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第三节 大气热力环流
第三章 地球上的大气
提示:面向大海,吹海风。
运用示意图等,说明大气热力环流原理,并解释相关现象。
1.区域认知
近地面与高空、不同下垫面的风受力存在差异。
2.综合思维
综合理解热力环流的原理和过程,会用热力环流的原理来解释生活现象。
3.人地协调观
通过风的受力分析,理解植树种草起到防风固沙的效果。
一、大气热力环流的形成
1.大气运动
【课堂探究】
回想生活中的案例
制冷空调往往采用壁挂式,暖气往往安装在靠近地面的位置。
定义:由于地面冷热不均形成的空气环流。
大气热力环流
通过图片中气流的运动方向,我们可以得知:
空气受热膨胀上升,空气受冷则收缩下沉。
气压:单位面积空气柱产生的压力,单位为百帕hPa。
单位面积
大气柱中空气的重量就是图中单位面积近地面的气压 。
A
B
比较A处与B处的气压大小。
PA>PB
等压面平行于地面,气压自地面向高空降低。
等压面
当地面受热均匀时,空气没有相对上升和相对下沉的运动。归纳此时等压面的分布特点。
热
冷
冷
第一步
冷热不均
空气的垂直运动
试着在图中方框内画出三个地点空气的运动方向。
分别说出三个地点近地面和高空处的空气密度和气压变化。
热
冷
冷
热
冷
冷
气压升高
B
A
C
气压降低
气压降低
E
D
F
气压升高
气压升高
气压降低
第二步
空气的垂直运动
同一水平高度出现气压差
气压高
气压低
气压低
气压高
气压低
气压高
B
A
C
E
D
F
由于同一水平高度气压的变化,等压面发生变形。
气压高
气压低
气压低
气压高
气压低
气压高
热
冷
冷
B
A
C
E
D
F
第三步
同一水平高度出现气压差
大气的水平运动
气压高
气压低
气压低
气压高
气压低
气压高
热
冷
冷
第四步
大气的水平运动
大气热力环流
气压高
气压低
气压高
气压高
气压低
气压低
E处:近地面空气收缩下沉,导致高空空气密度减小,形成低气压。
D处:近地面空气膨胀上升,在高空聚积,空气密度增大,形成高气压。
F处:近地面空气收缩下沉,导致高空空气密度减小,形成低气压。
B处:空气收缩下沉,近地面空气密度增大,形成高气压。
A处:近地面空气膨胀上升后,近地面空气密度减小,形成低气压。
C处:空气收缩下沉,近地面空气密度增大,形成高气压。
热力环流的形成过程
地面
冷热不均
气流垂直
方向运动
同一水平面产生
气压差异
(气压梯度)
气流水平
方向运动
①
②
③
④
热力环流形成根本原因
热力环流形成 直接原因
热力环流
思考:气温、气压、气流三者之间的关系。
近地面的同一水平面上,气温越高,气压越低,气流总是从气压高的地方流向气压低的地方。
气温差异 气压差异 气流方向
导致
决定
二、自然界常见的大气热力环流
山谷风是天气晴朗的山地区域,风向昼夜间发生反向转变的风。
白天因山坡上的空气增热强烈,于是暖空气沿坡上升,形成谷风;
夜间因山坡空气迅速冷却,密度增大,因而沿坡下滑,流入谷地,形成山风。
谷风风速大于山风,因为白天昼夜温差大。
山谷风
君问归期未有期,
巴山夜雨涨秋池。
何当共剪西窗烛,
却话巴山夜雨时。
巴山为什么下的是夜雨
这与它的地形有什么样的关系呢
山谷或盆地地区多夜雨
我们认为这与它所处的地理位置和地形特点密切有关。四川西接青藏高原,盆地四周为群山所环抱,地形闭塞,气流不畅,且终年空气均较潮湿,云多雾重。入夜后,云层对地面有保温作用,而云层上部辐射冷却迅速,易使水气凝结,上冷下暖的气层不稳定,利于夜雨产生。特别是在四川盆地的西部地区,因紧靠高原,高空西风盛行,夜间高原上经由地面辐射冷却的冷空气流向该区上空,而低层原有空气较暖,上下温差较大,容易产生对流,促成降水,所以在四川西部地区夜雨就多。
1.用“冷”和“热”标注夜晚海洋和陆地间的温度差异。
2.绘制海洋与海洋上空、陆地与陆地上空气流垂直运动的方向。
3.根据气流垂直运动的方向,标出海洋、陆地表面气压的高低,再标出海洋、陆地上空气压的高低。
4.绘制海陆之间的大气水平运动方向,完成热力环流模式图。
海洋
陆地
热
冷
气压高
气压低
气压低
气压高
海 风
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。
海 风
陆 风
白天来自海洋的风凉爽湿润,对滨海地区能够起到降温的作用;夜晚来自陆地的风比较温暖干燥,对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风共同作用的结果使得滨海地区的气温日较差较小。
分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。
城市风
完成以下内容:
1.用“冷”和“热”标注市区和郊区之间的温度差异。
2.分析城市中心区与郊区温度差异的原因。
3.绘制城市中心区与郊区之间的热力环流示意图。
4.思考城市热力环流对工业布局的影响。
热
冷
冷
形成:城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热,导致城市气温高于郊区,形成“城市热岛”,引起空气在城市上升,在郊区下沉,近地面风由郊区吹向城市,在城市与郊区之间形成城市热岛环流。
影响: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于下沉距离之外。
【典题训练】
读某区域等高面与等压面关系示意图,完成下列问题。
(1)图中①至⑤点,气压最高的是________。
(2)图中甲乙两地近地面盛行上升气流的是________。若该热力环流发生于城区与郊区之间,则甲乙表示城区的是________。
(3)与乙处相比,甲处气温日较差较大,说明原因。
④
乙
乙
甲处气流下沉,为晴天;白天云量少,大气对太阳辐射的削弱作用弱,气温高;晚上大气逆辐射弱,保温作用弱,降温快,气温低。所以昼夜温差大。
风
地区间
冷热不均
水平气压梯度力
太阳辐射
热力环流
空气上升或下沉运动
海陆风
同一水平面上气压差异
大气的水平运动
地转偏向力
摩擦力
山谷风
城市风
热力环流是大气运动最简单的一种形式。读气压分布示意图,完成1-3题。
1.若四地形成热力环流,则流动方向为( )
A. O→P→M→N→O
B.P→O→M→N→P
C.M→N→P→O→M
D.N→M→O→P→N
A
【随堂训练】
2.下列热力环流图中,画法正确的是( )
B.
C.
D.
3.冬季坐在教室门口的同学会觉得腿部受凉。下面热力环流图中能正确表示原因的是( )
A.
A
B
下图为7月28日(晴天)我国某市的城区、郊区气温及热岛强度(即城市中心气温与同时间同高度郊区的气温差值)日变化曲线图。读下图,完成4、5题。
4.该市可能是( )
A.昆明 B.南京
C.兰州 D.成都
5.该市热岛强度在7时和20时呈高值,其原因最可能是( )
A.生活放热多
B.风力较小,热岛环流弱
C.生产放热多
D.风力较大,热岛环流强
B
A