2018-地理人教版全国通用必修一讲义第2章地球上的大气第一节第2课时

第2课时热力环流和大气的水平运动情景激趣课标内容要求核心素养对接知识体系导引歌曲《军港之夜》的歌词“军港的夜啊，静悄悄……海风你轻轻地吹……”从热力环流的角度看歌词是否妥当？运用示意图等，说明热力环流原理，并解释相关现象。1.运用示意图、视频、模拟实验等，说明热力环流形成过程→地理实践力＋综合思维2.运用热力环流过程原理解释相关地理现象→人地协调观＋综合思维热力环流|知识清单|阅读教材P35“热力环流”，填写下列知识。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A→D→E→C→A、A→D→F→B→A标注)。微思考1.用热力环流知识分析冬季教室门上下缝隙气流的运行方向。提示上门缝气流向外吹，下门缝气流向里吹。|案例分析|材料电视剧《三国演义》第76集“火烧上方谷”讲述了这样一个故事：公元234年春，诸葛亮在上方谷设伏兵，安排大将魏延诱敌深入。当司马懿等人追进上方谷时，山上士兵即投下石块堵塞谷口，同时引燃谷内干柴。刹那间，上方谷硝烟弥漫，火海一片。正当司马懿父子以为必死无疑时，天空竟然乌云密布，接着就下起大雨，司马懿感谢苍天保佑，趁机逃脱。该战十分惨烈，打扫战场时发现四周山顶都覆盖着未烧尽的衣服和草木灰。诸葛亮叹道：“谋事在人，成事在天。”火烧上方谷与热力环流有关，下图为热力环流形成示意图。结合图示探究：(1)近地面受热均匀的情况下，气压在垂直方向上有何分布规律？(2)近地面受热不均的情况下，空气垂直方向上的运动特点以及气压的相应变化是怎样的，请完成下表。冷热状况气流运动气压变化对应高空气压受热的地方(A地)受冷的地方(B、C地)(3)空气在水平的方向上会怎样运动？(4)图示的热力环流形成的过程中，主导性的是垂直运动还是水平运动？并分析原因。答案(1)由于地表受热均匀，水平方向上同一高度压强相等，垂直方向上气压自下而上越来越低。(2)冷热状况气流运动气压变化对应高空气压受热的地方(A地)上升变小变大受冷的地方(B、C地)下沉变大变小(3)由高压流向低压。(4)垂直运动。近地面受热不均，产生大气的垂直运动(对流)，然后产生水平方向上的气压差异，推动空气在水平方向上由高压流向低压，从而形成热力环流。|方法规律|1.热力环流的形成由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。热力环流的形成过程如下图所示：理解热力环流的形成，关键抓住以下两点关系：(1)温压关系：(结合上图中甲、乙、丙三地图示)(2)风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压(如图中①②③④所示)。2.热力环流的几种常见形式热力环流是一种常见的自然现象。海陆热力性质的差异，山谷、山坡的受热不均，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(2)山谷风(3)城市热岛环流3.等压面的“高凸低凹”规律因地面冷热不均，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”，具体如下图所示：大气的水平运动|知识清单|阅读教材P35～P36“大气的水平运动——风”，填写下列知识。1.三种作用力字母名称方向影响A气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压形成风的直接原因B摩擦力与风向相反减小风速C地转偏向力与风向垂直使风向在北半球右偏，南半球左偏2.风向类型受力情况风向高空的风水平气压梯度力和地转偏向力与等压线平行近地面的风水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力与等压线斜交微讨论2.为什么海面上的风力往往比陆地上大？提示海洋表面与陆地表面的摩擦力不同，地面摩擦力大，海洋摩擦力小，所以相同气压条件下，海面上的风力往往比陆地上大。|案例分析|北半球近地面和高空风向及受力分析比较表风受力作用图示风向高空风受两力作用(F1、F2)风向与等压线平行近地面风受三力作用(F1、F2、F3)风向与等压线成一夹角结合材料探究：(1)图中F1、F2、F3分别表示影响风向、风速的哪三个作用力？(2)高空风和近地面风与等压线的关系有何不同？为什么？答案(1)F1表示水平气压梯度力，F2表示地转偏向力，F3表示摩擦力。(2)高空风风向与等压线平行，是在水平气压梯度力和地转偏向力二力平衡下形成的；近地面风与等压线成一夹角，是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三力平衡的结果。|方法规律|1.影响风的三种力风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三种力的共同作用，三种作用力的大小、方向和对风速、风向的影响各不相同，具体如下所示：作用力方向与风向大小与风速水平气压梯度力始终与等压线垂直，由高压指向低压等压线越密集，水平气压梯度力越大，风速越大地转偏向力始终与风向垂直，北半球使风右偏，南半球使风左偏大小随纬度升高而增加，赤道为零。不影响风速摩擦力始终与风向相反，使风向与等压线斜交下垫面越粗糙，摩擦力越大，反之越小。使风速减小2.不同情况下风向的特点(以北半球为例)(1)受单一的水平气压梯度力的作用：风向垂直等压线。(2)高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用：风向平行于等压线。(3)近地面大气受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用：风向与等压线斜交。3.等压线图中风力和风向的判读(1)风力的判读①同一幅图，等压线越密，水平气压梯度力越大，风力越大；等压线越稀疏，风力越小。②不同幅图，两条相邻等压线气压差值越大，水平气压梯度力越大，风力越大；差值越小，风力越小。(2)风向的确定第一步：画出与等压线垂直的水平气压梯度力。第二步：确定南北半球。第三步：按照地转偏向力“南左北右”的偏转规律画出与水平气压梯度力成30°～45°偏角的风向。(如下图)|综合思维|1.白天，陆地增温快.海上增温慢；夜间，陆地降温快，海上降温慢。海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的热力环流。根据热力环流的原理，完成如下任务。图2.4海陆热力环流(1)在图2.4a和图2.4b上标出白天和夜间海洋和陆地气压的高低。(2)想想一天之内，海岸边何时吹海风，何时吹陆风？(3)在图2.4a上，画出白天陆地和海洋之间的大气运动方向，使之构成一个环流圈；在图2.4b上，画出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。(4)分析海陆风对海滨地区的气温有什么调节作用？提示(1)白天陆地气温比海洋高，因此陆地上为低气压，海洋上为高气压，夜间的情况正好相反。据此，图2.4a，陆——低，海——高；图2.4b，陆——高，海——低。(2)风从高气压吹向低气压。据此，一日之内，白天风从海洋吹向陆地；夜晚风从陆地吹向海洋。(3)略。(4)白天来自海洋的风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起降温的作用；夜晚来自陆地的风比较温热干燥，对滨海地区能够起到增温的作用，海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。|地理实践力|2.某同学做地理演示实验：把一盆热水和一盆冰块分别放入玻璃缸内的两侧，盖上胶合板，胶合板上有孔的一侧对着冰块盆。点燃香，把香垂直从小孔插入到适当深度，观察玻璃缸内气流的运动状况。该实验模拟的是()A.热力环流 B.冷锋活动C.垂直对流 D.暖锋活动解析结合实验过程知其模拟的是因冷热不均造成的大气运动状况，这是大气运动最简单的形式——热力环流。答案A|地理实践力|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。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。读图完成(1)～(2)题。(1)若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为()A.⑥或⑦ B.②或⑥C.④或⑧ D.③或④(2)若此图表示高空的某一等高面，PM<PN，则O点风向为()A.③或④ B.②或⑧C.③或⑦ D.⑥或⑦解析第(1)题，PM>PN，水平气压梯度力应垂直于等压线，由高压指向低压，因此⑤所指方向为水平气压梯度力的方向。北半球受地转偏向力影响，风向右偏，如果是高空，风向与等压线平行，为⑦。近地面又受摩擦力影响，风向与等压线斜交，为⑥。第(2)题，高空等高面，PM<PN，水平气压梯度力方向为①所指方向，高空风向与等压线平行，南北半球不同，受地转偏向力不同，因此答案为③或⑦。答案(1)A(2)C|区域认知|4.等压线的疏密程度反映了气压梯度的大小。根据图2.8完成下列要求。图2.81958年4月5日8时世界海平面气压(hPa)分布(局部)(1)甲、乙两地，哪里的气压梯度大？简要说明判断理由。(2)在图上画出甲、乙两地的风向。提示(1)甲地气压梯度力大，因为甲地附近等压线密集。(2)甲地为西北风，乙地为东南风。读热力环流示意图，完成第1题。1.热力环流产生的根本原因是()A.相邻地区存在气流升降运动B.不同地区之间近地面存在冷热差异C.同一等压面上存在气压差异D.相邻地区的地面状况存在差异解析热力环流是由不同地区间地面冷热不均引起的空气环流。由于冷热不均，垂直方向上产生大气运动，导致不同地区同一高度上的气压差异，从而又产生水平方向上大气运动，因此热力环流的根本原因是不同地区之间存在冷热差异。答案B2.下面的等压面分布图中，正确的是()A.①② B.①③C.①④ D.②④解析根据等压面的凸凹可判断气压的高低。地表受热，空气上升，近地面形成低压，等压面向下凹；高空形成高压，等压面向上凸。地表冷却，空气下沉，近地面形成高压，等压面向上凸；高空形成低压，等压面向下凹。答案D下图中箭头表示气流的运动方向，图中M点海拔为241米，N点海拔为480米。读甲、乙两幅图，完成3～4题。3.图中气流运动体现的地理现象是()A.海陆风 B.焚风C.山谷风 D.季风4.下列关于图中地理现象的描述，正确的是()A.甲图发生在白天，乙图发生在夜晚B.甲图发生在夜晚，乙图发生在白天C.甲图发生在冬季，乙图发生在夏季D.甲图发生在夏季，乙图发生在冬季解析第3题，甲图中气流由山谷吹向山顶，乙图气流由山顶吹向山谷，属于山谷风。第4题，甲图为谷风，发生在白天，乙图为山风，发生在夜晚。答案3.C4.A5.读“北半球某区域等压线(hPa)分布图”，回答下列问题。(1)图中A、B、C、D四个箭头能正确表示当地风向的是________。(2)图中①②两处就气压分布而言，①是________，②是________。(3)图中A处风力较大的原因是__________________________________。解析首先根据图中数值判断出①为低压中心，②为高压中心，风向的判断要根据北半球从高压指向低压再向右偏的原则，等压线密集，说明风力大。答案(1)C(2)低气压高气压(3)单位距离内等压线密集，表示水平气压梯度力较大一、选择题读太阳墙工作原理示意图，完成1～2题。1.太阳墙全新空调系统核心组件是太阳墙板，图示太阳墙所涉及的地理原理是()A.风从高气压区吹向低气压区B.热力环流C.气流辐合上升D.大气环流2.图示气流的动力主要来自于()A.气压梯度力 B.地转偏向力C.风能 D.太阳辐射解析第1题，室内气温与室外气温存在差异，这样会导致空气的垂直运动，进而导致空气的水平运动，即形成热力环流。图示太阳墙所涉及的地理原理是热力环流，B项正确。第2题，热力环流形成的根本原因是太阳辐射对地面加热不均。答案1.B2.D读某山区降水量日变化统计图，完成3～4题。3.图中显示的降水特点是()A.山顶昼雨少B.河谷盆地夜雨多C.河谷盆地日降水量变幅大D.从河谷盆地到山顶，日降水量减少4.造成山顶与河谷盆地降水日变化差异的直接原因是()A.热力环流 B.太阳辐射C.植被状况 D.地形起伏解析第3题，图中显示出降水特点是河谷盆地夜雨多，原因是夜间河谷盆地散热慢，气温较高，从而形成上升气流，容易形成降水；山顶白天降水多，原因是白天山顶气温上升快，气流上升，易降水；河谷盆地日降水量变幅小；从河谷盆地到山顶，日降水量增多。故B项正确。第4题，造成山顶与河谷盆地降水日变化差异的原因是热力环流。山顶白天气温上升快，河谷盆地气温上升较慢，山顶因气流上升而形成降雨；河谷盆地晚上散热慢，山顶散热快，河谷盆地因气流上升而成云致雨，故A项正确。答案3.B4.A下图为“北半球某地大气的水平运动等压线示意图”，图中数值①＞②＞③＞④＞⑤。读图完成5～6题。5.在a、b、c、d四点中风力最大的是()A.a B.bC.c D.d6.b点的风向为()A.北风 B.西风C.南风 D.西南风解析第5题，从图中等压线的分布可知，d处等压线最密，故水平气压梯度力最大，风力也最大。第6题，b地水平气压梯度力指向东南，在地转偏向力和摩擦力作用下，会形成北风。答案5.D6.A下图为北半球等压线图(单位：hPa)。读图并结合所学知识回答7～8题。7.如果图示等压线位于近地面，F1、F2、F3为A处空气所受的外力的方向，则F1、F2、F3依次为()A.摩擦力、气压梯度力、地转偏向力B.气压梯度力、摩擦力、地转偏向力C.地转偏向力、摩擦力、气压梯度力D.摩擦力、地转偏向力、气压梯度力8.如果图示等压线位于高空，F1为气压梯度力方向，则风向是()A.① B.②C.③ D.④解析第7题，气压梯度力的方向应与等压线垂直，且由高压指向低压，故F1为气压梯度力，只有B项符合。第8题，高空大气受气压梯度力和地转偏向力的共同作用，风向与等压线平行，又因位于北半球，风向右偏所以④表示的方向正确。答案7.B8.D雾是近地面大气层中出现大量微小水滴而形成的一种天气现象。图中甲地经常出现浓雾弥漫的现象，据此完成9～10题。9.下列四幅图中，与山谷出现浓雾时段的环流特征相符的是()10.图中甲地山谷浓雾弥漫数日不散，主要是因为()A.太阳辐射较弱 B.气温较低C.暖湿水汽充足 D.风力较弱解析第9题，山谷地区，白天吹谷风，风是从谷地沿两侧山坡吹的上升气流，谷地中心是下沉气流，不会形成雾，B、D错。夜晚吹山风，冷气流沿两侧山坡吹下，谷地中心是上升气流，底层受冷气流影响快速降温，形成下面冷、上面暖的逆温状态，出现浓雾天气，C对，A错。第10题，浓雾天气出现条件，一是有逆温现象，一是静风天气。太阳辐射弱、气温低、暖湿水汽充足对雾形成有影响，但不是浓雾持续几天的原因，A、B、C错。风力弱，不能吹散雾，是持续几天的主要原因，D对。答案9.C10.D11.地面上不同地区的热量差异会引起空气流动。下列示意图中符合热力环流原理的是()解析白天，陆地吸热快，空气上升形成低压，海边吹海风，由海洋吹向陆地，故A图错。城市中，应是出现上升气流，四周空气由郊区流向市区，故C图错。近地面受热空气上升，形成低压；地面受冷形成高压，空气下沉，故D图错。夜晚，山坡气温下降快，形成高压，空气由山坡流向谷底。因此，选B。答案B二、非选择题12.某同学利用自己制作的学具(左图)，在教室中模拟演示“热力环流”过程。读图，回答下列问题。eq\a\vs4\al()eq\x(\a\al(说明：,①木盒,②锡纸条1,③锡纸条2,④蜡烛,⑤纸杯,⑥透明水晶板))实验开始前(左图)，学生观察到学具中间悬挂的锡纸条没有明显的水平摆动。实验开始后，学生点燃蜡烛，并在纸杯中放入冰块，逐渐观察到两张锡纸条有明显的摆动(右图)。多次重复实验，学生发现结果相同。(1)该实验结果可以说明_____________________________________。(2)依据左图、右图及实验过程，请在下图中连续绘出热力环流的形成过程，并在环节3中标出近地面气压状况。(3)为了更好地观察到实验现象，参与实验的学生想让锡纸条的摆动幅度更大，请提出你的建议。解析第(1)题，“热力环流”是因温度高低不同引起的大气环流形式，锡纸条一侧为点燃的蜡烛，一侧为冰块，温度差异明显，冷热不均会引起大气的运动。第(2)题，①在点燃蜡烛与放入冰块前，锡纸条两侧温度相同，没有明显的大气运动；②锡纸条左侧蜡烛点燃，升温；右侧放入冰块，降温；③气温高、气流上升；气温低，气流下沉；④气流上升，近地面形成低压；气流下沉，近地面形成高压。高空与近地面气压性质相反，在水平方向上，风从高压吹向低压。第(3)题，想让锡纸条的摆动幅度更大，说明风力更大，因此应考虑增大锡纸条两侧的温差；减少外界的影响等方面。增大锡纸条两侧的温差可以选择增加蜡烛与冰块的数量，也可以在不改变蜡烛与冰块数量的前提下，缩小空间范围。答案(1)冷热不均会引起大气的运动(2)(3)选择更轻薄的纸进行实验，增加蜡烛与冰块的数量(或缩小学具尺寸、增加学具的密封性等，合理即可)。(至少两条)13.我国东南一滨海城市的高中地理兴趣小组开展了“海陆风的现象及其影响”小课题研究。甲图是学生绘制的该滨海城市的海陆气温日变化图；乙图是学生绘制的该地区海陆之间气流的运动状况图；丙图是该城市海陆风的天数统计图。请你根据所学知识，帮助他们完成这项研究。“海陆风的现象及其影响”研究报告(1)海陆风是沿海地区在一天之中，由于________的差异，风向以一天为周期，随昼夜更替而转换。它也是一种________，是最基本、最简单的大气运动形式之一。(2)图甲中代表陆地的序号是________；由图甲可推断，图乙中海风出现的时间约为________。A.18时～次日7时 B.4时～当日14时C.16时～次日8时 D.6时～当日18时(3)从图丙可知，一年中海陆风出现的天数，因季节而异，________(季节)最少。主要原因是什么？(4)简析海风对沿海城