第二章第2课时 热力环流与大气运动
内容索引基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升学以致用•随堂检测全达标
课标导引课程标准运用示意图等,说明热力环流的原理,并解释相关现象。目标导引1.运用示意图、动手实验等方式,说明热力环流的原理。(地理实践力)2.通过图文资料,理解热力环流中等压线图的判读方法,掌握风向的画法。(地理实践力)3.结合等压线图,掌握高空和近地面风的判读方法。(综合思维)4.运用相关知识,解释生活、生产中关于热力环流的事例。(地理实践力、综合思维)
知识建构
基础落实•必备知识全过关
必备知识大气运动的能量来自。太阳辐射的分布不均,造成不同纬度之间的热量差异,这是引起大气运动的根本原因。一、热力环流1.概念:由地面引起的大气运动,它是大气运动最简单的形式。大气最简单的运动形式太阳辐射纬度冷热不均
2.热力环流的过程
3.近地面气温与气压的关系:近地面,气温高,气压;气温低,气压。4.气流与气压的关系:垂直方向上,上升气流对应的地面为低压,高空为高压;下沉气流对应的地面为高压,高空为低压。水平方向上,气流总是由流向。【思考感悟】气温越高,气压越低吗?低高高压低压提示不一定。同一水平面上,气温越高,气压越低;同一地点,海拔越高,气温越低,气压也越低。
二、大气的水平运动——风1.风形成的原因(1)直接原因:只要同一水平面存在气压差,便会产生一种促使空气由高压流向低压的力,这个力叫作,简称气压梯度力。(2)根本原因:地面冷热不均。2.风形成的过程水平气压梯度力
3.三种作用力(1)图中A是力,其特征是于等压线,并由压指向压。(2)图中B是力,摩擦力与风向,可风速。(3)图中C是力,其特征是始终与垂直,使风向在北半球向偏,在南半球向偏。水平气压梯度垂直高低摩擦相反降低地转偏向风向右左
4.作用效果(1)若只受A作用,风向于等压线,由高压指向低压。(2)若只受A和C的作用,风向最终与等压线,这种情况一般出现在(填“高空”或“近地面”)。(3)A、B、C三力共同作用,风向与等压线斜交,这种情况一般出现在。垂直平行高空近地面
自主检测1.判断正误并纠错(1)热力环流是由地面冷热不均引起的大气水平运动。()(2)高压处等压面向下凹。()(3)水平气压梯度力垂直于等压线,指向低压。()(4)高空的风向与等压线平行。()×提示热力环流是由地面冷热不均引起的大气运动。×提示无论低空还是高空,高压处等压面都向上凸,低压处等压面都向下凹。√√
2.下列四幅冷热不均引起的大气运动图,图中曲线和直线表示等压面,正确的是()A.①②B.②③C.①③D.②④答案C解析近地面受热处形成低压区,等压面向下凹;冷处形成高压区,等压面向上凸。且近地面与高空气压相反,等压面凸凹方向相反。
3.图中热力环流的画法正确的是()A.①B.②C.③D.④答案B解析白天裸地气温升高快,草地气温升高慢,裸地空气上升,草地空气下沉。
4.关于大气运动的说法,正确的是()A.在水平气压梯度力作用下并不能产生大气运动B.实际上大气不可能沿着等压线运动C.地转偏向力只改变风的方向,不能改变风的速度D.摩擦力不能改变风的速度,只能改变风的方向答案C解析水平气压梯度力是产生大气运动的直接原因,是原动力;地转偏向力只改变风的方向,不能改变风的速度;摩擦力阻碍空气的运动,减小风速,因此摩擦力可以改变风的速度;高空大气摩擦力接近零,大气可以沿等压线运动。
重难探究•能力素养全提升
问题探究探究一 热力环流原理孔明灯又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年,诸葛孔明被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救。孔明制成会漂浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
结合材料探究:(1)诸葛孔明所制的孔明灯是怎么升空的呢?(2)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢?提示(1)孔明灯里的空气受热后膨胀上升。(2)热力环流。(3)地面冷热不均。(塔中心气温高,气流上升;外围气温低,气流下沉。)(3)我国南方有“稻草烧塔”祈求来年丰收的习俗。稻草燃烧过程中塔中心火势猛,静风条件下灰烬会落在火塔的外围。稻草燃烧过程中气流运动的原因是什么?
方法突破1.热力环流的形成过程热力环流是由地面冷热不均引起的大气运动,它是大气运动最简单的形式。结合等压面示意图对其形成过程分析如下。
2.气压高低的判读(1)近地面热气流上升(热上升);近地面冷气流下沉(冷下沉)。(2)同一水平面,风从高压吹向低压。(3)无论近地面还是高空,高压处等压面都向上凸,低压处等压面都向下凹。
要点笔记压的高低是相对于同一水平面而言的,因而高压的数值并不一定大于低压的数值。同一水平面上,高压区的气压值大于低压区;同一垂直方向上,近地面低压的数值要高于对应高空高压的数值。
3.常见的热力环流(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市风①城市风的形成原理城市人口集中,工业发达,居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的煤、石油、天然气等化石燃料,释放出大量的人为热,因而导致城区气温高于郊区,使城市犹如一个温暖的岛屿,人们称之为“城市热岛”。由于城市热岛效应的存在,引起空气在城区上升,在郊区下沉,下沉气流又从近地面流向城区,因此在城区和郊区之间形成了小型的热力环流(如上图),称为城市风。
②城市风与城市规划从环境保护的角度看,工厂选址、卫星城选址等都要考虑其不利影响,尽可能位于城郊环流的外围。为保护城市大气环境,在城市规划时,要研究城市风的下沉距离。一方面将大气污染严重的工业布局在城市风的下沉距离之外,以避免工厂排放的污染物流向城区;另一方面,应将工业卫星城建在城市风环流之外,以避免相互污染。
知识拓展焚风:空气越过山脉后,沿坡下沉,空气绝热增温,使背风坡空气温度比迎风坡高,这种现象叫焚风。下图为“焚风效应”示意图。
应用体验【例题1】海子写过一首诗《面朝大海,春暖花开》,现在影视剧中女主角经常面朝大海,在海风吹拂下头发向后飘动(图1)。图2、图3分别是北半球某滨海地区海陆环流图和气温变化特征图。读图,完成下列各题。图1图2图3
(1)图2中①②③④四处气温最高的是()A.①处B.②处C.③处D.④处(2)为了完成女主角头发向后飘动的场景,如果你是导演,你会选择什么时间段完成拍摄?()A.16时至次日8时B.8时至16时C.18时至次日6时D.6时至18时
思维导引
解析第(1)题,①④两处分别位于近海面与近地面,气温应高于高空的②③两处;由此时的海陆环流图及热力环流原理可得出④处气温高于①处。第(2)题,面向大海,在海风吹拂下头发向后飘动,说明近地面此时盛行由海洋吹向陆地的风,即海洋气温要低于陆地。依据图中海洋和陆地气温曲线可判断,一天中8时至16时陆地气温高于海洋。答案(1)D(2)B
问题探究探究二 大气的水平运动——风风(唐)李峤解落三秋叶,能开二月花。过江千尺浪,入竹万竿斜。这是一首描写风的诗歌,它是从动态上对风的一种诠释和理解。结合材料探究:(1)近地面风的形成受哪些力的影响?(2)“过江千尺浪”说明风力较大,影响风力大小的最根本因素是什么?
提示(1)近地面风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的影响。(2)影响风力大小的最根本因素是水平气压梯度力的大小。水平气压梯度力越大,风力就越大;水平气压梯度力越小,风力就越小。
方法突破高空风与近地面风的比较类型受力风向图示(北半球)高空中的风水平气压梯度力和地转偏向力与等压线平行近地面的风水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力与等压线斜交
方法技巧风向与风速的判断(1)风向的判断方法第一步:定水平气压梯度力。在等压线图中,按要求画出过该点的切线,并过切点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:定地转偏向力。分清图示是哪个半球,面向水平气压梯度力的方向,若是北半球,风向向右偏;若是南半球,风向向左偏。第三步:定最终风向。①近地面:在三力作用下,风向与等压线斜交。②高空:在水平气压梯度力和地转偏向力作用下,风向与等压线平行。
按以上步骤绘出的风向(绘成实线箭头)如下图(以北半球为例)。
(2)风速的判断方法①在同一幅等压线分布图上,等压线密集的地方,水平气压梯度力大,风速大;等压线稀疏的地方,水平气压梯度力小,风速小。②相同图幅、相同等压距的地图相比,比例尺越大,表示单位距离间的气压差越大,风速越大;比例尺越小,表示单位距离间的气压差越小,风速就越小。③相同图幅、相同比例尺的地图相比,相邻两条等压线数值差越大,水平气压梯度力越大,风速越大;相邻两条等压线数值差越小,水平气压梯度力越小,风速就越小。④在水平气压梯度力相同的情况下,摩擦力越小,风速就越大;摩擦力越大,风速就越小。如海面上的风速大于沿海陆地,内陆荒漠地区的风速大于绿洲。
应用体验【例题2】右图示意某一等高面。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至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。读图,完成下列各题。(1)若此图表示北半球等高面,PM>PN,则O点风向可能为()A.⑥或⑦B.②或⑥C.④或⑧D.③或④(2)若此图表示高空等高面,PMPN,则O点风向应考虑两种情况,近地面为⑥;高空由于忽略摩擦力的作用,向右偏转至与等压线平行,即⑦。第(2)题,高空空气不考虑摩擦力,所以风向应与等压线平行。由于不确定此图所在半球,所以在北半球高空O点风向应为③,在南半球高空O点风向应为⑦。答案(1)A(2)C
素养培优(地理实践力)请利用以下材料模拟大气热力环流实验:长方形玻璃缸(长100cm,宽30cm,高40cm左右)、胶合板(或塑料薄膜)、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等。实验步骤:(1)将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端;(2)用平整的胶合板(或塑料薄膜)把玻璃缸上部的开口盖严;(3)在胶合板(或塑料薄膜)的一侧(装冰块的盆的上方)开一小洞;(4)将一束香点燃,让烟通过小洞进入玻璃缸。观察烟雾在玻璃缸内如何飘动,请画出烟雾飘动的简图。由此试验可以得出什么结论?
提示结论:冷热不均是引起大气运动的根本原因。受热处气流上升,受冷处气流下沉。
学以致用•随堂检测全达标
我们在切大葱或洋葱的时候,会忍不住“泪流满面”。如果我们在旁边点燃一支蜡烛,便可极大地缓解眼部的不适。上图为切大葱或洋葱示意图。据此完成第1~2题。1.该生活小窍门运用的地理原理是()A.水循环的原理B.热力环流原理C.温室效应原理D.热胀冷缩原理
2.蜡烛点燃过程中,其附近等温面与等压面分布状况,正确的是()
答案1.B2.D解析第1题,从热力环流的角度看,点燃蜡烛后,蜡烛加热,气温上升,蜡烛处气流上升,切大葱或洋葱处气流在水平方向上流向蜡烛处,垂直方向上气流下沉,可以减少切葱产生的气体的上升,B正确;与水循环、温室效应、热胀冷缩的原理无关,A、C、D错误。故选B。第2题,对流层大气,海拔越高,气温越低。点燃蜡烛后,蜡烛加热,气温上升,等温面上凸。蜡烛处气流上升,蜡烛处台面形成低压,等压面下凹。故选D。
下图中箭头表示气流的运动方向。读图,完成第3~4题。3.图中气流的名称是()A.海陆风B.焚风C.山谷风D.季风4.图中气流发生的时间是()A.左图发生在白天,右图发生在夜晚B.左图发生在夜晚,右图发生在白天C.左图发生在冬季,右图发生在夏季D.左图发生在夏季,右图发生在冬季
答案3.C4.A解析第3题,左图气流由谷地流向山坡,表示谷风;右图气流由山坡流向谷地,表示山风,故图示气流为山谷风。第4题,白天山坡升温快,谷地升温慢,形成谷风;夜晚山坡降温快,谷地降温慢,形成山风。
读图,完成第5~6题。5.图中正确指示北半球近地面风向的是()A.AB.BC.CD.D6.下列说法正确的是()A.水平气压梯度力不能影响风速B.地转偏向力只改变风的速度C.高空大气运动受摩擦力作用不明显D.摩擦力方向始终与风向垂直
答案5.D6.C解析第5题,在近地面,风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力影响,风由高压指向低压且与等压线斜交,排除B、C。在北半球,由于地转偏向力(右偏)使风向向右偏,故选D。第6题,水平气压梯度力影响风速和风向;地转偏向力影响风向,不影响风速;摩擦力的方向始终与风向相反,在近地面考虑摩擦力的大小,而由于高空空气稀薄,受摩擦力作用不明显。故选C。
7.下图为城市热岛环流分布示意图。读图,完成下列各题。(1)完成图中的热力环流。(2)据此环流图分析上海市今后的造林重点应选在()A.农村B.a处C.b处D.c处
(3)市区与郊区相比,近地面()A.气温高,气压低B.气温高,气压高C.气温低,气压高D.气温低,气压低(4)要在图中建一个以化工企业为主的卫星城,应建在图中处较好,原因是。(5)城市热岛效应的原因是。
答案(1)如下图所示。(2)C(3)A(4)a为保护城市大气环境,应将以化工企业为主的卫星城建在城市热岛环流之外,减少化工企业排放的废气对市区空气的污染(5)城市人类活动释放大量的人为热及排放出大量二氧化碳而形成城市热岛效应
本课结束
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