高中地理第三节 大气受热过程与热力环流第二课时导学案

第二课时　热力环流与大气运动

热力环流与大气运动

1．大气运动的能量来源：太阳辐射。

2．大气运动的根本原因：太阳辐射的纬度分布不均，造成不同纬度之间的热量差异。

3．热力环流

(1)概念：是由地面冷热不均引起的大气运动，它是大气运动最简单的形式。

(2)形成过程

①A地受热，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；D处空气聚积，密度增大，形成高气压。

②B、F地冷却，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成高气压；C、E处空气密度减小，形成低气压。

③水平运动：近地面空气从B、F地流向地，高空空气从处流向C、E处。

[温馨提示]

(1)垂直方向的气压值总是近地面大于高空，同一水平面上的气压值是高压大于低压。

(2)气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。

4．大气的水平运动——风

(1)风形成的原因

①直接原因：水平气压梯度力。

②根本原因：地面冷热不均。

(2)风形成的过程

(3)高空中的风和近地面的风比较(北半球)

[温馨提示]

(1)影响风力大小的最直接因素是水平气压梯度力，水平气压梯度力越大，则风力越大。

(2)风力大小还要考虑摩擦力的大小，地面障碍越多，阻挡作用越强，摩擦力越大，风力越小。

5．大气运动的意义

使不同地区热量、水分得以交换，影响各地的水热状况，形成了各种复杂天气现象，也会导致气候变化，进而影响着区域自然地理环境。

一、判断题

1．垂直方向的气压值总是近地面大于高空。(√)

2．气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面的气压差异引起的。(√)

3．在同一地点，海拔越高，气温越低，气压越高。(×)

4．低气压中心的数值一定低于高气压中心的数值。(×)

5．一般地，谷风的风速一定小于山风。(×)

6．空气的运动形成风。(×)

7．随着海拔的升高，风向与等压线的夹角越来越小。(√)

8．摩擦力只影响风速，不影响风向。(×)

二、选择题

读某自然地理过程模拟实验示意图，完成1～3题。

1．该模拟实验过程中，烟的运动轨迹是(　　)

A．①　　　　　　　　　 B．②

C．③  D．④

2．该实验主要模拟的是(　　)

A．大气受热过程  B．水循环

C．热力环流  D．大洋环流

3．下图符合实验模拟的原理的是(　　)

答案：1.A　2.C　3.B

4．影响近地面风力大小的因素是(　　)

A．水平气压梯度力

B．摩擦力

C．地转偏向力

D．水平气压梯度力和摩擦力

答案：D

5．高空中的风向与等压线(　　)

A．垂直  B．平行

C．斜交  D．无法确定

答案：B

三、填空题

读图，回答问题。

上图表示____(填“南”或“北”)半球的近地面风向，图中①表示________________，②表示________，③表示____________，④表示________。

答案：南　水平气压梯度力　风向　地转偏向力　摩擦力

探究点(一)

———————— 从生活中学 ————————

一、地理情境激趣

孔明灯又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明制成会飘浮的纸灯笼，系上求救的信息，其后脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。

二、核心素养培优

1．分析诸葛孔明发明如此简陋的设施是怎么升空的。孔明灯里蕴涵着什么样的大气原理？(综合思维)

提示：孔明灯里的空气受热后膨胀上升。热力环流。

2．家乡在山东的小明除夕夜放了一个孔明灯，分析孔明灯升空后一般会飘向哪个方向。为什么？(地理实践力)

提示：向东南方向飘。因为山东冬季多吹西北风，故孔明灯会飘向东南方。

3．我国南方有“稻草烧塔”祈求来年丰收的习俗。稻草燃烧过程中塔中心火势猛，静风条件下灰烬会落在火塔的外围。分析稻草燃烧过程中气流运动的原因。(地理实践力)

提示：地面冷热不均。

———————— 在探究中悟 ————————

一、热力环流的形成

理解热力环流的形成，关键抓住以下三点关系：

1．温压关系

2．风压关系：水平方向上，风从高压吹向低压。

3．等压面凹凸关系：高压处等压面上凸，低压处等压面下凹。近地面与高空等压面弯曲方向相反。

二、等压面图的判读

等压面是空间气压值相等的点组成的面，等压线是同一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。

1．在同一地点不同海拔高度上，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PA<PB，PA<PC。

3．同一水平面上，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”。

4．同一垂直方向上，近地面和高空的气压区类型相反，即近地面为高压，高空则为低压。

三、热力环流几种常见形式

热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同，山谷、山坡冷热不均，人类活动等都有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(城市风)

(1)城市风的环流方向无昼夜和季节的变化，因为城市的温度始终高于郊区。

(2)在城郊地带，绿化带或重污染工厂的布局一定要考虑热力环流的下沉距离。一般将绿化带布置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置于下沉距离之外。

4．沙漠和森林之间

(1)白天，沙漠增温快，温度高，形成低压；森林增温慢，温度低，形成高压；白天在近地面大气由森林吹向沙漠。(如图a)

(2)夜晚，沙漠降温快，温度低，形成高压；森林降温慢，温度高，形成低压；夜晚大气由沙漠吹向森林。(如图b)

———————— 到实践中用 ————————

下图为近地面与高空的热力环流示意图，A、B为等压面。据此完成1～2题。

1．图中①②③④四地中，气压值由高到低排序正确的是(　　)

A．①>②>③>④　　　　 B．④>③>②>①

C．③>④>①>②  D．④>③>①>②

2．图中①②③④间气流运动方向正确的是(　　)

A．①→②  B．④→③

C．①→④  D．③→②

解析：1.C　2.A　第1题，垂直方向上，海拔上升，气压降低，因此气压④>①，③>②；水平方向上，高压区等压面向上拱起，低压区等压面向下弯曲，因此气压①>②，③>④。故四地气压值排序由高到低为③>④>①>②，故C项正确。第2题，水平方向上，气流总是从高压区流向低压区，因此①②间气流运动为①→②，③④间气流运动为③→④，A项正确，B项错误。垂直方向上，气流上升，近地面形成低压；气流垂直下沉，近地面形成高压。因此①④间气流运动为④→①，②③间气流运动为②→③，C、D项错误。

生活中，我们在切大葱或洋葱的时候，经常会忍不住“泪流满面”。为此，我们可以在切大葱或洋葱的时候点燃一支蜡烛，便可极大地缓解眼部的不适感。下图为切大葱或洋葱示意图。据此回答3～4题。

3．从热力环流的角度看，切大葱或洋葱时点燃蜡烛能缓解眼部不适感的原理是(　　)

A．空气受热加大风速  B．空气遇冷减小风速

C．空气受热膨胀上升  D．空气遇冷收缩下沉

4．下列热力环流示意图能反映上图中蜡烛附近空气环流的是(　　)

解析：3.C　4.A　第3题，从热力环流的角度看，点燃蜡烛使空气受热膨胀上升，切大葱或洋葱处气温较低，空气下沉，故能缓解大葱或洋葱对眼部的刺激，C项正确。第4题，点燃蜡烛使空气受热膨胀上升，之后空气在两侧下沉形成环流，故A项正确。

探究点(二)

——————— 从生活中学 ———————

一、地理情境激趣

暑假期间，济南市的某同学到威海市旅游，她发现当地风向具有明显的昼夜变化，并绘制如下示意图。

二、核心素养培优

1．分析图示时间是白天还是夜晚？风向如何？(综合思维)

提示：正值白天。风从海洋吹向陆地。

2．分析此时的风对威海市大气环境的有利影响。(人地协调观)

提示：此时风从海洋吹向陆地，有利于降低城市“热岛效应”(或降低温度)，增加空气湿度，改善城市的空气质量。

————————— 在探究中悟 —————————

一、形成风的三种力

二、风的受力状况与风向(以北半球为例)

三、风向的判断

第一步：画水平气压梯度力。其具体方法是在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压并且与等压线垂直，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力。

第二步：画风向。其具体方法是首先确定南、北半球，然后用左(南半球)右(北半球)手，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(近地面风向可依此角度偏转，若为高空，则偏转90°，即与等压线平行)，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(以北半球为例)。

四、风力的判读

风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等压线密集处——水平气压梯度力大——风力大。如下图，风力：A＞B＞C＞D。

———————— 到实践中用 ————————

下图为南半球等压线图(单位：hPa)。读图并结合所学知识回答1～2题。

1．如果所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、地转偏向力、摩擦力

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

2．如果所示等压线位于高空，F1为气压梯度力方向，则风向是(　　)

A．①　　　 B．②　　　　

C．③　　　 D．④

解析：1.B　2.B　第1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项符合该要求，所以可以判断B项正确。第2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，又因位于南半球，故可以判断②表示的方向正确。

下图为我国东北部及周边地区某时刻近地面等压线(单位：百帕)分布图。读图，完成3～4题。

3．P点近地面的风为(　　)

A．西北风  B．东北风 

C．西南风  D．东南风

4．图中甲、乙、丙、丁四地中风力最大的是(　　)

A．甲  B．乙 

C．丙  D．丁

解析：3.A　4.D　第3题，读图可知，P点正东方向为低压中心，根据水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压，且北半球地转偏向力向右偏转可判断，P点近地面风为西北风。第4题，比较图中甲、乙、丙、丁四地等压线分布情况可知，丁地等压线最密集，水平气压梯度力最大，风力最大。

1．地面冷热不均形成热力环流。在近地面上，受热多，气温高，空气受热膨胀上升，在近地面形成低压；两侧相对冷却，气温低，空气冷却收缩下沉，在近地面形成高压。

2．近地面是高压，对应的高空是低压；近地面是低压，对应的高空是高压。

3．在高压处等压面向高处凸，在低压处等压面向低处凸。

4．在水平方向上，风由高压吹向低压，热力环流中先有空气的垂直运动，后有空气的水平运动。

5．在海陆风中，白天吹海风，夜晚吹陆风；在山谷风中，白天吹谷风，夜晚吹山风。

6．高空中，风基本不受地面摩擦力的影响，在水平气压梯度力和地转偏向力作用下，风向与等压线平行。

7．近地面，风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下，风向与等压线斜交。