第二節熱力環流和大氣的水平運動備考指津課標要求知識體系素養解讀運用示意圖等,說明熱力環流原理,并解釋相關現象。

1.綜合思維:結合示意圖,從時空綜合的角度分析熱力環流的形成過程。2.區域認知:結合區域特征,比較不同地區近地面風和高空風的風向差異,分析區域多風的原因。3.地理實踐力:結合熱力環流在實際生活中的應用,學會觀察并能設計實驗驗證熱力環流及風的形成過程。層級一“必備知識”梳理一、大氣熱力環流1.大氣運動(1)根本原因:太陽輻射能的緯度分布不均,造成高低緯度間的□1

差異。

(2)形式:□2

是大氣運動最簡單的形式。

(3)影響:通過大氣的運動實現了熱量和水汽的輸送,形成各種天氣變化。溫度大氣熱力環流2.熱力環流

(1)形成過程。

(2)“熱低冷高”和“熱凹冷凸”(近地面)。甲地受熱,形成□7

,等壓面□8

;乙地冷卻,形成□9

,等壓面□10

;高空相反。

(3)熱力環流原理應用。①若甲、乙兩地表示城市和郊區,則□11

為城市。

②甲地氣流上升,多□12

天氣,乙地氣流下沉,多□13

天氣。

上升氣壓下沉b低壓下凹高壓上凸

甲

陰雨

晴朗理解熱力環流容易出現的兩個誤區(1)通常所說的高氣壓、低氣壓是相對同一水平面氣壓狀況而言的。在同一地點,氣壓隨高度的增加而減小。如下圖所示熱力環流圖中,四點的氣壓高低為:D>C>A>B。(2)氣流不一定由高氣壓區流向低氣壓區。同一水平面上,氣流總是從高氣壓區流向低氣壓區;但在垂直方向上氣流則由低氣壓區流向高氣壓區。二、大氣的水平運動——風1.形成的直接原因□14

,即促使大氣由高氣壓區流向低氣壓區的力。該力垂直于等壓線并由□15

指向□16

。

水平氣壓梯度力高壓

低壓2.高空風和近地面風的比較

類型受力風向圖示(北半球)高空風□17

和地轉偏向力

與等壓線□18

近地面風水平氣壓梯度力、地轉偏向力、□19

與等壓線之間成一夾角

水平氣壓梯度力

平行

摩擦力近地面和高空的判定在等壓線圖上,根據等壓線的數值大小,可以大致判定空間位置的高低。一般來說近地面氣壓值接近一個標準大氣壓(1

013百帕),所以等壓線圖上數據接近1

000百帕時,即為近地面,大氣與地面有摩擦力,則風向由高壓指向低壓方向斜穿等壓線;如果等壓線數值只有500百帕左右,即表示“高空”,基本可以忽略摩擦力,風向平行于等壓線。層級二“關鍵能力”突破知識點1

熱力環流原理及其應用[命題探究] (典型高考題)山谷風是山區晝夜間風向發生反向轉變的風系。白天太陽輻射導致山坡上的空氣增溫強烈,暖空氣沿坡面上升,形成谷風;反之,則形成山風。祁連氣象站位于祁連山中段的山谷中,山谷風環流較為強盛。下圖示意2006年8月24日該氣象站記錄的山谷風風向、風速的變化。據此完成(1)~(2)題。(1)祁連氣象站所在地谷風的風向是(

)A.偏南風 B.偏東風C.偏北風 D.偏西風(2)祁連氣象站所處山谷段的大致走向及地形特征是(

)A.南北走向,西高東低B.東西走向,北高南低C.南北走向,東高西低D.東西走向,南高北低【答案】(1)C

(2)D【思維過程】第(1)題增溫谷北

SEE第(2)題

垂直東西大南高北低[核心歸納]1.抓住三個關系理解熱力環流的形成(1)等壓面的凹凸關系。受熱:低空下凹、高空上凸。受冷:低空上凸、高空下凹。近地面和高空氣壓狀況相反。(2)風壓關系:水平方向上,風總是從高氣壓吹向低氣壓(如圖中①②③④處風向所示)。(3)溫壓關系。

2.熱力環流原理的應用(1)海陸風。①成因分析——海陸熱力性質差異是前提和關鍵。②影響與應用:海陸風使海濱地區氣溫日較差減小,夏季平均氣溫較同緯度陸地地區低,空氣較濕潤,是避暑的好地方。(2)山谷風。①成因分析——山坡的熱力變化是關鍵。②影響與應用:山谷和盆地常因夜間冷的山風吹向谷底,使谷底和盆地內形成逆溫層,大氣穩定,易造成大氣污染。所以,山谷地區不宜布局有污染的工業。(3)市區與郊區之間的熱力環流。①成因分析——“城市熱島”的形成是突破口。②影響與應用。一般將綠化帶布局在氣流下沉處以及下沉距離以內,而將衛星城或污染較重的工廠布局于下沉距離之外。[能力運用]考向1

熱力環流的形成(2022年遼寧朝陽檢測)下圖示意某日某時刻近地面的等溫線分布狀況,該時刻天氣相對較穩定,風向主要受熱力環流影響。據此完成第1~2題。1.此時水庫附近等壓面與等溫線的分布是(

)A.①③ B.①④

C.②④ D.②③2.①②③④四地的風向是(

)A.①地西北風 B.②地東北風C.③地西南風 D.④地東南風【答案】1.B

2.C

解析:第1題,根據圖中等溫線分布狀況可知,水庫地區氣溫低于周邊地區,則氣壓高于周邊地區。綜合等溫線和等壓面的彎曲原理可知,水庫地區等壓面上凸,等溫線下凹,符合條件的是圖①和圖④。故B項正確。第2題,結合材料“該時刻天氣相對較穩定,風向主要受熱力環流影響”可知,風向與氣溫有關。湖區氣壓高,形成湖風,并受到地轉偏向力影響向右偏轉。①地北部為低溫中心,即北部為高壓,則①地為東北風;②地東南部為高壓中心,則②地為偏南風;③地南部為高壓中心,則③地為西南風;④地西南部為高壓,則④地為偏西風。故C項正確。考向2

熱力環流原理的應用(2022年江蘇南京期末)某同學在研究“小區宜居環境”問題時了解到:門、窗都敞開一般會有“穿堂風”流經房屋內。“穿堂風”是氣象學中一種空氣流動的現象,是流動于建筑物內部空間的風。我國許多地區民居設計都充分考慮了“穿堂風”。據此完成第3~4題。3.從熱力環流的原理判斷,下圖中“穿堂風”現象最顯著的是(

)4.人為制造“穿堂風”的主要目的是(

)A.減輕大氣污染 B.增加生活用能C.降低室內溫度 D.提高室內濕度【答案】3.A

4.C

解析:第3題,熱力環流形成的原因是地面冷熱不均,房屋前后熱力差異越大,穿堂風越明顯,圖A中房前為水泥地,白天升溫快,氣溫高,氣流上升形成低壓;房后為樹林,升溫慢,氣溫低,氣流下沉形成高壓,風從樹林經房屋吹向水泥地,形成“穿堂風”。樹林和水泥地的熱力差異最大,“穿堂風”最明顯,A項正確。第4題,“穿堂風”是室外空氣從建筑一側進入并貫穿內部,從另一側流出的自然風,白天風從氣溫低的森林吹向石質地面,夜晚風從石質地面吹向森林,加快了室內空氣流通,降低了室內溫度,節省了生活用能,B項錯誤,C項正確;對大氣污染影響不大,A項錯誤;白天風從森林吹向石質地面,可能會導致濕度增加,夜晚風從石質地面吹向森林,濕度可能降低,D項錯誤。知識點2

大氣的水平運動——風[命題探究] (2022年山東高考地理)閱讀圖文材料,完成下列問題。材料

冬半年,美洲中部地區頻繁受冷空氣影響。下圖示意2000年1月一次冷空氣南下過程中美洲中部附近海洋表層風場和海平面氣溫分布。甲處南北兩側的氣壓梯度較大。下圖示意M點所在水平面上的等壓線分布及空氣質點的瞬時受力平衡情況。在圖中用箭頭畫出M點風向,并指出山脈的阻擋對冷空氣運動的影響。【答案】

山脈阻擋冷空氣，削弱風力，冷空氣勢力減弱。

【思維過程】

垂直

F1垂直

F2

F3減弱

30°~40°

[核心歸納]1.風向的判讀(1)作圖法判斷風向。第一步:在等壓線圖中,按要求畫出過該點的切線并作垂直于切線的虛線箭頭(由高氣壓指向低氣壓,但并非一定指向低氣壓中心),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30°~45°(高空風則偏轉90°),畫出實線箭頭,即為經過該點的風向。如下圖所示(北半球)。(2)風向呈現法判斷風向。風向是指風的來向,如東北風是從東北吹向西南的風。通常呈現風向的方式有以下幾種。①風向符號——風向標。風向符號由風桿和風尾組成,風桿上繪有風尾的一方指示風向。風尾上橫杠表示風速,一橫表示風力二級,最多三橫,就是六級,風力再大就用風旗表示(如上面丙圖所示)。②風向玫瑰圖。頻率最高的方位,表示該風向出現次數最多,如右圖中的東南風次數最多,其次是東北風,南風次數最少。手掌示意法判斷風向北半球右手,南半球左手。伸出手掌,掌心朝上,五指自然伸展,四指并攏代表水平氣壓梯度力,拇指與四指斜交代表近地面風向。適用于近地面風向的判斷,如圖所示。2.風力大小的分析與描述(1)影響因素及答題術語總結。影響因素常用術語水平氣壓梯度力大小冬季南北溫差大,水平氣壓梯度力大,風力大;等壓線密集,水平氣壓梯度力大,風力大;等壓線稀疏,水平氣壓梯度力小,風力小距高壓遠近距離亞洲高壓(冬季風源地)近,風力大摩擦力大小平原、高原地勢平坦開闊,阻擋作用弱,風力大;海面上摩擦力小,風力大植被覆蓋率冬季植被覆蓋率低,風力大地形因素山谷口狹管效應強,風力大;地形(河谷)延伸方向與盛行風向基本一致,風力大(2)等壓線圖中風力的判定。同一等壓線圖上,等壓線密集,風力大;等壓線稀疏,風力小,如右圖中甲處風力大于乙處。(3)風向和風力隨海拔變化的原理分析。

原理分析圖示隨著海拔升高,空氣運動所受的摩擦力變小,故風速增大,風向受地轉偏向力影響增大,北半球風向逐漸向右偏轉(如右圖),南半球逐漸向左偏轉

[能力運用]考向1

風向標的判讀(2022年新課標全國乙卷)我國一海濱城市背靠丘陵,某日海陸風明顯。下圖示意當日該市不同高度的風隨時間的變化。據此完成第1~3題。1.當日在觀測場釋放一只氦氣球,觀測它在1千米高度以下先向北飄,然后逐漸轉向西南。釋放氣球的時間可能為(

)A.1時 B.7時 C.13時 D.19時2.據圖推測,陸地大致位于海洋的(

)A.東北方 B.東南方C.西南方 D.西北方3.當日該市所處的氣壓場的特點是(

)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【答案】1.C

2.D

3.B

解析:第1題,氦氣的密度小于空氣的密度,故釋放氣球后氣球在垂直方向上會上漂,在水平方向上會受大氣的水平運動風的影響,先向北漂,受偏南風的影響,隨著海拔的上升,再轉向西南,受東北風的影響。讀圖可知,13時該地近地面吹偏南風,隨著海拔的上升吹東北風,C項正確。第2題,由熱力環流的原理可知,在沿海地區,白天吹海風,夜間吹陸風。海陸風的形成主要是受下墊面性質影響,故圖中高度較低的風向代表海陸風。15時風速最大,代表了海風較明顯,為東南風,可推測陸地總體在海洋的西北方向,D項正確。第3題,材料顯示該地某日海陸風明顯,說明當日該市所處的氣壓梯度較弱,如果氣壓梯度較強,則當地盛行風強于海陸風,則海陸風不明顯。海拔越高,受地面的海陸熱力性質影響越小,受當地盛行風影響大。讀圖可知,在高空500米處偏北風勢力強,故當地氣壓場為北高南低,B項正確。考向2

等壓線圖中風向、風力的判讀(2022年廣東梅州期中)讀北半球某區域某時刻等值線分布圖,完成第4~5題。4.若該圖表示等壓線,P地氣壓為1020百帕,Q地為950百帕,則(

)A.P地為低壓,比Q地氣壓高B.Q地為高壓,比P地氣壓低C.甲地為晴天,氣溫日較差大D.甲地為陰天,氣溫日較差小5.若該圖為1010百帕等壓面坡度分布圖,其中數值甲>乙>丙,則(

)A.甲地風力最大 B.乙地風力最大C.丙地風力最小 D.三地風力一致【答案】4.C

5.A

解析:第4題,根據題設條件,P地為高壓,Q地為低壓,P地比Q地氣壓高,故A、B項錯誤;甲地為高壓,天氣晴朗,氣溫日較差大,故C項正確,D項錯誤。第5題,等壓面坡度的大小決定著等壓面圖上等高線的疏密程度,等壓面坡度越大,等高線越密集,風力越大;等壓面坡度越小,等高線越稀疏,風力越小。結合圖中數值為甲>乙>丙,故甲地風力最大。層級三“核心素養”養成命題導向系列②

熱力環流與居民區布局[命題視角]風是構成環境,尤其是室外環境的重要因素之一。主導風向直接影響冬季住宅室內的熱損耗及夏季居室內的自然通風。近年來,建筑的風環境已經越來越多地引起了人們的重視,也逐漸成為當前高考命題的熱點,該類試題主要從人地協調的角度考查人類對地理原理和地理規律的適應性和應用能力。針對這類問題,要引導考生基于對熱力環流和風的形成原理的了解,觀察生活,強化在生產、生活中運用地理知識的能力。[應用體驗]大型太陽能城市空氣清潔系統又稱為“除霾塔”。位于西安市的“除霾塔”(如圖),主體由空氣導流塔(高60米、直徑達