大气热力环流【 知识精讲+ 能力提升 】 高中地理湘教版（2019）必修一

课标内容要求核心素养目标运用示意图等，说明大气热力环流原理，并解释相关现象。1.理解热力环流的形成过程，并认识自然界中的几种常见的热力环流。(区域认知、地理实践力)2.能利用热力环流原理解答生活、生产中的相关问题。(地理实践力、综合思维)

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。诸葛亮被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救；诸葛亮算准风向，制成能在空中漂浮的纸灯笼，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？大气为什么产生这样的运动？实验中的两个碗有什么奥秘？壹壹大气热力环流的形成大气热力环流的形成等压面等压面为一个个与地面水平面1010百帕960百帕910百帕860百帕假设：地面受热均匀，则形成的等压面如下：气压:是作用在单位面积上的大气压力，即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。海拔越高，气压越低。等压面：空气中气压值相等的点组成的面ABC近地面高空1000hpa800hpa600hpa受热冷却冷却高低等压面高凸低凹A’B’C’

当地面受热不均，A、B、C三处的空气在垂直方向将作何运动?把你的结论画在图上加以解释。C1A1B1A2B2C2大气热力环流的形成原先的等压面还能保持水平分布吗?不过不能，气压会出现怎样的变化？尝试着画出此时近地面和高空的等压面。高压高压高压低压低压低压A、B、C三地，近地面和高空中，同一水平面的空气将如何运动？将你的结论在图中画出来。空气垂直运动同一水平面气压差大气水平运动地区间的冷热不均太阳辐射差异造成引起热力环流导致促使大气运动最基本的、最简单的运动形式排序热水冷水

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。诸葛亮被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救；诸葛亮算准风向，制成能在空中漂浮的纸灯笼，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？加热空气灌入球囊，使球囊内空气排出，密度变小，平稳上升。说明气体受热会膨胀上升自然界的大气热力环流自然界的大气热力环流贰贰陆地海洋热冷陆地海洋热冷（1）在图中分别画出白天、夜晚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。陆地比热容小，升温降温速度快，白天为热源，夜晚为冷源；海洋比热容大，升温降温速度慢，白天为冷源，夜晚为热源。海陆风1.海陆风是近海地区风向昼夜间发生反向转变的风。完成相关任务。P82海风陆风世界上的许多“避暑”和“避寒”胜地都在滨海地区。你知道滨海地区为什么既能“避暑”又能“避寒”吗？海陆风使滨海地区气温日较差减小，夏季气温较低，空气较湿润，成为“避暑”胜地。

冬季由于海陆风的存在，调节局地小气候，气温较高，所以滨海地区也可以“避寒”。

[学能解惑]P57（2）我国海南岛白天多雨，夜晚多晴朗。运用海陆风形成的原理，分析这一地理现象的形成原因。近地面白天吹海风，从海洋上带来大量湿润水汽，增加降水；近地面夜晚吹陆风，从陆地吹来气流干燥，多晴朗。海陆风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。河湖与周围陆地之间存在早晚差异，白天吹湖（河）风，晚上吹陆风。海陆风P82（1）在图中分别画出山峰和山谷之间的大气运动方向，使之构成一个环流圈，并说明理由。白天山坡受热，空气增温快，空气密度小；山谷上方同高度的空气增温较慢，密度仍较大；空气自山谷沿山坡上升，形成谷风。夜晚反之。热热山谷风冷热冷冷谷风山风（2）何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。巴山为什么多夜雨？

夜晚谷地中盛行上升气流，气流上升过程中降温，水汽凝结形成降水。山谷风热热冷热冷冷谷风山风[助解教材P58]（3）山谷地区如果有工业生产产生大量大气污染物的情况下，污染现象往往持续时间更长，更严重，这是为什么？谷地地形封闭，污染物不易扩散；夜晚冷空气沿山坡下沉，堆积在谷地，形成逆温，大气较稳定，不利于污染物扩散。山谷风热热冷热冷冷谷风山风每年秋季至初春季节，美国加利福尼亚州南部沿海低地会出现一种强劲、干热的风，被称为“圣塔安娜风”(如图)。该风因加剧当地秋季山火而闻名，曾造成美国史上破坏性最强的山火，对当地影响巨大，一度使加州成为人间地狱，又被称为“魔鬼风”。[学能解惑]P58冬半年，加利福尼亚州南部沿海地区的(东)北部有内陆高压形成，气流由内陆高压向沿海低压流动，形成东北风；气流在由高原荒漠吹向沿海低地的过程中下沉增温，变得干热；干热气流在通过山地峡谷的过程中，风速加大，变得强劲，最终形成“圣塔安娜风”。(1)据材料分析说明

“圣塔安娜风”的形成原因。每年秋季至初春季节，美国加利福尼亚州南部沿海低地会出现一种强劲、干热的风，被称为“圣塔安娜风”(如图)。该风因加剧当地秋季山火而闻名，曾造成美国史上破坏性最强的山火，对当地影响巨大，一度使加州成为人间地狱，又被称为“魔鬼风”。[学能解惑]P58该地夏季受副热带高气压带影响，炎热干燥；秋季降雨少，林区积累有大量枯枝落叶，易燃物多；来自内陆荒漠的干燥气流(圣塔安娜风)，在翻越山脉后下沉升温；干热气流又顺峡谷穿行，加大风速(狭管效应)，助长火势。(2)分析加利福尼亚州南部秋季火灾多发的自然原因。

城市人口集中，产业发达，居民生活、工业生产和交通工具等每天要释放出大量的废热，导致城市的气温高于郊区，使城市犹如一个温暖的“岛屿”，人们称之为“城市热岛”。P82（1）简述城市热岛环流的形成过程。郊区中心区郊区低压中心城市热岛环流P82【气温高】讨论——城市布局规划（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，应该怎样布局大气污染严重的工业企业。布局在城市郊外热力环流圈之外。P82（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？布局在城市郊外热力环流之外，同时布局在垂直于季风的郊外。讨论——城市布局规划P82生活中地理你认为孔明灯升空的原理是什么？将孔明灯罩内气体加热，灯罩内一部分空气因受热膨胀，而从灯罩内流出，使灯罩内空气密度比外部空气密度小从而飞起来。生活中地理探究点(一)大气热力环流的形成[典例导析]下图为我国某山间河谷某时段等温面和等压面分布剖面示意图。完成(1)～(2)题。(1)下列能正确反映图示情况的是

(

)①该时段为夜间②该时段为白天③该时段吹谷风

④该时段吹山风A．①③

B．①④C．②③

D．②④(2)该山间河谷此时段多雨。下列四幅图中，能解释此现象的是

(

)[思路点拨]

第(1)题，由图可知，该时段河谷等温面向高处凸，等压面向低处凹，说明该时段河谷温度__，气压较__，根据“山谷风”的热力环流原理，可以判断该时段为

，吹

。第(2)题，两边山坡气流

，为夜间,吹

，河谷气流上升过程中，遇冷凝结，容易成云致雨，因此夜雨较多。高低夜间山风下沉山风[答案]

(1)B

(2)D[综合思维]理解热力环流的形成，关键抓住以下三点关系：1．温压关系2．风压关系：水平方向上，风从高压吹向低压。3．等压面凹凸关系：高压处等压面上凸，低压处等压面下凹。近地面与高空等压面弯曲方向相反。探究点(二)热力环流示意图的判读[图示导析](1)请解释等压面的含义？提示：等压面是指在垂直方向上把气压值相同的各点连接而成的面。(2)等压面有何意义？提示：等压面反映出在垂直方向上，气压随高度增加而降低；在水平方向上，因地面冷热不均而导致同一水平面上出现气压差异。[判读技法](1)水平气压分布的判断地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，使等压面发生弯曲，同一水平面上，等压面上凸处气压高，下凹处气压低，可用“凸高凹低”进行记忆(如下图)。例如图2中p甲＞p乙，p丙＞p丁。(2)垂直气压差异的判断大气密度随高度增加而降低，导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。例如图2中p甲＞p乙，p丙＞p丁。同一垂直方向上，近地面和高空的气压类型相反，若近地面为高压，高空则为低压。(3)热力环流方向的判断同一水平面上气压差异确定后，可以判断水平气流运动方向。例如图2中气流由甲地流向乙地，丙地流向丁地，再根据气流连续运动的特点确定环流方向。最终气流运动方向为甲→乙→丙→丁→甲。(4)下垫面性质的判断(5)近地面天气状况和气温日较差的判断在近地面，等压面下凹处，多阴雨天气，气温日较差较小，例如图2中乙地；等压面上凸处，多晴朗天气，气温日较差较大，例如图2中甲地。判断陆地与海洋(湖泊)在近地面，夏季，等压面下凹处为陆地、上凸处为海洋(湖泊)；冬季，等压面下凹处为海洋(湖泊)、上凸处为陆地判断裸地与绿地裸地同陆地、绿地同海洋(湖泊)判断城区与郊区在近地面，等压面下凹处为城区、上凸处为郊区[针对训练]读北半球某地的气压分布图，完成下列问题。(1)甲、乙、丙、丁四地气压的大小关系是________；在图中用箭头标出环流模式。(2)甲、乙两地中气温较高的是________地，其对应的天气状况常为________天气，气温日较差较大的是________地。(3)图中甲、乙两地之间的风向是________；假若图示环流为城市热岛环流，则表示郊区的是________地。(4)在图中画出高空的等压面弯曲状况。解析：该题以北半球某地的气压分布图为背景，综合考查热力环流的形成原理。解答本题可按如下思路进行：答案：(1)甲>乙>丙>丁画图略(呈逆时针运动)。(2)乙阴雨甲(3)西南风甲(4)略(与近地面弯曲方向相反)一、人地协调观——因地制宜的特色民居[材料]

穿堂风也叫过堂风，是气象学中空气流通的现象，是流动于建筑物内部空间的风。我国许多地区民居设计都充分考虑穿堂风。[问题设计]1．请分析图示中石质地面在增强穿堂风中的主要作用。提示：石质地面和普通地面的比热差异较大，增大了屋前屋后的昼夜温差，使得屋前屋后的热力环流增强，穿堂风得以增强。2．现代民居建筑若想利用穿堂风，以下设计合理的是

(

)A．利用厨房、卫生间做进风口B．房屋的朝向为东西向

C．减小东西向墙面的长度D．在前后居室间墙上设计窗或门洞

解析：只留进风口或者减小墙面的长度等均不利于穿堂风的形成，穿堂风的形成主要是屋前屋后的温差形成的热力环流，房屋的朝向不影响穿堂风的形成；现代民居建筑若想利用穿堂风，就必须为屋前屋后预留风的通道，由于在空气流通的两侧大气温度不同，气压差异导致空气快速流动，又由于建筑物等阻挡，间隙、门窗、走廊等提供流通通道使空气快速通过便于穿堂风形成。

答案：D3．为什么与空调冷风相比大多数人更喜欢穿堂风呢？

提示：穿堂风通常产生于建筑物间隙、高墙间隙、门窗相对的房间或相似的通道中，其风向和风力不稳定；空调风不是自然风，消耗电能较多，长期吹空调风很容易导致人体出现不适，而穿堂风是自然风，对人体健康影响小。快速化的城市生活，使得人们脱离自然更加严重。现代化的生活方式虽在不断改善人们的生产、生活质量，但也出现了一系列问题，比如“空调病”等。我们的先辈们在与自然和谐相处的过程中，秉持“天人合一”的理念，充分利用大气的运动原理设计出来穿堂风等。这启示着我们在现代城市和社区的建设中，我们要借鉴这些智慧，让城市和社区通“自然风”，让传统与现代实现完美的结合。二、家国情怀——清洁能源更“风光”[材料]

风力发电是可再生能源领域中最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一，且可利用的风能在全球范围内分布广泛、储量巨大。同时，随着风电相关技术不断成熟、设备不断升级，全球风力发电行业高速发展。目前，全球已有90多个国家建设了风电项目，主要集中在亚洲、欧洲、美洲。从各国分布来看，截至2019年底，中国、美国、印度、西班牙和瑞典为全球陆地风电累计装机容量排名前五的国家，陆地风电累计装机容量占全球陆地风电装机容量的37%、17%、9%、6%和4%，合计占比为73%。从中国近年来的电力能源看，风电已经成为仅次于火电和水电的第三大电力来源。2019年风电发电量为4057亿千瓦时，占全国发电量的5.54%。例：读冷热不均引起的各点气压分布图（图中A、B、C、D、E在同一高度上），回答下列问题：ABCDE甲乙单位：百帕地面800m（1）根据热力环流原理判断：近地面的甲、乙两地中，受热较多的是

地，气压较高的是

地。甲乙知识拓展：