高中地理从地球圈层看地理环境第二节大气圈与天气气候第3课时学案鲁教版.docx
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高中地理从地球圈层看地理环境第二节大气圈与天气气候第3课时学案鲁教版
第3课时 大气的运动
【情景激趣】 歌曲《军港之夜》的歌词“军港的夜啊,静悄悄……海风你轻轻地吹……”从热力环流的角度看歌词是否妥当?
课标内容要求
核心素养对接
知识体系引导
运用示意图等,说明热力环流原理,并解释相关现象。
1.运用示意图、视频、模拟实验等,说明热力环流形成过程→地理实践力+综合思维
2.运用热力环流过程原理解释相关地理现象→人地协调观+综合思维
热力环流
|知识清单|
阅读教材P38“热力环流”,填写下列知识。
1.形成原因:
地面冷热不均。
2.形成过程:
(1)垂直运动
(2)水平运动
微思考
1.用热力环流知识分析冬季教室门上下缝隙气流的运行方向。
提示 上门缝气流向外吹,下门缝气流向里吹。
|案例探究|
材料 电视剧《三国演义》第76集“火烧上方谷”讲述了这样一个故事:
公元234年春,诸葛亮在上方谷设伏兵,安排大将魏延诱敌深入。
当司马懿等人追进上方谷时,山上士兵即投下石块堵塞谷口,同时引燃谷内干柴。
刹那间,上方谷硝烟弥漫,火海一片。
正当司马懿父子以为必死无疑时,天空竟然乌云密布,接着就下起大雨,司马懿感谢苍天保佑,趁机逃脱。
该战十分惨烈,打扫战场时发现四周山顶都覆盖着未烧尽的衣服和草木灰。
诸葛亮叹道:
“谋事在人,成事在天。
”火烧上方谷与热力环流有关,下图为热力环流形成示意图。
结合图示探究:
(1)近地面受热均匀的情况下,气压在垂直方向上有何分布规律?
(2)近地面受热不均的情况下,空气垂直方向上的运动特点以及气压的相应变化是怎样的,请完成下表。
冷热状况
气流运动
气压变化
对应高空气压
受热的地方(A地)
受冷的地方(B、C地)
(3)空气在水平的方向上会怎样运动?
(4)图示的热力环流形成的过程中,主导性的是垂直运动还是水平运动?
并分析原因。
答案
(1)由于地表受热均匀,水平方向上同一高度压强相等,垂直方向上气压自下而上越来越低。
(2)
冷热状况
气流运动
气压变化
对应高
空气压
受热的地方(A地)
上升
变小
变大
受冷的地方(B、C地)
下沉
变大
变小
(3)由高压流向低压。
(4)垂直运动。
近地面受热不均,产生大气的垂直运动(对流),然后产生水平方向上的气压差异,推动空气在水平方向上由高压流向低压,从而形成热力环流。
|方法规律|
1.热力环流的形成
由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流。
热力环流的形成过程如下图所示:
理解热力环流的形成,关键抓住以下两点关系:
(1)温压关系:
(结合上图中甲、乙、丙三地图示)
(2)风压关系:
水平方向上,风总是从高压吹向低压(如图中①②③④所示)。
2.热力环流的几种常见形式
热力环流是一种常见的自然现象。
海陆热力性质的差异,山谷、山坡的受热不均,人类活动等都可能导致热力环流的形成。
具体分析如下:
(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市热岛环流
3.等压面的“高凸低凹”规律
因地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,进而等压面发生弯曲,即等压面凸向高空的为高压,下凹的为低压,可形象地记忆为“高凸低凹”,具体如下图所示:
大气的水平运动——风
|知识清单|
阅读教材P39“大气的水平运动——风”,填写下列知识。
1.风的形成过程
受热不均⇒气压梯度⇒水平气压梯度力⇒大气由高气压区向低气压区作水平运动。
2.风的形成原因
3.受力分析(北半球近地面)
符号
F1
F2
F3
类型
水平气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
方向
垂直于等压线,指向低压
与风向相反
总是垂直于风向,北半球向右,南半球向左
4.力的作用效果
(1)在高空,风向主要取决于水平气压梯度力和地转偏向力,风向可偏至与等压线平行。
(2)在近地面,风在水平气压梯度力、地转偏向力与摩擦力的共同作用下,风向总是与等压线斜交。
微思考
2.为什么海面上的风力往往比陆地上大?
提示 海洋表面与陆地表面的摩擦力不同,地面摩擦力大,海洋摩擦力小,所以相同气压条件下,海面上的风力往往比陆地上大。
|案例探究|
材料 我国汉代曾发明过一种用做军事信号的“孔明灯”,它其实就是一种灯笼。
先用很轻的竹篾扎成框架,再用纸糊严,并在下面留口,在灯笼的下面固定一个小碟,在碟内放入燃料,点燃后,当灯笼内的空气被加热到一定温度时,灯笼就能腾空而起。
孔明灯最开始升空的时候,速度较慢,等升到一定高度之后,速度就变得很快。
结合材料探究:
(1)“孔明灯”为何越向高空,运行速度越快?
(2)影响风的因素有哪些?
答案
(1)越向高空,摩擦力越小,风力越大,所以运行速度会加快。
(2)水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。
|方法规律|
1.影响风的三种力
风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三种力的共同作用,三种作用力的大小、方向和对风速、风向的影响各不相同,具体如下所示:
作用力
方向与风向
大小与风速
水平气压梯度力
始终与等压线垂直,由高压指向低压
等压线越密集,水平气压梯度力越大,风速越大
地转偏向力
始终与风向垂直,北半球使风右偏,南半球使风左偏
大小随纬度升高而增加,赤道为零。
不影响风速
摩擦力
始终与风向相反,使风向与等压线斜交
下垫面越粗糙,摩擦力越大,反之越小。
使风速减小
2.不同情况下风向的特点(以北半球为例)
(1)受单一的水平气压梯度力的作用:
风向垂直等压线。
(2)高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用:
风向平行于等压线。
(3)近地面大气受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用:
风向与等压线斜交。
3.等压线图中风力和风向的判读
(1)风力的判读
①同一幅图,等压线越密,水平气压梯度力越大,风力越大;等压线越稀疏,风力越小。
②不同幅图,比例尺相同,等压线的疏密程度相同时,两条相邻等压线气压差值越大,水平气压梯度力越大,风力越大;差值越小,风力越小。
(2)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30°~45°偏角的风向。
(如下图)
|区域认知|
1.白天,陆地增温快.海上增温慢;夜间,陆地降温快,海上降温慢。
海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的热力环流。
根据热力环流的原理,完成如下任务。
图 海陆热力环流
(1)在图a和图b上标出白天和夜间海洋和陆地近地面气压的高低。
(2)想想一天之内,海岸边何时吹海风,何时吹陆风?
(3)在图a上,画出白天陆地和海洋之间的大气运动方向,使之构成一个环流圈;在图b上,画出夜间陆地和海洋之间的大气运动方向,使之构成一个环流圈。
(4)分析海陆风对海滨地区的气温有什么调节作用?
提示
(1)白天陆地气温比海洋高,因此陆地上为低气压,海洋上为高气压,夜间的情况正好相反。
据此,图a,陆——低,海——高;图b,陆——高,海——低。
(2)风从高气压吹向低气压。
据此,一日之内,白天风从海洋吹向陆地;夜晚风从陆地吹向海洋。
(3)略。
(4)白天来自海洋的风比较凉爽湿润,对滨海地区能够起降温的作用;夜晚来自陆地的风比较温热干燥,对滨海地区能够起到增温的作用,海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。
|综合思维|
2.等压线的疏密程度反映了气压梯度的大小。
根据下图完成下列要求。
图 1958年4月5日8时世界海平面气压(hPa)分布(局部)
(1)甲、乙两地,哪里的气压梯度大?
简要说明判断理由。
(2)在图上画出甲、乙两地的风向。
提示
(1)甲地气压梯度力大,因为甲地附近等压线密集。
(2)甲地为西北风,乙地为东南风。
|地理实践力|
3.某同学做地理演示实验:
把一盆热水和一盆冰块分别放入玻璃缸内的两侧,盖上胶合板,胶合板上有孔的一侧对着冰块盆。
点燃香,把香垂直从小孔插入到适当深度,观察玻璃缸内气流的运动状况。
该实验模拟的是( )
A.热力环流B.冷锋活动
C.垂直对流D.暖锋活动
解析 结合实验过程知其模拟的是因冷热不均造成的大气运动状况,这是大气运动最简单的形式——热力环流。
答案 A
读热力环流示意图,完成第1题。
1.热力环流产生的根本原因是( )
A.相邻地区存在气流升降运动
B.不同地区之间近地面存在冷热差异
C.同一等压面上存在气压差异
D.相邻地区的地面状况存在差异
解析 热力环流是由不同地区间地面冷热不均引起的空气环流。
由于冷热不均,垂直方向上产生大气运动,导致不同地区同一高度上的气压差异,从而又产生水平方向上大气运动,因此热力环流的根本原因是不同地区之间存在冷热差异。
答案 B
2.下面的等压面分布图中,正确的是( )
A.①②B.①③
C.①④D.②④
解析 根据等压面的凸凹可判断气压的高低。
地表受热,空气上升,近地面形成低压,等压面向下凹;高空形成高压,等压面向上凸。
地表冷却,空气下沉,近地面形成高压,等压面向上凸;高空形成低压,等压面向下凹。
答案 D
下图中箭头表示气流的运动方向,图中M点海拔为241米,N点海拔为480米。
读甲、乙两幅图,完成3~4题。
3.图中气流运动体现的地理现象是( )
A.海陆风B.焚风
C.山谷风D.季风
4.下列关于图中地理现象的描述,正确的是( )
A.甲图发生在白天,乙图发生在夜晚
B.甲图发生在夜晚,乙图发生在白天
C.甲图发生在冬季,乙图发生在夏季
D.甲图发生在夏季,乙图发生在冬季
解析 第3题,甲图中近地面气流由山谷吹向山顶,乙图近地面气流由山顶吹向山谷,属于山谷风。
第4题,甲图为谷风,发生在白天,乙图为山风,发生在夜晚。
答案 3.C 4.A
下图示意某区域某月近地面等压线,图中N地气压高于P地。
读图完成5~6题。
5.N地风向为( )
A.东北风B.东南风
C.西北风D.西南风
6.M、N、P、Q四地中,风力最强的是( )
A.M地B.N地
C.P地D.Q地
解析 第5题,由题意可知,P地气压低于N地,则N地的气压梯度力垂直于N处的等压线,由北指向南;根据纬度可确定该地位于北半球,在地转偏向力的影响下,风向右偏,因而N地风向为东北风。
第6题,四地中,Q地等压线最密集。
答案 5.A 6.D
一、选择题(共11个小题,每小题4分,共44分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
读太阳墙工作原理示意图,完成1~2题。
1.太阳墙全新空调系统核心组件是太阳墙板,图示太阳墙所涉及的地理原理是( )
A.风从高气压区吹向低气压区
B.热力环流
C.气流辐合上升
D.大气环流
2.图示气流的动力主要来自于( )
A.气压梯度力B.地转偏向力
C.风能D.太阳辐射
解析 第1题,室内气温与室外气温存在差异,这样会导致空气的垂直运动,进而导致空气的水平运动,即形成热力环流。
图示太阳墙所涉及的地理原理是热力环流,B项正确。
第2题,热力环流形成的根本原因是太阳辐射对地面加热不均。
答案 1.B 2.D
读某山区降水量日变化统计图,完成3~4题。
3.图中显示的降水特点是( )
A.山顶昼雨少
B.河谷盆地夜雨多
C.河谷盆地日降水量变幅大
D.从河谷盆地到山顶,日降水量减少
4.造成山顶与河谷盆地降水日变化差异的直接原因是( )
A.热力环流B.太阳辐射
C.植被状况D.地形起伏
解析 第3题,图中显示出降水特点是河谷盆地夜雨多,原因是夜间河谷盆地散热慢,气温较高,从而形成上升气流,容易形成降水;山顶白天降水多,原因是白天山顶气温上升快,气流上升,易降水;河谷盆地日降水量变幅小;从河谷盆地到山顶,日降水量增多。
故B项正确。
第4题,造成山顶与河谷盆地降水日变化差异的原因是热力环流。
山顶白天气温上升快,河谷盆地气温上升较慢,山顶因气流上升而形成降雨;河谷盆地晚上散热慢,山顶散热快,河谷盆地因气流上升而成云致雨,故A项正确。
答案 3.B 4.A
下图为“北半球某地大气的水平运动等压线示意图”,图中数值①>②>③>④>⑤。
读图完成5~6题。
5.在a、b、c、d四点中风力最大的是( )
A.aB.b
C.cD.d
6.b点的风向为( )
A.北风B.西风
C.南风D.西南风
解析 第5题,从图中等压线的分布可知,d处等压线最密,故水平气压梯度力最大,风力也最大。
第6题,b地水平气压梯度力指向东南,在地转偏向力和摩擦力作用下,会形成北风。
答案 5.D 6.A
下图为北半球等压线图(单位:
hPa)。
读图并结合所学知识回答7~8题。
7.如果图示等压线位于近地面,F1、F2、F3为A处空气所受的外力的方向,则F1、F2、F3依次为( )
A.摩擦力、气压梯度力、地转偏向力
B.气压梯度力、摩擦力、地转偏向力
C.地转偏向力、摩擦力、气压梯度力
D.摩擦力、地转偏向力、气压梯度力
8.如果图示等压线位于高空,F1为气压梯度力方向,则风向是( )
A.①B.②
C.③D.④
解析 第7题,气压梯度力的方向应与等压线垂直,且由高压指向低压,故F1为气压梯度力,只有B项符合。
第8题,高空大气受气压梯度力和地转偏向力的共同作用,风向与等压线平行,又因位于北半球,风向右偏所以④表示的方向正确。
答案 7.B 8.D
雾是近地面大气层中出现大量微小水滴而形成的一种天气现象。
图中甲地经常出现浓雾弥漫的现象,据此完成9~10题。
9.下列四幅图中,与山谷出现浓雾时段的环流特征相符的是( )
10.图中甲地山谷浓雾弥漫数日不散,主要是因为( )
A.太阳辐射较弱B.气温较低
C.暖湿水汽充足D.风力较弱
解析 第9题,山谷地区,白天吹谷风,风是从谷地沿两侧山坡吹的上升气流,谷地中心是下沉气流,不会形成雾,B、D错。
夜晚吹山风,冷气流沿两侧山坡吹下,谷地中心是上升气流,底层受冷气流影响快速降温,形成下面冷、上面暖的逆温状态,出现浓雾天气,C对,A错。
第10题,浓雾天气出现条件,一是有逆温现象,一是静风天气。
太阳辐射弱、气温低、暖湿水汽充足对雾形成有影响,但不是浓雾持续几天的原因,A、B、C错。
风力弱,不能吹散雾,是持续几天的主要原因,D对。
答案 9.C 10.D
11.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( )
解析 白天,陆地吸热快,空气上升形成低压,海边吹海风,由海洋吹向陆地,故A图错。
城市中应是出现上升气流,四周空气由郊区流向市区,故C图错。
近地面受热空气上升,形成低压;地面受冷空气下沉,形成高压,故D图错。
夜晚,山坡气温下降快,形成高压,空气由山坡流向谷底。
因此,选B。
答案 B
二、非选择题(共3大题,含1道附加题,共56分)
12.某同学利用自己制作的学具(下图),在教室中模拟演示“热力环流”过程。
读图,回答下列问题。
(15分)
实验开始前(左图),学生观察到学具中间悬挂的锡纸条没有明显的水平摆动。
实验开始后,学生点燃蜡烛,并在纸杯中放入冰块,逐渐观察到两张锡纸条有明显的摆动(右图)。
多次重复实验,学生发现结果相同。
(1)该实验结果可以说明_________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)依据左图、右图及实验过程,请在下图中连续绘出热力环流的形成过程,并在环节3中标出近地面气压状况。
(3)为了更好地观察到实验现象,参与实验的学生想让锡纸条的摆动幅度更大,请提出你的建议。
解析 第
(1)题,“热力环流”是因温度高低不同引起的大气环流形式,锡纸条一侧为点燃的蜡烛,一侧为冰块,温度差异明显,冷热不均会引起大气的运动。
第
(2)题,①在点燃蜡烛与放入冰块前,锡纸条两侧温度相同,没有明显的大气运动;②、锡纸条左侧蜡烛点燃,升温;右侧放入冰块,降温;③气温高、气流上升;气温低,气流下沉;④气流上升,近地面形成低压;气流下沉,近地面形成高压。
高空与近地面气压性质相反,在水平方向上,风从高压吹向低压。
第(3)题,想让锡纸条的摆动幅度更大,说明风力更大,因此应考虑增大锡纸条两侧的温差;减少外界的影响等方面。
增大锡纸条两侧的温差可以选择增加蜡烛与冰块的数量,也可以在不改变蜡烛与冰块数量的前提下,缩小空间范围。
答案
(1)冷热不均会引起大气的运动
(2)
(3)选择更轻薄的纸进行实验,增加蜡烛与冰块的数量(或缩小学具尺寸、增加学具的密封性等,合理即可)(至少两条)
13.下图是“某气象局绘制的某日10时近地面的气压与气流状况图”。
读图回答问题。
(15分)
(1)图中有M、O、P三个气压中心,其中高压中心是________。
(2)图示地区位于________半球,说明判断依据。
(3)图中②③④三处中,风力最大的是________,理由是_____________________
____________________________________________________________________。
(4)在图中箭头①处画出气流所受的力。
(5)下列等压面示意图中,能正确表示甲—乙沿线气压分布状况的是( )
解析 第
(1)题,从图中气流运动方向上可知,P为高压中心。
第
(2)题,从气流向右偏转可知,图示地区为北半球。
第(3)题,③处等压线最密集,风力最大。
第(4)题,①处受力情况为摩擦力与风向相反,地转偏向力垂直于风向并且在其右侧,水平气压梯度力垂直于等压线并且位于风向左侧。
第(5)题,甲—乙沿线近地面M、O为低压中心,等压面向下凹,其高空等压面向上凸。
答案
(1)P
(2)北 水平运动气流向右偏转。
(3)③ 等压线最密集
(4)
(5)D
14.(附加题)我国东南一滨海城市的高中地理兴趣小组开展了“海陆风的现象及其影响”小课题研究。
甲图是学生绘制的该滨海城市的海陆气温日变化图;乙图是学生绘制的该地区海陆之间气流的运动状况图;丙图是该城市海陆风的天数统计图。
请你根据所学知识,帮助他们完成这项研究。
(26分)
“海陆风的现象及其影响”研究报告
(1)海陆风是沿海地区在一天之中,由于________的差异,风向以一天为周期,随昼夜更替而转换。
它也是一种________,是最基本、最简单的大气运动形式之一。
(2)图甲中代表陆地的序号是________;由图甲可推断,图乙中海风出现的时间约为________。
A.18时~次日7时B.4时~当日14时
C.16时~次日8时D.6时~当日18时
(3)从图丙可知,一年中海陆风出现的天数,因季节而异,________(季节)最少。
主要原因是什么?
(4)简析海风对沿海城市大气环境的有利影响。
解析 第
(1)题,海陆风是热力环流的一种表现形式,其成因为海陆热力性质差异引起的海陆受热差异。
白天,陆地吸热速度快,受热多,气流上升,形成低压,海洋上形成高压,风从海洋吹向陆地;夜间,陆地散热速度快,受热少,气流下降,形成高压,海洋上形成低压,风从陆地吹向海洋。
第
(2)题,海洋比热容大于陆地,因此其温度变化比陆地小,昼夜温差小,图中①为陆地,②为海洋。
白天,陆地气温高,形成低压,吹海风。
第(3)题,从图丙可以看出,一年中冬季海陆风出现次数最少,此时我国受强盛的冬季风影响,海陆温差小,不易形成海陆风。
第(4)题,海风来自温度较低的海洋,有助于降低城市温度,增加空气湿度,使大气污染物扩散,改善城市的空气质量。
答案
(1)海陆热力性质 热力环流
(2)① D
(3)冬季 冬季风强盛从而掩盖了海陆风。
(4)海风从海上吹来,有利于降低城市“热岛效应”,增加空气湿度,改善城市的空气质量。