第二章第2课时 大气的运动
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,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。目标导引1.了解大气热力环流的形成过程,解释城市热岛效应、海陆热力环流等现象。(综合思维)2.理解大气水平运动的规律,并会在等压线图上判定风力及风向等。(综合思维)3.结合实验,探究热力环流的形成。(地理实践力)
知识建构
基础落实•必备知识全过关
必备知识一、热力环流大气最简单的运动形式1.形成原因:地面不均。冷热
2.形成过程(1)冷热状况:A,B、C。(2)气流运动:①垂直运动。②水平运动。受热冷却上升低下沉高低DB、C
【思考】气流一定由高气压区流向低气压区吗?要点笔记“热低压、冷高压”仅适用于同一水平面上两地区相比较,不适用于垂直方向上。在垂直方向上,气温随海拔升高而降低,气压也随海拔升高而降低。答案：不一定。在同一水平面上,空气总是由高气压区流向低气压区,但在垂直方向上空气是对流运动,根据近地面的冷热情况来判断。近地面气温高,空气上升;近地面气温低,空气下沉。
二、大气的水平运动1.形成风的原因直接原因:水平气压梯度力。2.主要作用力作用力特点垂直于等压线,并由高压指向,影响和风速始终与风向,使风速减小始终与风向,不影响风速水平气压梯度力低压风向摩擦力相反地转偏向力垂直
3.风的受力状况与风向(以北半球为例)项目理想状态高空风近地面风示意图摩擦力越大,风向与等压线的夹角越大
项目理想状态高空风近地面风作用力(F、P、f)FF、PF、P、f受力状况只受F(水平气压梯度力)影响受F和P(地转偏向力)共同影响受F、P和f(摩擦力)共同影响风向(v)与等压线与等压线与等压线垂直平行斜交
自主检测1.判断正误并纠错(1)风是大气的垂直运动。()(2)南半球风向相对于水平气压梯度力向右偏。()(3)地表受热,垂直方向上气流上升。()(4)地表受冷,对应的高空形成高压。()(5)沿海地区晚上吹海风。()××××√提示：风是大气的水平运动。提示：南半球风向相对于水平气压梯度力向左偏。提示：地表受冷,高空气流下沉,形成低压。提示：沿海地区晚上吹陆风。
2.构建模式图,探究地理现象基本原理、过程、成因及规律,是学习地理的方法之一。下图为大气环流模式图,S线代表地球表面,据图判断下列说法正确的是()A.F处气压比G处高B.E处气压比H处低C.若该环流发生在城市地区,则G是市区,H是郊区D.若该环流发生在沿海地区,则G是陆地,H是海洋解析：地球表面任何一点,近地面气压均比高空气压高,相对G处,F处为高空,故A错误;相对H处,E处为高空,故B正确。市区气温比郊区高,气流上升,郊区气流下沉,故H是市区,G是郊区。若该环流发生在沿海地区,则白天吹海风,夜晚吹陆风,所以D无法判断。B
3.下面四种局部环流形势图中,不正确的是()A解析：A图是局部热力环流图,地面受热,气流膨胀上升,反之则气流收缩下沉,故A图不正确;B图反映白天,吹谷风;C图表示海滨夜晚,吹陆风;D图则表示城市与郊区之间,近地面风由郊区吹向市区。
一个地区的风受局地风与背景风的共同影响,某气象研究团队选取河北崇礼山区2020年12月至2021年2月、2021年12月至2022年2月两个冬季的气象观测资料,探究了山谷风的日变化特征。在观测到山谷风的时日,山风一般自2时起,至次日7时结束;谷风一般自10时起,至16时结束。据此完成4~5题。
4.有利于观测到较强山谷风的天气条件是()A.背景风较弱的晴天B.背景风较弱的阴天C.背景风较强的晴天D.背景风较强的阴天A解析：由“一个地区的风受局地风与背景风的共同影响”可知,山谷风应在背景风较弱的时候较强。山谷风产生的根本原因是山坡与谷地受热不均,只有在背景风较弱的晴天,山坡与谷地受热不均才会更明显,山谷风才会较强,A对。
5.在观测到山谷风的时日,影响崇礼山区山风与谷风时长差异的主要因素是()A.背景风速B.植被覆盖C.昼夜长短D.山坡坡度C解析：河北省12月至次年2月为冬季。昼夜长短影响山坡与谷地“受热时间”,进而影响山风与谷风时长。
重难探究•能力素养全提升
[情境探究]探究一等压面图的判读情境探究孔明灯又叫天灯,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。孔明制成会飘浮的纸灯笼,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)分析诸葛孔明发明的如此简陋的设施是如何升空的。孔明灯里蕴含着什么样的大气原理呢?(2)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?答案：孔明灯里的空气受热后膨胀上升。热力环流。答案：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。)
[方法突破]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。等压面的形态变化热力环流形成过程中,等压面发生了如下(a→b→c)的形态变化。温压关系是判读气流垂直运动和气压高低的依据,而风压关系是确定水平气流的关键。
1.判断气压高低依据及判读思路如下:(1)气压的垂直递减规律。由于对流层大气密度随高度增加而降低,在垂直方向上随着高度增加气压降低。如下图,在空气柱L1中,PA'>PA,PD>PD';在L2中,PB>PB',PC'>PC。(2)同一等压面上的各点气压相等。如上图中PD'=PC',PA'=PB'。综上分析可知:PB>PA>PD>PC。
2.判读等压面的凹凸等压面凸向高处的为高压,凹向低处的为低压,可形象记忆为“高凸低凹”。另外,近地面与高空等压面凸起方向相反。
3.判断下垫面的性质(1)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。(2)判断裸地与绿地:裸地类似陆地,绿地类似海洋。(3)判断城区与郊区:等压面下凹者为城区,上凸者为郊区。4.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,气温日较差较小;等压面上凸者,多晴朗天气,气温日较差较大。
[应用体验]【例1】下图为北半球高空气压分布图,图中MN为等高面。据图完成下列各题。
(1)甲、乙两处地面冷热不均,其中受热的是处,气压;冷却的是处,气压。解析：读图析图:根据甲、乙两地的垂直气流运动方向可知,甲处气流上升,判断该地受热,气压低;乙地空气下沉,判断该地冷却,气压高。(2)图中A、B、C、D、E五处,气压相等的是三处,气压最高的是处,气压最低的是处。解析：读图析图:根据图示的等压面分布,位于同一等压面上则气压相等,故B、D、E气压相等。A位于等压面下方则气压较高;C位于等压面的上方则气压较低。甲低乙高B、D、EAC
思路展示:(1)明确同一等压面上,气压值相等。(2)理解在垂直方向上,气压随海拔升高而降低。(3)根据同一等高面上等压线的弯曲状况,判断气压值的差异。思维导引北半球高空气压分布图→MN为等高面→等压面→各点气压的大小→高压、低压的形成→气流的运动→受热、冷却的判断。
[情境探究]探究二等压线图中风向、风力的判读天气预报中可能会有以下内容:受冷空气影响,今天至明天,渤海海面吹西北风,风力6~7级……结合材料探究:(1)在水平方向上空气是怎样运动的?(2)风是怎样形成的?(3)影响近地面风力大小的因素是什么?答案：在水平方向上,空气由高气压区流向低气压区。答案：由于地表受热不均,导致同一水平面上产生气压差异,从而产生了水平气压梯度力,它促使大气由高气压区流向低气压区,从而形成风。答案：水平气压梯度力和地面摩擦力。
[方法突破]一、确定风向的步骤风向判断的“三步曲”。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。分清图中所示的是哪个半球,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,最终风向与等压线成一定夹角(30°~45°)。(2)高空:风向与等压线平行。按以上步骤绘出北半球近地面和高空的风向(绘成实线箭头)如下:
二、风力大小的判定技巧1.同一幅等压线图上,等压线密集,风力大;等压线稀疏,风力小。2.相邻两条等压线间的气压差越大,水平气压梯度力越大,风力越大;反之风力越小。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。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;反之就越小。如海面上的风力大于沿海陆地,内陆荒漠地区的风力大于绿洲。
[应用体验]【例2】读近地面风向形成图,完成下列各题。
(1)写出a、b、c、d代表的地理事物名称:a,b,c,d。水平气压梯度力风向地转偏向力摩擦力解析：仔细阅读近地面风向形成图,可以发现该图显示的是风向及影响风向的三种作用力,其中b代表风向,a代表水平气压梯度力,c代表地转偏向力,d代表摩擦力。
(2)该图所示为(填“南”或“北”)半球风向,判断依据是什么?(3)甲、乙两地相比,风力较大的是地,原因是什么?北答案：风向相对于水平气压梯度力的方向右偏。解析：图中风向相对于水平气压梯度力(a)向右偏转,表明在北半球。乙答案：乙地等压线密集,水平气压梯度力大。解析：风力大小取决于水平气压梯度力的大小。在同一幅等压线图上,等压线越密集,水平气压梯度力越大,风力越大。素养立意本题考查风向的形成,体现了地理学科素养中的综合思维。
素养培优1.(地理实践力)为什么海面上的风力往往比陆地上大?答案：海洋表面与陆地表面的摩擦力不同,地面摩擦力大,海洋摩擦力小,所以相同气压条件下,海面上的风力往往比陆地上大。
2.(综合思维)下图是某日某时北半球某平原地区500百帕等压面的高度(单位:米)分布图。读图,完成下列各题。
(1)图中A、B、C三点气压相比较()A.PA>PC>PBB.PAPAD.PA=PC=PB(2)C点近地面吹()A.西北风B.偏北风C.东南风D.东北风DC解析：根据材料,该图为某日某时北半球某平原地区500百帕等压面的高度分布图,A、B、C三点位于同一等压面上,其气压值PA=PC=PB。故选D。解析：C点近地面空气受三个力的影响,水平气压梯度力从A指向B,风向大致为水平气压梯度力向右偏转30°~45°,结合图中指向标,为东南风。故选C。
学以致用•随堂检测全达标
下图为亚欧大陆某时刻海平面等压线分布示意图。据此完成第1题。
1.下列四地中,吹偏南风的是()A.①B.②C.③D.④解析：读图分析,四个地点均位于北半球近地面,结合近地面风向的判读方法可知,①地位于低压中心的西南侧,风向为偏西风;②地位于高压中心的东侧,风向为偏北风;③地位于高压中心的西北侧,风向为偏南风;④地位于低压中心的西北侧,风向为偏北风。故选C。C
下图示意某等高面。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。据此完成2~3题。
2.若此图表示北半球,PM>PN,则O点风向为()A.⑥或⑦B.②或⑥C.④或⑧D.③或④3.若此图表示高空等高面,PM
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