1819　冷熱不均引起大氣運(yùn)動

1、第一節(jié)冷熱不均引起大氣運(yùn)動學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.能夠運(yùn)用圖表分析說明大氣受熱過程及大氣保溫作用的基本原理。(重點(diǎn)、難點(diǎn))2.理解熱力環(huán)流的形成過程及生活中常見的熱力環(huán)流形式。(難點(diǎn))3.理解大氣水平運(yùn)動的規(guī)律，并能在等壓線圖上判斷風(fēng)向及風(fēng)力大小。(難點(diǎn))4.能夠運(yùn)用大氣受熱過程、熱力環(huán)流的相關(guān)原理解釋有關(guān)自然現(xiàn)象。(重點(diǎn)、難點(diǎn))自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知一、大氣的受熱過程1能量來源：太陽輻射能。2直接熱源：地面是近地面大氣主要的、直接的熱源。3受熱過程4兩大作用(1)大氣對太陽輻射的削弱作用：主要包括吸收、反射和散射。(2)保溫作用：大氣逆輻射對近地面大氣熱量的補(bǔ)償作用。5意義特別提醒(1)

2、大氣對太陽輻射的吸收具有選擇性：臭氧強(qiáng)烈吸收紫外線；水汽和二氧化碳主要吸收紅外線。(2)大氣逆輻射是大氣輻射的一部分，白天和晚上是始終存在的，并且白天輻射更強(qiáng)。二、熱力環(huán)流1大氣運(yùn)動(1)能量來源：太陽輻射。(2)根本原因：太陽輻射能的緯度分布不均，造成高低緯度間的熱量差異。(3)意義2熱力環(huán)流大氣運(yùn)動的最簡單形式(1)概念：由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流。(2)形成過程A地受熱，空氣膨脹上升，近地面空氣密度減小，形成低氣壓；D處空氣聚集，密度增大，形成高氣壓。B、F地冷卻，空氣收縮下沉，近地面空氣密度增大，形成高氣壓；C、E處空氣密度減小，形成低氣壓。水平運(yùn)動：在同一水平面上，空氣由高氣壓

3、區(qū)流向低氣壓區(qū)。特別提醒(1)垂直方向上的氣壓值總是近地面大于高空，同一水平面上的氣壓值是高壓大于低壓。(2)氣流的垂直運(yùn)動是由近地面冷熱不均引起的，而水平運(yùn)動是由同一水平面上的氣壓差異引起的。三、大氣的水平運(yùn)動1風(fēng)的形成過程2風(fēng)形成的原因(1)直接原因：水平氣壓梯度力。(2)根本原因：地面受熱不均。3高空中的風(fēng)和近地面的風(fēng)比較類型受力風(fēng)向圖示(北半球)高空中的風(fēng)水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力與等壓線平行近地面的風(fēng)水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力與等壓線之間成一夾角特別提醒(1)影響風(fēng)力大小的最直接因素是水平氣壓梯度力，水平氣壓梯度力越大，風(fēng)力越大。(2)風(fēng)力大小還要考慮摩擦力的大小，地面障礙越

4、多，阻擋作用越強(qiáng)，摩擦力越大，風(fēng)力越小。(3)地轉(zhuǎn)偏向力不影響風(fēng)力大小，只影響風(fēng)向，北半球右偏，南半球左偏。自主診斷1太陽輻射是大氣能量的根本來源。()2大氣的絕大部分成分都可以直接吸收太陽輻射。()3垂直方向上的氣壓差異是會隨大氣運(yùn)動而變化的。()4大氣運(yùn)動的方向總是由高壓指向低壓。()5地轉(zhuǎn)偏向力既影響風(fēng)速也影響風(fēng)向。()6植樹造林可有效減弱風(fēng)速。()【提示】1.大氣的能量主要來源于太陽輻射能。太陽輻射將熱量傳給地面，地面再將熱量傳給大氣，因此大氣能量的根本來源是太陽輻射能。2×太陽輻射透過厚厚的大氣層時，大氣中只有臭氧等少數(shù)成分可以直接吸收太陽輻射。3×垂直方向上，總

5、是近地面的氣壓高于高空的氣壓。4×氣流的垂直運(yùn)動是由近地面冷熱不均引起的，而水平運(yùn)動是由同一水平面上的氣壓差異引起的。5×地面受熱不均，產(chǎn)生水平氣壓差異，形成了水平氣壓梯度力，促使風(fēng)由高壓吹向低壓。6植樹造林可增大地面摩擦力，使風(fēng)力減弱。合 作 探 究·攻 重 難大氣的受熱過程2019年年底，我國將發(fā)射“嫦娥五號”月球探測器，實現(xiàn)區(qū)域軟著陸及采樣返回，全面實現(xiàn)月球探測工程“三步走”戰(zhàn)略目標(biāo)。但民間熱議的“月球移民”難度依然較大。這是因為月球表面晝夜溫差很大，白天陽光垂直照射的地方溫度高達(dá)127 ；夜晚，溫度可降到183 ?！舅伎冀涣鳌?請在下圖中合適的位置標(biāo)注太陽

6、輻射、吸收(大氣對太陽)、反射(大氣對太陽)、地面輻射、大氣逆輻射。【提示】2月球上的氣溫變化為什么會如此劇烈？【提示】月球上沒有大氣層，不能對晝夜溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。3地球、月球與太陽的距離相當(dāng)，為什么地球上的氣溫比較穩(wěn)定呢？【提示】地球上有大氣層，白天，大氣層削弱太陽輻射，使到達(dá)地面的太陽輻射減少，溫度上升緩慢；夜晚，大氣逆輻射對地面有保溫作用，使地面溫度下降緩慢。4運(yùn)用“大氣的受熱過程”原理，分析塔里木盆地晝夜溫差大的原因?！咎崾尽克锬九璧厍缣於?，白天，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射多，氣溫高；夜晚，大氣逆輻射弱，保溫作用弱，氣溫低，故晝夜溫差大。歸納總結(jié) 1大氣的受熱過程和

7、保溫作用大氣通過對太陽短波輻射和地面長波輻射的吸收，實現(xiàn)了受熱過程，而大氣對地面的保溫作用是大氣受熱過程的延續(xù)。具體圖解如下：2大氣受熱過程在生活中的應(yīng)用(1)解釋溫室氣體大量排放對全球變暖的影響(2)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：利用溫室大棚生產(chǎn)反季節(jié)蔬菜；利用煙霧防霜凍；果園中鋪沙或鵝卵石不但能減少土壤水分蒸發(fā)，還能增加晝夜溫差，有利于水果的糖分積累等。(3)利用大氣的削弱作用原理分析某一地區(qū)太陽能的多寡，如高海拔區(qū)，空氣稀薄，大氣的削弱作用弱，太陽能豐富；內(nèi)陸地區(qū)，晴天多、陰雨天氣少，大氣的削弱作用弱，太陽能豐富。1下圖為太陽輻射、地面輻射和大氣輻射關(guān)系示意圖。讀圖，完成(1)(2)題。(1)對流層大

8、氣熱量主要直接來源于()A BCD (2)深秋時節(jié)，用煙熏防御霜凍，主要是因為煙霧可增強(qiáng)()A B C D(1)C (2)B 第(1)題，由示意圖可以直接看出對流層大氣的熱量主要直接來源于地面輻射。第(2)題，深秋時節(jié)，用煙熏防御霜凍，主要是因為煙霧可增強(qiáng)大氣逆輻射，從而起到對地面的保溫作用。2溫室大棚是目前進(jìn)行蔬菜反季節(jié)種植的主要技術(shù)手段。菜農(nóng)們有時會設(shè)法增加棚內(nèi)CO2濃度?；卮?1)(2)題。(1)若溫室大棚中CO2增加，可提高蔬菜生長速度，原因是()ACO2能防止病蟲害發(fā)生BCO2的保溫作用可提高夜間溫度CCO2可提高土壤的肥力DCO2是蔬菜光合作用的主要原料 (2)在夏季，菜農(nóng)有時會給

9、大棚覆蓋黑色尼龍網(wǎng)，其目的是()A增加大氣逆輻射，降低棚內(nèi)溫度B阻止地面輻射，防止夜間溫度過低 C削弱太陽輻射，減少農(nóng)作物水分蒸騰D增加地面輻射，提高農(nóng)作物存活率(1)B (2)C第(1)題，CO2屬于溫室氣體，能夠強(qiáng)烈吸收地面長波輻射，并通過大氣逆輻射將地面損失的熱量返還地面，起到保溫的作用。第(2)題，夏季太陽輻射強(qiáng)烈，給蔬菜大棚覆蓋黑色尼龍網(wǎng)可削弱太陽輻射，避免大棚內(nèi)溫度過高，減少作物水分蒸騰。熱力環(huán)流孔明燈又叫天燈，相傳是由三國時期的諸葛孔明發(fā)明的。當(dāng)年，諸葛孔明被司馬懿圍困于平陽，無法派兵出城求救?？酌髦瞥蓵〉募垷艋\，系上求救的信息，其后脫險，于是后世就稱這種燈籠為孔明燈?！舅伎?/p>

10、交流】1諸葛孔明發(fā)明的如此簡陋的設(shè)施是怎么升空的呢？【提示】孔明燈里的空氣受熱后膨脹上升。2孔明燈里面蘊(yùn)涵著什么樣的大氣原理呢？【提示】熱力環(huán)流。歸納總結(jié) 熱力環(huán)流的形成 1熱力環(huán)流的形成“一個關(guān)鍵、四個步驟”(1)“一個關(guān)鍵”是確定近地面兩點(diǎn)的冷熱。熱容量大的地球表面，白天氣溫較低，夜晚氣溫較高；熱容量小的地球表面，白天氣溫較高，夜晚氣溫較低。(2)“四個步驟”熱上升、冷下沉近地面熱空氣上升，近地面冷空氣下沉。熱低壓、冷高壓近地面冷的地方形成高壓，近地面熱的地方形成低壓。近地面和高空氣壓性質(zhì)相反近地面為高壓，其高空為低壓；近地面為低壓，其高空為高壓。水平氣流從高壓流向低壓。2理解熱力環(huán)流的形

11、成，關(guān)鍵抓住以下三點(diǎn)關(guān)系(1)溫壓關(guān)系(如上圖中甲、乙、丙三地所示)：(2)風(fēng)壓關(guān)系：水平方向上，風(fēng)總從高壓吹向低壓(如上圖中處風(fēng)向所示)。(3)等壓面凸凹關(guān)系：近地面與高空的等壓面凸起方向相反。3常見熱力環(huán)流形式的圖示分析及應(yīng)用(1)海陸風(fēng)成因分析海陸熱力性質(zhì)差異是前提和關(guān)鍵影響與應(yīng)用海陸風(fēng)使海濱地區(qū)氣溫日較差減小，夏季氣溫低，空氣較濕潤，是避暑的好地方。(2)山谷風(fēng)成因分析山坡的熱力變化是關(guān)鍵影響與應(yīng)用山谷(小盆地)常因夜間冷的山風(fēng)吹向谷底(盆地)，使谷底(小盆地)內(nèi)形成逆溫層，大氣穩(wěn)定，易造成大氣污染。所以，山谷(小盆地)地區(qū)不宜布局污染工業(yè)。(3)城市熱島效應(yīng)成因分析“城市熱島”的形成

12、是突破口影響與應(yīng)用一般將綠化帶布置在氣流下沉處以及下沉距離以內(nèi)，而將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布置于下沉距離之外。方法技巧等壓面圖的判讀方法等壓面是空間氣壓值相等的點(diǎn)組成的面，等壓線是同一水平面上氣壓值相等的點(diǎn)組成的線。等壓面圖表示氣壓的垂直分布狀況，等壓線圖表示氣壓的水平分布狀況。(1)在同一地點(diǎn)不同海拔上，海拔越高，氣壓越低。如圖PA>PE。(2)在近地面，氣溫越高，氣壓越低；氣溫越低，氣壓越高。如圖PA<PB，PA<PC。(3)同一水平面上，高壓區(qū)等壓面都向高空凸起，低壓區(qū)等壓面都向低空凹陷，即“凸高凹低”。(4)同一垂直方向上，近地面和高空的氣壓區(qū)類型相反，即近地面為高壓

13、，其高空則為低壓。3讀下圖，回答(1)(2)題。(1)如果此圖為熱力環(huán)流側(cè)視圖，則以下說法正確的是()A引起熱力環(huán)流的原因是地面冷熱不均B溫度：A>B>C>DC熱力環(huán)流是大氣運(yùn)動最復(fù)雜的形式D氣壓：D>A>B>C(2)如果此圖表示的是山谷風(fēng)示意圖，那么上升氣流表示的可能是()白天的谷地白天的山坡夜晚的谷地夜晚的山坡ABCD(1)A(2)B第(1)題，由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流，是大氣運(yùn)動最簡單的形式。A處空氣冷卻收縮下沉，近地面形成高壓；B處空氣受熱上升形成低壓。因此，就氣壓來看，應(yīng)是A>B>C>D；就溫度而言，應(yīng)為B&

14、gt;A>C>D。第(2)題，在山區(qū)，白天山坡上的空氣增溫強(qiáng)烈，暖空氣沿坡上升，形成谷風(fēng)；夜晚山坡上的空氣因為熱量散失多，溫度降低幅度大，密度增大，因而沿坡下沉流入谷地，形成山風(fēng)。4讀下圖，回答(1)(2)題。(1)四點(diǎn)中氣壓最高的是()AA點(diǎn) BB點(diǎn) CC點(diǎn) DD點(diǎn)(2)有關(guān)圖中各點(diǎn)大氣運(yùn)動和天氣的敘述正確的是()AA點(diǎn)為下沉氣流B高空大氣由D點(diǎn)流向B點(diǎn) C近地面大氣由A點(diǎn)流向C點(diǎn)DC點(diǎn)在高壓控制下，是晴朗天氣(1)C(2)D第(1)題，根據(jù)高空等壓面的彎曲情況可判斷出近地面A和C兩地的氣壓和氣溫狀況。A處高空等壓面向高處凸出，說明A處的氣流為上升運(yùn)動，氣溫較C處高，氣壓則較C處

15、低。第(2)題，從上題解析可知，A處氣溫高于C處，氣流上升，氣壓較低；C處氣溫低，氣流下沉，氣壓較高；水平方向氣流從高壓流向低壓，即近地面氣流由C處流向A處，高空氣流由B處流向D處。氣流上升的地區(qū)往往形成陰雨天氣，氣流下沉的地區(qū)，天氣是晴朗的，C處氣流下沉形成高壓，為晴朗的天氣。大氣的水平運(yùn)動比較不同力作用下的風(fēng)向示意圖，共同探討問題。【思考交流】1高空的風(fēng)和近地面的風(fēng)在受力上有什么不同？最終風(fēng)向有何差異？【提示】高空的風(fēng)受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力兩個力作用，最終風(fēng)向與等壓線平行。近地面的風(fēng)受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力三個力共同作用，最終風(fēng)向與等壓線斜交。2水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力

16、、摩擦力各有什么特征？【提示】(1)水平氣壓梯度力：始終垂直于等壓線，由高壓指向低壓，當(dāng)單位距離上水平氣壓差相等時，水平氣壓梯度力大小不變。(2)地轉(zhuǎn)偏向力：始終與風(fēng)向垂直，隨著風(fēng)速的增大而逐漸增大。(3)摩擦力：方向始終與風(fēng)向相反。3利用所學(xué)知識和下面的三個風(fēng)向圖，判斷有關(guān)問題并說明判斷依據(jù)。風(fēng)向甲乙丙判斷近地面還是高空判斷所在半球判斷高壓區(qū)位置【提示】根據(jù)風(fēng)向與等壓線的關(guān)系可判斷近地面的風(fēng)和高空的風(fēng)；根據(jù)風(fēng)向向左偏還是向右偏可判斷南、北半球；風(fēng)一定由高壓吹向低壓。風(fēng)向甲乙丙判斷近地面還是高空近地面近地面高空判斷所在半球南半球北半球南半球判斷高壓區(qū)位置BAA歸納總結(jié) 1三種不同受力情況對風(fēng)向

17、的影響比較受力狀況風(fēng)向風(fēng)壓規(guī)律圖示只受水平氣壓梯度力影響時風(fēng)向由高壓指向低壓且與等壓線垂直風(fēng)的來向為高壓受水平氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力共同影響時風(fēng)向與等壓線平行在北半球背風(fēng)而立，右邊為高壓，左邊為低壓；南半球反之受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力共同影響時風(fēng)向與等壓線成一個夾角在北半球背風(fēng)而立，左前方為低壓，右后方為高壓；南半球反之2.風(fēng)向的應(yīng)用(1)判斷氣壓的大?。喉樦L(fēng)向，氣壓值越來越小。(2)判斷南、北半球：向右偏北半球；向左偏南半球。(3)判斷近地面和高空(高空忽略摩擦力)：風(fēng)向與等壓線的關(guān)系：成一夾角(或斜交)近地面；平行高空。(4)判斷高壓和低壓：觀測者背風(fēng)而立，北半球高壓中心位于

18、其右后方，南半球高壓中心位于其左后方。方法技巧在等壓線圖上確定某一地點(diǎn)風(fēng)向的方法第一步，在等壓線圖中，按要求畫出過該點(diǎn)的切線并作垂直于切線的虛線箭頭(由高壓指向低壓，但并不一定指向低壓中心)，表示水平氣壓梯度力的方向。第二步，確定南、北半球后，面向水平氣壓梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏轉(zhuǎn)30°45°角，畫出實線箭頭，即為經(jīng)過該點(diǎn)的風(fēng)向。如下圖(以北半球為例，單位hPa)所示。在等壓線圖上判斷風(fēng)向時，可用“左右手法則”，北半球用右手，南半球用左手。具體方法：“伸出右(左)手，手心向上，讓四指指向水平氣壓梯度力的方向，拇指指向就是氣流偏轉(zhuǎn)方向”。高空的風(fēng)向與水平氣壓

19、梯度力方向垂直；近地面的風(fēng)向與水平氣壓梯度力方向成一銳角。如下圖：5讀形成某半球近地面的氣壓及各種力的示意圖，回答(1)(2)題。(1)下列說法正確的是()A圖示氣壓場位于北半球B圖中F2是使風(fēng)力增強(qiáng)的地面摩擦力 C圖中等壓線數(shù)值L1>L2D圖中F3 是使風(fēng)向向左偏的地轉(zhuǎn)偏向力(2)圖中促使大氣產(chǎn)生水平運(yùn)動的原動力是()AF1 BF2 CF3 DF2、F3的合力(1)D (2)A本題組主要考查風(fēng)和氣壓的關(guān)系。在近地面，大氣運(yùn)動受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力共同作用，風(fēng)向與等壓線斜交。由圖可知，F(xiàn)l是水平氣壓梯度力，它與等壓線垂直，且始終由高壓指向低壓，因此等壓線數(shù)值L2>L1

20、; F2是使風(fēng)力減弱的摩擦力，其方向與風(fēng)向相反；F3是使風(fēng)向向左偏的地轉(zhuǎn)偏向力，因此應(yīng)位于南半球。水平氣壓梯度力是促使大氣產(chǎn)生水平運(yùn)動的原動力即圖中Fl。6讀北半球近地面風(fēng)向示意圖，分析回答下列問題。(1)力的名稱：a _，c _，d _。(2)a力的指向與等壓線之間呈現(xiàn)什么關(guān)系？_，其方向由_指向_。(3)若無d，只受a、c影響，b最終將與_平行。(4)在實際大氣中，b與等壓線之間_?！窘馕觥繌膱D中可以看出，箭頭a是垂直于等壓線，并且從高壓指向低壓，所以是水平氣壓梯度力。箭頭b是大氣實際水平運(yùn)動的方向(風(fēng)向)。由圖可見，風(fēng)向與等壓線或水平氣壓梯度力(a)之間有一個交角，與地轉(zhuǎn)偏向力(c)呈9

21、0°夾角，與摩擦力(d)的方向相反，在實際大氣中，b同時受到三種力的作用，它與等壓線斜交(北半球向右偏)，假設(shè)b只受到水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力兩種力的作用，b的方向?qū)⒆罱K與等壓線平行?！敬鸢浮?1)水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力摩擦力(2)垂直于等壓線 高壓低壓 (3)等壓線(4)并不完全平行，而是有個交角課堂小結(jié)當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基讀下面大氣受熱過程圖，回答12題。1使近地面大氣溫度升高的熱量傳遞過程順序是()ABCD2近地面大氣溫度隨高度升高而遞減，其影響因素是箭頭()A B CD1B2.B第1題，近地面大氣增溫的過程是大部分太陽輻射穿過大氣層到達(dá)地面，地面增溫后又以地面輻射的形式將熱量傳遞給大氣，大氣吸收地面輻射后增溫。第2題，近地面大氣的直接、主要熱源是地面輻射。讀圖，回答34題。3若圖示為熱力環(huán)流形式，則a地與b地的氣壓(P)和氣溫(T)狀況是()APa > Pb；Ta > TbBPa < Pb；TaTb CPa < Pb；Ta > TbDPa > Pb；Ta < Tb 4若圖示地區(qū)在北半球，理論上c、d之間的穩(wěn)定水平氣流方向