冷热不均引起的大气运动知识讲解.docx

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冷热不均引起的大气运动知识讲解

冷热不均引起的大气运动〔知识讲解〕

冷热不均引起的大气运动

考点解读

1．热力环流的成因及环流模式。

2．大气的水平运动，注意近地面与高空的区别。

知识清单

1．热力环流

根本原因：

________的纬度分布不均，造成上下纬度间的________

由于地面________而形成的空气环流，称为热力环流

热力环流的形成：

冷热不均→空气垂直运动〔气流上升或下沉运动〕

↓

同一水平面上的气压的差异→大气水平运动

热力环流

2．大气的水平运动

能量来源：

________辐射

根本原因：

________________

直接原因：

同一水平面上________差异

原因

最简单的形式：

________________

水平气压梯度力

地转偏向力

地面摩擦力

大气水平运动

〔风〕受力

两力作用下风向

______于等压线

三力作用下风向

________等压线

大气的水平运动

参考答案

1．太阳辐射能温度差异冷热不均

2．地面上下纬度间的冷热不均气压热力环流平行斜交于

要点精析

要点一：

大气运动根本原理----热力环流

1．热力环流的形成过程

2．说明

在热力环流中谈到的高压与低压都是同一水平面上不同的地方相比拟而言的。

在理解热力环流时，还要注意以下几点规律：

①地面冷热不均是引起大气运动的根本原因。

“热力环流〞是大气运动最简单的形式。

②同一地点〔垂直方向〕：

近地面的气压总是比高空要高；如下图，A地受热，空气膨胀上升，形成低压，相对应的高空形成高压；但A＇点的高压并不是说其气压值比A点大，而是相对于同一水平面上的B＇点来说气压值要高。

称为高压；同理，A点低压是指比同一水平面上的B点的气压要低。

准确地说，气压排列为B＞A＞A＇＞B＇。

③气温与气压的关系：

受热的地方，空气受热膨胀上升，近地面形成低气压，相应的高空那么形成高气压；冷却的地方，空气收缩下沉，近地面形成高气压，相应的高空那么形成低气压。

④水平方向：

等压面上凸为高压，下凹为低压。

如上图A＇点等压面上凸，说明A＇点区域为高压。

因为随海拔升高，气压降低，那么A＇＞a，B＇＜b，又因a=b〔同一等压面上〕，所以A＇＞B＇，即A＇点的气压大于B＇、C＇点的气压，即上凸为高压，同理，下凹为低压。

高空等压面与近地面等压面的凸出方向相反。

⑤近地面与高空的气压分布状况正好相反。

⑥会画气流的运动方向。

大气的水平运动：

总是由高压指向低压。

大气的垂直运动：

近地面冷——气压高——气流下沉；近地面热——气压低——气流上升。

■

3．局部热力环流举例

①山谷风

白天，山坡上的空气增温强烈，于是暖空气沿坡爬升，形成谷风；夜间，山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷底。

形成山风。

②城市风

近地面风向从郊区吹向市区中心，高空风向由市区中心上空吹向郊区上空。

③海陆风

由于海陆热力性质的差异，白天，陆地受热快，气温比海面高，气压比海面低，在低空，风由海面吹向陆地，即为海风，高空气流方向相反；夜间，陆地降温较快，气温比海面低，气压比海面高，在低空，风由陆地吹向海面，即为陆风，高空气流方向相反。

【典型例题】

例题1

读“北半球某地热力环流模式图〞，完成以下问题。

〔1〕图中〔〕 

A. 甲地气温低于丁地    B. 丁地气温低于丙地 

C. 乙地气压高于丙地   D. 甲地气压低于乙地 

〔2〕图中P、P＇两点〔〕

A. 风向、风速相同       B. 地转偏向力方向相反 

C. 大气受力状况相同      D. 水平气压梯度力方向相反

解析：

〔1〕甲地气流上升，甲地气温应该较高，丁地气流下降，丁地气温应该较低；垂直方向上，近地面气温随海拔上高而降低；甲地气流上升，空气在乙处聚集，形成高压，丁地气流下降，丙地形成低压；垂直方向上，气压随海拔升高而降低。

〔2〕水平方向上气流从高压流向低压，所以P地风向由丁吹向甲、P＇地风向由乙吹向丙；同在北半球地转偏向力都是向右偏；高空和近地面大气受力状况不同，近地面受气压梯度力、地转偏向力、摩擦力影响，高空受气压梯度力、地转偏向力影响。

水平气压梯度力是由高压指向低压，所以D选项正确。

答案：

〔1〕C〔2〕D

例题2

读“某滨海地区同一纬度海陆表面气温日变化曲线图〞,答复以下各题:

1．近地面风从海洋吹向陆地的时段为（　　）[

A．8时至16时B．6时至18时C．18时至次日6时D．16时至次日8时

2．图中（　　）

A．①时刻近地面的气压陆地上比海洋上低

B．②时刻海洋上的气温达一天中最低值

C．③时刻陆地气流下沉,海洋气流上升

D．④时刻海洋上太阳辐射达一天中最强

解析：

第1题，据图可知：

图中虚线气温日较差较小，实线气温日较差较大，因此实线表示陆地，虚线表示海洋；当海洋温度低于陆地时，那么海洋气压高于陆地，近地面风由海洋吹向陆地，该时段为8时至16时，所以此题A正确。

第2题，图中①时刻近地面的气压陆地高于海洋；②时刻海洋上的气温达一天中最低值；③时刻陆地气流上升，海洋气流下沉；④时刻海洋上气温最高，该时刻滞后于太阳辐射最强时，所以此题B正确。

答案：

1.A2.B

要点二：

大气的水平运动

1．形成风的直接原因——水平气压梯度力

水平气压梯度力有三个特点：

一是由高压指向低压；二是垂直于等压线；三是其大小与水平气压梯度〔单位距离间的气压差〕成正比。

2．实际风的合成比拟

作用力

概念

对风向风速的影响

水平气压梯度力

促使大气由高气压区流向低气压区的力

大气水平运动的原动力是形成风的直接原因。

既影响风向〔风向垂直于等压线并指向低压〕，又影响风速〔水平气压梯度力越大风速越大〕

地转偏向力

促使物体水平运动方向产生偏转的力

只影响风向〔使风向逐渐偏离气压梯度力的方向，北半球向右偏，南半球向左偏〕，不影响风速

地面摩擦力

地面与空气之间，以及运动状况不同的空气层之间互相作用而产生的阻力

既影响风速〔降低风速〕，又影响风向

3．风的合成图解

注意：

近地面风向与等压线有一个夹角，而高空因没有摩擦力，风向最终与等压线平行。

应用地转偏向力的偏转规律和水平气压梯度力与风速、风向的关系，可以解决在等压线图上标注风向和判断比拟两地风速的大小的有关问题。

在比拟风速时。

还要注意单位距离间的气压梯度和比例尺问题。

　　等压线图上任意一点风向的判定

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的方向向右〔北半球〕或左〔南半球〕偏转30°～45°，画出实线箭头，即为经过该点的风向。

如以下图所示〔以北半球为例〕：

5.风力的判读方法

　　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，风力也大。

但要注意不同的两幅图上的等压线值和比例尺两种情况的变化。

规律如下：

〔1〕同一等压线图上：

等压线越密集，风力越大；等压线越稀疏，风力越小。

〔2〕比例尺越大，水平气压梯度越大，风力越大；比例尺越小，那么相反。

〔3〕相邻两条等压线数值差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；相邻两条等压线数值差越小，那么　　　　相反。

【典型例题】

以下图示意某一等高面。

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。

答复〔1〕～〔3〕题。

〔1〕假设此图表示北半球，pM＞pN，那么O点风向为〔〕。

A．⑥或⑦B．②或⑥C．④或⑧D．③或④

〔2〕假设此图表示高空等高面，pM＜pN，那么O点风向为〔〕。

A．③或④B．②或⑧C．③或⑦D．⑥或⑦

〔3〕近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向〔〕。

A．与空气运动方向成180°角

B．与空气运动方向成90°角

C．与水平气压梯度力方向成90°角

D．与水平气压梯度力方向成180°角

解析：

〔1〕北半球向右偏转，高空风向与等压线平行，即⑦正确；近地面与等压线斜交，即⑥正确。

〔2〕假设为高空等高面，风向与等压线平行，北半球向右偏转，③正确；南半球向左偏转，⑦正确。

〔3〕假设为近地面，风向与等压线斜交，摩擦力与地转偏向力的合力与水平气压梯度力成180°角。

答案：

〔1〕A〔2〕C〔3〕D

思维拓展

以下图是“等高面与等压面关系示意图〞。

读图，完成以下问题。

〔1〕图中①一⑤点，气压最高的是________，气压最低的是________。

〔2〕A、B两地受热的是________地，空气________；冷却的是________地，空气________。

〔3〕用“→〞画出图中的热力环流。

解析：

解答此题的关键是从高空等压面的凹凸入手，逐步推理。

从图中可以看出，在3000m高空附近A地等压面下凹，B地等压面上凸，B地上空的气压高于A地上空的气压〔或④点气压大于③点气压，①⑦③点的气压值相等，①点气压又大于⑤点气压，故④点气压大于⑤点气压〕，这说明A地空气下沉，B地空气上升，从而可以判定A地冷却，B地受热，高空气流从B地流向A地。

近地面气流从A地流向B地。

答案：

〔1〕④⑤

〔2〕B膨胀上升A收缩下沉

〔3〕图略〔其热力环流的画法应是近地面由A→B，高空由④→⑤，垂直方向是A地下沉、B地上升。

〕

【课外拓展】

雨岛效应

大城市高楼林立，空气循环不畅，加之盛夏时节，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。

大城市大气环流较弱，由于城市热岛所产生的局地气流的上升有利于对流性降水的发生、开展，城区空气中凝结核多时有促进成云降水的作用，同时城市的下垫面粗糙度大使其降水雨系减慢，延长城区降水时间。

以上因素共同作用，就会形成“雨岛效应〞。

雾岛效应

所谓“雾岛效应〞，其原因主要是城市颗粒污染物增加，凝结核过多，引起雾日的增加。

如伦敦为国际著名的雾都，重庆为我国的雾都，除了自然条件的原因外，城市雾岛效应也是重要因素。

伦敦近年来进行了环境治理后，雾日大大减少，就是最好的证明。

此外，除了正常的雾外，有人把城市的“烟雾〞也包含在其中，这样像洛杉矶著名的光化学烟雾事件也被视为城市雾岛效应的一个实例。

焚风效应

气流翻过山岭时在背风坡绝热下沉而形成干热的风。

当气流经过山脉时，沿迎风坡上升冷却，在所含水汽达饱和之前按干绝热直减率降温，达饱和后，按湿绝热直减率降温，并因发生降水而减少水分。

过山后空气沿背风坡下沉，按干绝热直减率增温，故气流过山后的温度比山前同高度上的温度高的多，湿度也显著减少。

中国不少地区有焚风，比拟明显的如天山南坡、太行山东坡、大兴安岭东坡的焚风现象，其增温也可促使作物、水果早熟，强大的焚风可造成干热风害和森林火灾。