自然地理(选讲)第二讲大气的热状况和大气的运动(上课用件)

自然地理（选讲）第二讲大气的热状况和大气的运动中国地图出版社SINOMAPSPRESS第二讲大气的热状况与大气运动大气的受热过程与热力环流考纲展示大气受热过程。考点阐释地球大气的能量来源是太阳辐射，大气的受热过程主要表现为大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用，地表冷热不均引起大气的运动，注重基本原理在生产生活中的应用。太阳辐射一、大气的受热过程1．受热能量的根本来源：2．大气对太阳辐射的削弱作用代号名称起作用的大气成分特点①

作用云层和较大尘埃无选择性②

作用空气分子和细小尘埃部分选择性③

作用臭氧、水汽和

.选择性反射散射吸收CO23.大气对地面的保温作用

是大气主要的直接热源，即大气主要是吸收A

而增温。(2)保温原理：大气辐射大部分以B

的形式把热量返还地面，对地面起到了保温作用，人们通常称之为大气的“

”。

地面地面辐射大气逆辐射逆辐射

“太阳暖大地”：太阳辐射能是地球上最主要的能量来源，虽然需要穿过厚厚的大气层，但大气直接吸收的太阳辐射能量很少，只有臭氧和氧原子吸收一部分波长较短的紫外线，水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线，而能量最强的可见光被吸收得很少，绝大部分透过大气射到地面，地面因吸收太阳辐射能增温。

“大地暖大气”：地面增温的同时向外辐射热量。相对于太阳短波辐射，地面辐射是长波辐射，除少数透过大气返回宇宙空间外，绝大部分（75%～95%）被近地面大气中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温。

“大气返大地”：大气在增温的同时，也向外辐射热量，既向上辐射，也向下辐射，其中大部分射向地面，称为大气逆辐射，大气逆辐射把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。4．意义：

大气的受热过程影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气的运动状况。大气的受热过程练习：1、下图中各箭头及序号表示太阳、地面、大气、宇宙空间之间的热力作用，其中包括太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射、大气的削弱作用(吸收、反射和散射)，读图回答(1)～(2)题。(1)四川盆地的纬度与青藏高原相差不大，但年平均气温却比青藏高原高得多，与此现象有关的热力作用主要是

A．①

B．②

C．④

D．⑤C（2）长江中下游平原比华北平原纬度低，但年太阳辐射总量却比华北平原少。与此现象有关的热力作用主要是

A．①B．②C．④D．⑤

A2、（2010·江苏）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。下图为地球热量平衡示意图。读图，回答（1）～（2）题。（双选）（1）二氧化碳含量增多，导致大气对地面保温作用增强。下列数字所示环节与大气保温作用直接相关的有

A．①B．②C．③D．④AC（2）全球气候变化会对粮食生产产生较大影响，其主要原因是

A．作物的生长发育受到影响

B．旱涝灾害增多

C．某些物种灭绝

D．土壤肥力下降AB

电视剧《闯关东》中的场景：“主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害，在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草……”结合大气受热过程示意图回答3～4题。3．关于图中a、b、c所代表的内容叙述正确的是

A．a代表大气的直接热源

B．a、b、c所代表的辐射波长的大小关系是a＜b＜cC．b代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收

D．c代表的辐射与天气状况无关B4．朱开山一家燃烧柴草防御霜冻的做法，有利于

A．增强a辐射B．增强b辐射

C．增强c辐射

D．改变b的辐射方向C二、大气运动太阳辐射对各纬度加热不均，造成高低纬度间的热量差异是引起大气运动的根本原因。1、热力环流的形成热力环流形成原理及应用（1）热力环流的成因及其等压面的形态变化

由于地面冷热不均而形成的热力环流图解如下：（2）热力环流形成过程中，等压面发生了如下的形态变化：注意：

3、高压、低压是针对同一水平面而言的，但不同高度上的高压数值不一定比低压数值大。2、高低空的气压和气流的运行方向相反。1、高空的气压高低与地面相反，同一水平面上，等压面凸起的地方是高压区，等压面下凹的地方是低压区。特别提醒：

①高压的数值并不一定大于低压的数值。在同一水平面上高压的数值大于低压；在垂直方向上，近地面的低压反而高于对应高空的高压。

②气流并不总从高气压区流向低气压区。在同一水平面上气流总从高气压区流向低气压区；在垂直方向上，气流却是由低气压区流向高气压区。（1）海陆风：由于海陆热力性质差异，导致海陆间温差的变化，形成了白天由海洋吹向陆地的海风，夜晚由陆地吹向海洋的陆风，如图:2、常见的热力环流形式

（2）山谷风：山谷地区白天山坡比同高度的大气温度高，暖空气沿山坡上升，形成谷风，夜间山坡比同高度的大气温度低，冷空气沿山坡下滑，形成山风，如下图。山谷风

下图是某一时刻山峰和山谷之间冷热不均形成的一种热力环流，叫做山谷风。据此回答5～6题。5．关于该图的说法正确的是

A．山谷风的产生是由于海拔高度的差异

B．此时表示的是夜晚

C．此时的风从山谷吹向山顶

D．此时的风从山顶吹向山谷

C6．如果下图的两侧表示山峰，中间表示山谷，则能表示夜晚时等压面的是C

狭管效应：地形的狭管作用，当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时，由于空气质量不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大。当流出峡谷时，空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响称为“狭管效应”。由狭管效应而增大的风，称为峡谷风或穿堂风。

液体在管中流动，经过狭窄处时流速加快。气流在地面流经狭窄地形时类似液体在管中的流动，流速也会加快，并因气体具有可压缩性，密度也会增大。地球上山地的许多风口和许多地方出现的地形雨都与气流经过狭窄地形密切相关。乌鲁木齐开往阿克苏的5807次旅客列车遭到13级狂风袭击，造成车辆脱轨，人员伤亡，南疆线被迫中断行车9小时。13级狂风是如何将列车掀翻的？13级风属于飓风，风速达37米/秒左右，在一定的天气系统和局地地形的相互配合下，狂风将列车掀翻是完全可能发生的。首先是天气系统影响，如寒潮、沙尘暴、台风等，会引起大范围、大规模的空气流动，但这只会出现大风，还不能造成这么激烈的破坏现象。第二个条件就是当地地形了。此次出事地点是天山南北向的峡谷地区，大风经过这一地形也就是风口时，经过“狭管效应”的迅速放大，风力将成倍加大，其破坏力十分惊人。这种自然界中出现的“狭管效应”现象，在我们的生活中也会出现。如我们打开室内对开的两扇窗户，会感觉风有所加大，这就是我们常说的“穿堂风”。在高楼大厦林立的城市，两座毗邻的高楼之间也会出现这种情况，高层楼宇间的狭窄地带风力比起平地要强得多，科学家曾经通过物理风洞试验经过数值模拟后发现：平地上3—4级的风，在城市高楼之间，经过“狭管效应”放大后，可达10级以上。

(3)城市风：由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活和工业生产、交通工具消耗大量燃料，释放出大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，形成城市热岛。由于热岛存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，在城市和郊区之间形成了小型的热力环流，叫做城市风，如图所示。为了减少城市大气污染，如何合理布局郊区工业及卫星城市？一般应将绿化带布置在气流下沉距离以内，而将对大气污染较重的工厂及卫星城布置在气流下沉距离之外。3、热力环流的基本规律（1）在垂直方向上，海拔越高，气压越低。（2）在水平面上，高压区等压面向上凸，低压区等压面向下凹。（3）近地面与对应高空的气压状况与水平气流方向正好相反。（4）近地面因受热气流上升而形成低压，多阴雨；近地面因受冷气流下沉而形成高压，天气晴朗。4.等压面的判读与应用

（1）判读：等压面是空间气压相等的各点所组成的面，其常用来表示同一水平面上不同区域的气压差异。对其判读时关键抓住以下三点：

①气压的垂直递减规律。由于大气密度随高度增加而降低，不同高度的大气所承担的空气柱高度不同，导致在垂直方向上随着高度增加气压在降低，如下图，在空气柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在L2中，PB>PB′，PC′>PC

②等压面的凹凸与气压高低的关系。因地面冷热不均，导致同一水平面出现气压差异，进而等压面发生弯曲，即等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”。（如下图所示）③近地面与高空等压面凸起方向相反。（如下图所示）（2）综合应用：以等压面为背景，结合气压的分布规律，等压面主要有以下应用：7、下图中气压状况由热力作用引起。读图，回答下列问题：（1）图中近地面何处是高气压区？何处是低气压区？（2）在图中画箭头完成热力环流。（3）若该区域位于北半球，B点吹__________风。（4）A、B、C三点都位于北半球同一纬度上，此时若地球位于远日点，则A点处在__________(陆地或海洋)。CA西北陆地读北半球某地面水平气压分布图，回答问题。

8.读下图完成：(1)就气压状况而言，图中A与B中低压中心是____，B与C中高压中心是___。

(2)若该地气压只受温度影响，则A、B、C中地面温度最高的是____。BCB(3)下图为沿AB作的剖面图，完成AB间的热力环流示意图。

气压值PA、PB、PA′、PB′的大小顺序是

，气温值TA、TB、TA′、TB′的大小顺序是

。(4)下列图中能正确表示AB高空等压面状况的示意图是(5)在图中甲处画出风向及其所受的力。

PA＞PB＞PB′＞PA′TB＞TA＞TB′＞TA′B9．读资料和图，根据所学知识完成下列问题。

资料一：左下图是北京近地面多年平均气温分布图(单位：℃)；右下图是北京城市大气环流模式图。年份常住人口(万人)工业生产总值(亿元)用电量(亿千瓦小时)消费零售额(亿元)商品住宅销售额(亿元)19991257651143.2742.123220051538

1782.42092902.81758.8资料二：北京市1999年、2005年国民经济和社会发展统计公报部分数据。资料三：在积极地进行2008年奥运会筹备中，北京市提出了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的奥运会举办理念，大力开展环境治理，大搞植树造林活动。2005年，全市共完成绿化造林16万亩，植树1792万株，全市林木覆盖率达到50.5%。(1)观察左上图，说出北京市近地面多年平均气温分布状况(特点)是：_______，你认为产生这种状况的原因是：

_______。

(2)根据左上图所示信息，用箭头在右上图画出北京市的热岛环流。城区高，郊区低

城市人口集中、工业发达，居民生活、工业生产等每天要消耗大量的燃料(能源)，释放出大量的废热，导致近地面城区的气温高于郊区(3)根据城市热岛环流的特点，你认为北京市规划的造林重点应选在右上图的A、B、C三地中的____地，其对北京市环境治理的主要作用是：____________。(4)同期，北京市要把大气污染严重的某大型企业从城区迁出。根据城市热岛环流的特点，你认为最适合该企业的新厂址应选在右上图的A、B、C三地中的____地，该新厂址布局对北京市环境保护的主要意义

.(5)受局部热岛环流的影响，右上图中A处的风向为__风。B

林地处在城市热岛环流中，清新空气可以通过近地面流向北京城区，起到净化空气的作用。C

新厂址选在城市热岛环流之外，避免了工厂排放的大气污染物从近地面流向北京城区。

东南4、大气的水平运动——风（1）影响大气水平运动的力作用力产生原因风向、风力特点风向风力水平气压梯度力高低压之间存在的气压梯度垂直于等压线，并由高压指向低压与水平面上的气压梯度成正比(等压线密则大，稀则小)地转偏向力由于地球自转产生的一种促使沿地表作水平运动的物体偏离其运动方向的力垂直于风向，北半球向右，南半球向左与运动速度成正比4、大气的水平运动——风（1）影响大气水平运动的力作用力产生原因风向、风力特点风向风力摩擦力地面与空气之间以及运动状况不同的空气层之间产生的阻力与风向相反与摩擦系数成正比4、大气的水平运动——风（2）高空和近地面大气的水平运动作用力最终风向（V风）图解北半球南半球高空水平气压梯度力(F梯)地转偏向力(F偏)平行于等压线；北半球向右，南半球向左4、大气的水平运动——风（2）高空和近地面大气的水平运动作用力最终风向（V风）图解北半球南半球近地面水平气压梯度力地转偏向力摩擦力(F摩)斜穿等压线；由高压指向低压受力情况图示风向水平气压梯度力垂直于

，由高压指向低压水平气压梯度力和地转偏向力水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力等压线平行斜交4．大气的水平运动——风（以北半球为例）与等压线与等压线4、大气的水平运动——风（2）高空和近地面大气的水平运动

①风向是指风的来向。即风从哪个方向来，就以此来命名风向。例如我国东部地区夏季风主要从东南方向吹来，因此说夏季吹东南风。

②影响风力大小最根本因素是水平气压梯度力的大小，水平气压梯度力大，则风力大。同一等压线图上等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；不同等压线图上，要根据单位距离间的气压差，判断水平气压梯度力的大小，单位距离间的气压差大则水平气压梯度力大，风力大。4、大气的水平运动——风（2）高空和近地面大气的水平运动

③风力大小还考虑摩擦力的大小，地面摩擦力大，地面障碍多，阻挡作用强，风力减小。4、大气的水平运动——风（2）高空和近地面大气的水平运动一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高度，在这范围内的风向都斜穿等压线，摩擦力愈大，风向与等压线之间的夹角愈大，摩擦力愈小，其夹角愈小。当摩擦力为零时（高空的情况），风向便平行等压线了。因此，在实际大气中，因摩擦力随高度增加而逐渐减小，即愈往高空，风向与等压线之间的夹角愈小。最后，风向与等压线平行，这就是风向随高度变化最一般的规律，风速则随高度增加而加大。4、大气的水平运动——风（2）高空和近地面大气的水平运动陆地表面和海洋表面的摩擦力不同，陆地摩擦力大，海洋摩擦力小，所以在相同的气压条件下，陆地表面的风与等压线间的夹角大，风速小，海洋表面的风与等压线的夹角小，风速大。方法1：依据风向可判断高低压中心的方位。即若已知风向可推断高低压区（中心）在观测者的什么方向，如图:风压定律：观察者若在北半球，背风而立，可得之：高压在右后方；低压在左前方。观察者若在南半球，背风而立，可得之：高压在左后方；低压在右前方。气压、风与天气形势：由高纬吹向低纬的风——寒冷干燥；由低纬吹向高纬的风——温暖湿润；低气压——多阴雨天气；高气压——天气晴朗。第一步，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，但并非一定指向低压中心，用来表示气压梯度力的方向。方法2：依据等压线图判断任一地点的风向第二步，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:方法3：等压线图的判读（1）等压线的排列和数值①低压中心：类似于等高线图中的盆地（中心为上升气流）；②高压中心：类似于等高线图中的山顶（中心为下沉气流）；③高压脊（线）：类似于等高线图中的山脊（线）；④低压槽（线）：类似于等高线图中的山谷（槽线）。（2）等压线的疏密程度①等压线密集→气压梯度力大→风力大；②等压线稀疏→气压梯度力小→风力小。练习：1、下图阴影部分表示林地、空白部分表示均质裸地，若此图反映的是北半球中纬度某地区冬季的情况，据此回答（1）～（3）题。（1）图中甲、丙两处的风向分别是

A.西北风和东南风B.东北风和西南风

C.东南风和西北风D.西南风和东北风A（2）目前，有部分城市在城郊建设人工生态林，此举的意义在于

①减少风沙对城市的侵袭②避免郊区工厂的污染物带入城市③避免城市的污染物带到郊区④避免城市出现“热岛效应”

A.③④B.①②C.①②③D.①③④B（3）下面四图中正确表示乙处等压面的是C

2、下图为某城市某年12月13日20时气温(单位：°C）实况图，读图回答下列问题。（1）此图反映了城市具有______效应。在这种效应的作用下，如不考虑其他因素，当晚城市的风向特点应该是：热岛从郊区吹向城市中心。（2）形成此图所示效应的原因是

A.城市生产和消费活动释放大量废热

B.城市建筑对太阳辐射的反射率大

C.城市高层建筑的不断增多

D.城市上空云量少，对太阳辐射的削弱作用小A（3）治理此效应的理想措施是__________________。（4）考虑到城市的这一效应及产生的空气运动特点，为了减轻大气污染，在城市规划时一定要注意研究

的距离，把_______和

布局在这一距离之外，以避免污染物回流和相互污染。增加市区绿地面积城市上空的风到郊区下沉卫星城大气污染严重的工业企业

3、（2010·全国文综Ⅰ）自某城市市中心向南、向北分别设若干站点，监测城市气温的时空分布。监测时间为8日（多云）9时到9日(晴)18时。监测结果如下图所示。据此，完成（1）～（3）题。（1）图示最大温差可能是A．4℃

B．12℃C．16℃D．18℃C（2）监测时段被监测区域气温

A．最高值多云天高于晴天

B．白天变化晴天比多云天剧烈

C．从正午到午夜逐渐降低

D．白天变化比夜间变化平缓B（3）下列时间中热岛效应最强的是

A．8日15时左右B．8日22时左右