版新教材地理人教版必修第一册课件第二章第二节第2课时大气热力环流和大气的水平运动

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

大气热力环流和大气的水平运动课标解读课标要求素养达标运用示意图等，说明大气热力环流原理，并解释相关现象。1.绘制并运用热力环流示意图，说明热力环流原理，并解释相关现象。（地理实践力）2.能在实际的海平面气压分布图上判断各地大气受力特点，判断各地风向和风力，并说明一般规律。（地理实践力）大气运动类型表现影响垂直运动气流上升气流下沉大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的水平运动风1.热力环流及其特征（1）概念由于地面①___________而形成的空气环流，是大气运动最简单的形式。（2）形成过程冷热不均Ⅰ.A地受热较多，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成②_______；D处空气聚积，密度增大，形成高气压。Ⅱ.B、F地受热较少，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成③_________；C、E处空气密度减小，形成低气压。Ⅲ.水平运动：在同一水平面上，空气由④___________流向⑤_________，大气的水平运动即是风。高气压高气压处低气压处低气压Ⅱ.根本原因：地面受热不均。（3）三种作用力（2）风形成的原因Ⅰ.直接原因：⑥_________________。水平气压梯度力2.大气的水平运动——风（1）风形成的过程作用力特点A水平气压梯度力⑦_______于等压线，并由高压指向低压，是形成风的直接原因B⑧___________力始终与风向垂直，使风向在北半球⑨_____偏，在南半球左偏C摩擦力与风向相反，可⑩_______风速垂直地转偏向右降低1.判断下列说法的正误。（1）海陆热力性质差异是热力环流形成的根本原因。(

)×[解析]热力环流形成的根本原因是地面受热不均。（2）大气运动都是由气压高的地方流向气压低的地方。(

)×[解析]大气运动在水平方向上是由气压高的地方流向气压低的地方，在垂直方向上受热上升，遇冷下沉。（3）垂直方向上的气压值总是近地面大于高空。(

)√[解析]气压是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。越靠近地面，空气柱越长，越远离地面，空气柱越短，所以垂直方向上的气压值总是近地面大于高空。

读高空风向示意图，完成下面两题。2.关于图中箭头的含义，说法正确的是(

)A.甲—水平气压梯度力 B.乙—地面摩擦力C.甲—风向 D.丙—地转偏向力A[解析]由图可知，甲垂直于等压线，并由高压指向低压，表示水平气压梯度力；高空不受地面摩擦力的影响，风向与等压线平行，丙表示风向，乙表示地转偏向力。3.此图表示的半球是(

)A.东半球 B.西半球 C.南半球 D.北半球D[解析]由图可知，风向相对水平气压梯度力右偏，据此判断此图表示北半球。探究主题一

热力环流和大气的水平运动探究活动一热力环流的形成与应用1.阅读情境，探究下列问题。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箱内，底面两侧分别放置一个电炉（有导线连到箱外）和一大盆冰块。在玻璃箱顶面中部的内壁贴一张下垂的纸片A，在玻璃箱底面中部的内壁贴一张竖立的纸片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。（1）在电炉通电一段时间之后，纸片A、B是如何偏动的？试解释纸片A、B偏动的原因。[答案]偏动方向：A向右偏，B向左偏。原因：玻璃箱顶部水平气流由左向右运动，玻璃箱底部水平气流由右向左运动。（2）该实验验证的原理是什么？简述其形成过程。[答案]热力环流。电炉通电后，玻璃箱左侧底部空气受热膨胀上升，底部气压变低，上升气流在玻璃箱左侧顶部聚集，形成高气压；玻璃箱右侧底部空气因冰块冷却而收缩下沉，底部气压变高，顶部空气密度减小，形成低气压；这样底部水平气流就由气压较高的右侧流向左侧，顶部水平气流就由气压较高的左侧流向右侧。探究活动二大气的水平运动——风2.阅读情境，探究下列问题。风[唐]李峤解落三秋叶，能开二月花。过江千尺浪，入竹万竿斜。这首诗抓住叶、花、江、竹在风力作用下的变形现象，间接表现了风的力，也表达了诗人对大自然的敬畏之情。（1）风是如何形成的？[答案]由于水平方向上存在气压差异，产生了气压梯度力，促使空气由气压较高处向较低处运动，由此形成了风。（2）结合日常观察，思考诗中所写的风在“过江千尺浪，入竹万竿斜”时，风速会有何变化？[答案]当风过江时，风速较大，但当风吹过竹林时，风速会降低。一、热力环流1.热力环流的形成过程：地面冷热不均→大气垂直运动→水平气压差→大气水平运动。2.热力环流中的三大关系（1）温压关系注：气压高低指的是同一水平高度的气压做比较。（2）风压关系：水平方向上，大气从高压区向低压区做水平运动。（如上图中A、B处风向所示）（3）等压面的凹凸关系Ⅰ.受热地（甲地）：近地面下凹、高空上凸。Ⅱ.冷却地（乙地）：近地面上凸、高空下凹。3.常见热力环流热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同、山谷和山坡受热不均、人类活动等都可能导致热力环流的形成。具体分析如下：（1）海陆风形成滨海地区白天陆地升温快，空气膨胀上升，陆地上近地面形成低压，风由海洋吹向陆地，形成海风晚上陆地降温快，空气收缩下沉，陆地上近地面形成高压，风由陆地吹向海洋，形成陆风影响海陆风使滨海地区气温日较差减小，降水增多形成白天山坡比山谷升温快，空气沿山坡上升，形成谷风夜晚山坡比山谷降温快，空气沿山坡下沉，形成山风影响在山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底和盆底，使谷底热空气抬升，在山谷和盆地内形成逆温层，阻碍空气的垂直运动，易造成大气污染（2）山谷风形成由于市区居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热量，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，近地面风由郊区吹向市区，在市区与郊区之间形成城市热岛环流影响一般将绿化带布局在气流下沉处及城市热力环流内，而将卫星城或污染较重的工厂布局在城市热力环流之外（3）城市热岛环流二、大气的水平运动1.风的运动过程主要受三个力的共同影响，其分别对风速、风向的影响可总结如下表作用力水平气压梯度力地转偏向力摩擦力图示方向始终与等压线垂直，由高压指向低压始终与风向垂直始终与风向相反作用力水平气压梯度力地转偏向力摩擦力大小单位距离气压差越大，水平气压梯度力越大其大小随纬度增加而增加，赤道上为零其大小与下垫面性质有关。下垫面越粗糙，起伏越大，摩擦力越大;反之越小对风速的影响水平气压梯度力越大，风速越大不影响风速的大小使风速减小续表作用力水平气压梯度力地转偏向力摩擦力对风向的影响使风向由高压指向低压北半球使风向右偏，南半球使风向左偏，赤道上无偏转在近地面与其他两力共同作用下，风向与等压线斜交备注形成风的直接原因无风无此力无风无此力续表2.高空风与近地面风高空风：受水平气压梯度力和地转偏向力影响，风向平行于等压线。近地面风：受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力影响，风向与等压线斜交。3.风向表示方法综合思维

读图，回答下面三题。1.如果此图为“热力环流侧视图”，则下列说法正确的是(

)A.引起热力环流的原因是地面冷热不均B.温度：a>b>c>dC.热力环流是大气运动最复杂的形式D.气压：d>a>b>cA[解析]热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流，A正确。海拔越高气温越低，则a、b气温高于c、d，b气流上升，气温高，a气流下沉，气温低，则b气温高于a；而根据温度垂直递减率可知，c气温高于d。即气温b>a>c>d，B错误。热力环流是大气运动最简单的形式，C错误。高度越高气压越低，则a、b气压大于c、d；b气流上升，气压低，a气流下沉，气压高，在水平方向上气流由高压流向低压，则气压a大于b，同一地点近地面气压与高空相反，气压c大于d，即气压a>b>c>d，D错误。故选A。2.如果此图是“城市热岛环流侧视图”，在f处进行植树造林，对城市空气起到的作用是(

)A.增温和增湿 B.净化和增温 C.净化和增湿 D.减湿和降温C[解析]a大气下沉形成高压，为郊区，b大气上升形成低压，为城市，城郊之间建绿化带，可吸附尘埃，有净化作用，植物蒸腾释放水汽即为增湿作用。故选C。3.如果此图表示的是“山谷风示意图”，那么上升气流g表示的可能是(

)①白天的谷地 ②白天的山坡③夜晚的谷地 ④夜晚的山坡A.①② B.②③ C.③④ D.①④B[解析]由所学知识可知，白天吹谷风，夜晚吹山风。图中g为大气上升，则b温度高。而在山谷风中，白天山坡温度高，夜晚山谷温度高，故上升气流g表示的可能是白天的山坡或夜晚的谷地。故选B。

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。①—⑧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。读下图，回答下面两题。4.若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为(

)A.⑥或⑦ B.②或⑥ C.④或⑧ D.③或④A[解析]由于PM>PN，可推知⑤为水平气压梯度力，因是北半球，所以风向相对于水平气压梯度力向右偏，若是近地面，则偏转为⑥风向，若为高空，则偏转为与等压线平行的⑦风向。5.若此图表示高空等高面，PM<PN，则O点风向为(

)A.③或④ B.②或⑧ C.③或⑦ D.⑥或⑦C[解析]在高空风向与等压线平行，若在北半球则为③风向，若在南半球则为⑦风向。探究主题二

气压分布图的判读探究活动等压线图上风向的判断阅读情境，探究下列问题。

2013年浙江省余姚经历“水火两重天”的气象灾害。8月持续高温，10月严重水灾。下图表示10月7日台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，浙闽两省部分地区海平面等压线图。（1）判断台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，福鼎的风向，比较此时它与余姚的风力并说明原因。[答案]风向：西北风。风力大小与比较：福鼎风力比余姚大。福鼎所在区域等压线密集，水平气压梯度力大，风力大。（2）判断台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，余姚的风向，并画出该地风向。[答案]风向：偏南风。绘图（略）。一、等压线图的判读图1气压场类型图图2亚洲东部某日某时地面气压等值线图图3北美某地区某日等压线图（2）高压中心（如图1中甲处）：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高（中心为下沉气流）。（3）高压脊（如图1中丙处）：高气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫脊线。（4）低压槽（如图1中丁处）：低气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫槽线。（5）鞍：两个低压和两个高压交汇处，其气压值比高压中心低，比低压中心高。1.判读气压形式（1）低压中心（如图1中乙处）：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压低（中心为上升气流）。2.判断风向首先明确是高空还是近地面及气压高低；其次确定气压梯度力的方向；最后根据南、北半球画出偏向风（如图2中A地吹偏南风）。3.判断风力（风速）大小（1）等压线密集—水平气压梯度力大—风力大（如图3中乙地）。（2）等压线稀疏—水平气压梯度力小—风力小（如图3中甲地）。4.判断季节（1）夏季（北半球7月、南半球1月）：大陆内部一般为低压。（2）冬季（北半球1月、南半球7月）：大陆内部一般为高压。5.判断南、北半球（1）风向在水平气压梯度力的右侧——北半球。（2）风向在水平气压梯度力的左侧——南半球。二、等压面图的判读1.等压面图的基本规律（1）随着海拔的升高，等压面数值越来越小，如图甲中等压面数值①>②>③。（2）地面冷热均匀时，等压面与地面平行，即与等高面一致，如图甲。（3）地面冷热不均时，等压面发生弯曲，如图乙和图丙。（4）高压处的等压面向高空凸，如图丙中B、C处；低压处的等压面向近地面凹，如图丙中A、D处。即“凸高凹低”。（5）近地面和高空等压面的凸向相反，如图乙中A与C、B与D。（6）图乙中A、B、C、D四地气压高低为B>A>C>D，四地气温高低为A>B>C>D。2.等压面图的判读以等压面为背景，结合气压的分布规律，等压面图有以下三个重要用途：

（3）判断下垫面性质Ⅰ.判断陆地与海洋、季节或月份判断依据：夏季，陆地比海洋更热，形成低压；冬季，陆地比海洋更冷，形成高压。例如，若上图为北半球7月份图⇒北半球为夏季⇒近地面气压低的为陆地，则Pa高⇒PA低⇒A为陆地，B为海洋；若图中B为陆地，则Pb低⇒PB高⇒TB低⇒陆地冷，为冬季⇒为南半球7月份或北半球1月份。Ⅱ.判断城区与郊区判断依据：城区是热岛，气温高。例如，上图中Pa高⇒PA低⇒TA高（A地热）⇒A为城区。Ⅲ.判断绿地与裸地判断依据：绿地同海洋，裸地同陆地。综合思维

读北半球某区域近地面等压线分布图，回答下面两题。1.图中①②③④四个箭头中，正确表示风向的是(

)A.① B.② C.③ D.④C[解析]图示区域位于北半球，风向应该是在水平气压梯度力的基础上右偏而形成，而水平气压梯度力应由高压指向低压，所以图中③正确。2.图中①②③④四处风力最大的是(

)A.① B.② C.③ D.④C[解析]在同一幅等压线分布图上，等压线越密集的地方，水平气压梯度力越大，风力就越大。结合图示信息可知，③处等压线最密集。

下图表示某地近地面与高空气压状况（热力原因形成），读图回答下面两题。3.与M地相比，N地(

)A.气温高、气压低 B.气温低、气压高C.气温高、气压高 D.气温低、气压低B[解析]结合图示信息，N地等压面向高空弯曲，说明其比同一水平面上的M地气压高。根据热力环流形成原理即可推知，与M地相比N地气温低、气压高。4.若图示地区位于北半球，则M、N两地间的风向是(

)A.东南风 B.西北风 C.西南风 D.东北风A[解析]根据上题分析，M、N两地之间水平气压梯度力由N地指向M地，即近地面大气由东向西运动，在运动过程中受地转偏向力作用向右偏转形成东南风。1.关于气压、高度、温度三者关系的叙述，正确的是(

)①气压随高度的增加而降低②近地面气温高的地方，形成高气压③近地面气温高的地方，形成低气压④空气总是由高气压区流向低气压区A.①② B.③④ C.①③ D.②④C[解析]气压和气温都随高度的增加而降低，①正确；近地面气温高的地方，气流受热膨胀上升，近地面形成低气压，②错误，③正确；水平方向上，空气由高气压区流向低气压区，④错误。

读某地高空和近地面等压面分布图，完成下题。2.图中气流方向表示正确的是(

)A.a→e B.b→c C.f→g D.f→bC[解析]根据图中近地面和高空的等压面分布可知，a处等压面上凸，为高压，大气收缩下沉，气流从e处流向a处；c处等压面上凸，为高压，气流从g处流向c处；b处等压面下凹，为低压，b处气流膨胀上升至f处；水平气流都应从高压区流向低压区，近地面气流应由a处、c处流向b处；高空水平气流从f处分别流向g处、e处。大气的水平运动就是风，风的形成受多种因素的影响，不同条件下，风向和风速都是不同的。读图，回答下面两题。3.图中只影响风向而不影响风速的力是(

)A.只有③ B.①和② C.②和③ D.①和④A[解析]读图可知，①由高压指向低压，垂直于等压线，为水平气压梯度力，②为①和③的合力方向，由高压指向低压，斜穿等压线，为风向，③与风向垂直，为地转偏向力，④与风向相反，为摩擦力。水平气压梯度力决定风的强度（风速）与初始方向，摩擦力影响风速（削弱作用），地转偏向力在风生成后影响风向。所以③只影响风向而不影响风速。4.一架飞机在南半球高空中自东向西飞行，如果飞机是顺风飞行，则高压在飞行员的(

)A.南侧 B.北侧 C.东侧 D.西侧A[解析]南半球高空风在水平气压梯度力方向的基础上向左偏转成与等压线平行的风，如果飞机是顺风飞行，则高压在飞行员的左侧，由于飞机是自东向西飞行，故高压位于南侧。故选A。模拟热力环流的过程

设计意图：通过对热力环流的过程进行模拟，有利于加深对热力环流原理的理解，更快掌握热力环流的实例，即城郊风、山谷风、海陆风。

具体步骤如下：①将一盆黄沙和一盆茂密的草皮分别放在长方形玻璃缸的两端；②用保鲜膜把玻璃缸上部开口处盖严；③将玻璃缸放置在室外太阳底下；④十几分钟后，将一束香点燃，插入玻璃缸内。（1）请在上图中用“→”绘出烟雾的飘动方向。[答案]图略（顺时针方向）。（2）若下图中的虚线表示放置在室外之前玻璃缸内顶部和底部的等压面，请用实线分别绘制上述热力环流形成后玻璃缸内顶部和底部的等压面。[答案]（3）分析该实验说明的原理。[答案]该实验说明了黄沙升温快，草皮升温慢，地面冷热不均形成热力环流。1.下列四幅热力环流示意图中，正确的是(

)B①② B.②③

C.③④ D.①④[解析]①中热的地方应空气上升，冷的地方空气下沉，④中白天的海洋和陆地相比，陆地升温快，则热空气上升，海洋升温慢，则冷空气下沉，①④错误；②中夜晚陆地气温低于海洋，气流下沉，③中郊区气温低于城区，气流下沉，②③正确，故选B。[2021山东潍坊高一期末]下图为某自然地理过程模拟实验示意图。读图完成下面两题。2.该模拟实验过程中，烟的运动轨迹是(

)AA.① B.② C.③ D.④[解析]空气受热上升，近地面形成低压，高空形成高压；空气受冷下沉，近地面形成高压，高空形成低压；在同一水平面上，风总从高压区吹向低压区。热水处温度高，空气上升，冰块处温度低，空气下沉，故选A。3.下列符合上述实验模拟的原理的是(

)A.B.C.D.B[解析]空气受热上升，受冷下沉，A错；白天，裸地升温比草地快，温度比草地高，裸地空气上升，草地下沉，B对；山和谷的温度高低与昼夜有关，空气的上升或下沉会随昼夜发生变化，C错；城市气温总比郊区高，城市空气受热上升，郊区下沉，D错。故选B。[2020山东济宁高一期中]读北半球等压线图（单位：hPa），完成下面两题。4.如果图示等压线位于近地面，F1、F2、F3为A处空气所受的外力，则F1、F2、F3依次为(

)A.水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力B.摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力C.地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力D.摩擦力、水平气压梯度力、地转偏向力C[解析]结合图示信息，F3由高压指向低压并垂直于等压线，为水平气压梯度力；结合地转偏向力和摩擦力与水平气压梯度力的位置关系可进一步确定F1为地转偏向力；F2为摩擦力。5.如果图示等压线位于高空，则风向是(

)A.① B.② C.③ D.④A[解析]结合上题分析，北半球高空风向相对水平气压梯度力右偏并最终与等压线平行。[2021山东威海高一期末]读“合肥城市热岛示意图”，回答下面两题。6.热岛效应形成了城郊之间的热岛环流，称为城市风系，在近地面的风又称为乡村风。A地乡村风的风向是(

)A.东南风 B.东北风 C.西北风 D.西南风A[解析]近地面城市内部形成热低压，风由乡村吹向城市，受地转偏向力的影响向右偏转形成东南风。故选A。7.下面表示N地近地面在竖直方向上等温面与等压面情况正确的是(

)①A②③A.① B.② C.③ D.④④[解析]图中N地的气温比周围高，等温面应向上凸出，气压比周围低，等压面应向低空凸出。故选A。8.读“某区域等高面与等压面的关系示意图”，回答下列问题。（1）列表比较A、B两地大气物理性质及天气状况。A地B地气温气压天气状况[答案]A地B地气温低高气压高低天气状况多晴朗天气多阴雨天气[解析]由A、B两地上空等压面的弯曲方向可知A地上空为低压，B地上空为高压。因此A地为高压，气温低，晴朗天气；B地为低压、气温高、阴雨天气。（2）在图中用“→”画出热力环流。[答案]画图略（提示：近地面为由A→B，逆时针方向）。[解析]由于气压差异，图中产生了逆时针方向的热力环流。（3）若图示区域热力环流为白天的海陆风，说明A、B两地中为陆地的是哪一处并说明当时吹海风还是陆风。[答案]B为陆地；此时吹海风。[解析]若图示区域热力环流为白天的海陆风，则B地为陆地，此时吹海风。（4）如果A、B之间的温差增大，则该区域的热力环流势力将_______（增强、减弱）。增强[解析]温差增大，水平气压梯度力增大，热力环流将增强。

在特定情况下，水汽可能会在地表或土壤中凝结而向下输送，称为逆湿现象。读我国西北某地区夏季逆湿现象出现概率图，完成下面两题。9.下列地区中，最容易出现逆湿现象的是(

)A.绿洲边缘的荒漠 B.荒漠边缘的绿洲C.绿洲中心 D.荒漠中心A[解析]绿洲在夏季是一个冷源和水汽源，绿洲风将水汽带到绿洲边缘的荒漠，水汽凝结后下渗快，A对；荒漠边缘的绿洲、绿洲中心，水源较多，下渗较慢，以向上蒸发、蒸腾为主，B、C错；荒漠中心水汽含量太少，无法凝结，D错。10.夜晚逆湿现象出现概率大，原因是夜晚(

)A.绿洲风最弱，水汽不容易消散B.地表温度低，蒸发弱，易凝结C.绿洲风最强，由绿洲输送的水汽多D.地表温度低，近地面大气中水汽多B[解析]夜晚逆湿现象出现概率大，原因是夜晚沙漠降温快，地表温度低，蒸发弱，水汽易凝结下渗，B对。[2021辽宁沈阳高一期末]山谷风是局地性的大气运动，对小尺度区域的气候、农业影响较大。昆明某中学地理学习小组历经一年时间对附近山区进行山风与谷风的观测，从而得出一些结论。下图示意该中学附近山区某时刻旗子的飘向。据此完成下面三题。11.学习小组观测发现，利于山谷风形成的天气条件是(

)A.阴雨天气 B.晴朗天气 C.降温天气 D.大风天气B[解析]晴朗天气，白天太阳辐射强，山坡上的空气增温快，利于谷风的形成；夜间大气保温作用弱，山坡上的空气降温快，利于山风的形成。故B正确，A、C、D错误。12.图