专题21 冷热不均引起大气运动讲学年高一地理同步精品课堂基础版必修1解析版.docx

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专题21冷热不均引起大气运动讲学年高一地理同步精品课堂基础版必修1解析版

【核心突破】

核心要点一大气的受热过程及原理

【归纳总结】

1．大气受热过程

地面辐射是对流层大气热量的直接来源，太阳辐射是根本来源，大气的受热过程具体图解如下：

由图可知大气受热的过程：

“太阳暖大地”：

太阳辐射能是地球上最主要的能量来源，虽然需要穿过厚厚的大气，但大气直接吸收的太阳辐射能量很少，只有臭氧和氧原子吸收一部分波长较短的紫外线，水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线，而能量最强的可见光被吸收的很少，绝大部分透过大气射到地面，地面因吸收太阳辐射能增温。

“大地暖大气”：

地面增温的同时向外辐射热量。

相对于太阳短波辐射，地面辐射是长波辐射，除少数透过大气返回宇宙空间外，绝大部分被近地面大气中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温。

“大气返大地”：

大气在增温的同时，也向外辐射热量，既向上辐射，也向下辐射，其中大部分朝向地面，称为大气逆辐射，大气逆辐射把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。

2.大气保温作用原理在生产生活中的应用

（1）解释温室气体大量排放对全球变暖的影响

（2）在农业中的应用：

利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。

【方法技巧】

1.影响地面辐射的因素

影响地面辐射的因素有纬度和下垫面。

就纬度而言，纬度越高的地方，获得太阳辐射的量越小，所产生的地面辐射就越弱；就下垫面而言，由于下垫面性质不同，它们能吸收和反射太阳辐射的能力也不同，因此导致在同纬度不同地区，获得的太阳辐射能不同，从而产生地面辐射差异。

2.大气对地面的保温作用的简化认识

“太阳暖大地，大地暖大气，大气还大地”

【活动提示】（P29活动1）

（1）大气逆辐射的存在使地面在向外辐射能量时又得到一定的补偿。

这样不至于使地面温度降得太快和太低。

可以说大气逆辐射的存在对地面具有保温作用。

（2）月球表面温度变化比地球表面剧烈的多,原因主要有两个方面,见下表：

【思考交流】

俗话“高处不胜寒”的地理原因是什么？

【提示】　地面是近地面大气主要、直接的热源，“高处”离地面较远，吸收的地面辐射较少。

【典题探究】

【例1】读下面大气受热过程图，回答

（1）～

（2）题。

（1）使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序是（　　）

A．①—②—③　　　　　　B．①—④—②

C．②—③—④D．③—④—②

（2）影响近地面大气温度随高度升高而递减的是箭头（　　）

A．①　　　　B．②　　　　C．③　　　　D．④

【答案】　

（1）B　

（2）B

【变式精练】

1.气象谚语有“露重见晴天”的说法。

就此现象，下列叙述正确的是

A.天空云量少，大气保温作用强B.地面辐射强，地表降温慢

C.空气中水汽少，地表降温慢D.大气逆辐射弱，地表降温快

【解析】晴天的夜间，大气逆辐射弱，近地面温度低，水汽极易凝结，在气温高于0℃时成为露。

【答案】D

2.葡萄的糖分含量越高，酿制出的葡萄酒酒精度越高。

葡萄生长过程中，特别是成熟期的光照及昼夜温差与其糖分积累呈正相关。

右图为法国某地典型的葡萄种植园景观，世界上酒精度最高（16.2度）的优质葡萄酒就是使用该地及其附近所产的葡萄酿制而成的。

（1）根据材料信息可判断出图示葡萄园景观最有可能位于法国________部。

（2）简述图示葡萄种植园中地表鹅卵石对葡萄生长的影响。

【答案】

（1）南

（2）鹅卵石利于保持土壤水分（利于地表水下渗，防止土壤水分蒸发）；鹅卵石白天（受到太阳辐射）增温快，夜间降温也快，增大气温的日较差，利于葡萄的糖分积累。

核心要点二热力环流的形成

【归纳总结】

1．热力环流的形成过程

近地面冷热不均→空气的垂直运动（上升或下沉）→同一水平面上存在气压差异→空气的水平运动→形成热力环流。

如下图所示：

2.常见的三种热力环流形式

（1）城市风

由于城市人们的生产、生活释放出大量人为热，使城市气温升高，空气上升，与郊区下沉气流形成城市热力环流，下沉气流又从近地面把郊区污染物带入城市中心，严重污染了城市环境。

因此，为了减轻城市污染，如何减少化石燃料的使用量及如何布局郊区工业及卫星城市，成为人们普遍关心的问题。

一般将绿化带布局于气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布局于下沉距离之外。

（2）海陆风

白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气膨胀上升，高空气压比原来气压升高，空气由大陆流入海洋；近地面陆地形成低气压，而海洋上因气温低，形成高气压，使下层空气由海洋流入大陆，形成海风。

夜间与白天大气的热力作用相反而形成陆风。

（3）山谷风

白天因山坡上的空气增温强烈，于是暖空气沿坡上升，形成谷风（如图a）。

夜间山坡上的空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山风（如图b）。

城市风环流的方向不随时间而变化，因为市区的气温总是高于郊区。

而海陆风环流和山谷风环流的流向则随昼夜的变化而向相反的方向变化，因为海与陆、山与谷的气压高低随昼夜改变而改变。

【方法技巧】

1.等压面和等压线的区分

气压的分布是用等高面上等压线的分布来表示的，等压线是某一海拔相等的等高面与空中若干个不同等压面相割（由于气压自地面向上递减，因此自下而上有很多数值逐渐减小的等压面），在等高面上所形成的许多交线。

与地形分布中的等高线原理相似；

等压面上凸区对应等压线的高值区，则为高气压，反之则为低气压，如下图。

如果各地气压相等，则等压面就是等高面，等高面上无等压线。

可以简单理解为：

等压面是在垂直方向上的气压变化，等压线是在水平方向上的气压变化。

2.等压面（线）图的阅读技巧

结合下图说明阅读等压面的基本技巧和应注意的问题：

（1）从等压面的定义看，PA′＝PB′＝1000hPa，PD′＝PC′＝500hPa。

（2）从气压的概念看，在空气柱L1、L2中，距离地面愈近，上方空气柱越长，则气压值越高，所以气压值随海拔高度的升高而递减，则PA′＞PA，PD＞PD′，PB＞PB′，PC′＞PC。

由此我们可以总结出气压与海拔高度之间的关系是气压随海拔高度的升高而降低。

（3）A点相对于B点、C点相对于D点来说都是低压区，其附近等压面向下凹陷；B、D两点为高压区，等压面向上凸起。

由此我们总结出同一水平面气压高低与等压面形状之间的关系是“凸高凹低”。

（4）综合以上分析，A、B、C、D四点气压值的排序应为PB＞PA＞PD＞PC，进而可知图示地区的大气环流流向为B→A→D→C。

（5）等压面的凸凹，主要跟下垫面的冷热有关。

A、B两处的气压差异是由地面热力状况的差异引起空气的上升、下沉运动所致。

地面温度较高处，空气受热膨胀上升，地面气压较低；地面温度较低处，空气冷却收缩下沉，地面气压较高。

因此我们可以根据地面气压高低，反推地面的冷热状况。

A处近地面气压低，说明空气受热上升，从而得出该地面温度较高的结论。

3.昼夜温差大小分析三要素

分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理，主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。

（1）地势高低：

地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。

（2）天气状况：

晴朗的天气条件下，白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。

（3）地表性质：

地表的比热容大→地面增温和降温速度都慢，幅度小→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。

【活动提示】

1.（P29活动2）本活动是一个物理小实验。

活动目的:

通过实验理解热力环流的基本规律。

结论:

烟雾是从小洞处下沉,直到冰块附近,然后沿缸底部到热水盆边,再从热水盆往上到玻璃缸顶部,接着转向小洞附近（冰块上方）,完成一个循环。

规律是烟雾在冷的上方开始下沉,在热的上方上升;在缸底部,烟雾从冷的地方流向热的地方,缸的顶部则相反。

对流运动规律是:

热的地方上升,冷的地方下沉。

2.（P30活动）

（1）图2.4a上陆地为低气压,海洋为高气压；图2.4b上陆地为高气压，海洋为低气压。

（2）大致是白天吹海风,夜间吹陆风。

（3）图2.4a中气流呈顺时针流动；图2.4b中气流是逆时针流动。

（4）白天，陆地增温快，气温高，吹海风，由于海风来自温度相对较低的海洋，所以使陆地的温度不会升得很高。

夜间吹陆风,陆地上得到有海洋从高空输送的较温暖的空气。

因此,海陆风使海滨地区的温度变化较缓和,昼夜温差较小。

【思考交流】

为什么城市降水比郊区多一些？

试用热力环流原理分析。

【提示】　城市人口密集，居民生活、工业生产和交通工具释放大量的废热，导致城市气温高于郊区，空气受热上升，易成云致雨。

【典题探究】

【例2】图Ⅰ示意某沿海地区海陆风形成的热力环流剖面图，图Ⅱ为该地区近地面与600米高空垂直气压差的分布状况，读图回答

（1）～

（2）题。

（1）有关气压分布状况的叙述，正确的是（　　）

A．①地气压低于②地

B．③地气压高于④地

C．近地面同一等压面的分布高度①地比②地低

D．高空同一等压面的分布高度④地比③地更高

（2）下列说法正确的是（　　）

A．a的风向为东南风B．b为上升气流

C．c的风向为西南风D．d为上升气流

【答案】　

（1）B　

（2）D

【变式精练】

3.读图，回答

（1）～

（2）题。

（1）下列叙述正确的是（　　）

A.一天中最高气温出现在山谷B.山顶气温日变化最小

C.山顶冬季日温差大于夏季日温差D.山谷冬季日温差远大于夏季日温差

（2）导致一天中最低温出现在山谷的主要原因是（　　）

A.山谷地形闭塞，降温快B.夜间吹谷风，谷地散热快

C.夜间吹山风，冷空气沿山坡下沉积聚在谷地D.谷地多夜雨，降温快

【答案】

（1）B　

（2）C

4.读北半球某地的气压分布图，完成下列各题。

（1）甲、乙、丙、丁四地气压的大小关系为________。

（2）在图中用箭头标出环流模式。

（3）甲、乙两地中气温较高的是__________地，其对应的天气状况常为__________天气，气温日较差较大的是________地。

（4）在图中画出高空的等压面。

【解析】　近地面甲地等压面上凸、气压高，空气冷却下沉所致，故甲地天气晴朗，昼夜温差大，其对应的高空丁形成低压；近地面乙地等压面下凹，空气受热膨胀上升所致，故乙地常形成阴雨天气，昼夜温差小，其对应的高空丙形成高压；水平方向上，空气由高压流向低压，故空气由甲流向乙，由丙流向丁；高空等压面弯曲状况与近地面相反。

【答案】　

（1）甲＞乙＞丙＞丁

（2）如图

（3）乙　阴雨　甲　（4）略（与近地面弯曲方向相反）。

核心要点三大气的水平运动

【归纳总结】

1.影响大气水平运动的作用力

风是在水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同作用下形成的，三力特点具体如下表所示：

水平气压梯度力

地转偏向力

摩擦力

方向

垂直于等压线，指向低压区

与风向垂直，北半球向右偏、南半球向左偏

与风向相反

作用

促使空气由高压区流向低压区，形成风，既影响风速又影响风向

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

对风有阻碍作用，可减小风速，既影响风速又影响风向

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

2．不同情况的风向与受力分析

（1）理想状态的风

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

高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的影响，风向与等压线平行。

（3）近地面风

近地面风除受水平气压梯度力和地转偏向力影响外还受摩擦力的影响，最终三力达到平衡时，风向相对水平气压梯度力的方向为北半球右偏，南半球左偏，偏度为30°～45°。

3.巧用左右手判别近地面风向

判别近地面的风向，观察者可以用“左、右手定则”，具体方法如下：

北半球用右手，掌心朝上，四指指向水平气压梯度力的方向（水平气压梯度力从高压指向低压，垂直于等压面或等压线），大拇指的指向即为风向。

（如下图所示，单位：

hPa）

南半球用左手，掌心朝上，四指指向水平气压梯度力的方向（水平气压梯度力从高压指向低压，垂直于等压面或等压线），大拇指的指向即为风向。

（如下图所示，单位：

hPa）

【方法技巧】

在等压线图上，任一地点的风向和风力的确定

1.风向

在近地面水平等压线图中，一般要求作水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力、风向等。

从风向的决定因素来看，它是三个力的合力方向。

第一步，作水平气压梯度力。

气压梯度力从高压指向低压，并且与等压线垂直。

第二步，作风向。

近地面风向在水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力作用下和等压线斜交，并成一锐角。

风向由于地转偏向力的作用，在南半球左偏，在北半球右偏。

在作图时，北半球近地面风向应画在水平气压梯度力的右侧，并成一锐角；南半球反之。

第三步，作地转偏向力。

地转偏向力始终与风向成90度夹角，北半球地转偏向力在风向的右侧与之垂直，南半球相反。

第四步，作摩擦力。

摩擦力阻碍风的运动，与风向相反。

【注意】判断风向一定要看清条件：

是否考虑摩擦力，若不考虑则风向平行于等压线；若考虑则风向与等压线有一夹角。

后者风向的判断方法是：

先确定水平气压梯度力方向，然后向左或向右（据半球确定）偏转大约30°～45°即为实际风向（即近地面风向）。

2.风力

同一气压场中风力的大小，关键在于等压线的疏密程度：

等压线密，水平气压梯度力大，风力就大，相反风力就小。

【活动提示】（P32活动）

（1）甲地的气压梯度大（风力大）。

因为甲地附近等压线密集,说明单位距离内的气压差大,也就是气压梯度大。

（2）甲地风向为西北风,乙地为东南风。

【典题探究】

【例3】下图表示水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力和风向的关系，其中正确的是（　　）

【答案】　B

【变式精练】

读下面四幅“气压分布图”，回答5-6题。

5．如果四图都位于北半球，a、b、c、d四地风向都正确的是（　　）

A．西北风　东北风　东南风　西南风

B．东北风　西北风　西南风　西南风

C．东南风　西南风　东北风　西北风

D．西南风　东南风　西北风　东北风

6．四幅气压分布图中，风力最大的点是（　　）

A．a　　　B．b　　　　C．c　　　　D．d

【答案】5.B6.A

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