2021版地理提能大一轮复习课标版文档：第三单元　第一讲　冷热不均引起大气运动 学案

第三单元　地球上的大气

第一讲　冷热不均引起大气运动

考点一　大气受热过程和逆温现象

　　1.大气受热过程

(1)写出下列字母代表的含义

a①　太阳辐射　,b②　地面辐射　,c③　大气吸收　,d④　大气逆辐射　。  

(2)根据图示,完善大气受热过程

(3)图中显示的大气的作用

Ⅰ.大气对太阳辐射的削弱作用:反射、⑨　吸收　、⑩　散射　。  

Ⅱ.大气对地面的保温作用:　大气逆辐射　。  

2.云层对太阳辐射、大气逆辐射的影响

(1)当有较厚云层时,白天,云层的　反射　作用明显,地面温度比晴天的　低　;夜间,云层的　大气逆辐射(保温)　作用显著,地面温度比晴天的　高　。因此,晴天比阴天的昼夜　温差大　。  

(2)由图可知,白天和夜间都存在　大气逆辐射　,而且白天比夜间　强　 

　　1.图解大气的受热过程

2.大气保温作用的应用

(1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响

(2)农业实践

深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。

3.利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡

(1)高海拔地区:(如青藏高原地区)

地势高空气稀薄大气的削弱作用弱太阳能丰富

(2)内陆地区:(如我国西北地区)

(3)湿润内陆盆地:(如四川盆地)

　　4.昼夜温差大小的分析

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)下垫面性质:下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小,如海洋的昼夜温差一般小于陆地。

• 知识拓展

逆温成因及其影响

在一定条件下,对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温,甚至是气温随高度的上升而升高的现象,称为逆温。

(1)逆温现象的形成及消失过程如下图所示

(2)逆温对地理环境的主要影响

命题视角一　大气的受热过程及其应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　2019年1月某日三峡库区出现云海日出奇观,图Ⅰ为某记者拍摄的照片。图Ⅱ为“大气受热过程示意图”。读图回答下题。

图Ⅰ

图Ⅱ

1.受云海影响,三峡库区大气受热过程对应于图Ⅱ中(　　)

①增大 ②增大

③减小 ④减小

A.①④ B.②③ C.①③ D.②④

答案　B　大气受热过程图中,①表示到达地表的太阳辐射,④表示被大气反射的太阳辐射,③表示地面辐射,②表示大气逆辐射。云海增强了大气对太阳辐射的反射作用,即④增大,导致到达地表的太阳辐射减少,即①减少;到达地表的太阳辐射减少,使地表温度较晴天低,地面辐射减弱,即③减弱;云层中的水汽会加强大气对地面辐射的吸收,增强大气逆辐射,即②增大,B项正确。

　　我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间),效果显著。下图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。据此完成下面两题。

2.(2017课标Ⅰ,9,4分)图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是(　　)

A.① B.② 

C.③ D.④

答案　B　本题考查气温日变化规律。膜内温度高于自然状态下的温度,且膜内平均温度日变化要小于膜外自然状态下的平均温度日变化,故①②为膜内平均温度日变化;有积雪时的温度日变化要小于无积雪时的温度日变化,则②为枯雪年膜内平均温度日变化曲线。

3.(2017课标Ⅰ,10,4分)该地寒冷期(　　)

A.最低气温高于-16 ℃

B.气温日变化因积雪状况差异较大

C.膜内温度日变化因积雪状况差异较大

D.膜内温度日变化与气温日变化一致

答案　C　图示①②为膜内温度日变化,其中①变化很小,而②有较大变化;又①②分别为丰雪年和枯雪年的温度日变化,故膜内温度日变化因积雪状况差异较大,即C正确。

命题视角二　逆温

　　逆温是在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象。某校气象兴趣小组大规模在十月下旬晴朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定。下图为该小组多次观测所得的逆温时空变化平均结果。完成下面两题。

4.下列关于该地逆温特征的描述,正确的是(　　)

A.逆温强度近地面较大,向上减小

B.逆温强度午夜达到最大,后减弱

C.逆温现象日落前出现,日出前消失

D.强逆温前半夜增速慢,后半夜降速快

答案　A　本题考查大气受热过程。根据图示,强逆温层上界海拔低,故A对;逆温强度在4点左右达到最大,而不是午夜,B错;逆温现象15点左右出现,10点左右消失,C错;强逆温前半夜曲线陡、增速快,后半夜曲线缓,降速慢,D错。故选A。

5.造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是(　　)

A.大气吸收地面辐射存在昼夜差异

B.大气散射反射在高度上存在差异

C.空气上下热量传递存在时间差异

D.下垫面反射率在时间上存在差异

答案　C　本题考查大气受热过程。逆温层上界峰值滞后于强逆温层上界峰值,是因为夜晚山风将冷空气带到谷底,且冷空气向上运动需要一个过程,空气热量上下传递存在时间差异。大气吸收地面辐射、散射、反射与大气成分相关,与昼夜无关,与高度无关。下垫面反射率与地面性质相关。综上所述,A、B、D项错误,C项正确。

考点二　热力环流与等压面

　　读热力环流示意图,回忆下列知识。

(1)在图中四条“=”上画上箭头,完成热力环流。(①提示：顺时针)

(2)甲、乙、丙、丁四地的气压高低状况是②　甲>乙>丙>丁　。 

(3)在垂直方向上,随海拔升高,气压③　降低　,气温④　降低　。 

(4)在同一海拔,气压高,等压面向⑤　高空　凸,气压低,等压面向⑥　近地面　凹。 

(5)若图示区域甲为陆地,乙为海洋,此图显示为⑦　黑夜　(白天或黑夜)或⑧　冬季　(冬季或夏季)的盛行风向。 

(6)若该图为城市与郊区之间的热力环流,其中表示城区的是⑨　乙　地。 

(7)结合以上分析知,热力环流形成的原因是⑩　地面冷热不均　。 

　　1.热力环流的形成

学习热力环流要抓住一个过程、两个方向、三个关系:

(1)一个过程

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热力环流。

(2)两个气流运动方向

①垂直运动:与冷热差异有关,热上升,冷下沉。

②水平运动:与气压差异有关,从高压流向低压。

(3)三个关系

①温压关系(如上图中甲、乙两地所示)

②风压关系:水平方向上,风总是从高压吹向低压。(如上图中A、B处风向所示)

③等压面的凹凸关系

a.受热地(甲地):低空下凹、高空上凸。

b.冷却地(乙地):低空上凸、高空下凹。

2.常见的热力环流形式

(1)海陆风

①成因分析——海陆热力差异是前提和关键

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,空气较湿润,是避暑的好地方。

(2)山谷风

①成因分析——山坡的热力变化是关键

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空气污染的工业。

　　(3)城市风环流

命题视角一　热力环流原理及模式判断　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　2019年1月某日三峡库区出现云海日出奇观,图Ⅰ为某记者拍摄的照片。图Ⅱ为大气受热过程示意图。读图回答下题。

　　图Ⅰ　　　　　　　　　　　图Ⅱ

1.三峡库区云海形成原理与下列大气热力环流模式相符的有　(　　)

A.①④ B.②③ 

C.①③ D.②④

答案　A　夜晚因无太阳辐射收入,地面温度和近地面大气温度均不断下降,在日出前后,地表温度为一天中的最低值;库区水域热容量较大,降温慢,相对于库区周围地区温度高,空气上升,水汽凝结而形成云海;选项中,①③表示的是山谷风,白天山坡增温快,山坡温度较山谷温度高,表现为谷风,而夜晚相反,表现为山风,①表示山风,与库区云海日出形成原理相符,①正确、③错误;②④表示的是海陆风,白天陆地增温快,陆地温度较海洋温度高,形成海风,夜晚相反,形成陆风,②表示白天的海风,④表示夜晚的陆风,故②错误、④正确。

命题视角二　等压面的判读　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　读“北半球某地近地面与高空气压状况(热力原因形成)示意图”,完成下面两题。

2.关于图示甲、乙、丙、丁四地的说法,正确的是(　　)

A.气温:甲>乙>丁>丙 

B.海拔:丙>丁>甲>乙

C.空气密度:乙>甲>丁>丙 

D.气压:甲>乙>丙>丁

答案　D　同一水平面上等压面上凸为高压,下凹为低压,甲处气压高于乙处,丙处气压高于丁处;同一垂直面上,海拔高气压低,故四地气压大小关系为甲>乙>丙>丁。

3.此时,图中M地吹(　　)

A.东北风 B.东南风 

C.西北风 D.西南风

答案　A　同一水平面上空气从气压高的地方流向气压低的地方,北半球近地面最终形成的风向向右偏转与等压线成一定的夹角,故M处为东北风。

考点三　大气水平运动——风

　　读下图,完成下列内容。

(1)图中A、B、C分别代表的力及对风的影响:

A.①　水平气压梯度力　,影响:②　风向和风速　; 

B.③　摩擦力　,影响:风向和风速; 

C.④　地转偏向力　,影响:⑤　风向　。 

(2)甲、乙、丙三条等压线气压大小关系是⑥　甲>乙>丙　,判断理由是⑦　水平气压梯度力由甲指向乙、丙　。 

(3)图示地区位于⑧　北　(南或北)半球,判断理由是⑨　风向向右偏转　;是　近地面　(高空或近地面)风,判断理由是　风向与等压线存在一定夹角　。 

　　1.影响风的因素

影响风向的主要因素有水平气压梯度力、地转偏向力等。具体表现是:

(1)同一平面气流总是从高压流向低压,若只考虑水平气压梯度力对风向的影响,则风向与等压线垂直;若只考虑水平气压梯度力和地转偏向力对风向的影响,则风向最终与等压线平行;若考虑水平气压梯度力、摩擦力及地转偏向力对风向的影响,则风向应该是斜穿等压线,且从高压吹向低压。

(2)近地面的风运动过程中往往受到水平气压梯度力、摩擦力和地转偏向力的影响,而高空的风一般只受到水平气压梯度力和地转偏向力的影响。

(3)风向与摩擦力的方向总是相反;地转偏向力的方向总是与风向、摩擦力的方向垂直;地转偏向力与摩擦力的合力方向总是与水平气压梯度力的方向相反。

(4)高空和近地面没有明确规定的高度,但是一般以1 500米为参考数值。

2.等压线分布图上风向和风力大小的判断

(1)风向的判定方法

第一步: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,但并非一定指向低压中心),表示水平气压梯度力的方向。

第二步:确定南、北半球后,面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°~45°(高空的风偏转90°),画出实线箭头,即为经过该点的风向。如下图所示(以北半球近地面为例)。

(2)风力的判读

①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。如上图,风力:A>B>C>D。

②要注意不同图幅上的气压梯度和比例尺两种情况的变化。在不同地图中,相同图幅、相同等压差的地图相比,比例尺越大,表示单位距离间的等压线越密集,则风力越大;比例尺越小,表示单位距离间的等压线越稀疏,则风力越小。如下图中,A、B、C、D四处风力的大小关系是A>B>C>D。

命题视角一　等压线图中风向的判断　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　下图示意我国某地区14日6时的气压形势,L为低压。图中天气系统以200千米/天的速度东移。读下图,完成下题。

1.图中甲地14日6—9时的风向为(　　)

A.偏东风 B.偏南风 C.东北风 D.西北风

答案　B　本题以等压线分布图为背景考查风向的判读。根据水平气压梯度力垂直于等压线且指向低压,北半球风向向右偏的规律,可判断甲地14日6—9时的风向为偏南风。

　　读下图,回答下题。

海平面等压线分布图(单位:百帕)

2.在上图所示的时段内,风向由东南变为东北的城市是(　　)

A.台北 B.上海 

C.首尔 D.北京

答案　D　根据等压线图可以判断出5月6日14时:北京为东南风、首尔为西南风、上海为东南风、台北为东北风。5月7日02时:北京为东北风、首尔为偏南风、上海为东南风、台北为东北风。故选D。

命题视角二　等压线图中风力的判断

　　下图为2016年2月20日14时北太平洋局部地区海平面等压线(单位:百帕)分布示意图。读图完成下面两题。

3.济南与高知之间的气压差可能为(　　)

A.16百帕 B.20百帕 

C.24百帕 D.28百帕

答案　B　读图可知,济南的气压为1 032~1 034百帕,高知的气压为1 012~1 014百帕,故两地的气压差为18~22百帕,B项符合。

4.下列城市中,风力最小的是(　　)

A.长崎 B.首尔 

C.平壤 D.上海

答案　D　读图可知,选项所列的四个城市中,上海附近等压线分布最为稀疏,水平气压梯度力最小,风力最小。

一、选择题　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　对流层是地球大气圈的最底层,该层大气上部冷、下部热,有利于大气的对流运动。下图示意1907年南极布伦特冰架上的哈雷站位置(图Ⅰ)和1957—1993年哈雷站1月和7月低层大气平均气温随高度变化(图Ⅱ)。据此完成下面两题。

图Ⅰ

图Ⅱ

1.(2019安徽合肥二模)1月份,哈雷站对流层上界高度约为(　　)

A.1.5 km B.8.5 km C.12.5 km D.22.5 km

答案　B　南极地区近地面1月气温高于7月,则图中b月为1月、a月为7月。由对流层大气“上部冷、下部热”,结合图中曲线特征,可判断1月该站对流层上界高度在5—10千米之间,即B正确。

2.(2019安徽合肥二模)a月,高度1.5km以下气温垂直变化的原因是哈雷站所在地(　　)

A.大气削弱太阳辐射 B.冰面强烈辐射冷却

C.冰架融化消耗热量 D.冰面反射太阳辐射

答案　B　图示a月1.5千米以下气温垂直方向上下冷上热,即出现了逆温现象。结合上题分析,a月为南半球冬季,南极地区太阳高度很低,太阳辐射很弱或无太阳辐射,冰面辐射使近地面降温快,导致下部气温低于上部。

　　在冰川覆盖的地区,冰川表面较稳定,下沉的冷却气流沿冰面向冰川前方运动,迫使冰缘区较暖的空气上升而产生对流交换,形成由冰川表面向冰缘地带吹送的风,称作冰川风。珠峰北侧海拔5 300—7 000米为冰雪表面,盛行下山风,风力强劲,阵风达到7—8级(7—8级风风速为13.9—20.7 m/s)。据此完成下面三题。

3.(2019皖江名校联盟联考)与冰川风形成原理相同的是(　　)

A.东北信风 B.盛行西风

C.东亚西北季风 D.太行山东坡的干热风

答案　C　东亚西北季风的形成原理与冰川风相同。

4.(2019皖江名校联盟联考)珠峰北侧冰川风势力强劲的主要原因是(　　)

A.冰雪覆盖面积大 B.坡度和落差均大

C.人类活动影响小 D.冰雪厚度大

答案　A　珠峰北侧冰雪覆盖面积大,热力性质差异明显,故风力强劲。

5.(2019皖江名校联盟联考)推断风力最强的时段为当地时间(　　)

A.0—4时 B.6—10时

C.14—18时 D.19—23时

答案　C　冰川表面与冰缘区温差最大时风力最强,当地午后气温最高,温差最大。

　　细颗粒物(PM2.5)的排放超过大气循环能力和承载度,细颗粒物浓度将持续升高,此时如果受静稳天气等影响,极易出现大范围的雾霾。2016年12月,入冬以来最持久雾霾天气来临,全国多个城市达到严重污染。下图是我国南方局部区域该时段某日海平面与相应5 000 m高空等气压差分布示意图(单位:hPa)。据图回答下面三题。

6.(2019天津河西一模)此时,下列城市近地面气压最高的是(　　)

A.长沙 B.重庆

C.南昌 D.武汉

答案　B　图示四个城市中重庆近地面与5 000米高空的气压差最大,说明重庆近地面气压最高。

7.(2019天津河西一模)此时,南昌近地面的风向最有可能为(　　)

A.偏东风 B.偏西风

C.偏南风 D.偏北风

答案　C　图示南昌东南部气压差高于西北部,说明近地面气压南昌东南部高于西北部;依据风向由高压指向低压,北半球向右偏,可判断南昌近地面风向为偏南风。

8.(2019天津河西一模)若仅考虑天气因素,对此时该地区雾霾天气的说法正确的是(　　)

A.武汉风力较小,雾霾持续时间较长

B.重庆风力较大,雾霾持续时间较短

C.武汉盛行上升气流,雾霾持续时间较长

D.重庆盛行下沉气流,雾霾持续时间较长

答案　D　依据上述分析可知,重庆为高压中心而盛行下沉气流,雾霾不易扩散且持续时间较长;武汉为低压中心,气流呈上升运动,利于雾霾扩散且持续时间较短。

　　我国南方某地一座水库,某日两时刻测得水库及其东西两侧气温分布如下图所示。读图回答下面三题。

9.关于水库及其周围地区气温的描述正确的是　(　　)

A.水库中心区的气温日变化最大

B.水库中心区的气温日变化最小

C.一天中水库中心区的气温始终高于东西两侧地区的气温

D.一天中水库中心区的气温始终低于东西两侧地区的气温

答案　B　据图分析可知,一天中水库中心区的气温白天低于东西两侧地区,夜晚高于东西两侧地区,水库中心区的气温日变化最小。

10.由于水库与周围地区存在着气温差异,导致水库与周围地区之间形成了热力环流。关于该热力环流的描述正确的是(　　)

A.热力环流的方向不变

B.水库中心区始终存在上升气流

C.白天风由水库吹向四周

D.晚上风由水库吹向四周

答案　C　据气温分布的特点分析可知,白天时,水库中心气温低,形成高气压,东西两侧地区气温高,形成低气压,风由水库吹向四周,夜晚正好相反。

11.与15时水库及其东西两侧的高空等压面的剖面相符的示意图为(　　)

　　　A　　　　　　B　　　　　C　　　　　　D

答案　C　据图可知,15时时,水库中心的气温较低,气流垂直下沉,近地面气压高于两侧;水库中心高空形成低压,气压低于两侧。

二、非选择题

12.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”,读图回答下列问题。

(1)指出图中M、O、P各为什么类型的气压中心。

(2)判断图中②③④三处中风力最大的点,并说明理由。

(3)判断图示地区所属的半球(南半球或北半球),说明判断依据。

(4)尝试在下图中画出甲、乙沿线气压分布状况。

答案　(1)P是高压中心,M、O是低压中心。

(2)③。理由:③处等压线最密集,水平气压梯度力最大。

(3)北半球。水平气流向右偏转。

(4)

13.(2018广东广州测试)阅读图文材料,完成下列要求。

　　城市热岛强度是指中心城区比郊区气温高出的数值大小,单位为℃。

　　兰州市区位于黄河河谷之中,周围群山环抱。其城市建设速度和扩展速度迅猛,1978年城市化水平为45.6%,2010年时已经达到62.7%,热岛效应逐渐增强。下图是兰州某日热岛效应强度变化统计图。

(1)描述兰州该日热岛效应强度的变化规律。

(2)说明兰州该日正午前后热岛效应特点的成因。

(3)推测兰州热岛效应季节变化的规律,并说明理由。

(4)分析兰州城市化引起下垫面性质改变与热岛效应的关系。

答案　(1)夜间强,白昼弱;22时前后最强,正午前后最弱。

(2)正午前后,太阳辐射最强烈,中心城区地表和建筑物大量吸收太阳热量,大气对流、湍流作用增强,利于散热;城区与郊区热力环流加强,城区、郊区温差减小;城区上空盛行上升气流利于散热,而郊区盛行下沉气流不利于散热。因而引起城区气温低于郊区气温的“冷岛”效应。

(3)规律:冬季最强,夏季最弱,春秋居中。

理由:冬季受冷气团控制,天气稳定,有利于热岛的形成与发展;受山谷地形影响,冬季逆温层加厚,不利于城区散热;冬季正值供暖期,排放热量多;冬季取暖燃煤污染物排放量大,使得城区大气逆辐射增强,收入热量多。

(4)兰州城市化的发展改变了下垫面的热力性质,人工建筑物吸热快而热容量小;城区地面和建筑物对太阳辐射反射率较低,吸收率较高;城区密集的建筑群、纵横的道路桥梁,构成较为粗糙的城区下垫面,因而对风的阻力增大,风速降低,热量不易散失;城市化发展使绿地和水体减少,地表含水量减少,热量更多地以显热形式进入空气中,导致空气升温,使城市热岛效应不断增强。