【課件】3.3大氣熱力環(huán)流課件湘教版（2019）地理必修一

地理必修一第四章第一節(jié)水循環(huán)

熱氣球是指用熱空氣作為浮升氣體的氣球。相傳熱氣球的原型由三國時期諸葛亮(字孔明)所發(fā)明。諸葛亮被司馬懿圍因于陽平,無法派兵出城求救;諸葛亮算準風向,制成能在空中飄浮的紙燈籠,附上求救信息,后來終于脫險,于是后世就稱這種燈籠為孔明燈?，F(xiàn)代載人熱氣球由球囊、吊籃和加熱裝置三部分構成。球囊下端開口,下懸一只載人吊籃,用火焰加熱器將熱空氣灌入球囊,使球囊膨脹并平穩(wěn)升空1.想一想,載人熱氣球能平穩(wěn)升空的原因是什么?1.熱氣球加熱后,氣囊內(nèi)的空氣溫度愈高,氣囊內(nèi)氣體的密度就愈小,能產(chǎn)生更大的向上浮力,讓熱氣球向上飛行。P79

熱氣球的唯一動力是風。熱氣球飛行速度完全取決于風速。最大下降速度6米/秒，最大上升速度5米/秒。就像作環(huán)球旅行時需要不停地換飛機一樣，熱氣球需要調整高度，搭乘不同的氣流，通常十幾千米。

利用加熱的空氣或氫氣或氦氣密度低于空氣產(chǎn)生浮力。機載加熱器調整氣囊空氣溫度，控制氣球升降。原理是熱脹冷縮?？諝馐軣崤蛎?，比重變輕而升起。

最佳飛行時間是一天中太陽剛剛升起時或太陽下山前一二個小時。風平靜，氣流穩(wěn)定。

攜帶足夠的石油液化氣或丙烷能飛行兩個小時，但氣溫、風速、吊籃重量影響飛行的執(zhí)續(xù)時間。2.有人提供了“點蠟燭切洋蔥,不流淚”的生活小竅門。動手做一做,這是真的嗎?如果是,其中的道理是什么?2.這是真的。洋蔥被切開時會釋放出刺激鼻子和眼睛的揮發(fā)性物質,導致切洋蔥的人流淚。切洋蔥時,在案板附近點上1到2根蠟燭,空氣受熱膨脹上升,洋蔥產(chǎn)生的揮發(fā)性物質被帶到較高的空氣中,迅速擴散、稀釋掉,可有效防止流淚。

洋蔥，是百合科、蔥屬多年生草本植物。鱗莖粗大，近球狀；紙質至薄革質，內(nèi)皮肥厚，肉質，葉片圓筒狀，中空，中部以下最粗，向上漸狹，比花葶短，花葶粗壯，高可達1米，傘形花序球狀，具多而密集的花；花粉白色；花被片具綠色中脈，矩圓狀卵形，花絲等長，子房近球狀，腹縫線基部具有簾的凹陷蜜穴；5～7月開花結果。

原產(chǎn)亞洲西部，中國內(nèi)外均廣泛栽培。是中國主栽蔬菜之一。中國的洋蔥產(chǎn)地主要有福建、山東、甘肅、內(nèi)蒙古、新疆等地。

洋蔥含有前列腺素A，能降低外周血管阻力，降低血黏度，可用于降低血壓、提神醒腦、緩解壓力、預防感冒。此外，洋蔥還能清除體內(nèi)氧自由基，增強新陳代謝能力，抗衰老，預防骨質疏松，是適合中老年人的保健食物。一、大氣熱力環(huán)流的形成

太陽輻射在地球表面的差異分布,造成不同地區(qū)氣溫不同,并導致水平方向上各地間的氣壓差異,引起大氣運動。大氣運動有垂直運動和水平運動之分。大氣的垂直運動表現(xiàn)為氣流上升或氣流下沉,大氣的水平運動即是風。

由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流,稱為大氣熱力環(huán)流。大氣熱力環(huán)流是大氣運動的一種最簡單的形式。圖3-17示意大氣熱力環(huán)流的形成過程。P79

氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力，在數(shù)值上等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱所受到的重力。著名的馬德堡半球實驗證明了它的存在。氣壓的國際制單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。氣象學中，人們一般用千帕（kPa）、或使用百帕（hpa）作為單位。氣壓不僅隨高度變化，也隨溫度而異。氣壓的變化與天氣變化密切相關。

一年中，冬季比夏季氣壓高。一天中，氣壓最高值、最低值，分別出現(xiàn)在9～10時和15～16時。氣壓日變化幅度較小，并隨緯度增高而減小。

低氣壓對人體生理的影響是影響氧氣供應。腦缺氧會出現(xiàn)頭暈、惡心、嘔吐等癥狀，神經(jīng)系統(tǒng)障礙，這就是的"高山反應”。

[教材圖表點撥](教材第80頁圖3-17)1.等壓面的凹凸與氣壓高低關系：等壓面上凸,氣壓高;等壓面下凹,氣壓低。2.同一地點不同高度氣壓的高低比較氣壓值隨高度增加而降低。3.理解熱力環(huán)流成因的關鍵“熱上升,冷下沉”→近地面空氣受熱膨脹上升,遇冷收縮下沉→水平氣壓差異→水平運動→熱力環(huán)流。

海拔高度和地面冷熱的不同，氣壓不同，一般垂直方向上，高度升高，等壓面的數(shù)值變小。如果地面性質、大氣性質均一，等壓面互相平行，否則就高低起伏。等壓面是空間氣壓相等的各點所組成的面。同一高度，各地氣壓不相等，等壓面在空間起伏不平。

等壓面圖上，用等高線表示氣壓的空間分布。等壓面凸起的地方，表示在同一高度上，氣壓比四周高，閉合高壓區(qū)。等壓面凹下，表示同一高度上，氣壓比四周低，是閉合低壓區(qū)。等壓面圖上，等高線的分布可反映等壓面的起伏。

常用等壓面圖有850百帕、700百帕、500百帕等多種。不同高度的等壓面圖組合起來，反映地區(qū)高壓、低壓等天氣系統(tǒng)的空間分布，反映高空大氣的結構及演化，是大范圍天氣預報的基礎。

當?shù)孛娌皇軣釙r,空氣沒有相對上升和相對下沉運動。

當A地接受熱量多,B、C兩地接受熱量少時,A地近地面空氣膨脹上升,到上空聚積,使上空空氣密度增大,那里的氣壓比同一水平面上周圍地區(qū)的氣壓都高,形成高氣壓;

P79

B、C兩地空氣收縮下沉,上空空氣密度減小,形成低氣壓。于是,在上空,空氣便從氣壓高的A地向氣壓低的B、C兩地擴散。P79

在近地面,A地空氣上升向外流出后,空氣密度減小,氣壓比周圍地區(qū)都低,形成低氣壓;

B、C兩地因有下沉氣流,空氣密度增大,形成高氣壓。

于是,近地面的空氣從B、C兩地流回A地，以補充A地上升的空氣,從而形成了熱力環(huán)流。P80二、自然界的大氣熱力環(huán)流

熱力環(huán)流是一種常見的自然現(xiàn)象。例如,在陸地與海洋之間、山坡與山谷之間都可能形成熱力環(huán)流。P80

對流指流體內(nèi)部各部分溫度不同造成的相對流動。氣體或液體通過自身各部分的宏觀流動，實現(xiàn)熱量傳遞。較熱的部分上升，較冷的部分下降，循環(huán)流動，互相摻和，使溫度趨于均勻。流體的熱導率小，熱傳導傳遞的熱量很少，對流是流體的主要傳熱方式。

分自然對流和強迫對流兩種。自然對流是濃度差或者溫度差引起密度變化產(chǎn)生的對流。流體內(nèi)的溫度梯度引起密度梯度變化，若低密度流體在下，高密度流體在上，將在重力作用下形成自然對流。強迫對流是外力推動產(chǎn)生的對流。加大液體或氣體流動速度，能加快對流傳熱。閱讀山谷風

山谷風是在天氣晴朗的山地區(qū)域,風向晝夜間發(fā)生反向轉變的風。

日出后山坡受熱,空氣增溫快,空氣密度變小,但山谷上方同高度的空氣增溫較慢,密度仍較大。因而空氣自山谷沿山坡上升,形成谷風。P80

夜間山坡輻射冷卻比山谷上方同高度的空氣要快,因而氣溫下降、空氣密度增大均較山谷上方同高度空氣更快，使空氣沿山坡流向山谷，形成山風。由于白天山坡受熱所造成的溫差，比夜間輻射冷卻所造成的溫差要大，因此谷風的風速大于山風。谷風沿山坡上行時，?？尚纬缮巾敺e云,有時甚至出現(xiàn)陣雨。

山區(qū)與平原之間,有時也出現(xiàn)山谷風特征,如北京氣象臺的天氣預報中,常有“白天風向北轉南,夜間風向南轉北”的語句,這種風向晝夜相反的變化,就是北京北部山區(qū)與平原地區(qū)之間的山谷風效應所造成的。

山谷風是山地及其周邊具有日周期的地方性風。山谷風在近地面擁有4個局地環(huán)流，即日間由山谷向山坡運動的上坡風和由周圍地區(qū)沿山谷匯入山地的谷風；及在夜間由山坡向山谷運動的下坡風和由山地向周邊地區(qū)運動的山風。

山谷風的成因為晝夜交替中山坡-山谷和山地-平原間的氣溫差。氣溫差帶來密度和氣壓差，氣壓梯度力推動氣流由高壓（低溫）區(qū)向低壓（高溫）區(qū)運動。夜間下坡風和山風受重力和摩擦力影響。

山谷風的環(huán)流形態(tài)與地形相關，與城市熱島環(huán)流、海陸風等地方性風同時出現(xiàn)時會耦合。與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和山地城市污染有關，但僅在晴好天氣主導。

1.海陸風是近海地區(qū)風向晝夜間發(fā)生反向轉變的風。讀圖3-19,完成相關任務。

(1)在圖3-19中,分別畫出白天、夜間陸地和海洋之間的大氣運動方向,使之構成一個環(huán)流圈,并說明理由。理由:與陸地相比,海洋比熱容大。白天,陸地升溫快,陸地上方的熱空氣上升,同緯度海洋升溫慢,海洋上方的冷空氣下沉,近地面形成由海洋吹向陸地的風,叫海風；夜晚,陸地降溫快,陸地上方的空氣下沉形成高壓,海洋降溫慢,海洋上方的空氣上升形成低壓,近地面形成由陸地吹向海洋的風,叫陸風。P81

(2)我國海南島白天多雨,夜間多睛朗。運用海陸風形成的原理,分析這一地理現(xiàn)象的形成原因。(2)白天,海島地表受太陽輻射增溫,陸地升溫比海洋快空氣膨脹上升,近地面形成低壓,海洋升溫慢,近地面形成高壓。因此,白天風由海洋吹向陸地,形成海風,白天的海風由四周吹向海島,因此海南島白天多雨。夜間,海島降溫快,空氣下沉形成高壓,海洋降溫慢,空氣上升形成低壓,近地面風由陸地吹向海洋,形成陸風,陸風則由海島向四周輻散,因此海南島夜間多晴朗。P82

(3)大湖泊周圍、大江大河沿岸也會出現(xiàn)與海陸風相似的風的周期變化,分別稱為“湖陸風”或“江(河)陸風”。赴上述地區(qū)進行考察,觀察白天和夜間風向是怎么變化的,驗證所學過的知識。(3)湖陸風、江(河)陸風與海陸風的形成原理相同,沿湖地帶,夜間多吹陸風,白天多吹湖風;沿江(河)地區(qū),夜間多吹陸風,白天多吹江(河)風。P82

水平上，海風深入大陸在溫帶約15-50公里，熱帶不超過100公里，陸風侵入海上最遠20-30公里，近的幾公里。垂直厚度，海風在溫帶約幾百米，熱帶1-2公里；陸風淺得多，最強的陸風，厚度200米。

海陸風交替的時間隨地方條件及天氣而不同。白天，陸地溫度高于海洋；夜里，海洋溫度高于陸地。一般下午2-3時海風最強，此后溫度下降，海風減弱，晚上9-10時，海陸溫差消失，海風停止。夜里，陸地降溫快，海洋降溫慢，晚上9-10時后，陸上變冷，海上暖些。海陸溫差趨向改變，海陸風方向改變。海陸溫差增大，陸風越來越強；約夜里2-3時左右，溫差最大，陸風最強。天亮后，陸地漸暖，海陸溫差變小，陸風逐漸，約上午9-10時，陸風終止。

2.城市中心區(qū)建筑密集,地面多硬化,吸收太陽輻射多,向大氣傳送的熱量也多。此外,城市中心區(qū)人口聚集,產(chǎn)業(yè)發(fā)達,人們生活、生產(chǎn)向大氣釋放的廢熱較多。這些因素的綜合影響導致城市中心區(qū)的氣溫高于郊區(qū),使城市中心區(qū)猶如一個溫暖的“島嶼”,人們稱之為“城市熱島”。讀圖3-20,完成相關任務。(1)簡述城市熱島環(huán)流的形成過程。(1)城市市區(qū)由于人口密集，經(jīng)濟活動集中，生產(chǎn)生活中釋放大量人為熱，導致市區(qū)氣溫高于郊區(qū)，空氣在市區(qū)上升，在郊區(qū)下沉，近地面風由郊區(qū)吹向市區(qū)。P82

(2)為了減輕城市的大氣污染,在城市規(guī)劃時,根據(jù)城市熱島環(huán)流的特點,應怎樣布局大氣污染嚴重的工業(yè)企業(yè)?(2)根據(jù)城市熱島環(huán)流的特點,為防止二次污染,應把污染風險嚴重的企業(yè)布局在熱島環(huán)流之外。

(3)城市熱島環(huán)流在微風狀態(tài)下最強。以北京市為例,如果冬春季風速達5-6米/秒,夏季風速達2-3米/秒以上,則城市熱島環(huán)流被淹沒而不明顯。假如你是城市規(guī)劃人員,又該怎么解決(2)小題的問題呢?(3)污染風險嚴重的企業(yè)的布局既要考慮熱力環(huán)流,也要考慮盛行風的風向。污染風險嚴重的企業(yè)布局在盛行風的下風向,或與盛行風向垂直的郊外。

城市里還有一種范圍更小的風系，“汽車風”。由馬