【课件】3.3大气热力环流课件湘教版（2019）地理必修一

地理必修一第四章第一节水循环

热气球是指用热空气作为浮升气体的气球。相传热气球的原型由三国时期诸葛亮(字孔明)所发明。诸葛亮被司马懿围因于阳平,无法派兵出城求救;诸葛亮算准风向,制成能在空中飘浮的纸灯笼,附上求救信息,后来终于脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。现代载人热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成。球囊下端开口,下悬一只载人吊篮,用火焰加热器将热空气灌入球囊,使球囊膨胀并平稳升空1.想一想,载人热气球能平稳升空的原因是什么?1.热气球加热后,气囊内的空气温度愈高,气囊内气体的密度就愈小,能产生更大的向上浮力,让热气球向上飞行。P79

热气球的唯一动力是风。热气球飞行速度完全取决于风速。最大下降速度6米/秒，最大上升速度5米/秒。就像作环球旅行时需要不停地换飞机一样，热气球需要调整高度，搭乘不同的气流，通常十几千米。

利用加热的空气或氢气或氦气密度低于空气产生浮力。机载加热器调整气囊空气温度，控制气球升降。原理是热胀冷缩。空气受热膨胀，比重变轻而升起。

最佳飞行时间是一天中太阳刚刚升起时或太阳下山前一二个小时。风平静，气流稳定。

携带足够的石油液化气或丙烷能飞行两个小时，但气温、风速、吊篮重量影响飞行的执续时间。2.有人提供了“点蜡烛切洋葱,不流泪”的生活小窍门。动手做一做,这是真的吗?如果是,其中的道理是什么?2.这是真的。洋葱被切开时会释放出刺激鼻子和眼睛的挥发性物质,导致切洋葱的人流泪。切洋葱时,在案板附近点上1到2根蜡烛,空气受热膨胀上升,洋葱产生的挥发性物质被带到较高的空气中,迅速扩散、稀释掉,可有效防止流泪。

洋葱，是百合科、葱属多年生草本植物。鳞茎粗大，近球状；纸质至薄革质，内皮肥厚，肉质，叶片圆筒状，中空，中部以下最粗，向上渐狭，比花葶短，花葶粗壮，高可达1米，伞形花序球状，具多而密集的花；花粉白色；花被片具绿色中脉，矩圆状卵形，花丝等长，子房近球状，腹缝线基部具有帘的凹陷蜜穴；5～7月开花结果。

原产亚洲西部，中国内外均广泛栽培。是中国主栽蔬菜之一。中国的洋葱产地主要有福建、山东、甘肃、内蒙古、新疆等地。

洋葱含有前列腺素A，能降低外周血管阻力，降低血黏度，可用于降低血压、提神醒脑、缓解压力、预防感冒。此外，洋葱还能清除体内氧自由基，增强新陈代谢能力，抗衰老，预防骨质疏松，是适合中老年人的保健食物。一、大气热力环流的形成

太阳辐射在地球表面的差异分布,造成不同地区气温不同,并导致水平方向上各地间的气压差异,引起大气运动。大气运动有垂直运动和水平运动之分。大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉,大气的水平运动即是风。

由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为大气热力环流。大气热力环流是大气运动的一种最简单的形式。图3-17示意大气热力环流的形成过程。P79

气压是作用在单位面积上的大气压力，在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。著名的马德堡半球实验证明了它的存在。气压的国际制单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。气象学中，人们一般用千帕（kPa）、或使用百帕（hpa）作为单位。气压不仅随高度变化，也随温度而异。气压的变化与天气变化密切相关。

一年中，冬季比夏季气压高。一天中，气压最高值、最低值，分别出现在9～10时和15～16时。气压日变化幅度较小，并随纬度增高而减小。

低气压对人体生理的影响是影响氧气供应。脑缺氧会出现头晕、恶心、呕吐等症状，神经系统障碍，这就是的"高山反应”。

[教材图表点拨](教材第80页图3-17)1.等压面的凹凸与气压高低关系：等压面上凸,气压高;等压面下凹,气压低。2.同一地点不同高度气压的高低比较气压值随高度增加而降低。3.理解热力环流成因的关键“热上升,冷下沉”→近地面空气受热膨胀上升,遇冷收缩下沉→水平气压差异→水平运动→热力环流。

海拔高度和地面冷热的不同，气压不同，一般垂直方向上，高度升高，等压面的数值变小。如果地面性质、大气性质均一，等压面互相平行，否则就高低起伏。等压面是空间气压相等的各点所组成的面。同一高度，各地气压不相等，等压面在空间起伏不平。

等压面图上，用等高线表示气压的空间分布。等压面凸起的地方，表示在同一高度上，气压比四周高，闭合高压区。等压面凹下，表示同一高度上，气压比四周低，是闭合低压区。等压面图上，等高线的分布可反映等压面的起伏。

常用等压面图有850百帕、700百帕、500百帕等多种。不同高度的等压面图组合起来，反映地区高压、低压等天气系统的空间分布，反映高空大气的结构及演化，是大范围天气预报的基础。

当地面不受热时,空气没有相对上升和相对下沉运动。

当A地接受热量多,B、C两地接受热量少时,A地近地面空气膨胀上升,到上空聚积,使上空空气密度增大,那里的气压比同一水平面上周围地区的气压都高,形成高气压;

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B、C两地空气收缩下沉,上空空气密度减小,形成低气压。于是,在上空,空气便从气压高的A地向气压低的B、C两地扩散。P79

在近地面,A地空气上升向外流出后,空气密度减小,气压比周围地区都低,形成低气压;

B、C两地因有下沉气流,空气密度增大,形成高气压。

于是,近地面的空气从B、C两地流回A地，以补充A地上升的空气,从而形成了热力环流。P80二、自然界的大气热力环流

热力环流是一种常见的自然现象。例如,在陆地与海洋之间、山坡与山谷之间都可能形成热力环流。P80

对流指流体内部各部分温度不同造成的相对流动。气体或液体通过自身各部分的宏观流动，实现热量传递。较热的部分上升，较冷的部分下降，循环流动，互相掺和，使温度趋于均匀。流体的热导率小，热传导传递的热量很少，对流是流体的主要传热方式。

分自然对流和强迫对流两种。自然对流是浓度差或者温度差引起密度变化产生的对流。流体内的温度梯度引起密度梯度变化，若低密度流体在下，高密度流体在上，将在重力作用下形成自然对流。强迫对流是外力推动产生的对流。加大液体或气体流动速度，能加快对流传热。阅读山谷风

山谷风是在天气晴朗的山地区域,风向昼夜间发生反向转变的风。

日出后山坡受热,空气增温快,空气密度变小,但山谷上方同高度的空气增温较慢,密度仍较大。因而空气自山谷沿山坡上升,形成谷风。P80

夜间山坡辐射冷却比山谷上方同高度的空气要快,因而气温下降、空气密度增大均较山谷上方同高度空气更快，使空气沿山坡流向山谷，形成山风。由于白天山坡受热所造成的温差，比夜间辐射冷却所造成的温差要大，因此谷风的风速大于山风。谷风沿山坡上行时，常可形成山顶积云,有时甚至出现阵雨。

山区与平原之间,有时也出现山谷风特征,如北京气象台的天气预报中,常有“白天风向北转南,夜间风向南转北”的语句,这种风向昼夜相反的变化,就是北京北部山区与平原地区之间的山谷风效应所造成的。

山谷风是山地及其周边具有日周期的地方性风。山谷风在近地面拥有4个局地环流，即日间由山谷向山坡运动的上坡风和由周围地区沿山谷汇入山地的谷风；及在夜间由山坡向山谷运动的下坡风和由山地向周边地区运动的山风。

山谷风的成因为昼夜交替中山坡-山谷和山地-平原间的气温差。气温差带来密度和气压差，气压梯度力推动气流由高压（低温）区向低压（高温）区运动。夜间下坡风和山风受重力和摩擦力影响。

山谷风的环流形态与地形相关，与城市热岛环流、海陆风等地方性风同时出现时会耦合。与农业生产和山地城市污染有关，但仅在晴好天气主导。

1.海陆风是近海地区风向昼夜间发生反向转变的风。读图3-19,完成相关任务。

(1)在图3-19中,分别画出白天、夜间陆地和海洋之间的大气运动方向,使之构成一个环流圈,并说明理由。理由:与陆地相比,海洋比热容大。白天,陆地升温快,陆地上方的热空气上升,同纬度海洋升温慢,海洋上方的冷空气下沉,近地面形成由海洋吹向陆地的风,叫海风；夜晚,陆地降温快,陆地上方的空气下沉形成高压,海洋降温慢,海洋上方的空气上升形成低压,近地面形成由陆地吹向海洋的风,叫陆风。P81

(2)我国海南岛白天多雨,夜间多睛朗。运用海陆风形成的原理,分析这一地理现象的形成原因。(2)白天,海岛地表受太阳辐射增温,陆地升温比海洋快空气膨胀上升,近地面形成低压,海洋升温慢,近地面形成高压。因此,白天风由海洋吹向陆地,形成海风,白天的海风由四周吹向海岛,因此海南岛白天多雨。夜间,海岛降温快,空气下沉形成高压,海洋降温慢,空气上升形成低压,近地面风由陆地吹向海洋,形成陆风,陆风则由海岛向四周辐散,因此海南岛夜间多晴朗。P82

(3)大湖泊周围、大江大河沿岸也会出现与海陆风相似的风的周期变化,分别称为“湖陆风”或“江(河)陆风”。赴上述地区进行考察,观察白天和夜间风向是怎么变化的,验证所学过的知识。(3)湖陆风、江(河)陆风与海陆风的形成原理相同,沿湖地带,夜间多吹陆风,白天多吹湖风;沿江(河)地区,夜间多吹陆风,白天多吹江(河)风。P82

水平上，海风深入大陆在温带约15-50公里，热带不超过100公里，陆风侵入海上最远20-30公里，近的几公里。垂直厚度，海风在温带约几百米，热带1-2公里；陆风浅得多，最强的陆风，厚度200米。

海陆风交替的时间随地方条件及天气而不同。白天，陆地温度高于海洋；夜里，海洋温度高于陆地。一般下午2-3时海风最强，此后温度下降，海风减弱，晚上9-10时，海陆温差消失，海风停止。夜里，陆地降温快，海洋降温慢，晚上9-10时后，陆上变冷，海上暖些。海陆温差趋向改变，海陆风方向改变。海陆温差增大，陆风越来越强；约夜里2-3时左右，温差最大，陆风最强。天亮后，陆地渐暖，海陆温差变小，陆风逐渐，约上午9-10时，陆风终止。

2.城市中心区建筑密集,地面多硬化,吸收太阳辐射多,向大气传送的热量也多。此外,城市中心区人口聚集,产业发达,人们生活、生产向大气释放的废热较多。这些因素的综合影响导致城市中心区的气温高于郊区,使城市中心区犹如一个温暖的“岛屿”,人们称之为“城市热岛”。读图3-20,完成相关任务。(1)简述城市热岛环流的形成过程。(1)城市市区由于人口密集，经济活动集中，生产生活中释放大量人为热，导致市区气温高于郊区，空气在市区上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向市区。P82

(2)为了减轻城市的大气污染,在城市规划时,根据城市热岛环流的特点,应怎样布局大气污染严重的工业企业?(2)根据城市热岛环流的特点,为防止二次污染,应把污染风险严重的企业布局在热岛环流之外。

(3)城市热岛环流在微风状态下最强。以北京市为例,如果冬春季风速达5-6米/秒,夏季风速达2-3米/秒以上,则城市热岛环流被淹没而不明显。假如你是城市规划人员,又该怎么解决(2)小题的问题呢?(3)污染风险严重的企业的布局既要考虑热力环流,也要考虑盛行风的风向。污染风险严重的企业布局在盛行风的下风向,或与盛行风向垂直的郊外。

城市里还有一种范围更小的风系，“汽车风”。由马