学年高中地理 第二章 地球上的大气 第一节 冷热不均引起大气运动教学案 新人教版必.docx
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第一节 冷热不均引起大气运动
第1课时 大气的受热过程与热力环流
1．大气的受热过程和保温作用的基本原理。
2．热力环流的形成过程及形成的地理现象。
一、大气的受热过程
1．能量来源
（1）地球大气最重要的能量来源：
太阳辐射能。
（2）近地面大气主要、直接的热源：
地面。
2．受热过程
（1）过程1——地面增温
太阳辐射能的大部分穿过大气层到达地球表面，被地面反射和吸收，地面温度上升。
（2）过程2——大气增温
地面以长波辐射形式把热量传递给大气，近地面大气吸收地面辐射的热量而升温。
3．意义
（1）影响着大气的热状况、温度分布和变化。
（2）制约着大气的运动状态。
二、热力环流
1．大气运动
（1）根本原因：
太阳辐射能的纬度分布不均→高低纬度间的热量差异。
（2）意义：
实现大气中热量和水汽的输送，形成各种天气变化。
2．热力环流——大气运动最简单的形式
（1）形成原因：
地面冷热不均。
（2）形成过程
图示
大气运动状况
垂直运动
A地受热多，近地面空气膨胀上升，近地面形成低压，高空形成高压；B、F两地受热少，空气冷却收缩下沉，近地面形成高压，高空形成低压
水平运动
近地面气压B、F大于A，则水平气流由B、F流向A；高空气压D大于C、E，则水平气流由D流向C、E
1．大气逆辐射只发生在晚上。
（×）
2．地球大气最重要的能量来源是（A）
A．太阳辐射 B．地面辐射
C．矿物能D．地热能
3．地面冷热不均是形成热力环流的直接原因。
（√）
4．近地面低压处等压面下凹，高压处等压面上凸，高空相反。
（×）
5．高空气压高说明气温低。
（×）
知识点一
大气的受热过程
[问题探究]
结合教材P28图2.1大气的受热过程。
讨论完成问题。
探究1 根据上图，先将下图中的内容填充完整，然后说明太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射的关系。
提示：
通过填充内容可以基本了解太阳辐射在地球上的转换过程，填充内容如下：
太阳辐射是地球能量源泉，太阳辐射穿过大气层到达地表的过程中，只有少量被大气吸收，大部分被地面吸收，地面升温；地面向外释放热量，形成地面辐射，地面辐射的热量被近地面大气吸收而升温；大气向地面方向辐射热量，即大气逆辐射，使地面损失的热量得到一定补偿，因此对地面起到保温作用。
探究2 为什么近地面随着海拔升高气温逐渐降低？
提示：
近地面大气的热量主要来自地面辐射，海拔低，离地面近，获得的地面辐射热量多，气温高；海拔高，离地面远，获得的地面辐射热量少，气温低。
探究3 若只考虑云量多少的影响，下面四种情况下，气温由高到低的顺序是________，简单说明理由。
A B C D
提示：
BADC 白天有太阳辐射，气温比夜间时高。
白天阴天时，对太阳辐射反射和吸收强，到达地面的太阳辐射少，地面温度比晴天时低，近地面气温比晴天时低；夜间时没有太阳辐射，以地面辐射为主，阴天比晴天情况下大气逆辐射强，气温高。
探究4 假如某地近三天的天气情况如下所示
根据所学原理判断，平均气温最高的是________，气温日较差最大的是________。
提示：
10月11日 10月10日 白天晴天时到达地面的太阳辐射比阴天时多，气温高，夜晚阴天比晴天的大气逆辐射强，气温高，故平均气温最高的是10月11日，气温日较差最大的是10月10日。
[总结深化]
1．大气的受热过程和保温作用
大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现了受热过程，而大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续。
具体图解如下：
（1）近地面大气热量的主要、直接来源并非太阳辐射
大气吸收的热量主要为长波辐射，对短波辐射吸收很少。
太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射，因此地面是近地面大气的主要、直接热源。
（2）大气逆辐射并非只有晚上存在
大气逆辐射是大气辐射的一部分，是始终存在的，并且白天辐射更强。
2．大气受热过程在生活中的应用
（1）解释温室气体大量排放对全球变暖的影响
（2）在农业中的应用：
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减少土壤水分蒸发，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一地区太阳能的多寡，如①高海拔区：
空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；②内陆地区：
晴天多、阴雨天气少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。
[对点演练]
读大气受热过程示意图，回答1～2题。
1．①～④序号正确的是（ ）
A．①——地面辐射 B．②——大气辐射
C．③——太阳辐射D．④——大气逆辐射
2．图中，近地面大气的直接热源来自（ ）
A．①B．②C．③D．④
解析：
1.D 2.C 第1题，读图可知，①代表太阳辐射；②代表到达地面的太阳辐射；③代表地面辐射；④代表大气逆辐射。
第2题，地面是近地面大气主要的、直接热源，图中的③代表地面辐射。
知识点二
热力环流
[问题探究]
下面是教材P30图2.3热力环流的形成。
读图探究有关问题。
探究1 在热力环流的形成过程，主要表现为哪两种变化？
提示：
地表受热状况的变化（即受热或受冷却）、气压值的变化（等压面出现弯曲）。
探究2 受热和冷却的地方，空气是怎样运动的？
图示的热力环流形成的过程中，主导性的是垂直运动还是水平运动？
请分析原因。
提示：
受热膨胀上升，冷却收缩下沉。
在热力环流中，以垂直运动为主导。
近地面受热不均，产生大气的垂直运动（对流），然后产生水平方向上的气压差异，推动空气在水平方向上由高气压区流向低气压区，从而形成热力环流。
探究3 根据等压面弯曲方向，总结一下等压面弯曲方向与气压的关系。
提示：
高压处等压面向高空弯曲，低压处等压面向地面弯曲。
探究4 利用长方形的玻璃缸（长100厘米，宽30厘米，高40厘米）完成实验，将一盆黄沙和一盆草皮分别放置在玻璃缸两端。
用平整的胶合板把玻璃缸上部开口处盖严，将一束香点燃，放进小洞内，将电灯（1000瓦）打开（如下图）：
观察烟雾的飘动情况，在图中用箭头表示出气流流动方向，并简要说明原理。
提示：
由于黄沙和草皮比热不同，升温速度不同，黄沙一侧升温快，草皮一侧升温慢，形成顺时针方向的气流运动。
探究5 根据热力环流有关原理，找出下面所示情况表示正确的图示，并在图中画出近地面的等压面线。
甲 乙 丙 丁
提示：
图示表达海陆间的热力环流近地面的水平气流运动方向。
白天近地面，陆地气温高形成低压，海洋气温低形成高压，水平气流由海洋吹向陆地，甲图表示正确。
夜间近地面，陆地气温低形成高压，海洋气温高形成低压，水平气流由陆地吹向海洋，丁图表示正确。
画等压面线如下：
甲 丁
[总结深化]
1．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）等压面凸凹关系：
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。
[易错点拨]
（1）高压的数值并不一定大于低压的数值。
在同一水平面上高压的数值大于低压；在垂直方向上，近地面的低压值反而高于对应高空的高压值。
（2）气流并不总是由高压区流向低压区。
在同一水平面上气流总是由高压区流向低压区；在垂直方向上，气流却有可能由低压区流向高压区。
2．等压线（面）图的判读技巧
（1）概念：
等压线（面）是空间气压相等的各点所组成的线（面），常用来表示同一水平面上不同区域的气压状况及差异。
（2）判断气压高低
①比较同一地点不同高度的气压值：
由于大气密度随高度增加而降低，导致同一地点气压在垂直方向上随高度增加而降低。
②比较同一水平面上不同点的气压值：
等压线（面）“高凸低凹”。
因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，进而等压线（面）发生弯曲。
等压线（面）凸向高空的为高气压，下凹的为低气压，可形象地记忆为“高凸低凹”，具体如下图所示。
（3）判断近地面的气温高低
判读依据：
近地面温压相反，即近地面“热低压冷高压”。
（4）判断下垫面性质
①判断陆地与海洋、季节或月份
判读依据：
夏天热，陆地比海洋更热，成低压；冬天冷，陆地比海洋更冷，成高压。
②判断城区与郊区
判读依据：
城区是热岛，气温高的为城区。
③判断绿地与裸地
判读依据：
绿地同海洋，裸地同陆地。
3．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
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）沙漠和林地之间
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）
[对点演练]
下图是等高面与等压面关系示意图。
读图完成下列问题。
（1）图中①～⑤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。
（4）若该热力环流发生于城区与郊区之间，则A、B中代表城区的是________，说明判断依据。
（5）若图中A处为海洋，B处为陆地，则该热力环流出现在________（白天或夜间）。
解析：
第
（1）题，根据海拔越高，气压越低和同一等压面上气压相同可判断，①～⑤的气压大小为：
④＞①＝②＝③＞⑤。
第
（2）题，根据近地面和对应高空气压相反和等压面“高凸低凹”分析，A高空为低压，则A处为高压，B高空为高压，则B处为低压；再根据近地面“热低压冷高压”可确定A处冷却，空气收缩下沉，B处受热，空气膨胀上升。
第（3）题，利用热力环流的形成原理确定热力环流的方向，A、B及对应高空间的热力环流方向应为逆时针方向。
第（4）题，城郊热力环流中近地面气流由郊区流向城市，因为城市气温高于郊区，A、B间气流为由A流向B，则A为郊区，B为城区。
第（5）题，结合上题分析，A处为高压，下垫面为海洋，B处为低压，下垫面为陆地，说明A处气温低，B处气温高，应该是出现在白天。
答案：
（1）④ ⑤
（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A→B，高空由B→A，垂直方向A地下沉，B地上升）。
（4）B B地温度高，空气上升。
（5）白天
考查点1 大气的受热过程
读下图，完成1～2题。
1．近地面大气的主要、直接的热源是（ ）
A．地面辐射B．太阳辐射
C．大气辐射D．大气逆辐射
2．大气对地面的保温作用以及它在图中对应字母的组合，正确的是（ ）
A．到达地面的太阳辐射——A
B．大气的反射作用——D
C．大气的吸收作用——B
D．大气的逆辐射作用——C
解析：
1.A 2.D 近地面大气的主要、直接热源是地面辐射，对应图中的B；对地面有保温效应的辐射是大气逆辐射，即大气辐射中射向地面的部分，对应图中的C。
3．读大气对地面的保温作用示意图，完成下列问题。
（1）图中字母A表示________，B表示________。
（2）冬半年的霜冻多发生在晴朗的夜间，其原因是____________________________，
这一原因与图中甲、乙、丙中的________过程有关。
（3）多云的白天比晴朗的白天气温低，原因是_______________________________，
这一原因与图中甲、乙、丙中的________过程有关。
（4）近地面大气温度随高度增加而降低，原因是____________________________________。
解析：
解答本题的关键是理解大气的受热过程，读懂图中各箭头的含义。
由B箭头直接到地面可推知B为太阳辐射；A箭头向上，且包含地面反射和甲，可推知甲为大气反射；乙箭头向上，且为地面吸收后的环节可推知乙为地面辐射；丙为大气辐射指向地面的部分，可推知丙为大气逆辐射。
答案：
（1）大气和地面的反射 太阳辐射
（2）晴朗少云，大气逆辐射弱，对地面的保温作用弱，气温下降快 丙
（3）白天多云，大气对太阳辐射的削弱作用强 甲
（4）近地面大气的热量主要来源于地面，随着高度的增加，其接收的热量逐渐减少
考查点2 热力环流
下图中箭头表示气流的运动方向，图中M点海拔为241米，N点海拔为480米。
读甲、乙两幅图，完成4～5题。
4．图中气流运动体现的地理现象是（ ）
A．海陆风B．焚风C．山谷风D．季风
5．下列关于图中地理现象的描述，正确的是（ ）
A．甲图发生在白天，乙图发生在夜晚
B．甲图发生在夜晚，乙图发生在白天
C．甲图发生在冬季，乙图发生在夏季
D．甲图发生在夏季，乙图发生在冬季
解析：
4.C 5.A 第4题，甲图中气流由山谷吹向山顶，乙图气流由山顶吹向山谷，属于山谷风。
第5题，甲图发生在白天，乙图发生在夜晚。
读北半球近地面冷热不均引起的等压面变化状况示意图，完成6～7题。
6．图中气压最低的点是（ ）
A．①B．②C．③D．④
7．下面四幅热力环流示意图与甲乙间大气运动状态相符的是（ ）
解析：
6.B 7.B 第6题，①、③、④位于同一等压面上，气压相等，②位于等压面上方，气压低。
第7题，近地面甲地气压高于乙地，故水平气流由甲地流向乙地，且近地面与高空构成环流，B正确。
第2课时 大气的水平运动
1．风的形成与受力分析。
2．风向与风速的判断。
1．水平气压梯度力
空气的垂直运动使同一水平面上的气压产生差异，单位距离间的气压差叫做气压梯度，由此产生的促使大气由高气压区流向低气压区的力，称为水平气压梯度力。
2．风形成的原因
（1）直接原因：
水平气压梯度力。
（2）根本原因：
地面受热不均。
3．三种作用力与风向（北半球）
（1）图中A是水平气压梯度力，B是摩擦力，C是地转偏向力。
（2）高空风只受A和C的作用，最终的风向与等压线平行；近地面风受A、B、C三种力的作用，最终的风向与等压线之间成一夹角。
1．水平气压梯度力一定垂直于等压线，指向低压。
（√）
2．高空的风不受地转偏向力影响。
（×）
3．北半球的风向向右偏，南半球向左偏。
（√）
4．高空最终风向与近地面的不同之处是与等压线有一夹角。
（×）
知识点
风的形成与风向、风速的判断
[问题探究]
比较不同力作用下的风向示意图，共同探讨问题。
北半球高空 北半球近地面
探究1 高空的风和近地面的风在受力上有什么不同？
最终风向有何差异？
提示：
高空的风受水平气压梯度力和地转偏向力两个力作用，最终风向与等压线平行。
近地面的风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力共同作用，最终风向与等压线斜交。
探究2 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力各有什么特征？
提示：
（1）水平气压梯度力：
始终垂直于等压线，由高压指向低压，当单位距离上水平气压差相等时，水平气压梯度力大小不变。
（2）地转偏向力：
始终与风向垂直，随着风速的增大而逐渐增大。
（3）摩擦力：
方向始终与风向相反。
探究3 利用所学知识和下面的三个风向图，判断有关问题并说明判断依据。
风向
甲
乙
丙
判断近地面还是高空
判断所在半球
判断高压区位置
提示：
根据风向与等压线的关系可判断近地面的风和高空的风；根据风向向左偏还是向右偏可判断南北半球；风一定由高压吹向低压。
风向
甲
乙
丙
判断近地面还是高空
近地面
近地面
高空
风向
甲
乙
丙
判断所在半球
南半球
北半球
南半球
判断高压区位置
B
A
A
[总结深化]
1．近地面等压线图上风向的判定过程
第一步：
画出与等压线垂直的水平气压梯度力。
第二步：
确定南北半球。
第三步：
按照地转偏向力“南左北右”的偏转规律画出与水平气压梯度力成30°～45°偏角的风向。
（如下图）
2．风向的应用
（1）判断气压的大小：
顺着风向，气压值越来越小。
（2）判断南北半球：
向右偏→北半球；向左偏→南半球。
（3）判断近地面和高空（高空忽略摩擦力）：
风向与等压线的关系：
斜交→近地面；平行→高空。
（4）判断高压和低压：
观测者背风而立，北半球高压中心位于其右后方，南半球高压中心位于其左后方。
3．等压线图上风速的判断思路
（1）同一幅等压线图上，等压线密集，风速大；等压线稀疏，风速小。
（2）相邻两条等压线间的气压差越大，水平气压梯度力越大，风速越大；反之风速越小。
（3）同等图幅的等压线图上，比例尺越大，水平气压梯度力越大，风力越大；反之风力越小。
[对点演练]
下图为北半球某气压场受力平衡时的风向图，气压单位为百帕，读图回答1～2题。
1．图中表示水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力和风向的代表字母依次是（ ）
A．a、b、c、d B．a、b、d、c
C．b、a、d、cD．c、b、a、d
2．图中决定风力大小的力主要是（ ）
A．a、dB．c、d
C．a、cD．b、d
解析：
1.B 2.A 第1题，图中a垂直于等压线，由高压指向低压，应为水平气压梯度力，摩擦力与风向相反。
第2题，水平气压梯度力a和摩擦力d可决定风力大小。
3．下图为12月某日海平面等压线分布图，图中四城市，风力最大的可能是（ ）
A．呼和浩特B．上海
C．台北D．广州
解析：
选A 在水平气压场中，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力越大。
比较四个城市处的等压线分布，呼和浩特处的等压线最密集，风力最大。
4．读北半球某地面水平气压分布图，回答下列问题。
（1）就气压状况而言，图中A与B中低压中心是__________________________，
B与C中高压中心是______。
（2）下列图中能正确表示AB高空等压面状况的示意图是（ ）
A B C D
（3）在图中甲处画出风向及其所受的力。
解析：
第
（1）题，由图中等压线数值即可确定。
第
（2）题，高空等压面弯曲状况与地面相反。
第（3）题，根据风向判断步骤及各个力的特点绘制。
答案：
（1）B C
（2）B
（3）如下图：
大气的水平运动就是风，风的形成受多种因素的影响，不同条件下，风向和风速都是不同的。
联系所学知识，完成1～2题。
1．只影响风向而不影响风速的力是（ ）
A．只有地转偏向力
B．水平气压梯度力和摩擦力
C．地转偏向力和摩擦力
D．水平气压梯度力和地转偏向力
2．海上的风力往往比陆地上的风力大，原因是（ ）
A．海上的温度差别大于陆地
B．海上的气压梯度力大于陆地
C．海上的摩擦力小于陆地
D．海水比热容大于陆地
解析：
1.A 2.C 第1题，由于地转偏向力始终与风向垂直，故它只影响风向，不影响风速。
第2题，海上由于是水面，摩擦力比陆地小很多，所以风速较大。
下图是亚洲东部某区域两个时刻的等压线图（单位：
百帕）。
读图完成3～4题。
5月6日14时 5月6日20时
3．5月6日20时，上海市的风向是（ ）
A．偏西风B．偏北风
C．东北风D．偏南风
4．在这6个小时中，风力明显加大的是（ ）
A．台湾岛B．珠江口
C．黄河口D．辽东半岛
解析：
3D 4.B 第3题，根据等压线可知5月6日20时上海风向为偏南风。
第4题，珠江口等压线变密集，风力明显加大。
5．读某地区等压线图（北半球），完成
（1）～（4）题。
（1）在图中标出高压中心和低压中心的位置。
（2）图中甲地的风向是________风，乙地的风向是________风。
（3）甲地的风力较乙地的风力________，原因是________________________________。
（4）若丙与丁之间形成热力环流，则两地中气温较高的是________，垂直方向上为下沉气流的是________。
解析：
第
（1）题，根据等压线的数值分布可以判断，图中丁处为高压中心，丙处为低压中心。
第
（2）题，具体一点的风向是由高气压流向低气压，北半球向右偏转，甲地风向为西北风，乙地风向为东南风。
第（3）题，风力大小取决于等压线的疏密程度，等压线越密，风力越大，甲地风力大于乙地。
第（4）题，不考虑其他因素，近地面气压高，温度低，近地面气压低，温度高，丙地温度相对较高；中心气压为高压，垂直方向上气流下沉进行补充，符合的是丁。
答案：
（1）见下图
（2）西北 东南
（3）大 甲地区等压线较密集，气压梯度力较大
（4）丙 丁
6．读图，完成下列问题。
（1）图中甲点处的箭头表示甲点空气运动及受力状况，则各箭头分别表示：
A________，B________，C________，D________。
（2）该图分布在________（南、北）半球。
（3）画出图中乙点的风向。
（4）甲、乙两地风力较大的是________。
解析：
第
（1）题，分析图中甲地的风的受力，结合风压关系和三个力的特点，可推断ABCD表示的含义，A垂直等压线且指向低压，应该是水平气压梯度力；B与等压线斜交且指向低压，应该是风向；C与B（风向）垂直，是地转偏向力；D与B（风向）相反，是摩擦力。
第
（2）题，图中风向（B）相对于水平气压梯度力（A）左偏，说明风向向左偏转，属于南半球。
第（3）题，画图方法：
先画出水平气压梯度力（垂直等压线且指向低压）；然后面向水平气压梯度力所指的方向，根据偏转规律画出风向（南半球向左偏），风向应与等压线斜交。
第（4）题，根据等压线的疏密状况判断风力大小，甲地和乙地等压线相比较，乙地等压线密集，水平气压梯度力大，风力大。
答案：
（1）A—水平气压梯度力 B—风向 C—地转偏向力 D—摩擦力
（2）南
（3）箭头略（西北风）
（4）乙
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