
[課標內(nèi)容要求] 運用示意圖等,說明熱力環(huán)流原理, 并解釋相關(guān)現(xiàn)象。核心素養(yǎng)解讀 1.區(qū)域認知:結(jié)合圖文材料,認識不同地區(qū)的熱力差異和大氣運動差異。 2.綜合思維:結(jié)合圖文材料,運用熱力環(huán)流、大氣水平運動等原理,分析海陸風等實際問題。 3.地理實踐力:結(jié)合實際,觀察海陸風、山谷風、城市風等現(xiàn)象,并加以解釋。?
一、大氣熱力環(huán)流(一)大氣熱力環(huán)流的形成1.大氣運動(1)形式: 運動和 運動。(2)成因: 在地球表面的差異分布→不同地區(qū) 不同→水平方向上各地間的氣壓差異。
2.熱力環(huán)流(1)概念:由于地面 而形成的空氣環(huán)流。(2)形成過程①A地受熱,空氣 ,近地面空氣密度減小,形成 ?。籇處空氣聚積,密度增大,形成 。②B、F兩地冷卻,空氣 ,近地面空氣密度增大,形成 ?。籆、E處空氣密度減小,形成 。③水平運動:近地面空氣從 地流向 地,高空空氣從 處流向 處。
【易誤辨析】 大氣運動都是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)嗎?為什么?
提示:不是。大氣運動包括垂直運動和水平運動。水平運動即風,總是從高壓區(qū)流向低壓區(qū),垂直運動是由熱力原因或動力因素引起的,所以大氣運動不一定都是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)。
(二)自然界的大氣熱力環(huán)流1.海陸風
二、大氣的水平運動——風1.風形成的直接原因: 。2.主要作用力及特征(1)水平氣壓梯度力:垂直于等壓線,指向 。(2)摩擦力:方向與風向相反,可降低風速。(3)地轉(zhuǎn)偏向力:始終與風向垂直。
3.風的受力狀況與風向
【思維點撥】?。?)近地面摩擦力越大,風向與等壓線之間的夾角愈大;反之,夾角愈小。(2)風向與半球位置及氣壓分布有密切關(guān)系。無論高空還是近地面,風的來向為高壓一側(cè)的方向;風向向右偏的處于北半球,向左偏的處于南半球。
三、大氣運動與降水1.降水:指空氣中的水汽 并降落到地表的現(xiàn)象。包括垂直降水如雨、雪、雹和水平降水如霧、露、霜。2.降水的形成過程:空氣上升→ 氣溫 →水汽 →云滴→云滴增大→降水。
3.降雨的類型①: 雨,②: 雨,③: 雨,④: 雨。
4.近地面高、低氣壓與降水的關(guān)系(1)低壓:空氣 ,氣溫 ,水汽容易 形成降水。
(2)高壓:空氣 ,氣溫 ,水汽不易 ,多晴天。
【易誤辨析】 空氣上升是否一定帶來降水?
提示:空氣上升不一定帶來降水,但是降水多與氣流上升有關(guān)。大氣降水是富含水蒸氣的熱空氣在上升過程中溫度逐漸降低,空氣中有足夠的凝結(jié)核,溫度較低的水蒸氣凝結(jié)成小水滴。
關(guān)鍵能力一 熱力環(huán)流【典題精研】[典例1] [2019·海南卷]山谷風是山區(qū)晝夜間風向發(fā)生反向轉(zhuǎn)變的風系。白天太陽輻射導致山坡上的空氣增溫強烈,暖空氣沿坡面上升,形成谷風;反之,則形成山風。祁連氣象站位于祁連山中段的山谷中,山谷風環(huán)流較為強盛。下圖示意2006年8月24日該氣象站記錄的山谷風風向、風速的變化。據(jù)此完成(1)~(2)題。
(1)祁連氣象站所在地谷風的風向是( )A.偏南風 B.偏東風C.偏北風 D.偏西風(2)祁連氣象站所處山谷段的大致走向及地形特征是( ?。〢.南北走向,西高東低B.東西走向,北高南低C.南北走向,東高西低D.東西走向,南高北低
答案:(1)C?。?)D
【考點精析】1.熱力環(huán)流形成原理理論依據(jù):大氣的熱脹冷縮。(1)一個過程地面冷熱不均→大氣垂直運動→水平氣壓梯度力→大氣水平運動。
需要注意:①水平方向的氣壓梯度產(chǎn)生于大氣在垂直方向的上升及下沉運動,大氣在水平方向的運動(即風)是其結(jié)果。②受重力作用,垂直方向上,近地面的氣壓永遠高于高空。熱力環(huán)流中氣壓的高低,是同一水平面的比較。同一水平面由氣壓高低差異所形成的力,即水平氣壓梯度力。
(2)兩個方向(3)三個關(guān)系①溫差關(guān)系:近地面兩地有氣溫差。②風壓關(guān)系:水平方向上,風總是從高氣壓吹向低氣壓。③等壓面的凹凸關(guān)系a.氣溫高的地方:近地面下凹、高空上凸。b.氣溫低的地方:近地面上凸、高空下凹。
2.常見的熱力環(huán)流形式(1)海陸風影響:使濱海地區(qū)氣溫日較差減小,降水增多。
(2)山谷風影響:在山谷和盆地常因夜間的山風吹向谷底,使谷底和盆地內(nèi)形成逆溫層,阻礙了空氣的垂直運動,易造成大氣污染。
(3)城市風影響:一般將綠化帶布局在氣流下沉處或下沉距離以內(nèi),將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布局在氣流下沉距離之外。
(4)沙漠和森林之間的熱力環(huán)流①白天,沙漠增溫快,溫度高,形成低氣壓;森林增溫慢,溫度低,形成高氣壓;白天在近地面大氣由森林吹向沙漠。(如圖a)②夜晚,沙漠降溫快,溫度低,形成高氣壓;森林降溫慢,溫度高,形成低氣壓;夜晚在近地面大氣由沙漠吹向森林。(如圖b)
3.等壓面圖的判讀(18類基礎(chǔ)圖像專項突破?)(1)判斷氣壓的高低①氣壓的垂直遞減規(guī)律。由于大氣密度隨高度增加而降低,在垂直方向上隨著高度增加氣壓降低,如下圖,在空氣柱L1中,PA′>PA,PD>PD′;在L2中,PB>PB′,PC′>PC。②同一等壓面上的各點氣壓相等。如上圖中PD′=PC′、PA′=PB′。綜上分析可知:PB>PA>PD>PC。
(2)判讀等壓面的凸凹等壓面凸向高處的為高壓,凹向低處的為低壓,可形象記憶為“高凸低凹”。另外,近地面與高空等壓面凸起方向相反。
(3)判斷下墊面的性質(zhì)①判斷陸地與海洋(湖泊):夏季,近地面等壓面下凹者為陸地、上凸者為海洋(湖泊)。冬季,近地面等壓面下凹者為海洋(湖泊)、上凸者為陸地。②判斷裸地與綠地:裸地同陸地,綠地同海洋。③判斷城區(qū)與郊區(qū):近地面等壓面下凹者為城區(qū)、上凸者為郊區(qū)。(4)判斷近地面天氣和氣溫日較差近地面等壓面下凹者,多陰雨天氣,日較差較?。唤孛娴葔好嫔贤拐?,多晴朗天氣,日較差較大。
【題組精練】讀城市中心與郊區(qū)垂直方向上的氣壓分布圖(圖1)及城郊間高空等壓面示意圖(圖2),完成1~2題。
1.根據(jù)熱力環(huán)流的原理,城郊之間正確的環(huán)流方向是( ?。〢.E→F→H→G→E B.G→E→F→H→GC.G→E→H→F→G D.G→H→F→E→G
解析:第1題,讀圖可知,G、E位于近地面,且氣壓E>G,而郊區(qū)相對于城區(qū)氣溫較低,氣壓較高,故E為郊區(qū),G為城區(qū),因此近地面空氣從E流向G;F為郊區(qū)的上空,氣壓較低,H為城區(qū)的上空,氣壓較高,所以高空氣流從H流向F。垂直方向上,城區(qū)近地面空氣上升,空氣由G流向H;郊區(qū)空氣下沉,空氣從F流向E,由此判斷熱力環(huán)流的方向為G→H→F→E→G,D正確,故選D。
2.下列關(guān)于城區(qū)與郊區(qū)大氣狀況的敘述,正確的是( )A.EF代表城區(qū)氣壓垂直變化規(guī)律B.各點間的熱力環(huán)流,晝夜方向相反C.甲處位于郊區(qū)高空,氣流下沉D.乙、丙間氣流流動方向如箭頭所示
解析:第2題,由上題分析可知,近地面城區(qū)的溫度高于郊區(qū),所以城區(qū)近地面形成低氣壓,而圖中E處的氣壓較高,對應(yīng)的為郊區(qū),EF代表郊區(qū)氣壓垂直變化規(guī)律,A錯誤;無論晝夜,近地面溫度都是城區(qū)大于郊區(qū),因此熱力環(huán)流的方向沒有晝夜的變化,B錯誤;由圖中甲地等壓面向下彎曲,丙處等壓面向上拱起可知,甲處氣壓小于丙處氣壓,而郊區(qū)空氣下沉,高空為低氣壓,所以甲處為郊區(qū)的高空,氣流下沉,C正確;乙、丙之間的氣流應(yīng)該由高氣壓流向低氣壓,不會沿等壓面流動,D錯誤。
[2021·全國甲卷,7~8]增加屋頂?shù)奶栞椛浞瓷渎士梢詼p小建筑物增溫幅度,降低城市氣溫,從而在一定程度上緩解城市熱島效應(yīng)。據(jù)此完成3~4題。3.下列功能區(qū)中,安裝高反射率屋頂對城市熱環(huán)境影響最大的是( ?。〢.高密度居住區(qū) B.文教區(qū)C.低密度居住區(qū) D.工業(yè)區(qū)
解析:第3題,根據(jù)題干,“增加屋頂?shù)奶栞椛浞瓷渎士梢詼p小建筑物增溫幅度,降低城市氣溫,緩解城市熱島效應(yīng)”,屋頂面積越大,反射率越高,與文教區(qū)、低密度居住區(qū)和工業(yè)區(qū)相比,高密度居住區(qū)住房多,安裝高反射率屋頂能最大限度減小建筑物增溫幅度,降低城市氣溫,緩解城市熱島效應(yīng),對城市熱環(huán)境影響最大。B、C、D錯誤,A正確。故選A。
4.安裝高反射率屋頂對降低城市氣溫最明顯的是夏季( ?。〢.冷鋒過境日 B.低壓控制期C.暖鋒過境日 D.高壓控制期
解析:第4題,根據(jù)題意,安裝高反射率屋頂對降低城市氣溫最明顯的時間是氣溫最高、反射率最強的時候,冷鋒、暖鋒和低壓過境時,多陰雨天氣,氣溫較低,反射率較低,高壓控制期,天氣晴朗,氣溫較高,反射率高,對城市氣溫降低最明顯,A、B、C錯誤,D正確。故選D。
關(guān)鍵能力二 等壓線圖的判讀(18類基礎(chǔ)圖像專項突破10)【典題精研】[典例2] 讀圖,回答下題。
海平面等壓線分布圖(單位:hPa)
在上圖所示的時段內(nèi),風向由東南變?yōu)闁|北的城市是( )A.臺北 B.上海C.首爾 D.北京
【考點精析】(一)風向的表示方法和風向的判讀1.風向表示方法
2.根據(jù)等壓線判斷風向第一步,畫水平氣壓梯度力的方向。讀等壓線圖,判斷氣壓高低,并按垂直于等壓線(即垂直于該點等壓線的切線),由高壓指向低壓的原理畫出水平氣壓梯度力(一般用虛線表示)。第二步,確定是南半球還是北半球,根據(jù)北半球向右偏,南半球向左偏,畫出偏轉(zhuǎn)方向(用實線箭頭表示)。如果是近地面的風,偏轉(zhuǎn)角度為30°~45°(因為近地面的風受三個力的作用,最終風向與等壓線有一定的角度);如果是高空的風,則偏轉(zhuǎn)90°,風向與等壓線平行。如下圖所示(以北半球為例):
(二)風力大小的判讀1.看水平氣壓梯度力大?。?)同一幅等壓線圖上,根據(jù)等壓線疏密判斷:等壓線密集,水平氣壓梯度力大,風力大;等壓線稀疏,水平氣壓梯度力小,風力小。(2)不同等壓線圖上,若比例尺相同,相鄰兩條等壓線數(shù)值差越大,風力越大。如下圖中B處風力大于A處。
(3)不同等壓線圖上,若相鄰兩條等壓線數(shù)值差相等,比例尺越大,風力越大。如下圖中C處風力大于D處。(4)根據(jù)溫差判斷:一般溫差越大,水平氣壓梯度力越大,風力越大。
2.看距風源地遠近:距風源地近,則風力大,如我國西北地區(qū)距冬季風源地近,冬季風力大。3.看摩擦力大?。?)平原、高原地面平坦開闊,阻擋作用弱,風力大,如內(nèi)蒙古高原;風由陸地吹向海面或湖面,摩擦力變小,風力變大。(2)摩擦力隨海拔變化
4.看植被多少:植被茂密,阻力大,風力??;植被稀疏,阻力小,風力大。5.看地形因素:地形(河谷、山谷)延伸方向與盛行風向基本一致,受狹管效應(yīng)影響,風力大。原理如下所示:
【題組精練】下圖為南半球某地某日海平面等壓線分布示意圖。讀圖完成1~2題。
1.圖中從甲地到乙地的氣流方向,正確的是( )A.① B.③ C.② D.④2.圖中a、b、c、d四點中風力最小的是( )A.a(chǎn) B.B C.c D.d
解析:第1題,近地面的風在水平氣壓梯度力、摩擦力、地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用下,最終風向和等壓線斜交,由高壓吹向低壓,北半球向右偏,南半球向左偏。圖示區(qū)域為南半球,甲為高壓中心,乙為低壓中心,圖中①②③④四條線箭頭示意從甲地到乙地的氣流方向。從甲地到乙地氣流的運動方向,是從高壓流向低壓,受地轉(zhuǎn)偏向力的影響一直向左偏,圖中③線路的運行方向是符合條件的,故B正確;而①線路前半段向右偏,后半段沒有偏轉(zhuǎn),故A錯誤;②線路的后半段向右偏,故C錯誤;④線路一直沒有偏轉(zhuǎn),故D錯誤。第2題,等壓線越密集,水平氣壓梯度力越大,風力越大,等壓線越稀疏,水平氣壓梯度力越小,風力越小。讀圖可知,a處等壓線最稀疏,故a處風力最小,故A正確,B、C、D錯誤。
讀某地風速、風向隨海拔變化而變化的狀況示意圖,完成3~5題。
3.隨海拔的升高( )A.風速增大加快,風向偏轉(zhuǎn)幅度加大B.風速增大加快,風向偏轉(zhuǎn)幅度減小C.風速增大變慢,風向偏轉(zhuǎn)幅度減小D.風速增大變慢,風向偏轉(zhuǎn)幅度加大
解析:第3題,圖中箭頭的指向代表風向,箭頭的長短代表風力的大小。由圖可知,近地面風箭頭的長短變化大,隨高度增加,箭頭的長短變化減小,所以隨高度增加風速增大變慢;根據(jù)風向與等壓線的關(guān)系:近地面風的風向與等壓線斜交,高空中的風向與等壓線平行,所以隨高度增加,風向偏轉(zhuǎn)幅度加大。故D正確。
4.該圖所示地點位于( ?。〢.南半球 B.北半球C.赤道地區(qū) D.無法判斷
解析:第4題,水平氣壓梯度力是形成風的直接原因,總是與等壓線垂直,而且由高壓指向低壓,風總是由高壓吹向低壓,北半球向右偏,南半球向左偏,高空中的風向與等壓線基本平行,由近地面與高空的風向可知,風向右偏,為北半球,故B正確。
5.引起風速、風向隨海拔變化而變化的根本原因是( )A.地轉(zhuǎn)偏向力隨海拔的升高而變大B.地面摩擦力隨海拔的升高而變小C.水平氣壓梯度力隨海拔的升高而變大D.大氣溫度隨海拔的升高而變低
解析:第5題,隨著海拔高度的增加,地面摩擦力逐漸變小,而空氣之間的摩擦力很小,可以忽略不計,因而風向、風速發(fā)生改變,故B正確。海拔高度不影響地轉(zhuǎn)偏向力大小,地轉(zhuǎn)偏向力隨緯度升高而增加;水平氣壓梯度力大小由水平氣壓差決定,受海拔高度、大氣溫度影響不大,故A、C、D錯誤。
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