专题13 大气的热力作用与热力环流原卷版.docx

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专题13大气的热力作用与热力环流原卷版

第3章

自然地理环境中的物质运动和能量交换

-——大气圈

专题13大气的热力作用与热力环流（原卷版）

【基础自检】

1.大气的组成及垂直分层

（1）近地面空气除了干洁空气外，还含有、

（2）大气层由地面到高空可分为、、。

适于高空飞行的是

天气现象复杂多变的是其厚度因纬度而不同，一般来说纬度越高，厚度越。

在大气层的22～27km处存在层，是地球生命的天然屏障。

2.大气的受热过程

（1）写出下列代号代表的含义:

a.太阳辐射,b.　　　　,c.大气吸收,d.　　　　。

（2）描述大气的受热过程:

①部分太阳辐射透过大气射到地面,使地面　　　　,即图中的　　　　。

②地面以长波辐射的方式向　　　　传递热量,使大气　　　　,即图中的　　　　。

③大气以　　　　的形式将热量返还给大地,从而起到　　　　作用,即图中的　　　　。

（3）大气的作用（填字母）:

①大气对太阳辐射的削弱作用　　　　。

②大气对地面的保温作用　　　　。

3.热力环流

（1）大气运动的根本原因：

太阳辐射能的　　　　　　，造成高低纬度间的　　　　　　。

（2）热力环流的形成

4.大气的水平运动

（1）形成风的直接原因：

　　　　　　　。

（2）风的受力状况与风向

图示

受力

状况

只受图中F　　　的影响

受图中F1　　　与F2　　　的共同影响

受图中F1　　　、F2　　　和F3　　　的共同作用

风向

垂直于　　　指向　　　

与等压线　　　（高空风）

与等压线　　　（近地面风）

【重难突破】

一、.大气的垂直分层及各层特点

二、大气的受热过程及其应用

一、大气受热过程和大气保温作用的基本原理

1．大气的受热过程可分为：

大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用两个方面

（1）大气对太阳辐射进行反射、吸收、散射，从而使到达地面的能量有所削弱（降低了白天的最高气温）。

大气的吸收具有选择性，臭氧和氧原子主要吸收紫外线；二氧化碳、水汽主要吸收红外线，而太阳辐射中最强部分的可见光绝大部分可以到达地面。

（太阳辐射是地球上最主要的能量来源）

（2）地面吸收太阳辐射而增温，同时又以红波（长波）辐射的形式把热量传递给大气（地面是对流层大气增温的最重要方式或地面是近地面大气主要、直接的热源）

（3）大气保温作用的基本原理：

地面的长波辐射除少部分透过大气返回宇宙空间外，绝大部分被对流层中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温。

大气同时向外辐射红外线，其中大部分朝向地面，即通过大气逆辐射将热量还给地面，从而补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。

【特别提醒】　大气逆辐射并非只在晚上存在，白天也存在，并且白天辐射比晚上更强。

大气逆辐射最强时为大气温度最高时，即午后两小时左右，并不是在夜晚。

2．大气对太阳辐射的削弱作用

削弱

作用

参与的物质

主要作用

典例

吸收

对流层大气中的水汽和二氧化碳；平流层大气中的臭氧

水汽和二氧化碳吸收红外线，臭氧吸收紫外线

平流层中的气温随高度的增加而上升，地面生物免遭过多紫外线的侵害

反射

大气中的云层和较大颗粒的尘埃

大气中的云层和尘埃将投射到其上的太阳辐射的一部分反射回宇宙空间

夏季天空多云时，白天的气温不会太高

散射

空气分子或微小尘埃

使一部分太阳辐射改变方向，从而不能到达地面

蓝、紫色光最容易被散射，故晴朗的天空呈蔚蓝色；日出前的黎明、日落后的黄昏，天空仍然明亮

　大气保温作用可以归纳为易于理解和掌握的“知识串”：

太阳辐射——地面吸收——地面增温——地面辐射——大气吸收——大气升温——大气逆辐射。

【归纳总结】大气的受热过程可归纳为下表：

过程

具体过程

热量来源

1

太阳暖大地

太阳辐射到达地面，地面吸收后增温

太阳是地面的直接热源

2

大地暖大气

地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温

地面是近地面大气的直接热源

3

大气还大地

大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面

通过大气逆辐射把热量还给地面

【方法技巧】

大气保温作用可以归纳成易于理解和掌握的“知识链”：

太阳辐射—地面吸收—地面增温—地面辐射—大气吸收—大气升温—大气逆辐射。

二、热力环流的形成过程

1.用示意图表示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：

3．常见的热力环流形式

（1）海陆风

①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。

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山谷底，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污染的工业。

（2）市区与郊区之间的热力环流

形成

由于城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”，引起空气在城市上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，在城市与郊区之间形成城市热岛环流

影响

一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外

【特别提醒】

1．热力环流中三个关系

（1）近地面和高空气压相反关系

（2）温压关系：

热低压、冷高压。

（如上图中甲、乙、丙三地所示）

（3）风压关系：

水平方向上，风总是从高压吹向低压。

（如上图中①②③④处风向所示）

三、大气的水平运动

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

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.风向和风力的大小判断

（1）风向判断

①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，但并不一定指向低压中心），表示水平气压梯度力的方向。

②确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右（北半球）或左（南半球）偏转30°~45°角，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）

（2）风向的应用

根据风向与等压线的关系可以：

①定南北半球，②定气压高低，③定三力，④定近地面或高空。

如下图：

我们可以根据风向确定出水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的方向;可以确定出北部气压高，南部气压低;可以确定为南半球近地面风向。

（3）判断风力大小

①同一等压图上，等压线密集，风力大;等压线稀疏，风力小，如图中甲处风力大于乙处。

②不同图中，相同比例尺，相邻两条等压线数值差越大，风力越大，如图中B处风力大于A处。

③不同图中，若相邻两条等压线数值相等，则比例尺越大，风力越大，如图中C处风力大于D处。

【拓展延伸】

1.二氧化碳等温室气体大量排放对全球变暖的影响

2.大气的受热原理应用于农业生产实践，提高生产效益

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。

3.利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的多少

如：

高海拔地区——空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。

内陆地区——晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。

4.等压面图的判读

（1）判读

①由于大气密度随高度增加而降低，不同高度的大气所承担的空气柱高度不同，导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。

即PA>PC，PB>PD。

②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，同一水平面上，等压面上凸处气压高，下凹处气压低，即PC>PD，PB>PA。

③同一垂直方向上，近地面和高空的气压类型相反，若近地面为高压，高空则为低压。

（2）应用

①判断气压高低。

如上图中比较同一地点不同高度气压值和同一水平面上不同点的气压值可得：

PB>PA>PC>PD。

②判断下垫面的性质

a．判断陆地与海洋（湖泊）

夏季：

等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋（湖泊）。

冬季：

等压面下凹者为海洋（湖泊）、上凸者为陆地。

b．判断裸地与绿地

裸地同陆地，绿地同海洋。

c．判断城区与郊区

等压面下凹者为城区，气温较高；上凸者为郊区，气温较低。

③判断近地面天气状况和气温日较差

等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小，如A地；

等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大，如B地。

5.等压线图上任一地点风向的画法

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°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。

如下图所示（北半球）：

6．如何根据风向判断气压高低和南北半球

（1）根据风的来向为高压一侧，可知：

上图南侧为高压；北侧为低压。

（2）根据水平气压梯度力垂直于等压线且由高压指向低压可绘出水平气压梯度力F气。

（3）从图中可知风向比F气偏右，可知该图位于北半球。

并在风向的右侧绘出地转偏向力F地，并且垂直于风向。

（4）根据摩擦力方向始终与风向相反，绘出摩擦力Fm。

【典型题型】

例1.（2019·石家庄二中高三模拟）阅读图文材料,回答

（1）~（3）题。

材料一　在举世瞩目的G20峰会到来之际（2016年9月初）,天公作美,长三角地区迎来了久违的蓝天白云（见图a）,空气质量优异,能见度极好,蓝天白云美不胜收。

材料二　地球大气受热过程示意图（图b）。

图a

图b

（1）长三角地区迎来了空气质量优异,蓝天白云美不胜收的天气,主要是由于（　　）

A.太阳辐射增加　　　　B.大气逆辐射增加

C.空气分子散射增加　D.地面辐射减少

（2）当前化石燃料的燃烧,排放大量温室气体会导致（　　）

A.①减少　B.②增加

C.③增加　D.④减少

（3）我国西北地区昼夜温差大是因为（　　）

A.白天地面吸收强,夜晚①弱

B.白天反射作用强,夜晚②弱

C.白天大气辐射强,夜晚③弱

D.白天太阳辐射强,夜晚④弱

例2.读北半球某地近地面与高空气压状况示意图，回答

（1）～

（2）题。

（1）关于甲乙丙丁地的说法，正确的是（　　）

A．气温：

甲＞乙＞丁＞丙B．海拔：

丙＞丁＞甲＞乙

C．密度：

乙＞甲＞丁＞丙D．气压：

甲＞乙＞丙＞丁

（2）此时，M地吹（　　）

A．东北风B．东南风C．西北风D．西南风

例3.（2015·浙江卷）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。

某校气象兴趣小组在10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。

读图,回答

（1）

（2）题。

（1）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

（2）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

【过关检测】

一、单项选择题

（2019·北京石景山期末）俗话说“果园不冬灌,受冻又受害;果园灌冬水,开春发的美”。

果农常在“大雪”至“冬至”期间,土壤冻结前灌一次水。

结合图文材料,回答1~2题。

1.下列说法正确的是（　　）　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A.果园冬灌可增强a辐射,减弱b辐射

B.果园冬灌可增强b辐射,减弱c辐射

C.a、b、c辐射波长大小关系是a

D.大气中的臭氧通过吸收b辐射而增温

2.“大雪”至“冬至”期间,果园冬灌的主要目的（　　）

A.可以满足果树对水分的需求,缓解干旱状况

B.可导致地下水位上升,减轻土壤次生盐渍化

C.有利于缓和地温的剧烈变化,防止果树冻害

D.有利于保护表层土壤,减少风力搬运和侵蚀

（2019·安徽合肥一模）下图为我国东北地区（局部）沿46°N地形坡面与1月平均气温分布图。

据此回答3~4题。

3.图中气温最高点的海拔为（　　）

A.550mB.750mC.950mD.1350m

4.图中1月份平均气温曲线出现最大峰值的主要原因是（　　）

A.地势较低,气温较高B.水汽充足,保温作用强

C.气流下沉,焚风效应D.暖气团受阻,锋面停滞

（2019·四川内江一模）为了研究山谷风环流中的湖泊效应,地理学者对我国某湖泊T时刻的气温进行了监测并沿25.6°N绘制了湖泊上空的等温面示意图（如下图,单位:

℃）。

同时,该学者运用相关模型对湖泊周围的气温和气流进行了去湖（湖水干涸）模拟,结果表明去湖之后的山谷风环流与实际情况有明显差异。

据此回答5~7题。

5.图中数据表明,T时刻是（　　）

A.夏季的正午前后B.夏季的子夜前后

C.冬季的正午前后D.冬季的子夜前后

6.T时刻湖泊西岸近地面的盛行风是（　　）

A.西南风B.东南风

C.西北风D.东北风

7.与T时刻的实际情况相比,去湖模拟中,湖泊西岸（　　）

A.风向基本不变,风力增强B.风向基本不变,风力减弱

C.风向改变明显,风力增强D.风向改变明显,风力减弱

（2019·河北衡水中学）湖陆风是在较大水域和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性天气现象。

岳阳位于洞庭湖的东侧,下图为岳阳逐时湖陆风风速距平（距平是某一系列数值中的某一数值与平均值的差）变化曲线图。

据此回答8~9题。

8.下列四个时段中,为岳阳湖风最大的时段是（　　）

A.23时B.56时

C.1314时D.1819时

9.下列各项中,能减弱岳阳市湖风的是（　　）

A.地面硬化B.城市扩大

C.工业发展D.绿化增加

（2019`·山东师范大学附中）下图为美国盐湖城热岛效应空照图,运用大气的受热过程、热力环流相关知识和原理探究问题。

据此回答10~11题。

10.据图推测,下列说法正确的是（　　）

A.市区的空气温度白天小于夜晚

B.市区的表面温度（地面温度）和空气温度的差值夜晚大于白天

C.市区和郊区之间的空气温度差夜晚大于白天

D.郊区的表面温度（地面温度）白天小于夜晚

11.导致地面温度大于空气温度的主要原因是（　　）

A.削弱作用导致空气温度低

B.地面是对流层大气的主要热源

C.保温作用导致地面温度高

D.地面依靠吸收大气辐射而升温

（2019·四川成都外国语学校）华北平原的温室大棚内在某些季节常常结有露珠,影响棚内蔬菜光合作用,较冷的水滴滴到蔬菜上,容易导致蔬菜腐烂。

据此回答12~13题。

12.影响温室大棚内露珠量的主要因素是（　　）

A.棚内昼夜温差B.大棚内外温差

C.棚顶倾斜角度D.棚外风力大小

13.棚内露珠对蔬菜生长危害最大的月份最可能是（　　）

A.1月B.4月

C.7月D.10月

（2019·广东东莞一调）近50年来黑龙江省土地利用空间分布发生了显著变化,东部、北部的沼泽分别逐渐被耕地、林地取代。

土地利用的变化导致气温也发生了变化。

研究发现,气温变化与地面反射率有关,各土地利用类型的年均地面反射率:

林地<沼泽<水域<草地<耕地<建设用地,同类土地的地面反射率冬季最高。

据此回答14~15题。

14.该省东部、北部气温的变化趋势分别是（　　）

A.上升、上升B.上升、下降

C.下降、上升D.下降、下降

15.造成地面反射率冬季最高的直接因素是（　　）

A.地温B.积雪

C.植被覆盖率D.日照时数

（2019·北京海淀期中）图中的4条曲线反映R地某日近地面观测的辐射和温度随时间变化情况。

其中,太阳总辐射强度是指到达地面的太阳短波总辐射强度,地面净辐射强度是指地面收入与支出辐射差额的强度。

读图,回答16~18题。

16.影响R地该日太阳总辐射强度变化的主要因素有（　　）

①太阳高度　②气候类型　③地形特点　④地表温度　⑤云量变化

A.①②③B.②③④C.①③⑤D.②④⑤

17.图中曲线与地面净辐射强度、近地面大气温度、地表温度依次对应的是（　　）

A.甲、乙、丙B.乙、丙、甲

C.丙、乙、甲D.甲、丙、乙

18.此次的观测地点和时段可能是（　　）

A.西欧平原,3、4月份

B.撒哈拉沙漠,7、8月份

C.青藏高原,5、6月份

D.准噶尔盆地,10、11月份

（2018·天津红桥二模）读北半球某地近地面大气多年平均热量收入和支出年内变化示意图,回答19~20题。

19.一年内最高气温出现在（　　）

A.A点B.B点C.C点D.D点

20.低层大气增温主要是因为（　　）

A.受太阳光直接照射

B.大气中的臭氧吸收紫外线

C.太阳辐射被大气中的水汽和二氧化碳吸收

D.地面长波辐射被大气中的水汽和二氧化碳吸收

三、综合题

21.阅读图文材料,回答下列问题。

（18分）

气温垂直递减率是指在垂直方向上每升高100m气温的下降值（℃）。

气温垂直递减率的变化主要取决于近地面气温的变化。

研究表明,气温垂直递减率与热量和水分条件相关。

下图示意青藏高原气温垂直递减率的时空变化。

（1）比较青藏高原年内平均气温垂直递减率南北变化与东西变化的差异。

（4分）

（2）推断青藏高原年内平均气温垂直递减率与水分的相关性,并说明依据。

（5分）

（3）分析青藏高原上冬季气温垂直递减率普遍较低的原因。

（6分）

（4）近年来青藏高原夏季气温垂直递减率增大,推测其对我国夏季风的影响。

（3分）

22.（2019沭阳中学高三模拟）阅读图文材料,回答下列问题。

（16分）

金沙江、澜沧江、怒江都流经西藏昌都地区,并形成深切峡谷。

在峡谷底部出现狭长的干热区域,是焚风效应和局地热力环流共同作用的结果。

这些区域难见森林,多山石裸露,仅分布着仙人掌和一些低矮的灌丛等植物。

左下图示意西藏昌都地区水系和主要峡谷分布,右下图示意怒江峡谷景观。

（1）从山谷风角度解释昌都地区深切峡谷底部气候干热的原因。

（6分）

（2）说明昌都地区峡谷底部难见森林的原因。

（4分）

（3）有人建议在昌都地区河谷底部建立高品质、无公害水果蔬菜生产基地。

你是否同意,从自然角度说明理由。

（6分）