2024-2025学年新教材高中地理第2单元从地球圈层看地表环境第1节第2课时大气的运动学案鲁教版必修第一册

PAGE13-第2课时大气的运动课程标准素养目标任务设定运用示意图等资料，说明大气受热过程与热力环流原理，并说明相关现象1.运用热力环流示意图，说明大气的热力环流过程，进而理解风的形成原理。(综合思维、地理实践力)2.说明生活中的热力环流现象，并能够在等压线图上推断风力的大小及风的方向。(综合思维、地理实践力)1.什么是热力环流？2.简述热力环流的形成过程。3.什么是水平气压梯度力？其产生的缘由是什么？方向有何特点？4.高空中的风主要受哪些力的影响？其运动方向有何特点？5.近地面的风主要受哪些力的影响？风向有何特点？一、热力环流1．概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流，它是大气运动最基本的形式。2．形成过程(1)垂直运动(2)水平运动[特殊提示](1)气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。(2)“热低压、冷高压”仅适用于同一水平面上两地区相比较；不适用于垂直方向上。在垂直方向上，气温随海拔上升而降低，气压也随海拔上升而降低。[微思索]气流肯定由高气压区流向低气压区吗？提示：不肯定。在同一水平面上，气流总是从高气压区流向低气压区；但在垂直方向上气流运动主要受地面温度变更影响，有可能由低气压区流向高气压区。二、大气的水平运动1．水平气压梯度：水平方向上单位距离间的气压差。2．水平气压梯度力：因水平面上存在的气压梯度而产生，促使大气由高气压区流向低气压区，从而形成空气的水平运动，即风。3．主要作用力及特征(1)水平气压梯度力：垂直于等压线，并指向低压区。(2)摩擦力：始终与风向相反，使风速减小。(3)地转偏向力：始终与风向垂直。4．风的受力状况与风向(以北半球为例)与等压线平行图示受力状况风向志向风向只受F（水平气压梯度力）影响垂直于等压线并指向低压高空风向受F和P（地转偏向力）共同影响与等压线平行近地面风向受F、P和f(摩擦力)共同影响与等压线斜交[名师点拨](1)读图推断等压线图上的风向时，要留意区分近地面与高空：近地面要考虑摩擦力，风向与等压线斜交；高空一般不考虑摩擦力，风向与等压线平行；随着高度的增加，风向与等压线的夹角渐渐减小。假如没有告知等压线图是表示近地面还是高空时，可借助等压线气压值的大小确定：一般等压线气压值在1000百帕左右为近地面，低于800百帕为高空。(2)风向与半球位置及气压分布有亲密关系。无论高空还是近地面，风的来向为高压一侧的方向；风向向右偏转的处于北半球，向左偏转的处于南半球。推断下列说法的正误。1．冷热不均是形成风的干脆缘由。 ()2．摩擦力阻碍风速但不影响风向。 ()3．海面上的风力往往比陆地上大。 ()4．北半球高空的风与等压线平行并向左运动。 ()提示：1.×水平气压梯度力是形成风的干脆缘由，地面的冷热不均是形成风的根本缘由。2．×摩擦力既影响风的速度也影响风向。3．√海洋表面与陆地表面的摩擦力不同，陆地表面摩擦力大，海洋表面摩擦力小，所以相同气压条件下，海洋表面上的风力往往比陆地上大。4．×在高空，风基本不受地面摩擦力的影响，风向主要取决于水平气压梯度力和地转偏向力。在以上两个力的共同作用下，风向渐渐偏离水平气压梯度力的方向，在北半球向右偏转，最终可偏转至平行于等压线。热力环流孔明灯又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛孔明独创的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明制成会飘浮的纸灯笼，系上求救的信息，其后脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。问题1(综合思维)诸葛孔明独创的这种设施是怎么升空的呢？孔明灯里蕴涵着什么样的大气原理呢？提示：孔明灯里的空气受热后膨胀上升。热力环流。问题2(地理实践力)假如你在家乡山东的除夕夜放了一个孔明灯，孔明灯升空后一般会飘向哪个方向？为什么？提示：向东南方向飘。因为山东冬季多吹西北风，故孔明灯会飘向东南方向。问题3(地理实践力)我国南方有“稻草烧塔”祈求来年丰收的习俗。稻草燃烧过程中塔中心火势猛，静风条件下灰烬会落在火塔的外围。稻草燃烧过程中气流运动的缘由是什么？提示：地面冷热不均。1．热力环流形成过程驾驭热力环流的形成过程，关键把握以下两点关系：(1)温压关系——甲、乙、丙三地(2)风压关系——水平方向上，风总是从高压吹向低压——①②③④处风向。2．等压面图的判读(1)推断气压大小①大气密度随高度增加而降低，不同高度的大气所担当的空气柱高度不同，导致在垂直方向上随着高度增加，气压降低。如图，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，等压面上凸处气压高，下凹处气压低。如图，PC>PD，PB>PA。③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，则高空为低压。(2)推断下垫面的性质①推断陆地与海洋(湖泊)：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。②推断裸地与绿地：裸地同陆地，绿地同海洋。③推断城区与郊区：等压面下凹处为城区，上凸处为郊区。(3)推断近地面天气状况和气温日较差大小等压面下凹处，多阴雨天气，气温日较差较小，如上图中甲地；等压面上凸处，多晴朗天气，气温日较差较大，如上图中乙地。3．常见的热力环流热力环流是一种简洁的大气运动形式。海陆热力性质的不同，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，详细分析如下。(1)海陆风白天陆地比海洋增温快，近地面陆地气压低于海洋，风从海洋吹向陆地，形成海风夜晚陆地比海洋降温快，近地面陆地气压高于海洋，风从陆地吹向海洋，形成陆风(2)山谷风白天山坡比同高度的山谷升温快，气流上升，气压低，暖空气沿山坡上升，形成谷风夜晚山坡比同高度的山谷降温快，气流下沉，气压高，冷空气沿山坡下滑，形成山风(3)市区与郊区之间的热力环流①成因分析——“城市热岛”的形成②影响与应用一般将绿化带布置在气流下沉处或下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置在下沉距离之外。1．下图是某建筑设计院为我国北方地区设计的一幢高效利用太阳能的房屋模型。读图，回答(1)～(2)题。(1)冬季的白天，房间甲和乙之间的空气流淌方向是()A．冷气流从通风口1进入甲，暖气流从通风口2进入乙B．冷气流从通风口1进入乙，暖气流从通风口2进入甲C．暖气流从通风口1进入甲，冷气流从通风口2进入乙D．暖气流从通风口1进入乙，冷气流从通风口2进入甲(2)该房屋模型能够提升室内温度，所利用的地理学问是()A．气流辐合下沉 B．大气环流C．气流辐合上升 D．热力环流(1)D(2)D[第(1)题，冬季的白天，房间甲温度高，盛行上升气流，房间乙温度低，为下沉气流，因此空气流淌方向是暖气流从通风口1进入乙，冷气流从通风口2进入甲。第(2)题，由上题可知，该房屋模型利用热力环流原理提升了室内温度。]大气的水平运动——风风——李峤(唐)解落三秋叶，能开二月花。过江千尺浪，入竹万竿斜。这是一首描写风的诗，它是从动态上对风的一种诠释和理解。问题1(综合思维)风的形成受哪些力的影响？提示：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力。问题2(综合思维、地理实践力)“过江千尺浪”说明风力较大，影响风力大小的最根本因素是什么？提示：影响风力大小的最根本因素是水平气压梯度力的大小。水平气压梯度力越大，风力就越大；水平气压梯度力越小，风力就越小。1．形成风的三种力作用力方向大小对风的影响风速风向水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压eq\a\vs4\al(等压线越密,集，水平气,压梯度力越,大)eq\a\vs4\al(水平气,压梯度,力越大，,风速越,大)eq\a\vs4\al(大气水平运,动的原动力，,使风沿水平,气压梯度力,方向运动)地转偏向力与风向垂直，北半球向右偏转，南半球向左偏转大小随纬度增加而增加，赤道上为零不影响风速使风向渐渐偏离气压梯度力的方向摩擦力与风向相反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；反之越小使风速减小摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角越大；反之，夹角越小2．风向和风力的推断(1)风向是指风吹来的方向。如西北风是指从西北吹向东南的风，南风是指从南向北吹的风。(2)风向表示方法：可用四种方法表示风向，如下图所示。(3)在气压场中画风向的方法①画水平气压梯度力：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)，表示水平气压梯度力的方向。②画出实际风向：北半球向右偏转，南半球向左偏转。近地面偏转30°～45°，高空偏转90°。③下图所示为北半球近地面风向的画法。(4)风力大小判定：在同一幅图中，等压线密集，单位距离间的气压梯度力大，风力大；等压线稀疏，风力小。在不同等压线图中，相同图幅、相同等压距的地图相比，比例尺越大，表示单位距离间的气压梯度力越大，风力越大；比例尺越小，表示单位距离间的气压梯度力越小，风力越小。(5)风向的应用：依据风向与等压线的关系可以定南北半球、定气压凹凸、定三力、定近地面或高空。2．读北半球某地近地面气压分布(单位：百帕)示意图，回答(1)～(2)题。(1)四地中风力最大的是()A．①地 B．②地C．③地 D．④地(2)①地的风向为()A．偏北风 B．偏东风C．西北风 D．西南风(1)C(2)B[第(1)题，同一幅图中，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力越大。据图可知，③地等压线最为密集，风力最大。第(2)题，在水平方向上，气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压，北半球风向向右偏转。依据图示等压线分布推断，①地的风向为偏东风。]地理实践力：穿堂风穿堂风也叫过堂风，是气象学中一种空气流淌的现象，是流淌于建筑物内部空间的风。我国很多地区民居设计都充分考虑了穿堂风。下图为我国西南山区的传统民居景观图和该民居穿堂风示意图。小明暑假到威海某农村姥姥家度假，发觉堂屋虽没有空调，但白天因有“穿堂风”而感觉凉快。下图为房屋布局图。据此回答1～2题。1．与“穿堂风”形成有关的地理原理最符合的是()A．热力环流形成原理 B．大气受热过程原理C．温室效应原理 D．热胀冷缩原理2．此时，“穿堂风”近地面的气流运动方向是()A．由西向东 B．由东向西C．由北向南 D．由南向北1.A2.C[第1题，因堂屋北侧的植被和南侧的水泥地热力性质不同，所以白天和夜晚受热不均，从而形成热力环流。故选A。第2题，白天，南侧的水泥地气温高，气压低；北侧的植被气温低，气压高，所以近地面的气流由北向南流淌。故选C。]本题组通过“穿堂风”现象，考查了热力环流在建筑设计中的应用，体现了地理学科的地理实践力。小明姥姥家南侧是水泥地，白天气温高，气压低；北侧是植被，气温低，气压高，所以近地面的气流由北向南流淌形成“穿堂风”。课堂小结课堂速记1．地面冷热不均形成热力环流，它是大气运动最基本的形式。2．地区间的冷热不均→空气的垂直运动→同一水平面上形成气压差异→空气的水平运动→形成热力环流。海陆风、山谷风、城市风都是常见的热力环流。3．地表受热不均，导致同一水平面上产生气压差异。水平方向上单位距离间的气压差叫作水平气压梯度。水平面上存在的气压梯度产生了水平气压梯度力。水平气压梯度力垂直于等压线，并指向低压区。4．近地面，风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下，风向与等压线斜交。5．高空，风基本不受地面摩擦力的影响，风向平行于等压线。题组1热力环流下图是某中学生绘制的不同地区热力环流示意图。读图，回答1～2题。①②③④1．图中所示热力环流正确的是()A．① B．②C．③ D．④2．形成热力环流的根本缘由是()A．不同地区间的热量差异B．不同地区间的气压差异C．不同地区间的海陆差异D．水平气压梯度力的存在1.B2.A[第1题，结合热力环流的形成原理可知，地面受热，气流膨胀上升，受冷气流收缩下沉，故①图错误。白天裸地升温快，气温高，气流上升；草地升温慢，气温低，气流下沉，②图正确。夜晚沿海地区应当吹陆风，③图错误。城市气温高，气流上升，郊区气温低，气流下沉，故④图错误。第2题，热力环流形成的根本缘由是地表冷热不均。]题组2大气的水平运动读图，回答3～4题。3．图中正确指示北半球近地面风向的是()A．A B．BC．C D．D4．从图示来看()A．水平气压梯度力不影响风速B．地转偏向力只变更风的速度C．高空大气运动受摩擦力作用不明显D．摩擦力只影响风速，不影响风向3.D4.C[第3题，近地面空气运动受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的共同影响，风向与等压线斜交。北半球右偏，南半球左偏。第4题，近地面的水平气压梯度力与摩擦力既影响风速又影响风向，A、D项错误；地转偏向力只影响风向，不影响风速，B项错误；高空大气运动可忽视摩擦力的影响，风向与等压线平行，C项正确。]下图是北半球某地近地面等压线分布示意图(单位：hPa)。读图，完成5～6题。5．①处的风向不行能为()A．东南风 B．西南风C．偏南风 D．偏西风6．关于图中①②两处的描述正确的是()A．②处的风速较大，因其水平气压梯度力较大B．②处的风速较大，因其大气运动时地面的摩擦力较大C．②处的风速较大，因其气压值较高D．①处的风速较大，因其水平气压梯度力较大5.A6.A[第5题，依据①处在等压线图中的位置，过①点作垂直于等压线的水平气压梯度力，由高压指向低压，北半球受地转偏向力的作用，向右偏转，①处的风向应为西南风，故①处风向不行能为东南风，A正确。第6题，等压线越密集，水平气压梯度力越大。读图可知，②处等压线密集，水平气压梯度力大，