河北省南宫中学高中地理第二章第三节大气环境第2课时.docx

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河北省南宫中学高中地理第二章第三节大气环境第2课时

第2课时　热力环流与大气水平运动

播放两幅图片,或者是微视频。

内容是火锅上空的水汽往上走;从冰箱里拿出来的冰块,放在桌面上,水汽往桌下沉。

通过对比,引导学生说出空气受热,气体膨胀上升;空气遇冷,气体收缩下沉。

进而引出本节课的内容——热力环流。

1.理解热力环流的形成原理和大气运动的根本原因。

2.运用各种示意图,说明大气运动状况。

理解大气水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力对大气水平运动的影响。

一、热力环流（最基本的运动形式）

1.概念:

由于地面①　　　　　而形成的空气环流。

2.气温与气压关系（近地面）:

气温高→气压②　　　　,气温低→气压③　　　　。

（高空与近地面气压状况相反） 

3.空气的垂直运动:

温度高的地方气流④　　　　　,温度低的地方气流⑤　　　　　。

空气的垂直运动导致⑥　　　　　上的气压差。

4.空气的水平运动:

同一水平面上,大气由⑦　　　　　的地方流向⑧　　　　　的地方。

5.常见的热力环流

（1）小尺度:

城市风、海陆风、山谷风。

（2）大尺度:

季风环流,赤道低压带、极地高压带的形成。

二、大气运动的基本原理

⑨　　　　　→空气的垂直运动→⑩　　　　　→水平气压梯度力（原动力）→空气的

　　　　　→风。

三、大气的水平运动——风

1.水平气压梯度力:

形成风的

　　　　　原因,大小与气压梯度成

　　　　　,方向

　　　　　等压线,由高压区指向低压区。

2.地转偏向力:

方向与物体的运动方向

　　　,北半球向右偏,南半球向左偏。

3.摩擦力:

方向与风向

　　　　　,大小与距离地面高度成

　　　　　,高空可忽略不计。

4.风向

（1）赤道:

受水平气压梯度力（近地面有摩擦力）作用→风向

　　　　等压线。

（2）其他纬度

高空:

受水平气压梯度力和地转偏向力作用→风向平行于等压线。

近地面:

受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力作用→风向与等压线斜交。

【答案】　①冷热不均　②低　③高　④上升　⑤下沉　⑥同一水平面　⑦气压高　⑧气压低　⑨冷热不均　⑩同一水平面上的气压差　

水平运动　

直接　

正比　

垂直于　

垂直　

相反　

反比　

垂直于

1.大气运动的能量来源是什么?

请简述大气运动的最简单形式。

【提示】　大气运动的能量来源于太阳辐射。

大气运动的最简单形式是热力环流,是由于地面冷热不均而形成的空气环流。

2.在等压线图上,该如何画任一地点的风向?

【提示】　在等压线图上,任一地点风向的画法如下:

第一步,在等压线图中,按要求画出过该点的切线并做垂直于切线的虚线,箭头由高压指向低压,但并非一定指向低压中心,用来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左或向右偏转30°~45°角,画出实线箭头,即过该点的风向。

以北半球为例,如图所示。

　　读图,回答1~2题。

1.若该图表示热力环流,则甲、乙、丙、丁对应的等压面分布（示意）正确的是（　　）。

A.甲　　　　B.乙　　　　C.丙　　　　D.丁

2.如果上图表示青岛沿海地区,并且该地区此时吹海风,则能够正确表示海风的箭头是（　　）。

A.①B.②C.③D.④

【解析】　第1题,甲处盛行上升气流,则与丁处相比较,丙处气压高,等压面向上凸。

第2题,海风应是近地面由海洋吹向陆地的风,箭头④最符合题意。

【答案】　1.C　2.D

　　读北半球等压线的水平分布图（单位:

hPa）,回答3~4题。

3.若该图表示近地面的气压分布,则R地的风向是（　　）。

A.西北风B.西南风C.东北风D.东南风

【解析】　R地的水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压,再向右偏转可知R地的风向为西南风。

【答案】　B

4.若该图表示的是高空的气压分布,则R地的风向是（　　）。

A.西风B.东风C.南风D.北风

【解析】　高空中风向与等压线平行,R地为西风。

【答案】　A

探究一　热力环流形成的原理

[互动探究]　结合教材图2-29“冷热不均引起的热力环流”,分析热力环流形成的过程。

据此回答下列问题。

（1）在均质地球状态下,垂直气压分布有何特点?

（2）A（受热）、B（冷却）、C（冷却）三地受热不均后,三地的大气会发生什么变化?

（3）三地近地面、高空的空气密度分别有什么变化?

（4）此时,同一水平面上（近地面、高空）的空气密度是否相同?

（5）这种差异会导致气压如何变化?

进而导致空气如何流动?

（6）此时,等压面产生了什么变化?

等压面凹凸有何规律?

【答案】　

（1）随高度的增加而递减,等压面呈水平平行状态。

（2）A地气体膨胀上升,B、C两地气体收缩下沉（热胀冷缩）→空气产生垂直运动,如图。

（3）A地近地面空气密度变小,高空空气密度变大;B、C两地近地面空气密度变大,高空空气密度变小。

（4）近地面,A地空气密度降低,B、C两地空气密度升高;高空,A地空气密度升高,B、C两地空气密度降低。

（5）A地近地面气压降低,高空气压升高;B、C两地近地面气压升高,高空气压降低→空气产生水平运动,风由高压吹向低压,如图。

（6）A地高空和B、C地近地面等压面向高处凸,A地近地面和B、C地高空等压面向低处凹,如下图。

等压面凹凸的规律:

高压处等压面向高处凸,低压处等压面向低处凹。

[归纳总结]　1.热力环流的形成原理

热力环流是由地面冷热不均而形成的一种环流形式,结合等压面示意图对其形成过程分析如图所示。

2.等压面图的判读方法

①无论是低空还是高空,高压处等压面都向上凸起,低压处等压面向下凹陷。

②近地面受热,气流垂直上升,近地面形成低压,如A;近地面冷却,空气收缩下沉,近地面形成高压,如B、C,即PB>PA,PC>PA。

③水平气流由高压区流向低压区,如B→A,E→F。

④同一地点不同海拔上,海拔越高,气压越低,如PA>PE。

⑤图中高低压水平方向比较,如气压数值上PB>PA>PE>PF。

⑥结合以上分析,A、B、E、F四点气压值从大到小的排序是B>A>E>F。

探究二　大气的水平运动

[互动探究]　读教材图2-31及阅读材料,回答下列问题。

（1）若只考虑水平气压梯度力,风向和等压线有什么关系?

试说明水平气压梯度力对风向的影响。

（2）高层大气风向受哪几个力的影响?

这几个影响的力在均质气压场情况下,随风向的转变有何变化?

最终风向和等压线形成什么关系?

（3）图中近地面风向受哪几个力的影响?

各自方向有何特点?

与高层大气风向对比,在两种受力情况下,风向有何异同?

并总结摩擦力对风的影响。

【答案】　

（1）风向和等压线垂直,由高压指向低压。

水平气压梯度力使风沿垂直于等压线的方向,由高压吹向低压。

（2）水平气压梯度力和地转偏向力。

水平气压梯度力方向不变,始终垂直于等压线,从高压指向低压;地转偏向力方向改变,但始终垂直于风向。

最终水平气压梯度力和地转偏向力大小相等、方向相反,风向和等压线平行。

（3）水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。

水平气压梯度力垂直于等压线,从高压指向低压;地转偏向力垂直于风向;摩擦力和风向相反。

在两种受力情况下,风向都发生了偏转。

但高层大气的风在只受水平气压梯度力和地转偏向力作用的情况下,最终风向和等压线平行;而近地面的风在添加了摩擦力的情况下,最终风向和等压线斜交。

说明摩擦力会降低风速,改变风向。

[归纳总结]　列表比较不同状况下的风向

风的

类型

作用力

名称

方向

受力作用分析

风向

理想状

态的风

（赤道

地区）

水平气

压梯度

力

垂直于等压线,由高压指向低压

受一个力作用

（水平气压梯度力）

垂直于等压线,由高压指向低压（与水平气压梯度力的方向一致）

高空

的风

水平气

压梯度

力

垂直于等压线,由高压指向低压

受两个力作用

（水平气压梯度

力+地转偏向力）

风向平行于等压线（与水平气压梯度力垂直,北半球向右偏,南半球向左偏）

地转偏

向力

垂直于风向,北半球向右偏,南半球向左偏

续表

风的

类型

作用力

名称

方向

受力作用分析

风向

近地面

的风

水平气

压梯度

力

垂直于等压线,由高压指向低压

风向斜穿等压线（与水平气压梯度力斜交,北半球向右偏,南半球向左偏）

地转偏

向力

垂直于风向,北半球向右偏,南半球向左偏

摩擦力

与风向相反

　　读北半球某地近地面等压线分布示意图,回答1~2题。

1.①处的风向不可能为（　　）。

A.南风

B.西风

C.西南风

D.东北风

2.下列关于图中①②两处的叙述,正确的是（　　）。

A.②处的风速比①处大,因其等压线较①处密集

B.①处的风速较大,因水平气压梯度力较大

C.①处的气压值高于②处

D.①处大气运动时,地面的摩擦力比②处大

【解析】　第1题,①处一般情况下应为西南风;但当该地地面摩擦力很小时,风向可能与等压线接近平行,成为西风;当该地位于赤道附近,几乎不受地转偏向力影响时,风向几乎与等压线垂直,成为偏南风。

因此,只有东北风不可能为①处的风向。

第2题,①②两处等压线疏密不一,②处较密集,表明单位距离气压梯度大,水平气压梯度力大,因此风速大;地面的摩擦力大小与地面状况密切相关。

【答案】　1.D　2.A

3.读某区域等高面与等压面关系示意图,回答下列问题。

（1）图中①至⑤点,气压最高的是　　　　,气压最低的是　　　　。

（2）在图中用“→”画出热力环流。

（3）若图示区域热力环流为白天的海陆风,则A、B两地为陆地的是　　　　,当地吹　　　　风。

（4）如果A、B两地之间的温差加大,则该区域的热力环流势力将　　　（增强、减弱）。

（5）如果该地位于北半球,A地位于B地的正西方,则A、B两地之间的风向为　　　　。

【解析】　第

（1）题,④点位于等压面以下,气压最高;⑤点位于等压面以上,气压最低。

第

（2）题,根据高空等压面可知,A地气压比B地气压高,故热力环流为A→B→④→⑤→A。

第（3）题,白天陆地气温较高,气压较低,故B为陆地,A为海洋,风从海洋吹向陆地。

第（4）题,A、B两地之间的温差越大,气压差越大,热力环流势力越大。

第（5）题,北半球风向向右偏,由此可知,A、B两地之间的风向为西北风。

【答案】　

（1）④　⑤

（2）图略（A→B→④→⑤→A）。

（3）B地　海

（4）增强

（5）西北风

【答案】　①受热　②冷却　③水平

一、选择题

　　某学校地理兴趣小组设计并进行了如下实验。

据此回答1~2题。

1.该实验的主要目的是测试（　　）。

A.温室效应　　　　　　　B.热力环流

C.海陆热力差异D.风的形成

2.下列地理现象的成因与该实验原理相同的是（　　）。

【解析】　第1题,从图中可以看出,沙石的昼夜温差远大于水的昼夜温差,体现了海陆（下垫面）热力差异。

第2题,图A表示海陆间水循环;图B表示锋面天气;图C表示海陆风（或季风）,其形成与海陆热力差异有关;图D表示地形雨。

【答案】　1.C　2.C

　　读阿根廷某城市1月份某日22时等温线分布图,回答3~4题。

3.据观测发现,一条源自山区的宽阔河流穿城而过,河流两岸气温较低。

由图可知,该河在城区的走向大致是（　　）。

A.东西走向B.南北走向

C.西北—东南走向D.东北—西南走向

4.下面四图中与M、P、N一线上空等压面的剖面线相符合的示意图是（　　）。

A.①　　　　B.②　　　　C.③　　　　D.④

【解析