高中地理中图版 (2019)必修 第一册第三节 大气受热过程与热力环流第2课时学案及答案

这是一份高中地理中图版 (2019)必修 第一册第三节 大气受热过程与热力环流第2课时学案及答案，共14页。学案主要包含了大气热力环流，风的形成等内容，欢迎下载使用。


一、大气热力环流
1.概念:由于地面冷热不均形成的空气环流,是大气运动的一种最简单形式。
2.冷热状况:A气温高,B、C气温低。
3.气流运动:
(1)垂直运动。
(2)水平运动。
二、风的形成
1.概念:地面受热不均⇨同一水平面上气压高低差别⇨水平气压梯度力⇨大气由高气压区向低气压区作水平运动(风)。
2.影响风的三个力(北半球近地面):
3.力的作用效果:
(1)在高空,风向主要取决于水平气压梯度力和地转偏向力,风向可偏至与等压线平行。
(2)在近地面,风在水平气压梯度力、地转偏向力与摩擦力的共同作用下,风向总是与等压线斜交。
【质疑批判】
判断下列说法的正误。
1.大气的水平运动即是风。(√)
2.垂直方向上的气压值总是近地面大于高空。(√)
3.近地面空气受热的地方气压高,空气受冷的地方气压低。 ( × )
4.空气水平运动的原因是同一水平面上存在气压差。(√)
【填图绘图】
1.在图中的线上标注箭头,以表示因冷热不均引起空气的运动状况。
2.在上图中甲、乙、丙对应的近地面及高空标注高气压或者低气压。
3.画出等压面(线)。
提示:
【对点连线】
【填图绘图】
下图为近地面风及其受到的作用力示意图。
(1)写出图中序号代表的意义:
①水平气压梯度力 ②风向
③地转偏向力 ④摩擦力
(2)判断该地所处半球,并说明判断依据。
提示:北半球。地转偏向力向右偏转。
能力一 大气热力环流的形成与常见形式
【能力形成】
1.热力环流的形成:
2.热力环流中的几个规律:
①近地面的气压高于对应的高空的气压;
②近地面:热低压,冷高压;
③近地面为低压,则气流上升;近地面为高压,则气流下沉;
④同一垂直方向上,近地面与高空气压高低相反,等压面弯曲相反;
⑤等压面上凸的地方为同一水平面的高压;等压面下凹的地方为同一水平面的低压。
【特别提醒】
气流并不一定从高气压区流向低气压区
水平方向上的气流总是从高气压区流向低气压区,垂直方向上可能从低气压区流向高气压区。
3.热力环流的常见形式:
(1)海陆风。
①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。
②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。
①成因分析——山坡的热力变化是关键。
②影响与应用。
山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底,使谷底和盆地内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷地区不宜布局有污染的工业。
(3)城市热岛环流。
①成因分析。
②影响与应用。
一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置在下沉距离之外。
【知识拓展】等压面的“高凸低凹”规律
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,即等压面凸向高空的为高压,下凹的为低压,可形象地记忆为“高凸低凹”,具体如下图所示:
【情境探究】
孔明灯俗称许愿灯,又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛亮发明的。当年,诸葛孔明被司马懿围困,无法派兵出城求救。孔明制成会在空中飘浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后果然脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
探究
(1)观察孔明灯,当我们将其点燃后,灯罩内的空气会如何运动?(地理实践力:实施地理实践活动的能力)
提示:孔明灯里的空气受热后膨胀上升。
(2)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢?(综合思维:地理原理的释义能力)
提示:热力环流。孔明灯点燃时,中间温度高,气流上升,两侧温度低,气流下沉,形成热力环流。
【典例示范】
(2020·山东7月合格考)海陆风是海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流。阅读图文资料,完成下列问题。
(1)近海地区海、陆间温度差异,主要是由于____________________________________。
(2)根据大气热力环流原理,补充完成海风形成过程示意图。
(3)在下图中线条上添加箭头,以正确表示气流运动方向。
【思路点拨】解答该题的思路如下:
【解析】第(1)题,由材料“海陆风是海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流”可知,近海地区海、陆间温度差异是海洋、陆地的比热容差异造成的,海洋比热容大于陆地,白天升温比陆地慢,晚上海洋降温幅度小,造成近海地区海洋与陆地温度的差异。第(2)题,由图可知,白天,海洋比陆地升温慢,气温比陆地低;海洋是低温,气流下沉,形成高气压;陆地气温高,气流上升,形成低气压。第(3)题,作图时先画垂直箭头,海洋气温低,气流下沉,箭头向下;陆地气温高,气流上升,箭头向上;近地面海洋气压高于陆地,气流由海洋吹向陆地;高空陆地上空气压高于海洋上空,气流由陆地吹向海洋。
答案:(1)海洋和陆地比热容不同(海陆热力性质差异)
(2)①低 ②高 ③下沉 ④上升
(3)气流运动方向如下图所示。
【补偿训练】
读鄱阳湖周边德安气象观测站和鄱阳气象观测站年平均风速逐时距平日变化图(正距平为西风,负距平为东风),读图,完成(1)、(2)题。
(1)有关两气象观测站风向的判读正确的是( )
①德安气象观测站8-19时吹西风
②德安气象观测站19时-次日8时吹西风
③鄱阳气象观测站11-21时吹东风
④鄱阳气象观测站21时-次日11时吹东风
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
(2)白天,自德安气象观测站至鄱阳气象观测站作等压面图,下列正确的是( )
【解析】(1)选D,(2)选C。第(1)题,据图可知,德安气象观测站8-19时主要吹东风,19时-次日8时吹西风;鄱阳气象观测站11-21时吹西风,21时-次日11时吹东风,②④正确。第(2)题,白天,陆地增温快,近地面为低压,等压线向下弯曲;湖泊增温慢,湖面附近为高压,等压线向上弯曲,高空等压面弯曲状态与近地面相反。
能力二 大气的水平运动——风
【能力形成】
1.影响大气水平运动的作用力:
2.高空风与近地面风的受力作用分析:
【特别提醒】
风向是指风吹来的方向,如东北风是从东北方向吹向西南方向的风。
【知识拓展】等压线图中风向的画法(以北半球为例)
第一步:画水平气压梯度力。先根据等压线分布状况判断出气压高低,并按垂直于等压线由高压指向低压画出水平气压梯度力。
第二步:定地转偏向力。判断属于哪个半球,面向水平气压梯度力的方向,北半球右偏,南半球左偏。
第三步:定偏转角度。分清是高空还是近地面,若是高空,所画风向与等压线平行,即偏转90°(如图1);若是低空,所画风向与等压线成一夹角(约30°～45°,如图2)。
【情境探究】
南美洲南端的火地岛常年受西北风影响,使岛上很多树木的树冠朝一侧严重倾斜,当地人称作“醉汉树”。
探究
(1)迷路时能否用“醉汉树”判断方向,如何判断?(地理实践力:自然环境对人类活动的影响)
提示:能。由于常年受西北风影响,树冠朝向东南方向。
(2)推测火地岛上等压线的走向,高压位于哪一侧。(综合思维:地理要素的综合)
提示:东西走向,高压位于北侧。
【典题训练】
(2021·双鸭山高一检测)下图示意某时世界局部地区海平面等压线分布,据此回答(1)、(2)题。
(1)图中甲、乙、丙、丁四地风力最大的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
(2)图示时刻,丁观测站风向最可能为( )
A.东北风B.东南风
C.西北风D.西南风
【解析】(1)选A,(2)选B。第(1)题,由图可知,甲靠近低气压中心,且等压线最密集,说明该地气压差最大,水平气压梯度力最大,因此风力最大;乙、丙、丁三地相对来说等压线稀疏,说明三地气压差小,水平气压梯度力也小,风力也小。第(2)题,丁地水平气压梯度力应垂直于等压线由高压指向低压,且应指向西方,由于地处北半球,在地转偏向力的作用下向右偏,受摩擦力影响与等压线斜交,形成东南风。
【常见图形】
图形1 北半球某地热力环流模式图
图形2 某地区热力环流示意图
图形3 某地高空等高面与等压面关系示意图
【探源母图】
1.图形实质:试题中的各种热力环流变式图实质都是教材图呈现的热力环流的形成示意的近地面等压面、高空等压面、空气受近地面温度影响的垂直运动、水平气流运动、天气状况等知识。
2.学科素养:读懂此图需要具备一定的区域认知、综合思维与地理实践力等学科素养。
【母图探究】
热力环流的形成示意图
思考
(1)近地面气温与空气运动有什么关系?
提示:近地面接受热量多,空气膨胀上升;近地面接受热量少,空气收缩下沉。
(2)高气压数值一定大于低气压吗?
提示:不一定。在同一水平面上高气压数值一定大于低气压数值,但在垂直方向上近地面低气压数值大于高空高气压数值。
(3)空气是否总是由高气压流向低气压?
提示:不一定。同一水平面上空气总是由高气压流向低气压,但在垂直方向上空气运动是由冷却收缩、受热膨胀等因素引起的,并非取决于气压的高低。
(4)高空等压面与近地面等压面的弯曲有什么特点?为什么?
提示:弯曲方向相反。近地面和高空气压性质相反。
(水平1、2)某中学生在我国西北某地进行野外考察时,感受到林地和沙地间存在热力环流。下图示意该同学考察时的情形。据此回答1、2题。
1.下列四幅图为该同学依据观察结论绘制的当时的热力环流示意图,其中正确的是( )
2.推断此现象最明显的时间段,是当地( )
A.日出前后B.午夜前后
C.日落前后 D.正午前后
【解析】1选A,2选D。第1题,图示为白天,由于林地、沙地比热容不同,沙地白天升温快,气温高于林地,气流上升,而林地气温较低,气流下沉,形成顺时针运动的热力环流。第2题,正午前后太阳辐射最强,林地、沙地之间的温差最大,气压差最大,沙地上升气流最强,热力环流最明显。
(水平1、2)读近地面的等压线图,据此回答3、4题。
3.图中能正确指示北半球近地面风向的是( )
A.aB.bC.cD.d
4.下列叙述正确的是( )
A.水平气压梯度力不能影响风速
B.地转偏向力只改变风的速度
C.高空大气运动受摩擦力作用不明显
D.近地面摩擦力只影响风速,不影响风向
【解析】3选D,4选C。第3题,近地面的风向由高压吹向低压,北半球向右偏转,斜交于等压线。第4题,水平气压梯度力和摩擦力既影响风速又影响风向,地转偏向力只影响风向。
(水平2)下图为 2018 年 12 月某日两时刻我国某区域海平面气压分布图。受某种常见天气系统的影响,该区域局部有降水过程。据此完成5、6题。
5.当日 14 时,下列地点中气压最低的是( )
A.①B.②C.③D.④
6.当日 2 时至 14 时,下列地点中风向变化最小的是( )
A.①B.②C.③D.④
【解析】5选C,6选D。第5题,依据“风由高压区吹向低压区”的原理,当日 14 时,选项地点中气压由高到低,依次是 ①②④③,气压最低的是③。第6题,根据图示等压线的分布,当日 2 时至 14 时,选项地点中风向变化最小的是④,一直是东风;①由西北风转为东北风;②地可能由偏南风转为偏北风;③地可能由东北风转为西北风。
7.(水平1、2)图为北半球中纬度沿海某地一天中某时等压面图(相邻两个等压面气压差相等)。据此回答下列问题。
(1)画出图中热力环流的大气运动方向。
(2)比较①、②、③、④四地气温的高低。
(3)比较M、N两地此时的风力大小,说出判断的依据。
【解析】第(1)题,根据图中等压面弯曲方向,可判断近地面陆地气压高于海洋,由此得出大气环流运动方向。第(2)题,根据热力环流的形成原理,近地面气压与气温呈负相关,由此推断①地气温高于②地、③地气温高于④地;由四地海拔可判断①②两地气温高于③④两地。第(3)题,风力大小与水平气压梯度力及摩擦力有关。
答案:
(1)
(2)①>②>③>④。
(3)M地风力大于N地。依据:M地等压面分布比N地等压面分布密集,水平气压梯度力大;M地距离地面远,受地面摩擦力小。符号
F1
F2
F3
类型
水平气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
方向
垂直于等压线,指向低压
与风向相反
总是垂直于风向,北半球向右(南半球向左)
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
方
向
垂直于等压线,由高压指向低压区
与风向垂直,北半球右偏,南半球左偏
与风向相反
大
小
由气压梯度决定(等压线越密,水平气压梯度力越大,风速越大;反之则越小)
随风速增大而增大,随纬度升高而增大
与下垫面状况有关,下垫面越粗糙,摩擦力越大;反之越小
与风的
关系
是形成风的直接原因,直接影响风向和风速
只改变风向,不改变风速
既改变风向,也改变风速
类型
高空风
近地面风
图示
(北半球)
受力
F1(水平气压梯度力)和F2(地转偏向力)共同影响
F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(摩擦力)共同影响