风，B项正确。[教材第49页读图]点拨近地面气温高，近地面大气膨胀上升，气压较低；近地面气温低，近地面大气收缩下沉，气压较高。[教材第51页思考]点拨1.如图。2．将污染严重的工厂布局在热力环流圈之外，延长城市植物的生长周期等。[教材第52页作业题]点拨1.白露后我国降水较少，空气中水汽减少，以晴朗天气为主，云雾极少。白天少云雾，对太阳辐射的削弱少，很多太阳辐射被地面和大气吸收，温度较高；夜间无云雾的保温作用，地面和大气失去热量多，温度较低，所以气温日较差增大。2．(1)白天陆地温度高于海洋；夜间陆地温度低于海洋。(2)如图。(3)白天吹海风；夜晚吹陆风。3.难度题号知识点★★★热力环流的形成1，2，310常见热力环流45大气的水平运动——风6，78，9，11一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)读热力环流示意图，完成1～3题。1．大气运动的能量来源是()A．地面辐射 B．大气辐射C．太阳辐射 D．大气逆辐射答案：C解析：太阳辐射在地表的分布不均而导致的高低纬度之间的热量差异，它是导致大气运动的根本原因，故大气运动的能量来源为太阳辐射。2．图中①②③④处，气压最高的是()A．①处 B．②处C．③处 D．④处答案：B解析：根据气压分布的一般规律：垂直方向上，越往高空气压越低；同一水平面上，气流由高压吹向低压，故判断气压最高的是近地面的②处。3．图中①②③④处中，气温最高的是()A．①处 B．②处C．③处 D．④处答案：A解析：热力环流中气温分布的一般规律：垂直方向上，越往高空气温越低；近地面气温高处盛行上升气流，故判断①处气温最高。热力环流是大气运动最简单的形式。据此回答4～5题。4．地面上不同地区的热量差异会引起空气流动。下列示意图中符合热力环流原理的是()答案：B解析：热力环流主要是由地表冷热不均形成的，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。5．市区和郊区之间形成热力环流的原因是()①市区比郊区气温高②郊区比市区气温高③近地面气压市区比郊区高④近地面气压市区比郊区低A．①③ B．①④C．②③ D．②④答案：B解析：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，近地面气流由郊区流向市区。如图示意某等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、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O点空气运动的可能方向。据此完成6～7题。6．若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为()A．⑥或⑦ B．②或⑥C．④或⑧ D．③或④答案：A解析：北半球近地面的风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响，风向斜穿等压线；高空只受水平气压梯度力和地转偏向力影响，风向平行于等压线。7．若此图表示高空等高面，PM<PN，则O点风向为()A．③或④ B．②或⑧C．③或⑦ D．⑥或⑦答案：C解析：在高空不受摩擦力作用的情况下，风向最终与等压线平行。受地转偏向力影响，北半球的风向向右偏，南半球的风向向左偏。如图为2025年12月4日11时我国部分地区海平面等压线分布图(单位：hPa)。读图完成8～9题。8．图中a、b等压线分别处于低、高压中心附近，推断a、b等压线的气压值分别是()A．1040，1038 B．1035，1040C．1030，1035 D．1035，1030答案：C解析：据图可知，a等压线内为低压，而图中每两条等压线之间气压差为5hPa，说明a处低压的气压值范围应为1025～1030hPa，故a等压线的气压值为1030hPa；b处高压的气压值范围应为1035～1040hPa，故b等压线的气压值为1035hPa。故选C项。9．此时北京风向是()A．东北风 B．西北风C．东南风 D．西南风答案：D解析：根据图中等压线分析可知，北京南侧目前有高压脊，其南侧气压高，北侧气压低，水平气压梯度力由高压指向低压，受北半球地转偏向力向右偏转，使北京吹西南风，D项正确。二、综合题(共2题)10．读等高面与等压面关系示意图，回答下列问题。(1)图中①～⑤处，气压最高的是________，气压最低的是________。(2)A、B两地受热的是________处，空气________；冷却的是________处，空气________。(3)用“→”画出图中的热力环流。(4)若该热力环流发生于城区与郊区之间，则A、B中代表城区的是________，说明判断依据。(5)若图中A处为海洋，B处为陆地，则该热力环流出现在________(白天或夜间)。答案：(1)④⑤(2)B膨胀上升A收缩下沉(3)画图略(其热力环流的画法应是近地面A→B，高空B→A，垂直方向A地下沉，B地上升)。(4)BB地受热，空气上升，为城区。(5)白天解析：第(1)题，①②③位于同一等压面，气压相等；⑤处气压低于①；④处