第二章第二節(jié)　大氣受熱過程和大氣運動地 理高中同步學(xué)案優(yōu)化設(shè)計GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HAU SHE JI2023內(nèi)容索引課前篇 自主預(yù)習課堂篇 主題探究課前篇 自主預(yù)習必備知識一、大氣的受熱過程1.能量來源:太陽輻射是地球大氣最重要的能量來源。2.受熱過程 3.直接熱源:地面長波輻射是近地面大氣主要的、直接的熱源。思考感悟“我欲乘風歸去,又恐瓊樓玉宇,高處不勝寒?！闭垎枴案咛幉粍俸笔侨绾涡纬傻?提示 地面長波輻射是近地面大氣主要的、直接的熱源。越往高處,接受到的地面輻射就越少。二、大氣對地面的保溫作用1.吸收作用:對流層中的水汽、二氧化碳等,吸收長波輻射的能力很強。地面輻射的長波輻射絕大部分(75%—95%)被對流層中的水汽、二氧化碳等吸收。2.大氣逆輻射:大氣在增溫的同時,也向外輻射長波輻射。大氣輻射除一小部分向上射向宇宙空間外,大部分向下射向地面,其方向與地面輻射方向相反,故稱大氣逆輻射。3.保溫作用:大氣逆輻射把熱量傳給地面,這就在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量,對地面起到了保溫作用。思考感悟請用大氣的受熱過程原理解釋新疆維吾爾自治區(qū)“早穿棉襖午穿紗”現(xiàn)象的原因。提示 新疆維吾爾自治區(qū)地處內(nèi)陸,氣候干旱,晴天多,云量少。白天大氣的削弱作用弱,到達地面的太陽輻射多,氣溫高,出現(xiàn)“午穿紗”的現(xiàn)象;夜晚大氣的保溫作用弱,地面損失熱量多,近地面氣溫低,故有“早穿棉襖”的現(xiàn)象。三、大氣熱力環(huán)流1.大氣運動2.大氣熱力環(huán)流 (1)概念:由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流。(2)形成過程①A地接受熱量多,近地面空氣膨脹上升,近地面空氣密度減小,形成低氣壓;D處空氣聚積,空氣密度增大,形成高氣壓。②B、F兩地接受熱量少,空氣收縮下沉,近地面空氣密度增大,形成高氣壓;C、E兩處空氣密度減小,形成低氣壓。③水平運動:在水平氣壓梯度力的作用下,大氣由高壓區(qū)向低壓區(qū)作水平運動。(3)局部小環(huán)流①城市熱島環(huán)流:由于城市中心區(qū)與郊區(qū)之間的溫度差異,在中心區(qū)與郊區(qū)之間形成的熱力環(huán)流,稱為“城市熱島環(huán)流”。②海陸風:白天,陸地增溫快,海洋增溫慢;夜晚,陸地降溫快,海洋降溫慢。海陸間晝夜溫度差異引起的大氣熱力環(huán)流,稱為“海陸風”。思考感悟古詩云:“何當共剪西窗燭,卻話巴山夜雨時?！蹦隳芙忉尠蜕綖楹味嘁褂陠?提示 巴山地區(qū)谷地眾多,夜間冷空氣從山坡吹向谷地,而山谷中暖空氣垂直上升,將水汽帶上高空,受冷易成云致雨。四、大氣的水平運動——風1.水平氣壓梯度力:單位距離間的氣壓差稱為氣壓梯度。只要水平面上存在氣壓梯度,就產(chǎn)生了促使大氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū)的力,這個力稱為水平氣壓梯度力。2.風形成的原因在水平氣壓梯度力的作用下,大氣從高壓區(qū)向低壓區(qū)作水平運動,就形成了風。水平氣壓梯度力是形成風的直接原因。3.形成過程 4.高空中的風和近地面的風比較 思考感悟在高空中飛行的飛機一般不會遇到上升氣流和渦旋,所以在高空飛行比在低空飛行要安全。請說明出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因。提示 高空中的氣流運動基本不受摩擦力的影響,以平流運動為主,且無復(fù)雜的天氣狀況。自主檢測1.判斷正誤并糾錯(1)太陽輻射是大氣能量的根本來源。(　　)答案 √(2)對地面具有保溫作用的主要是大氣逆輻射。(　　)答案 √(3)氣流的垂直運動是由于近地面冷熱不均引起的,而水平運動是由于同一水平面的氣壓差異引起的。(　　)答案 √(4)大氣運動的方向總是由高壓指向低壓。(　　)答案 ×　大氣水平運動的方向總是由高壓指向低壓。(5)形成風的根本原因是水平氣壓梯度力。(　　)答案 ×　形成風的直接原因是水平氣壓梯度力。2.下圖示意地球大氣受熱過程?！扒镪幉簧⑺w晚,留得枯荷聽雨聲”,主要是因為此時(　　)A.①強 B.②弱 C.③弱 D.④強解析 “秋陰”“雨聲”說明此時為陰雨天氣,云量大,大氣逆輻射強,近地面氣溫高,故霜來得晚些。答案 D讀某半球近地面的氣壓及各種力的示意圖,完成3~4題。3.下列說法正確的是(　　)A.圖示氣壓場位于北半球B.圖中F2是使風力增強的摩擦力C.圖中等壓線數(shù)值L1>L2D.圖中F3是使風向向左偏的地轉(zhuǎn)偏向力4.圖中促使大氣產(chǎn)生水平運動的力是(　　)A.F1 B.F2C.F3 D.F2、F3的合力解析 第3題,在近地面,大氣運動受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力的共同作用,風向與等壓線斜交。由圖可知,Fl是水平氣壓梯度力,它與等壓線垂直,且始終由高壓指向低壓,因此等壓線數(shù)值L2>L1;F2是使風力減弱的摩擦力,其方向與風向相反;F3是使風向向左偏的地轉(zhuǎn)偏向力,因此圖示氣壓場應(yīng)位于南半球。第4題,水平氣壓梯度力是促使大氣產(chǎn)生水平運動的力,即圖中F1。答案 3.D　4.A課堂篇 主題探究問題探究探究一 大氣的受熱過程與保溫作用陽光房也稱為玻璃房,是采用玻璃與金屬框架搭建的全明非傳統(tǒng)建筑,為達到享受陽光、親近自然的目的。陽光房是國內(nèi)外追求自然、時尚人士所推崇的建筑。陽光房為人們創(chuàng)造了一個舒適的氛圍,即使在嚴寒的天氣和雨季也能夠讓我們享受到春天的舒適,不會感受到寒冷。結(jié)合材料探究:(1)請在下圖中合適的位置標注太陽輻射、吸收(大氣對太陽)、反射(大氣對太陽)、地面輻射、大氣逆輻射。(2)寒冷的冬季白天,陽光房內(nèi)溫度較高的原因是什么?(3)探討北半球中緯度地區(qū)的植物園可采取什么措施使熱帶植物安全越冬?提示 (1) (2)大部分太陽輻射能夠透過玻璃射到地面上,使地面增溫;玻璃阻隔地面長波輻射,阻止陽光房內(nèi)(暖)外(冷)空氣以對流或湍流方式的熱交換,使陽光房內(nèi)溫度高于房外。(3)建造陽光房(玻璃溫室),在適宜的時間將熱帶植物移入其中,或者是加蓋薄膜、草簾等建造溫室大棚等。關(guān)鍵能力1.大氣的受熱過程和保溫作用大氣的受熱過程和保溫作用可形象地概括為“太陽暖大地”“大地暖大氣”“大氣還大地”,具體圖解如下。要點筆記 大氣逆輻射是大氣輻射的一部分,屬于長波輻射,白天晚上都存在,且白天強于夜晚。2.大氣受熱過程原理的應(yīng)用(1)解釋溫室氣體大量排放對全球變暖的影響。(2)分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的一些現(xiàn)象。①我國北方地區(qū)利用溫室大棚生產(chǎn)反季節(jié)蔬菜。②華北地區(qū)早春,農(nóng)民利用地膜覆蓋進行農(nóng)作物種植。③干旱、半干旱地區(qū)果園中鋪沙或鵝卵石,不但能防止土壤水分蒸發(fā),還能增加晝夜溫差,有利于水果的糖分積累。(3)利用大氣的削弱作用原理分析某地區(qū)太陽能的豐歉程度。如:高海拔地區(qū)——空氣稀薄,大氣的削弱作用弱,太陽能豐富;內(nèi)陸地區(qū)——晴天多,陰雨天氣少,大氣的削弱作用弱,太陽能豐富。方法技巧 晝夜溫差大小的分析技巧分析晝夜溫差的大小,要結(jié)合大氣受熱過程原理,主要從地勢高低、天氣狀況、下墊面等方面分析。(1)地勢高低:地勢高→空氣稀薄→白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。(2)天氣狀況:晴朗的天氣條件下,白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。(3)下墊面:下墊面的比熱容大→地面增溫和降溫速度慢→晝夜溫差小,如海洋的晝夜溫差小于陸地。典例1下圖是大氣受熱過程示意圖,讀圖,完成下列各題。(1)下列①—④代表內(nèi)容正確的是(　　)A.①——地面輻射 B.②——大氣輻射C.③——太陽輻射 D.④——大氣逆輻射(2)圖中,近地面大氣的直接熱源是(　　)A.① B.② C.③ D.④(3)古人有“放火作煴,少得煙氣,則免于霜矣”防御霜凍的做法,該做法使(　　)A.①減弱 B.②增強C.③減弱 D.④增強典例剖析思維導(dǎo)引解答該類題應(yīng)從以下三點入手。(1)讀圖要注意兩個“面”,即“大氣上界”和“地面”。(2)依據(jù)兩個“面”確定四個輻射的方向。(3)依據(jù)輻射方向確定“輻射源”,確定輻射名稱和熱量傳播路徑。解析 第(1)題,讀圖可知,①代表到達大氣上界的太陽輻射,②代表到達地面的太陽輻射,③代表地面輻射,④代表大氣逆輻射。第(2)題,近地面大氣主要的、直接的熱源是地面輻射,即③。第(3)題,煙霧能吸收地面輻射,然后以大氣逆輻射的形式還給地面,故應(yīng)④增強。答案 (1)D　(2)C　(3)D對應(yīng)訓(xùn)練下圖為大氣受熱過程示意圖。讀圖,完成1~3題。 1.近地面大氣主要、直接的熱量來源是(　　)A.① B.② C.③ D.④2.青藏高原地區(qū)太陽輻射強,但近地面氣溫比同緯度平原地區(qū)低,主要是因為(　　)A.大氣吸收①少 B.大氣吸收②少C.地面吸收③少 D.地面吸收④少3.圖中④比①細的主要原因是(　　)A.大氣逆輻射 B.大氣削弱作用C.地面反射作用 D.地面削弱作用解析 結(jié)合所學(xué)知識并讀圖可知,①代表到達大氣上界的太陽輻射,②代表地面輻射,③代表大氣逆輻射,④代表到達地面的太陽輻射。第1題,近地面大氣主要、直接的熱量來源是地面輻射。第2題,青藏高原雖然太陽輻射強,但是由于海拔高、空氣稀薄,大氣吸收的地面輻射少,氣溫低。第3題,太陽輻射穿過大氣層時,受大氣的吸收、反射等削弱作用,使到達地面的太陽輻射有所減少。答案 1.B　2.B　3.B問題探究探究二 大氣熱力環(huán)流孔明燈(右圖)俗稱許愿燈,又叫天燈,相傳是由三國時期的諸葛亮(諸葛孔明)發(fā)明的。當年,諸葛亮被司馬懿圍困于平陽,無法派兵出城求救,于是制成會在空中飄浮的紙燈籠,系上求救的信息,其后果然脫險,于是后世就稱這種燈籠為孔明燈。結(jié)合材料探究:(1)觀察孔明燈,當我們將其點燃后,燈罩內(nèi)的空氣會如何運動?(2)孔明燈里面蘊含著什么樣的大氣原理呢?(3)判斷右圖中孔明燈升空位置的點,并比較A、B、C、D四點的氣壓大小,將四點按氣壓由高到低的順序排列,用箭頭表示大氣運動的方向。提示 (1)孔明燈里的空氣受熱后膨脹上升。(2)大氣熱力環(huán)流。(3)D點。PA>PD>PC>PB。 關(guān)鍵能力1.大氣熱力環(huán)流的形成過程 規(guī)律總結(jié) 1.大氣熱力環(huán)流的形成——“一個關(guān)鍵、四個步驟”(1)“一個關(guān)鍵”是確定近地面兩點的冷熱。比熱容大的地球表面,白天氣溫較低,夜晚氣溫較高;比熱容小的地球表面,白天氣溫較高,夜晚氣溫較低。(2)“四個步驟”。①熱上升、冷下沉——近地面熱空氣上升,近地面冷空氣下沉。②熱低壓、冷高壓——近地面冷的地方形成高氣壓,近地面熱的地方形成低氣壓。③近地面和高空氣壓性質(zhì)相反——近地面為高氣壓,其高空為低氣壓;近地面為低氣壓,其高空為高氣壓。④水平氣流從高壓流向低壓。2.理解大氣熱力環(huán)流的形成,關(guān)鍵抓住以下三點關(guān)系 (1)溫壓關(guān)系(如上圖中甲、乙、丙三地所示)。 (2)風壓關(guān)系:水平方向上,風總是從高壓區(qū)吹向低壓區(qū)(如上圖中①②③④處風向所示)。(3)等壓面凸凹關(guān)系:近地面與高空的等壓面彎曲方向相反。2.常見大氣熱力環(huán)流形式的圖示分析及應(yīng)用(1)海陸風①成因分析——海陸熱力性質(zhì)差異是前提和關(guān)鍵。②影響與應(yīng)用海陸風使海濱地區(qū)氣溫日較差減小,夏季氣溫低,空氣較濕潤,是避暑的好地方。(2)山谷風①成因分析——山坡的熱力變化是關(guān)鍵。②影響與應(yīng)用山谷(小盆地)常因夜間冷的山風吹向谷底(盆地),使谷底(小盆地)內(nèi)形成逆溫層,大氣穩(wěn)定,易加重大氣污染。所以,山谷(小盆地)地區(qū)不宜布局易造成大氣污染的企業(yè)。(3)城市熱島環(huán)流①成因分析——“城市熱島環(huán)流”的成因是突破口。②影響與應(yīng)用一般將綠化帶布置在氣流下沉處以及下沉距離以內(nèi),而將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布置于下沉距離之外。方法技巧 等壓面圖的判讀方法等壓面是空間氣壓值相等的點組成的面,等壓線是同一水平面上氣壓值相等的點組成的線。等壓面圖表示氣壓的垂直分布狀況,等壓線圖表示氣壓的水平分布狀況。(1)在同一地點不同海拔上,海拔越高,氣壓越低。如圖PA>PE。(2)在近地面,氣溫越高,氣壓越低;氣溫越低,氣壓越高。如圖PA③C.①>④ D.②>③4.圖中①②③④四點的空氣運動方向,正確的是(　　)A.②→① B.①→④C.③→④ D.③→②解析 第3題,①②位于同一垂直方向上,海拔越高,氣壓越低,故①氣壓低于②,④氣壓低于③;①位于④所在等壓面的上方,故①氣壓低于④;②位于③所在等壓面的下方,故②氣壓高于③。因此,圖中①②③④四點的氣壓大小關(guān)系為②>③>④>①。第4題,結(jié)合大氣熱力環(huán)流原理并讀圖可知,圖中①②③④四點的空氣運動方向為②→③→④→①→②。答案 3.D　4.C問題探究探究三 大氣的水平運動材料風 (唐)李嶠解落三秋葉,能開二月花。過江千尺浪,入竹萬竿斜。這首詩通過抓住“葉”“花”“浪”“竹”四種自然界物象在風力作用下的易變現(xiàn)象,間接地表現(xiàn)了“風”的種種魅力與威力,也表達了詩人對大自然的敬畏之情。結(jié)合材料探究:(1)風是如何形成的?(2)結(jié)合日常觀察,思考詩中所寫的風“過江千尺浪,入竹萬竿斜”時,風速會有何變化?提示 (1)水平面上存在氣壓差異,產(chǎn)生了氣壓梯度力,促使大氣由氣壓較高處向較低處運動,由此形成了風。(2)當風吹過江面時,風速較大,但當風吹過竹林時,風速會減小。關(guān)鍵能力1.三種不同受力狀況對風向的影響 2.風向的應(yīng)用(1)判斷氣壓的大小:順著風向,氣壓越來越小。(2)判斷南、北半球:向右偏→北半球;向左偏→南半球。(3)判斷近地面和高空(高空忽略摩擦力):利用風向與等壓線的關(guān)系。斜交→近地面;平行→高空。(4)判斷高壓和低壓:觀測者背風而立,北半球高壓中心位于其右后方,南半球高壓中心位于其左后方。典例剖析典例3讀北半球近地面風向示意圖,完成下列各題。 (1)力的名稱:a　　　　　　　　,c　　　　 　　,d　　　　　　。?(2)a的指向與等壓線之間呈現(xiàn)什么關(guān)系?　　　　　　　　　　,其方向由　　　　　　指向　 。?(3)若無d,只受a、c影響,b最終將與　　　　　　平行。?(4)在實際生活中,b與等壓線之間?　 。?素養(yǎng)立意試題主要考查學(xué)生的綜合思維。該圖出現(xiàn)于北半球,則地轉(zhuǎn)偏向力向右偏。因是近地面風向,則空氣運動時也會受到摩擦力的影響,風向與等壓線斜交。解析 從圖中可以看出,箭頭a垂直于等壓線,并且從高壓指向低壓,所以是水平氣壓梯度力。箭頭b是大氣實際水平運動的方向(風向)。由圖可見,風向與等壓線或水平氣壓梯度力(a)之間有一個交角,與地轉(zhuǎn)偏向力(c)呈90°夾角,與摩擦力(d)的方向相反,在實際生活中,b同時受到三種力的作用,它與等壓線斜交(北半球向右偏)。假設(shè)b只受到水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力兩種力的作用,b的方向?qū)⒆罱K與等壓線平行。答案 (1)水平氣壓梯度力　地轉(zhuǎn)偏向力　摩擦力(2)垂直于等壓線　高壓　低壓(3)等壓線(4)并不完全平行,b(風向)與等壓線斜交對應(yīng)訓(xùn)練下圖為北半球等壓線圖(單位:百帕)。讀圖并結(jié)合所學(xué)知識,完成1~2題。 1.如果圖示等壓線位于近地面,F1、F2、F3為A處空氣所受的外力,則F1、F2、F3依次為(　　)A.摩擦力、水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力B.水平氣壓梯度力、摩擦力、地轉(zhuǎn)偏向力C.地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力、水平氣壓梯度力D.摩擦力、地轉(zhuǎn)偏向力、水平氣壓梯度力2.如果圖示等壓線位于高空,F1為水平氣壓梯度力,則風向是(　　)A.① B.② C.③ D.④解析 第1題,水平氣壓梯度力應(yīng)與等壓線垂直,且由高壓指向低壓,則F1為水平氣壓梯度力,故可排除A、C、D。第2題,高空大氣只受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用,風向與等壓線平行,受地轉(zhuǎn)偏向力的影響,北半球右偏,F1為水平氣壓梯度力,則風向是④。答案 1.B　2.D下圖示意亞洲部分地區(qū)某年11月10日11時(北京時間)海平面等壓線分布。據(jù)此完成3~4題。3.圖示時刻,圖中下列城市最可能吹東北風的是(　　)A.北京 B.西寧 C.長沙 D.南寧4.圖示時刻,圖中下列城市風力最大的可能是(　　)A.北京 B.西寧 C.長沙 D.南寧解析 第3題,從圖中的氣壓分布看,北京與西寧的風向基本一致,均為偏西風;長沙位于高壓中心,基本無風;南寧位于高壓中心西南方,吹東北風。第4題,風力大小與水平氣壓梯度力相關(guān)。等壓線越密集,水平氣壓梯度力越大,風力越大。比較選項中四座城市,西寧附近的等壓線最為密集,水平氣壓梯度力最大,風力最大。答案 3.D　4.B素養(yǎng)培優(yōu)(綜合思維、地理實踐力)“穿堂風”也叫“過堂風”,是氣象學(xué)中一種空氣流動的現(xiàn)象,是流動于建筑物內(nèi)部空間的風。我國許多地區(qū)的民居設(shè)計都充分考慮了“穿堂風”。下圖為我國西南山區(qū)的傳統(tǒng)民居景觀圖和該民居“穿堂風”示意圖。(1)結(jié)合所學(xué)知識,解釋“穿堂風”的原理。(2)非洲草原犬鼠(土撥鼠)擅長挖掘洞穴。其洞穴有兩個出口,一個是平的,而另一個則是隆起的土堆(如下圖)。請借助“穿堂風”的原理進行解釋。提示 (1)白天庭院石質(zhì)地面升溫快,氣溫高,氣流上升,氣壓低;屋后樹林升溫慢,氣溫低,氣流下沉,氣壓高,近地面風由屋后流向屋前,形成“穿堂風”。(2)兩個洞口形狀不同,決定了洞穴中空氣流動的方向。吹過平坦表面(左側(cè)洞口)的風速度慢,壓強大;吹過隆起表面(右側(cè)洞口)的風速度快,壓強小。洞內(nèi)氣流運動方向如下圖所示。

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第二節(jié) 大氣受熱過程和大氣運動

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