第07讲 热力环流与大气水平运动（讲义）（原卷版）

第07讲热力环流与大气水平运动目录TOC\o"1-4"\h\u01考情透视·目标导航 102知识导图·思维引航 303考点突破·考法探究 3考点一热力环流 3知识梳理 3知识点热力环流原理 3核心突破 6考点1热力环流形成的“一个关键、四个步骤” 6考点2常见的热力环流 8题型01热力环流原理 14题型02常见热力环流 15考点二大气的水平运动——风 16知识梳理 16知识点1大气的水平运动 16知识点2高空风和近地面风(以北半球为例) 17核心突破 18考点1风力的影响因素 18考点2风向的判读与绘制 20题型01风力大小 23题型02风向判读 24热点应用 2601热力环流在生产生活中的应用 26考点要求考题统计＋考点提取热力环流2024广东卷，13-14题，6分，若暖季上、下行气流常在图中P地附近交汇导致该地及该地区暖季午间下行气流势力呈现增强趋势可引起P地附近，热力环流与气温2024湖南卷，15-16题，6分，两次强降雨时谷地风速差异显著的主要原因是，山谷风2024湖北卷，14-15题，6分，当地冬季昼夜主要风向成因的说法合理及绿洲风有利于，绿洲风2022全国乙卷，9-11题，12分，释放气球的时间可能为，陆地大致位于海洋的及当日该市所处的气压场的特点是，海陆风大气的水平运动——风2024福建卷，6-7题，6分，海南岛东部海域的风向为及海南岛东部海域天气状况，风向判读2024浙江1月卷，17题，2分，甲地风向变化最大可能是，风力大小2022山东卷，16（1）题，4分，画出M点风向，画风向2022湖南卷，19（1）题，4分，分析金沙江干热河谷段冬春季谷风势力强的原因，风力大小2021江苏卷，3题，与大风速区相比M的地区风速较小主要原因，风力大小命题趋势：命题趋势：近几年，试题以特定区域的自然环境或人们的日常生活创设情境，对热力环流基本原理及其应用、风向与风力等知识均有考查，且考频增加。常以等温线分布图、地理统计图表、示意图为背景，考查热力环流相关知识；以等压线分布图为背景，考查风向和风速的判断。地方卷涉及的原理类画风向题应引起重视。考点一热力环流知识点热力环流原理（1）基本概念①气压：单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量，单位一般为百帕（hPa）。海拔越高，空气密度越小，气压越低②高压、低压：在同一高度上，空气密度越大，气压值越大，称为高压；密度越小，气压值越小，称为低压；③同一高度（水平面）上空气由高压向低压运动。④等压面与等压线：压力值相等的面称为等压面，等压面上数值相等的点连成的线为等压线。地表均一、受热均匀：同一水平面气温相同，气压相等，形成的等压面与地面平行。但地面受热不均，破坏了稳定状态，引起大气的运动，等压面发生弯曲，起伏不平。（2）形成原理热力环流的概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动一种最简单的形式。（3）形成过程水平方向：空气由高压流向低压；垂直方向：海拔越高气压越低；先有空气垂直运动，再有高低压，最后有空气水平运动。思考：1.判断A、B、C、D四点气压值和气温的大小?气压比较：A>B>D>C气温比较：B>A>D>C结论：气压、气温随着海拔高度的升高而降低。2.在A、B、C、D间画出等压面和等温面？3.判断A、B两地的天气状况？A处高压，气流下沉，晴朗天气，昼夜温差大B处低压，空气受热上升，遇冷凝结，易形成阴雨天气，昼夜温差小问题：先判断①~⑤气压高低，在判断近地面天气状况。上升气流容易形成降水，下沉气流往往晴朗；气压值：①>(②=③=④)>⑤；等压面上弯说明该处是高压，下弯则是低压；地面气压状况与高空相反【地面与高空等压面相反】考点1热力环流形成的“一个关键、四个步骤”1．“一个关键”冷热不均是热力环流形成的关键(1)同一性质下垫面考虑纬度差异。一般低纬温度高，高纬温度低。(2)不同性质下垫面考虑热容量差异。地球表面热容量大的地点，白天气温较低，夜晚气温较高；热容量小的地点，白天气温较高，夜晚气温较低。2．“四个步骤”(1)热上升、冷下沉——近地面热，空气上升；近地面冷，空气下沉。(2)热低压、冷高压——近地面热的地方形成低压；近地面冷的地方形成高压。(3)近地面和高空气压性质相反——近地面为高压，其高空为低压；近地面为低压，其高空为高压。(4)水平气流从高压流向低压。3．三个关系(1)等压面的凹凸关系（高高低低法则）受热：低空下凹、高空上凸。受冷：低空上凸、高空下凹。近地面和高空气压状况相反。(2)风压关系：水平方向上，风总是从高气压吹向低气压。(3)温压关系4.热力环流的规律同一垂直方向，海拔越高气压越低；等压面上凸为高压，下凹为低压（高高低低法则：高压处等压面凸向高海拔处，低压处等压面凸向低海拔，亦可反过来应用）；近地面气温高气压低，气流上升，多阴雨天气，气温日较差小，气压差小；同一垂直方向，近地面与高空气压类型相反。在相同高度范围内，气压差越大，则近地面为高压，高空为低压。5.等压面图的判读（1）判断气压高低①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降低。即PA>PC，PB>PD。②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，同一水平面上，等压面上凸者气压高，下凹者气压低，即PC>PD，PB>PA。③同一垂直方向上，近地面和高空的气压状况相反，即近地面为高压，高空则为低压。（2）判断下垫面的性质①判断陆地与海洋(湖泊)：夏季，等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。冬季，等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。②判断裸地与绿地：裸地同陆地，绿地同海洋。③判断城区与郊区：等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。（3）判断近地面天气状况和气温日较差等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小，如上图中A地；等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大，如上图中B地。【易错提醒】（1）高压的气压值一定高于低压不正确。气压高低的比较是在同一海拔基础上进行的，不同海拔上，海拔越高，气压越低，如右图中甲、乙两地的气压一定大于丙、丁两地。甲地气压高是相对于同一海拔的乙地而言，丙地气压高是相对于同一海拔的丁地而言，图中四地的气压值大小是：甲>乙>丙>丁。（2）气温高的地方都是低压，气温低的地方都是高压不正确。只有热力作用形成的气压中心或气压带符合上面的规律，但动力作用形成的不符合上面规律，如副热带高压带、副极地低压带。（2019·浙江4月卷）下图为某地近地面垂直方向气温、气压分布示意图（图中虚线为等温面、实线为等压面）。完成下列题。1．若该地位于我国西北沙漠地区,则其成因和空气垂直运动正确的是（

）A．动力辐合上升 B．热力辐合上升 C．动力下沉辅散 D．热力下沉辐散2．易形成这种大物理状况的是（

）A．夏季白天的内陆湖面 B．冬季晴朗夜晚的谷底C．夏季晴朗白天的郊区 D．冬季暖流流经的海面考点2常见的热力环流海陆风成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键风向转换：白天，陆地气温约在14时最高，即海陆间温差这个时候会最大，下午14-15时海风最强；此后陆地气温逐渐下降，海风便随之减弱，约在晚间21-22时，海陆温差消失，海风停止。夜晚，陆地持续降温，日出前气温最低，一般日出前陆风最强；日出后，陆地渐渐升温，海陆温差越来越小，约在上午9-10时，海陆温度差别消失，陆风停止。晚间约21-22时：海风转为陆风上午约9-10时：陆风转为海风在北半球，夏半年陆风转海风的时间比冬半年早。原因是夏半年日出较冬季更早，陆地升温时间早；太阳高度角较冬季大，获得的太阳辐射量多，陆地升温快；所以陆风转海风时间早。影响与应用：海陆风使海滨地区气温日较差减小，夏季气温低，空气较湿润，是避暑的好地方。（2）山谷风思考：巴山多夜雨的原因？“巴山夜雨”是因为四川盆地多夜雨而得名。四川盆地潮湿，云层厚，夜晚大气的逆辐射较强，低层空气容易升温，加之四周沿山坡下沉的气流多，造成盆地底部夜晚气流上升较旺，形成夜雨。发生的条件和过程：由于夜晚山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬升，从而出现温度的倒置现象，即地形逆温。出现的地区：盆地和谷地。常考方向：夜雨（如巴山夜雨涨秋池；拉萨河谷夏季夜雨多）；地形逆温导致山谷空气流通差；早春季节，南方山谷容易出现低温冷害。山谷风的时长受昼夜长短情况和下垫面状况影响；山谷风风速大小受盛行风强弱、下垫面温差大小影响。风向转换：白天日出后，山坡增温速度快，山坡气温约在14时（午后）最高（山坡温度>同高度山谷），谷风最强；然后随着温差降低，风速减小；夜晚日落后，山坡持续降温（山坡温度<同高度山谷），日出前（清晨）气温最低，山风最强。晚间约21-22时：谷风转为山风上午约9-10时：山风转为谷风高海拔山地的冰川风（指在冰川地区，由于冰川表面上空气温度比谷中同高度空气温度低，冷而重的空气在冰川上形成沿冰川向下坡方向流动的风）对山谷风强度的和时长有影响：在有冰川风存在的区域，冰川风可能加强山风的势力、延长山风的时间，削弱谷风的势力、缩短谷风的时间。山谷风对农业的影响：①谷风将山谷温度较高的气流带到山坡，温度升高，使果树发芽开发期提前；②山风出现于夜间，从山顶吹向山谷，降低坡面温度，减弱呼吸作用，有利于植物养分的积累；③白天的谷风使坡面温度升高，夜晚的山风使坡面温度降低，故山谷风能扩大坡面气温日较差，有利于作物质量提高；④谷底发育河流，水汽充沛，吹谷风时，水汽易冷凝成云致雨，多雨雾天气，对坡面作物生长有利。影响与应用：在山谷和盆地常因夜间的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染。所以，山谷地区不宜布局有污染的工业。（3）城市风原因：①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②此外，城市中心区人口密集，产业发达，汽车数量多，人们生活、生产向大气释放的废热较多城市热岛强度：指城市与郊区的温度差，常用来表示热岛效应的强弱。城市热岛强度时间变化：夜晚强于白天。原因：一般来说，城市大气污染物多于郊区，所以白天，城市里大气对太阳辐射削弱作用较郊区更强；城郊温差相对较小；夜晚，城市里大气对地面的保温作用较郊区更强，大气逆辐射强，降温慢；城郊温差相对更大。热岛效应强度会受到气象条件影响，如城市风速越大，云量越多，天气越不稳定，城市热岛强度就越小，甚至有可能不存在，那反之，天气越稳定，“热岛效应”的强度就可能越大。同理可得，秋冬季强于夏季。影响与应用：一般将绿化带布局于气流下沉处或下沉距离以内，将卫星城或污染较重的工厂布局于气流下沉距离之外。缓解城市热岛效应的措施：增加城市绿地、湿地面积；合理规划，降低城市人口密度、建筑物密度；调整产业结构；建设城市通风廊道；发展生态屋面；提倡绿色出行；利用多种途径降低人类活动排放的废热，如：提高能源利用率、使用清洁能源等。城市五岛：热岛——市区气温经常比郊区高；浊岛——污染物比郊区多，能见度低；雨岛——城市热岛产生的局地上升气流有利于对流雨的形成；湿岛——夜晚市区近地面湿度高于郊区；干岛——夜晚市区近地面湿度高于郊区。补充：（4）湖陆风湖陆风是在沿湖地区，夜间风从陆地吹向湖区，白天风从湖面吹向陆地，形成的一种地方性的天气现象。其原理与海陆风相似，都属于局地（小范围）热力环流。白天：陆地升温快，气温高于湖泊，在陆地近地面形成低压，湖泊近地面形成高压，近地面的风从湖泊吹向陆地，称为湖风（出湖风）。夜间：陆地降温快，气温低于湖泊，在陆地近地面形成高压，湖泊近地面形成低压，风从陆地吹向湖泊，称为陆风（进湖风）。湖陆风转换的时间：大致是9－11时由陆风转为湖风，而17－18时由湖风转为陆风；我国湖陆风的一些特征：我国夏季陆风转湖风比冬季早(从陆地上看：一方面，太阳直射北半球，太阳高度角较冬季大，获得的太阳辐射量多；另一方面，夏季昼长夜短，日出较冬季更早，所以陆地的升温会更早更快。从湖泊上看：夏季属于我国的雨季，降水补给比较多，同时河流接受高山冰雪融水也较多，所以湖泊水量较冬季大，湖面升温慢)；我国湖陆风夏季强，冬季弱。湖陆风风力强弱受盛行风强弱、湖泊面积及陆地属性对湖陆温差的影响。湖陆风的影响：调节陆地气温，使湖滨地区的气温日较差减小；白天湖风由湖泊吹向陆地，能够带来丰富的水汽，增加了陆地的空气湿度，可以使得湖滨地区更加凉爽湿润。（5）绿洲风概念：在沙漠和绿洲之间的过渡带，由于沙漠和绿洲地表水热差异，形成了沙漠和绿洲之间的局地环流，出现了“绿洲风”。形成原理：白天沙漠升温比绿洲快，形成低压，风从绿洲吹向沙漠；夜晚沙漠降温快，形成高压，风从沙漠吹向绿洲；“绿洲风”就是从绿洲吹向沙漠的风。形成时间：白天/夏季风力大小：受盛行风强弱和绿洲面积大小的影响。影响：从绿洲吹向沙漠的风湿润，能够增加过渡地区空气湿度，则能抑制地表风沙输移变化。【易错提醒】海陆风、山谷风、城市风都是局部热力环流，影响的垂直和水平范围小。其中海陆风、山谷风风向有昼夜差别，但城市风风向无昼夜变化。（2022·全国乙卷）我国一海滨城市背靠丘陵,某日海陆风明显。下图示意当日该市不同高度的风随时间的变化。据此完成下面小题。

3．当日在观测场释放一只氦气球,观测它在1千米高度以下先向北漂,然后逐渐转向西南。释放气球的时间可能为（

）A．1时 B．7时 C．13时 D．19时4．据图推测,陆地大致位于海洋的（

）A．东北方 B．东南方 C．西南方 D．西北方5．当日该市所处的气压场的特点是（

）A．北高南低,梯度大 B．北高南低,梯度小 C．南高北低,梯度大 D．南高北低,梯度小题型01热力环流原理下图示意我国沿海某地受局部环流影响，连续两天不同高度的风向、风速随时间的变化。完成下面小题。1．能够示意21日22时该地近地面等压面分布的是（

）A． B．C． D．2．22日12时该地受局部环流的影响（

）A．气温升高 B．湿度增加 C．云量减少 D．驱散海雾题型02常见热力环流由于湖陆热力差异，鄱阳湖周边形成明显的湖陆风环流。湖陆风起止时刻具有季节变化。下图是鄱阳湖甲监测站2010-2015年湖陆风起止时刻及其频次统计图，四条曲线表示湖风开始、湖风停止、陆风开始、陆风停止时刻。据此完成下面小题。3．四条曲线中，表示陆风停止时刻的是（

）A．① B．② C．③ D．④4．与夏季相比，鄱阳湖冬季湖风起止时刻（

）A．开始晚，结束晚 B．开始晚，结束早 C．开始早，结束晚 D．开始早，结束早5．鄱阳湖附近城市推进绿色生态发展，对湖陆风强度的影响是（

）A．湖风减弱，陆风增强 B．湖风陆风均减弱C．湖风增强，陆风减弱 D．湖风陆风均增强考点二大气的水平运动——风知识点1大气的水平运动大气受力分析1.气压梯度与水平气压梯度力气压梯度：单位距离间的气压差水平气压梯度力：促使大气由高压区流向低压区的力，是形成风的直接原因（根本原因：地面冷热不均）与等压线垂直，由高压指向低压等压线越密，水平气压梯度力越大，风速越大2.地转偏向力与风向垂直。北半球向右偏，南半球向左偏；改变风向，不改变风力大小。大小随风速增大而增大，随纬度升高而增大。3.摩擦力摩擦力的方向与物体运动的方向相反。摩擦力既改变物体运动的方向，也改变物体运动的速度。摩擦力大小与下垫面状况有关。知识点2高空风和近地面风(以北半球为例)（1）高空的风：与等压线平行由于地转偏向力总是与物体运动的方向垂直。当地转偏向力与水平气压梯度力相平衡时，物体保持原来的运动状态。面向水平气压梯度力，北半球高空向右平行于等压线，南半球向左平行于等压线。（2）近地面的风：斜穿等压线由于地面有摩擦力，摩擦力的方向与物体运动的方向相反。摩擦力既改变物体运动的方向，也改变物体运动的速度。面向水平气压梯度力，北半球向右斜穿等压线，南半球向左斜穿等压线分类受力分析与特点最终风向示意图高空风水平气压梯度力(F1)，与等压线垂直，是风形成直接原因。地转偏向力（F2），与风向垂直，只改变风向，不改变风速。风向和等压线相互平行

近地面风水平气压梯度力(F1)，与等压线垂直，风形成直接原因。地转偏向力（F2），与风向垂直，只改变风向，不改变风速。摩擦力（F3），与风向相反，既改变风向又改变风速。风向和等压线成一定夹角（小于45度）【地理实践力】作图：等压线图上画风向第一步：根据等压线作出水平气压梯度力，由高压指向低压。第二步：根据（南北）半球确定偏转方向，南左北右。第三步：确定偏转的角度：高空偏转90°，近地面偏转30°~45°。【拓展延伸】风向和风力随海拔的变化原理随着海拔升高，空气运动所受的摩擦力变小，风速增大；风向受地转偏向力的影响增大，北半球风向逐渐向右偏转(如图)，南半球逐渐向左偏转。风向与等压线的夹角逐渐变小，在高空与等压线平行。考点1风力的影响因素影响因素具体作用水平气压梯度力大小冬季南北温差大，水平气压梯度力大，风力强；等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；等压线稀疏，水平气压梯度力小，风力小距高压远近距离高压(风源地)近，风力大摩擦力大小平原、高原地势平坦开阔，阻挡作用弱，风力大；海面上风力大植被多少植被茂密、阻力大、风力小；植被稀疏、阻力小、风力大地形因素当气流进入山谷口，由于狭管效应，风力大；地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致，风力大（2021·江苏卷）下图为“某日14时亚洲部分地区地面天气简图”。据此完成下面小题。1．与大风速区相比，M地区风速较小，主要是因为（

）A．水平气压梯度力较小 B．水平地转偏向力较小C．地表的摩擦作用较大 D．气旋的中心气压较高考点2风向的判读与绘制1.风向的判读风向是指风的来向，如东北风是从东北方向吹向西南方向的风。①根据风向标和风向玫瑰图判断风向风向标由风杆和风尾组成（也称为“风矢杆”），风杆(长线段)上绘有风尾(短线段)的一方指示风向。风尾横线表示风力大小，一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一面三角旗帜代表8级风。例如“F”就表示北风四级。“风向玫瑰图”是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向和最小风频。最常见的风向玫瑰图是一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与原点之间的距离越远，风力越强。如上图中的东南风出现次数最多，其次是东北风，南风出现次数最少。②地理景观：旗形树或新月形沙丘旗形树，风向与树枝朝向相反迎风坡平缓，背风坡较陡风向确定方法小结：2．等压线图中风向的绘制第一步：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)，表示水平气压梯度力的方向。第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°－45°(高空风则偏转90°)，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(北半球)：3.等压线图上风速的判读技巧①风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等压线密集处→水平气压梯度力大→风力大。如上图，风力：A>B>C>D。②不同图中，比例尺相同，等压线疏密状况相同，相邻两条等压线数值差越大，风力越大。如下图中（单位：百帕）A处的风力大于B处，C处的风力大于D处。③不同图中，等压线疏密和等压差相同时，比例尺越大，风力越大，如下图中（单位：百帕）B处风力大于C处。（2024·福建卷）研究人员在海南岛东侧大陆架水下38米处放置了传感器，检测底层海水温度与海平面变化，记录了由7月1日至7月31日的数据，不考虑天文潮汐。据此完成下面小题。（开头高的为海水温度，低的为海平面高度，作图趋势更为准确）2．7月10日至7月13日时，海南岛东部海域的风向为（

）A．东北风 B．东南风 C．西北风 D．西南风3．7月18日至7月20日时，海南岛东部海域（

）A．气压增大 B．海水流动减缓 C．风力加强 D．蒸发减弱题型01风力大小某中学地理兴趣小组在我国西南某地区的甲（海拔2200米）、乙（海拔1900米）、丙（海拔1300米）三地测量风向及风速，如下图所示，其箭头越长，表示风速越大。完成下面小题。1．据图可知甲、乙、丙三地所在山坡坡向（

）A．甲为东北坡 B．均为西北坡 C．丙为东南坡 D．均为西南坡2．图中乙地风速相对较小的时刻最可能是（

）A．0时和11时 B．3时和13时 C．7时和19时 D．9时和21时3．导致丙地一天内不同时间风速差异的主要影响因素是（

）①气压差②季节③坡向④摩擦力A．①② B．①④ C．②③ D．③④题型02风向判读风向符号由风向杆和风羽组成，其中风向杆（向下的竖）表示风向，风羽（右边的横）表示风力的大小，风羽条数和风力大小成正相关，如“F“表示北风3-4级。如图示意某年8月24日武夷山山区气象站记录的山谷风风向变化。完成下面小题。4．该日武夷山山区气象站记录的谷风最强时的风向为（

）A．偏东风 B．偏西风 C．偏南风 D．偏北风5．冬季晴朗微风条件下，该气象站谷风开始出现