2019版高中地理 第二章 自然地理环境中的物质运动和能量交换 2.1.1 大气的受热过程、热力环流与风课件 中图版必修1.ppt

第二章自然地理环境中的物质运动和能量交换,第一节大气的热状况与大气运动,第一课时大气的受热过程、热力环流与风,一,二,三,一、大气的受热过程1.大气的根本热源就整个地球大气来说,受热能量的根本来源是太阳辐射。2.大气的受热过程,一,二,三,3.大气对太阳辐射的削弱作用,一,二,三,思考讨论结合教材图2-1-2“大气对太阳辐射的削弱作用”,分析大气对太阳辐射是如何选择性吸收的。提示:平流层大气中的臭氧,强烈地吸收太阳辐射中波长较短的紫外线;对流层大气中的水汽和二氧化碳等,主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。,一,二,三,4.大气对地面的保温作用(1)大地暖大气:上图中为地面辐射,它经过大气时,几乎全部被大气中的水汽和二氧化碳吸收。(2)大气暖大地:上图中为大气逆辐射,对地面起到保温作用。5.大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用的共同意义缩小了气温的日较差,为生物的生长发育和人类的活动提供了适宜的温度条件。思考讨论为什么晴朗夜晚后的早晨,比多云夜晚后的早晨更凉一些?提示:晴朗的夜晚大气中水汽含量较少,大气的逆辐射较弱,大气的保温作用较差,所以夜晚降温幅度大。,一,二,三,二、热力环流1.形成原因:地面冷热不均。2.形成过程:(1)A地受热,空气上升,形成低压;D处空气密度增大,形成高压。(2)B、C两地冷却,空气下沉,形成高压;F、E处空气密度减小,形成低压。(3)同一水平面上,气流由高压流向低压。请在上图中用箭头标出空气的运动方向。图略(按ADECA、ADFBA标注)。,一,二,三,思考讨论读教材图2-1-6“大气热力环流示意”,分析A地近地面为低气压,A地高空为高气压,A地高空的气压比A地近地面气压高吗?提示:根据气压的垂直分布规律:其他条件一致的情况下,气压随海拔的升高而降低,因此A地近地面的气压高于A地高空的气压。之所以A地高空为高气压是与同一水平面上其他点相比较而言的。,一,二,三,三、大气的水平运动风,一,二,三,1.三种作用力2.风向,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,大气的受热过程电视剧闯关东中有这样的场景:主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害,在深秋的夜晚在田间地头点燃了柴草,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,结合材料探究:(1)近地面大气的直接热源是什么?为什么?提示:地面是近地面大气的直接热源。地面辐射是长波辐射,其辐射的热量绝大部分被大气中的水汽和二氧化碳吸收。所以地面是近地面大气的主要的直接热源。(2)点燃柴草产生烟雾预防霜冻主要是增强了图中的哪个环节?原理是什么?提示:c环节。增强大气吸收地面辐射的能力,通过大气逆辐射将更多热量返还给地面,弥补地面辐射损失的热量,从而对地面起保温作用。,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,1.大气对太阳辐射的削弱作用(1)削弱方式,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,(2)影响地面太阳辐射强度的因素影响太阳辐射强度大小的最主要因素是太阳高度角。此外,大气透明度、海拔和天气状况等也对太阳辐射强度有一定的影响。各因素对太阳辐射强度的影响见下表:,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,2.大气对地面的保温作用大气对地面的保温作用又叫温室效应,如图所示,大气温室效应可分为三个过程。,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,(1)太阳暖大地大气通过反射、吸收和散射作用,削弱了太阳辐射,但由于太阳辐射能量最集中的短波部分很少被吸收,大气对太阳辐射仅是一定程度的削弱,太阳辐射大部分透过大气到达地面,地面吸收太阳辐射后增温。(2)大地暖大气地面增温后以长波辐射的形式,把热量传给大气,大气吸收地面辐射而增温。(3)大气还大地大气产生大气辐射,它将其中很大一部分能量返还地面,我们称之为大气逆辐射,大气逆辐射在很大程度上弥补了地面辐射所损失的能量,从而对地面起到了保温作用。,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,方法技巧利用大气热力作用原理解释自然现象,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,【例题1】读大气的保温作用示意图,完成下列各题。,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,(1)上图中A表示辐射,B表示辐射,C表示辐射。(2)由图可知,大气对地面之所以具有保温作用,就是因为大气吸收使大气增温,同时又以的形式把热量归还给地面。(3)太阳辐射和地面辐射相对而言,辐射波长较长的是,较短的是。(4)在寒冷的冬天,农民往往在麦田边燃烧大量的稻草来防御寒潮,试用所学知识解释其原理。,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,解析:利用所学地球表面的受热过程知识可以轻松完成(1)(2)题。太阳表面的温度达6000开,辐射波长较短;地面温度较低,辐射波长较长。第(3)题,由于地球表面的温度比太阳低得多,所以地面辐射的波长比太阳辐射长得多。在寒冷的冬天,农民在麦田边燃烧大量的稻草,产生大量的烟雾,增强大气吸收地面辐射的能力,使大气逆辐射加强。答案:(1)太阳地面大气逆(2)地面辐射大气逆辐射(3)地面辐射太阳辐射(4)燃烧大量的稻草,制造人造烟雾,增强大气吸收地面辐射的能力,使大气逆辐射加强,起到更好的保温作用。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,热力环流在一个长、宽、高分别是2米、1米和1米,且六面都封闭的透明玻璃缸内,底面两侧分别放置一个电炉(有导线连到缸外)和一大盆冰块。在玻璃缸内壁顶面中部贴一张下垂的纸片A,在玻璃缸内壁底面中部贴一张竖立的纸片B(如下图所示)。在电炉通电一段时间之后,根据纸片A、B的偏动情况,可以模拟验证某一地理原理。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,结合材料探究:(1)在电炉通电一段时间之后,纸片A、B是如何偏动的?提示:纸片A向右偏,纸片B向左偏。(2)试解释纸片A、B偏动的原因。提示:电炉通电一段时间之后开始发热,空气膨胀上升,低处形成低气压,高处形成高气压;冰块处较冷,空气冷却下沉,低处形成高气压,高处形成低气压。这样,同一水平面气压出现明显的差异,空气就由高压处流向低压处。故纸片A向右偏动,纸片B向左偏动。(3)该实验验证的原理是什么?提示:冷热不均引起的热力环流。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,1.热力环流的形成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下:可简单归纳为:近地面冷热不均气流的垂直运动(上升或下沉)近地面和高空在同一水平面上气压差异大气的水平运动热力环流。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,方法技巧热力环流的形成过程,要抓住“一个关键、四个步骤”(1)“一个关键”是确定近地面两点的冷热。热容量大的地球表面(如海洋),白天温度较低,夜晚温度较高;热容量小的地球表面(如沙地),白天温度较高,夜晚温度较低。(2)“四个步骤”:热上升、冷下沉近地面热空气上升,近地面冷空气下沉。热低压、冷高压近地面冷的地方形成高压,近地面热的地方形成低压。近地面和高空气压性质相反近地面为高压,其高空为低压;近地面为低压,其高空为高压。水平气流从高压流向低压。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,2.等压面图的判读与应用(1)概念: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气压状况及差异。(2)分布规律和特点。气压的垂直递减规律。由于越向高处,地球引力越小,导致大气密度随高度增加而降低,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,不同高度的大气密度不同,导致气压在垂直方向上随着高度增加而降低。如右图:在空气柱L1中,PAPAPDPD;在空气柱L2中,PBPBPCPC。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:PBPAPDPC。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,(3)等压面的凹凸与气压高低的关系。因地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,进而等压面发生弯曲,即等压面凸向高空的为高压,下凹的为低压,可形象地记忆为“高凸低凹”。并且高空和近地面同一地点气压高低相反,即等压面凹凸相反,如下图所示:,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,(4)综合应用。(以等压面为背景,结合气压的分布规律)等压面有以下主要用途:判断气压高低。A.比较同一地点不同高度的气压值。判读依据:由近地面向高空,气压值递减。如图中PAPaPc,PBPdPbB.比较同一水平面上不同点的气压值。判读依据:等压面高凸低凹,如PaPb;近地面与高空气压高低相反。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,判断近地面的气温高低。判读依据:近地面温压相反。Pa高PA低TA高(A地热,B地冷)判断下垫面性质。A.判断陆地与海洋、季节或月份。判读依据:夏天热,陆地比海洋更热,陆地形成低压;冬天冷,陆地比海洋更冷,陆地形成高压。例如,若上图为北半球7月份图北半球为夏季近地面低压的为陆地Pa高PA低A为陆地,B为海洋若上图B为陆地,则Pb低PB高TB低陆地冷,为冬天南半球为夏季或北半球为冬季,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,B.判断城区与郊区。判读依据:城区是“热岛”,气温高的为城区。例如,Pa高PA低TA高(热)A为城市C.判断绿地与裸地。判读依据:绿地同海洋,裸地同陆地。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,【例题2】导学号11464046下列示意图中符合热力环流原理的是(),解析:白天,陆地升温快形成热低压,海洋反之,近地面吹海风,A项错;夜晚,山坡冷却快,近地面的风从山坡吹向谷底,形成山风,B项对;城市市区因为废热多,导致市区气温高于郊区,形成“城市热岛”,引起空气在市区上升,在郊区下沉,形成“城市风”,C项错;地面受热,气流上升,D项错。答案:B,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,读图技巧常见热力环流及其图的判读(1)海陆风。白天陆地增温快,气温比海上高,空气膨胀上升,近地面形成低气压;海洋上气温低,空气下沉,形成高气压,近地面空气由海洋流入陆地,形成海风(如甲图)。夜间,陆地降温快,气温比海上低,气压比海面高,近地面空气由陆地吹向海洋,形成陆风(如乙图)。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,(2)山谷风。白天,山坡接受太阳辐射多,空气增温强烈,暖空气沿坡爬升,形成谷风(如丙图);夜间因山坡空气迅速冷却,密度增大,因而沿坡下滑,流入谷底,形成山风(如丁图)。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,(3)城市风。城市人口集中、工业发达,居民生活、工业生产和交通工具释放出大量的人为热,导致城区气温高于郊区,使城市犹如一个温暖的岛屿,人们称之为“城市热岛”。当大的环流微弱时,由于城市热岛的存在,引起空气在市区上升,在郊区下沉,下沉气流又从近地面流向城市中心,在市区和郊区之间形成了小型的热力环流(如戊图),称为城市风。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,大气的水平运动风风唐李峤解落三秋叶,能开二月花。过江千尺浪,入竹万竿斜。这是一首描写风的小诗,它是从动态上对风的一种诠释和理解。,探究一,探究二,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究三,结合材料探究:(1)风的形成受哪些力的影响?提示:风的形成受气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的影响。(2)“过江千尺浪”说明风力较大,影响风力大小的最根本因素是什么?提示:影响风力大小的最根本因素是气压梯度力的大小。气压梯度力越大,风力就越大;气压梯度力越小,风力就越小。,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,1.气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风的影响,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,2.风向的判定(1)画气压梯度力。阅读等压线,判断气压高低,并按垂直于等压线(垂直于该点等压线的切线)由高压指向低压的原理画出气压梯度力(画成虚线)。(2)定地转偏向力。分清图示是哪个半球,面向气压梯度力的方向,若是南半球,风向向左偏;若是北半球,风向向右偏。(3)定偏转角度。分清是高空还是近地面的气流,若是近地面的气流则受三个力的作用,最终风向与等压线有一定的角度(偏转3045);若是高空气流,风向与等压线平行。按照以上方法即可绘出风向(绘成实线箭头),如下图所示(以北半球为例)。,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,近地面风(单位:百帕):高空风(单位:百帕):,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,3.风力大小的判定(1)风力大小取决于气压梯度力的大小,因此,同一幅图中,等压线密集处,气压梯度力大,风力大;反之,则风力较小。如下图,风力:AB。,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,(2)要注意不同图幅上的气压梯度力的大小和比例尺的大小两种情况的变化,单位距离(实际距离)的气压差越大,气压梯度力越大,风力就越大。如下图(单位:百帕),风力:ABCD。,探究一,探究二,探究三,主题活动,名师精讲,典例剖析,【例题3】下图示意某一等高面。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。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。据此完成下列各题。,(1)若此图表示北半球,PMPN,则O点风向为()A.或B.或C.或D.或(2)若此图表示高空等高面,PMPN,则O点风向应考虑两种情况,近地面为;高空由于忽略摩擦力,所以风向应与等压线平行,即。第(2)题,高空空气不考虑摩擦力,所以风向与等压线平行,由于不确定此图所在的半球,所以北半球高空应为,南半球高空应为。第(3)题,在近地面,气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同影响风向和风速,两个力的合力与另一个力的方向成180角。答案:(1)A(2)C(3)D,1-2,3,4-5,6,导学号11464047大气中二氧化碳含量增多导致全球气候变化,已成为全球关注的热点问题。读地球热量平衡示意图,完成第12题。1.二氧化碳含量增多,导致大气对地面的保温作用增强。下列数码所示环节与大气保温作用直接相关的有()A.B.C.D.2.近地面大气的热量绝大部分直接来自图中所示的()A.B.C.D.,1-2,3,4-5,6,解析:根据图示,图中为大气吸收的太阳辐射,为到达地面的太阳辐射,为地面辐射,为大气吸收的地面辐射,为大气逆辐射。近地面大气主要依靠吸收地面辐射而增温。大气中二氧化碳含量增多,吸收的地面辐射增多,气温升高,大气逆辐射增强,大气对地面的保温作用增强。答案:1.C2.A,1-2,3,4-5,6,3.下图所示的大气环流形式中,正确的是()解析:A项图,空气受热膨胀上升,冷却下沉,故错误;B项图,白天陆地气温高,空气上升,海洋气温低,空气下沉,故错误;C项图,白天山谷升温慢,气温低,空气下沉,山坡升温快,气温高,空气上升,故正确;D城市由于热岛效应气温比郊区高,空气上升,故错误。答案:C,1-2,3,4-5,6,下图为北半球等压线图