2019-2020学年新教材高中地理 第二章 地球上的大气 第二节 大气受热过程和大气运动（第2课时

1第2课时大气运动课标内容核心素养目标运用示意图等，说明热力环流原理，并解释相关现象1.通过绘制热力环流图，培养学生探索自然、热爱科学的精神。【地理实践力】2.通过大气热力环流的学习，认识不同区域自然环境的差异。【区域认知】3.能够利用热力环流原理解答生产、生活中的局地环流问题。【综合思维】4.能够利用热力环流原理解释污染企业布局方案、城市热岛的原因。【人地协调观】知识清单一大气热力环流1.概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流。近地面与高空等压面凸出方向相反等压面是指在垂直方向上气压相等的面，反映出垂直方向上的气压差异。2.填图：在上图中A、B、C三地的近地面与高空填注出高低气压。3.绘图：在上图中短线上添加箭头标出气流的运动方向。4.形成过程（1）B地受热，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；高空空气聚集，密度增大，形成高气压。（2）A、C地冷却，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成高气压；两地高空空气密度2减小，形成低气压。（3）水平运动：在同一水平面上，空气由高气压区流向低气压区。知识清单二大气的水平运动——风1.风的形成过程气压梯度⇒水平气压梯度力⇒大气由高气压区向低气压区做水平运动⇒风2.风形成的原因（1）直接原因：水平气压梯度力。（2）根本原因：地面受热不均。3.高空中的风和近地面的风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、摩擦力与等压线之间成一夹角城市居民生活、工业与交通工具释放大量人为热，导致城区气温高于郊区。城区空气膨胀上升，形成降雨，使城区降水多于郊区，形成“雨岛效应”。借助手势快速判断风向如上图所示，北半球用右手定则，南半球用左手定则，手心向上，让四指指向水平气压梯度3力的方向，拇指指向就是风向。高空的风向与水平气压梯度力方向垂直；近地面风向与水平气压梯度力方向成一锐角。任务清单一热力环流情境探究[情境]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。请小组合作探究：[探究]（1）诸葛孔明发明的如此简陋的设施是怎么升空的呢？（2）孔明灯里面蕴涵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。素养凝练1.热力环流中的“高低”应用在解释相关现象和解题时，判断和运用较多的是气温、气压的关系，需特别注意下面的几种“高低”关系：气温、气压的垂直变化随海拔的增加，气温、气压都会降低（减小）高气压与低气压高气压、低气压是就同一水平面上比较而言的近地面气温、气压关系气温高则气压低，气温低则气压高，即“热低压、冷高压”近地面和高空的气压中心近地面为高气压中心则其高空为低气压中心，近地面为低气压中心则其高空为高气压中心等压面弯曲与气压高低等压面上凸为高气压，等压面下凹为低气压2.热力环流中的等压面的判读与应用等压面是空间气压相等的各点所组成的面，常用来表示同一水平面上不同区域的差异。4（1）同一等压面：气压值相等。如图中Pa＝Pb＝1000hpa，Pc＝Pd＝500hpa。（2）同一地点：气压随高度的升高而降低。如图中500hpa＜PD＜PA＜1000hpa，PC＜PB。（3）同一高度：高压处的等压面向上凸起，低压处的等压面向下凹陷（即“高凸低凹”规律）。如图中PA＜PB，PC＜PD。综合以上分析可知，A、B、C、D四点气压值的排序应为PB＞PA＞PD＞PC，进而可知图示地区的大气环流流向为B→A→D→C→B。3.海陆风（1）成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。（2）影响与应用：海陆风使海滨地区气温日较差较小，夏季气温低，空气较湿润，是避暑的好地方。4.山谷风（1）成因分析——山坡的冷热变化是关键。（2）影响与应用：山谷（小盆地）常因夜间冷的山风吹向谷底（盆地），使谷底（小盆地）5内形成逆温层，大气稳定，易造成大气污染。所以，山谷（小盆地）地区不宜布局大气污染型工业。5.城市风（1）成因分析——“城市热岛”的形成是突破口。（2）影响与应用：一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。素养应用例1：（人地协调观）阅读图文资料，合作探究完成下列要求。太阳能烟囱发电是一种新能源发电技术，以热气流推动涡轮发电机运转发电，不需冷却水源，适宜于太阳能资源丰富而又缺水的地区。下图为太阳能烟囱发电示意图。图中发电系统空气运动方向标注正确的有哪几个字母？为什么？提示a和c。太阳能烟囱发电是以热气流推动涡轮发电，而热气流密度小、膨胀上升，所以a、c为正确的空气运动方向。任务清单二大气水平运动情境探究[情境]在北半球中纬度高空，一架飞机自东向西顺风飞行，即可判断飞机左侧是低压，右侧是高压。请小组合作探究：6[探究]请你结合上图分析判断气压高低的理由？提示在高空不必考虑地面摩擦力的作用，水平气压梯度力和地转偏向力二者大小相等，方向相反，合力为零（见下图），此时风向与等压线平行。图中飞机的飞行方向和风向一致，飞机的左侧是低压，右侧为高压。素养凝练1.不同情况下的风向与受力风是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用的结果，其中水平气压梯度力是形成风的直接原因。受力不同，风的表现也不同，具体如下表所示：风理想状态高空风近地面风示意图作用力（F、P、f）FF、PF、P、f风向（v）与等压线垂直与等压线平行与等压线斜交注：F为水平气压梯度力，P为地转偏向力，f为摩擦力，v为风向。2.风向的判断第一步：画水平气压梯度力。其具体方法是在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头（由高压指向低压并且与等压线垂直，但并非一定指向低压中心），表示水平气压梯度力。7第二步：画风向。其具体方法是首先确定南、北半球，然后用左（南半球）右（北半球）手，面向水平气压梯度力的方向向右（北半球）或左（南半球）偏转30°～45°角（近地面风向可依此角度偏转，若为高空，则偏转90°，即与等压线平行），画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示（以北半球为例）。3.风力的判读风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等压线密集处——水平气压梯度力大——风力大。如下图，风力：A＞B＞C＞D。素养应用例2：（地理实践力）阅读图文资料，合作探究完成下列要求。某高中学生实验小组，在模拟验证热力环流原理时，采用下列做法：在一个长、宽、高分别是2米、1米和1米且封闭的透明玻璃柜内，底面两侧分别放置一个电炉和一大盆冰块，在柜底和柜顶内壁中部各贴一张竖立的纸片。在电炉通电一段时间后，根据纸片A、B的偏向情况可以模拟验证热力环流原理。（1）电炉通电一段时间后，学生观察到纸片A和B偏向哪个方向（左或右）？（2）请你在下图线段上标注箭头表示实验中空气的运动方向，并解释a空气运动的原因。提示（1）A向左偏，B向右偏。8（2）标注箭头见图，电炉上方空气受热膨胀上升。课堂小结核心要点1.了解大气运动的根本原因和直接原因。2.理解热力环流的形成过程及具体应用。3.理解水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风的影响。课堂学业达标读图，完成1～2题。1.若此图表示热力环流示意图，则甲、乙、丙、丁四处的气压比较正确的是（）A.丙＞乙＞丁＞甲B.甲＞乙＞丁＞丙C.丙＞丁＞乙＞甲D.乙＞甲＞丙＞丁2.若此图表示“海滨地区海陆风示意图”，且图中丁处为陆地，丙处为海洋，则图中所示的情况为（）A.夜间的陆风B.夜间的海风C.白天的陆风D.白天的海风解析第1题，水平方向上，空气从高压流向低压，则丙＞丁，乙＞甲；在同一地点，气压随高度的上升而减小，则丙＞甲，丁＞乙；所以丙＞丁＞乙＞甲。正确答案是C。第2题，若此图表示“海滨地区海陆风示意图”，丁处为陆地，丙处为海洋，根据热力环流原理，白天，近地面陆地增温快，气温高，形成低压，海洋增温慢，气温低，形成高压，风从海洋吹9向陆地，形成海风；夜晚，反之，风从陆地吹向海洋形成陆风。综上所述，图示风从海洋吹向陆地为白天的海风，正确答案是D。答案1.C2.D下图为北半球等压线图（单位：hPa）。读图并结合所学知识回答3～4题。3.如果所示等压线位于近地面，F1、F2、F3为A处空气所受的外力的方向，则F1、F2、F3依次为（）A.摩擦力、气压梯度力、地转偏向力B.气压梯度力、摩擦力、地转偏向力C.地转偏向力、摩擦力、气压梯度力D.摩擦力、地转偏向力、气压梯度力4.如果所示等压线位于高空，F1为气压梯度力方向，则风向是（）A.①B.②C.③D.④解析第3题，气压梯度力的方向应与等压线垂直，且由高压指向低压，故F1为气压梯度力，只有B项符合该要求，所以可以判断B项正确。第4题，高空大气受气压梯度力和地转偏向力的共同作用，风向与等压线平行，又因位于北半球，故可以判断④表示的方向正确。答案3.B4.D5.读“北半球某地的气压分布图”，回答下列问题。（1）图中甲、乙、丙、丁四地气压的大小关系为。（2）甲、乙两地中气温高的是，其对应的天气状况常为天气。（3）在图中用箭头标出环流模式。10（4）甲、乙两地之间的风向为。（5）若图表示夜晚海陆之间的气压分布状况，则甲、乙中表示陆地的是。（6）在图中画出高空附近的气压分布状况（等压面）。解析第（1）题，根据近地面等压面的弯曲情况可以判断，甲地位于等压面下方，气压高于该等压面气压值，而乙地气压等于该等压面气压值，故近地面甲地气压高于乙地。根据热力环流的基本原理，甲地空气冷却下沉近地面形成高压，高空丁处形成低压；乙地空气受热上升近地面形成低压，高空丙处形成高压，故在高空丙处气压高于丁处。根据气压垂直递减规律，乙处气压高于丙处。综上分析，四地气压大小关系为甲乙丙丁。第（2）题，根据上题分析可知，乙地气温高，气流上升，常形成阴雨天气。第（3）题，根据第（1）题分析即可绘出。第（4）题，该地为北半球，甲地气压高于乙地，地转偏向力向右，所以风向为西南风。第（5）题，由于海陆热力性质差异，夜晚海洋气温高于陆地，海洋气压低于陆地，故图中甲表示陆地。第（6）题，根据等压面的弯曲规律，高压向高空凸出，低压向低处弯曲，即可画出。答案（1）甲乙丙丁（2）乙阴雨（3）（见下图）（4）西南风（5）甲（6）见上图课后素养提升合格考——大显身手一、选择题（共11个小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）下图是某建筑设计院为我国北方地区设计的一幢高效利用太阳能的房屋模型。读图回答1～2题。111.冬季的白天，房间甲和乙之间的空气流动方向是（）A.冷气流从通风口1进入甲，暖气流从通风口2进入乙B.冷气流从通风口1进入乙，暖气流从通风口2进入甲C.暖气流从通风口1进入甲，冷气流从通风口2进入乙D.暖气流从通风口1进入乙，冷气流从通风口2进入甲2.该房屋模型能够提升室内温度所利用的地理知识是（）A.气流辐合下沉B.大气环流C.气流辐合上升D.热力环流解析第1题，冬季的白天，房间甲温度高，盛行上升气流，房间乙温度低，盛行下沉气流，因此空气流动方向是暖气流从通风口1进入乙，冷气流从通风口2进入甲。第2题，从上一题可知，该房屋模型利用热力环流原理提升室内温度。答案1.D2.D读赤道附近海域某时刻海平面等压线分布图（单位：百帕），完成3～4题。3.此时O点的风向更接近于（注：海上摩擦力忽略不计）（）A.甲B.乙C.丙D.丁4.O点附近等压面与下图中接近的是（）解析第3题，赤道附近不受地转偏向力影响，若海上摩擦力忽略不计，则气流运动仅受水12平气压梯度力作用，风向与受力风向一致。水平气压梯度力垂直等压线从高压指向低压。故A正确。第4题，材料显示该图为海平面等压线分布图，因此应为近地面，排除A答案。图中显示气压从西向东逐渐增加，高压区等压面向上凸出，故B正确。答案3.A4.B洞穴呼吸，指通过洞口及围岩裂隙等呼吸通道，洞穴与外部环境进行气体交换的过程，不仅是洞穴空气与外部环境进行气体交换的唯一途径和过程，而且是保持洞穴内部环境恒温