河北省南宫中学2015-2016学年高中地理第二章第三节大气环境第2课时学案湘教版必修1

第2课时热力环流与大气水平运动播放两幅图片,或者是微视频。内容是火锅上空的水汽往上走;从冰箱里拿出来的冰块,放在桌面上,水汽往桌下沉。通过对比,引导学生说出空气受热,气体膨胀上升;空气遇冷,气体收缩下沉。进而引出本节课的内容——热力环流。1.理解热力环流的形成原理和大气运动的根本原因。2.运用各种示意图,说明大气运动状况。理解大气水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力对大气水平运动的影响。一、热力环流(最基本的运动形式)1.概念:由于地面①而形成的空气环流。2.气温与气压关系(近地面):气温高→气压②,气温低→气压③。(高空与近地面气压状况相反)3.空气的垂直运动:温度高的地方气流④,温度低的地方气流⑤。空气的垂直运动导致⑥上的气压差。4.空气的水平运动:同一水平面上,大气由⑦的地方流向⑧的地方。5.常见的热力环流(1)小尺度:城市风、海陆风、山谷风。(2)大尺度:季风环流,赤道低压带、极地高压带的形成。二、大气运动的基本原理⑨→空气的垂直运动→⑩→水平气压梯度力(原动力)→空气的→风。三、大气的水平运动——风1.水平气压梯度力:形成风的原因,大小与气压梯度成,方向等压线,由高压区指向低压区。2.地转偏向力:方向与物体的运动方向,北半球向右偏,南半球向左偏。3.摩擦力:方向与风向,大小与距离地面高度成,高空可忽略不计。4.风向(1)赤道:受水平气压梯度力(近地面有摩擦力)作用→风向等压线。(2)其他纬度高空:受水平气压梯度力和地转偏向力作用→风向平行于等压线。近地面:受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力作用→风向与等压线斜交。【答案】①冷热不均②低③高④上升⑤下沉⑥同一水平面⑦气压高⑧气压低⑨冷热不均⑩同一水平面上的气压差水平运动直接正比垂直于垂直相反反比垂直于1.大气运动的能量来源是什么?请简述大气运动的最简单形式。【提示】大气运动的能量来源于太阳辐射。大气运动的最简单形式是热力环流,是由于地面冷热不均而形成的空气环流。2.在等压线图上,该如何画任一地点的风向?【提示】在等压线图上,任一地点风向的画法如下:第一步,在等压线图中,按要求画出过该点的切线并做垂直于切线的虚线,箭头由高压指向低压,但并非一定指向低压中心,用来表示水平气压梯度力的方向;第二步,确定南、北半球后,面向水平气压梯度力方向向左或向右偏转30°~45°角,画出实线箭头,即过该点的风向。以北半球为例,如图所示。读图,回答1~2题。1.若该图表示热力环流,则甲、乙、丙、丁对应的等压面分布(示意)正确的是()。A.甲B.乙C.丙D.丁2.如果上图表示青岛沿海地区,并且该地区此时吹海风,则能够正确表示海风的箭头是()。A.①B.②C.③D.④【解析】第1题,甲处盛行上升气流,则与丁处相比较,丙处气压高,等压面向上凸。第2题,海风应是近地面由海洋吹向陆地的风,箭头④最符合题意。【答案】1.C2.D读北半球等压线的水平分布图(单位:hPa),回答3~4题。3.若该图表示近地面的气压分布,则R地的风向是()。A.西北风B.西南风C.东北风D.东南风【解析】R地的水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压,再向右偏转可知R地的风向为西南风。【答案】B4.若该图表示的是高空的气压分布,则R地的风向是()。A.西风B.东风C.南风D.北风【解析】高空中风向与等压线平行,R地为西风。【答案】A探究一热力环流形成的原理[互动探究]结合教材图2-29“冷热不均引起的热力环流”,分析热力环流形成的过程。据此回答下列问题。(1)在均质地球状态下,垂直气压分布有何特点?(2)A(受热)、B(冷却)、C(冷却)三地受热不均后,三地的大气会发生什么变化?(3)三地近地面、高空的空气密度分别有什么变化?(4)此时,同一水平面上(近地面、高空)的空气密度是否相同?(5)这种差异会导致气压如何变化?进而导致空气如何流动?(6)此时,等压面产生了什么变化?等压面凹凸有何规律?【答案】(1)随高度的增加而递减,等压面呈水平平行状态。(2)A地气体膨胀上升,B、C两地气体收缩下沉(热胀冷缩)→空气产生垂直运动,如图。(3)A地近地面空气密度变小,高空空气密度变大;B、C两地近地面空气密度变大,高空空气密度变小。(4)近地面,A地空气密度降低,B、C两地空气密度升高;高空,A地空气密度升高,B、C两地空气密度降低。(5)A地近地面气压降低,高空气压升高;B、C两地近地面气压升高,高空气压降低→空气产生水平运动,风由高压吹向低压,如图。(6)A地高空和B、C地近地面等压面向高处凸,A地近地面和B、C地高空等压面向低处凹,如下图。等压面凹凸的规律:高压处等压面向高处凸,低压处等压面向低处凹。[归纳总结]1.热力环流的形成原理热力环流是由地面冷热不均而形成的一种环流形式,结合等压面示意图对其形成过程分析如图所示。2.等压面图的判读方法①无论是低空还是高空,高压处等压面都向上凸起,低压处等压面向下凹陷。②近地面受热,气流垂直上升,近地面形成低压,如A;近地面冷却,空气收缩下沉,近地面形成高压,如B、C,即PBPA,PCPA。③水平气流由高压区流向低压区,如B→A,E→F。④同一地点不同海拔上,海拔越高,气压越低,如PAPE。⑤图中高低压水平方向比较,如气压数值上PBPAPEPF。⑥结合以上分析,A、B、E、F四点气压值从大到小的排序是BAEF。探究二大气的水平运动[互动探究]读教材图2-31及阅读材料,回答下列问题。(1)若只考虑水平气压梯度力,风向和等压线有什么关系?试说明水平气压梯度力对风向的影响。(2)高层大气风向受哪几个力的影响?这几个影响的力在均质气压场情况下,随风向的转变有何变化?最终风向和等压线形成什么关系?(3)图中近地面风向受哪几个力的影响?各自方向有何特点?与高层大气风向对比,在两种受力情况下,风向有何异同?并总结摩擦力对风的影响。【答案】(1)风向和等压线垂直,由高压指向低压。水平气压梯度力使风沿垂直于等压线的方向,由高压吹向低压。(2)水平气压梯度力和地转偏向力。水平气压梯度力方向不变,始终垂直于等压线,从高压指向低压;地转偏向力方向改变,但始终垂直于风向。最终水平气压梯度力和地转偏向力大小相等、方向相反,风向和等压线平行。(3)水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。水平气压梯度力垂直于等压线,从高压指向低压;地转偏向力垂直于风向;摩擦力和风向相反。在两种受力情况下,风向都发生了偏转。但高层大气的风在只受水平气压梯度力和地转偏向力作用的情况下,最终风向和等压线平行;而近地面的风在添加了摩擦力的情况下,最终风向和等压线斜交。说明摩擦力会降低风速,改变风向。[归纳总结]列表比较不同状况下的风向风的类型作用力名称方向受力作用分析风向理想状态的风(赤道地区)水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压受一个力作用(水平气压梯度力)垂直于等压线,由高压指向低压(与水平气压梯度力的方向一致)高空的风水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压受两个力作用(水平气压梯度力+地转偏向力)风向平行于等压线(与水平气压梯度力垂直,北半球向右偏,南半球向左偏)地转偏向力垂直于风向,北半球向右偏,南半球向左偏续表风的类型作用力名称方向受力作用分析风向近地面的风水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压风向斜穿等压线(与水平气压梯度力斜交,北半球向右偏,南半球向左偏)地转偏向力垂直于风向,北半球向右偏,南半球向左偏摩擦力与风向相反读北半球某地近地面等压线分布示意图,回答1~2题。1.①处的风向不．可能为()。A.南风B.西风C.西南风D.东北风2.下列关于图中①②两处的叙述,正确的是()。A.②处的风速比①处大,因其等压线较①处密集B.①处的风速较大,因水平气压梯度力较大C.①处的气压值高于②处D.①处大气运动时,地面的摩擦力比②处大【解析】第1题,①处一般情况下应为西南风;但当该地地面摩擦力很小时,风向可能与等压线接近平行,成为西风;当该地位于赤道附近,几乎不受地转偏向力影响时,风向几乎与等压线垂直,成为偏南风。因此,只有东北风不可能为①处的风向。第2题,①②两处等压线疏密不一,②处较密集,表明单位距离气压梯度大,水平气压梯度力大,因此风速大;地面的摩擦力大小与地面状况密切相关。【答案】1.D2.A3.读某区域等高面与等压面关系示意图,回答下列问题。(1)图中①至⑤点,气压最高的是,气压最低的是。(2)在图中用“→”画出热力环流。(3)若图示区域热力环流为白天的海陆风,则A、B两地为陆地的是,当地吹风。(4)如果A、B两地之间的温差加大,则该区域的热力环流势力将(增强、减弱)。(5)如果该地位于北半球,A地位于B地的正西方,则A、B两地之间的风向为。【解析】第(1)题,④点位于等压面以下,气压最高;⑤点位于等压面以上,气压最低。第(2)题,根据高空等压面可知,A地气压比B地气压高,故热力环流为A→B→④→⑤→A。第(3)题,白天陆地气温较高,气压较低,故B为陆地,A为海洋,风从海洋吹向陆地。第(4)题,A、B两地之间的温差越大,气压差越大,热力环流势力越大。第(5)题,北半球风向向右偏,由此可知,A、B两地之间的风向为西北风。【答案】(1)④⑤(2)图略(A→B→④→⑤→A)。(3)B地海(4)增强(5)西北风【答案】①受热②冷却③水平一、选择题某学校地理兴趣小组设计并进行了如下实验。据此回答1~2题。1.该实验的主要目的是测试()。A.温室效应B.热力环流C.海陆热力差异D.风的形成2.下列地理现象的成因与该实验原理相同的是()。【解析】第1题,从图中可以看出,沙石的昼夜温差远大于水的昼夜温差,体现了海陆(下垫面)热力差异。第2题,图A表示海陆间水循环;图B表示锋面天气;图C表示海陆风(或季风),其形成与海陆热力差异有关;图D表示地形雨。【答案】1.C2.C读阿根廷某城市1月份某日22时等温线分布图,回答3~4题。3.据观测发现,一条源自山区的宽阔河流穿城而过,河流两岸气温较低。由图可知,该河在城区的走向大致是()。A.东西走向B.南北走向C.西北—东南走向D.东北—西南走向4.下面四图中与M、P、N一线上空等压面的剖面线相符合的示意图是()。A.①B.②C.③D.④【解析】第3题,根据等值线的“凸高为低”规律,河流两岸气温较低,说明河流流经的地方等温线向高值凸起,该河流大致是南北走向。第4题,P地温度高,气压低,高空与近地面气压状况相反。【答案】3.B4.C读吉林省东部山区P村庄在某时刻等压面示意图,回答5~6题。5.2014年12月15日,人们在清晨发现整个村庄弥漫在浓密的烟尘之中。下列关于这种现象成因的说法,正确的是()。A.冬季燃煤取暖释放的烟尘较多B.村民做早饭释放大量烟尘C.谷地地形易形成逆温现象,烟尘不易扩散D.此时盛行山风,山坡易形成地形雨,多云雾6.下列关于图中时刻的叙述,正确的是()。①图中等压面一般出现在夜晚②图中等压面一般出现在白天③此时吹山风④此时吹谷风A.①③B.①④C.②③D.②④【解析】第5题,读图可知,整个村庄弥漫在浓密的烟尘之中,表示空气流动不畅通,有可能受地形的影响而出现逆温现象。第6题,同一水平面上,山谷的气压高于山坡的气压,风从山谷吹向山坡,为谷风,且谷风一般出现在白天。【答案】5.C6.D二、综合题7.读风的形成示意图,回答下列问题。(1)该图表示(近地面或高空)风向图,判断的依据是。(2)此风形成于半球,判断理由是。(3)图中的a表示,b表示,c表示,d表示。(4)图中a的特征是什么?c的特征是什么?(5)图中A、B两地中,风速较大的是地,原因是。【解析】由图可知,a垂直于等压线,并由高压指向低压,应为水平气压梯度力,进而推断b为风向;c与风向垂直,应为地转偏向力;d与b风向相反,因此d应为摩擦力。由于B处等压线较密集,故风力较大。【答案】(1)近地面风向与等压线斜交(2)北地转偏向力向右偏(3)水平气压梯度力风向地转偏向力摩擦力(4)与等压线垂直,由高压指向低压,决定风的大小与趋向。方向与风向垂直,北半球向右偏,南半球向左偏。(5)B