3.3 大气热力环流 学案（教师版）

必修一 热气球的前世今生
3.3 热气球的前世今生
——大气热力环流
【课标】运用图表等资料，说明大气热力环流原理，并解释相关现象。
【主要概念】风、热力环流、等压面、山谷风、海陆风、城市热岛、城市热岛环流
一、趣味话“地”
热气球的前世今生
孔明灯（别称：天灯、许愿灯）是一种古老的中国手工艺品，被公认为热气球的始祖。其起初在古代多做传递讯息之用，现代则用于祈福许愿，一般在元宵节，中秋节等重大节日施放。
相传，孔明灯是由三国时期著名政治家诸葛亮（字孔明）所发明。当时，诸葛亮被司马懿围困于阳平，无法派兵出城求救；诸葛亮算准风向，制成能在空中漂浮的纸灯笼，附上求救信息，后成功脱险。后世就称之为孔明灯。
现代人以孔明灯为原型，制作出了热气球。
想一想，孔明灯和热气球能平稳升空的原因是什么？
孔明灯和热气球下部的热源将上部空气加热，空气受热膨胀上升，产生向上的作用力，使孔明灯和热气球升空。
二、按图索“地”
读图10—2（教材图3—17），阅读《大气热力环流的形成》，思考并回答下列问题。
1.什么是热力环流？
由于冷热不均形成的空气环流，称为热力环流。
2.什么是等压面？
空中气压相等各点所组成的面，称为等压面。
3.按运动方向大气运动的类型包括哪些？
大气垂直运动和水平运动
4.指出等压面弯曲方向与气压高低的关系？
上凸高压，下凹低压
5描述大气热力环流形成过程。
冷热不均引起大气的垂直运动（热上升，冷下沉），导致同一水平面产生气压差（近地面热低冷高，高空相反），水平面只要存在气压差，就会产生水平气压梯度力（高压指向低压，垂直于等压线），促使空气产生水平运动（由高压流向低压）。大气垂直运动和水平运动共同构成热力环流。
读图10—3（教材图3—18），并阅读80页《山谷风》，结合热力环流原理，指出山与谷的气压分布。
三、问“地”探究
阅读81“活动1”，并读图10—4（教材图3—19），思考下列问题？
1.在下图中分别画出白天和夜晚陆地与海洋之间的大气运动方向，完成环流，并说明原因。
（1）画图完成环流
（2）原因：白天，陆地升温快，地面气温高，空气膨胀上升，近地面形成低压，高空形成高压；海洋升温慢，洋面气温低，空气冷却下沉，近地面形成高压，高空形成低压；近地面风由海洋吹向陆地，形成海风。
夜晚，海洋降温慢，洋面气温高，空气膨胀上升，近地面形成低压，高空形成高压；陆地降温快，地面气温低，空气冷却下沉，近地面形成高压，高空形成低压；近地面风由陆地吹向海洋，形成陆风。
2.运用海陆风形成原理，分析我国海南岛白天多雨，夜间多晴朗的原因。
白天,海岛地表受太阳辐射增温,陆地升温比海洋快。热空气膨胀上升，近地面形成低压,海洋升温慢，近地面形成高压。因此，白天风向由海洋吹向陆地形成海风，白天的海风由四周吹向海岛,水汽在上升的过程中遇冷凝结形成降水,因此海南岛白天多雨。
夜间， 海岛降温快,空气下沉形成高压,海洋降温慢，空气上升,近地面形成低压,近地面风向由陆地吹向海洋，形成陆风陆风则由海岛向四周辐散，陆风干燥且该地盛行下沉气流，因此，海南岛夜间多晴朗。
读图10—5（教材图3—20），阅读82页“活动2”，思考并回答下列问题。
1.城市热岛形成的原因是什么？
（1）城市化导致下垫面性质的改变，导致城市大气升温快；
（2）城市工业排放的废热和温室气体，导致大气增温
2.简述城市热岛环流的形成过程。
城市市区由于人口密集，经济活动集中，生产生活中释放大量人为热，导致市区气温高于郊区，空气在市区上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向市区。
3.为了减轻城市的大气污染，在城市规划时，根据城市热岛环流的特点，应怎样布局大气气污染严重的工业企业
根据城市热岛环流特点，为防止二次污染，应把污染企业布局在热岛环流之外。
4.城市热岛环流的风向与山谷风和海陆风有什么差异？并分析其原因。
差异：山谷风和海陆风的风向都有昼夜变化，城市热岛环流风向无昼夜变化。
原因：热力环流形成的原因是下垫面水平方向上的冷热不均，山地与谷地、海洋与陆地的热力状况都会随昼夜变化而变化，但城市与郊区的热力差异不会随昼夜变化而变化。
四、开疆拓“地”
“佛图夜雨”，曾经的巴渝十二景之一。据说晚唐诗人李商隐在《夜雨寄北》中描述的“巴山夜雨涨秋池”可能就在重庆市渝中区佛图关。佛图关地势高险，两侧环水，三面绝崖，明代建有夜雨寺，相传佛图关上曾有块状如石笋的“夜雨石”，白天干燥，入夜后就湿润流水。
1.试分析佛图关为什么夜雨多？
因为佛图关崖顶与崖底之间产生山谷风，夜间吹山风。佛图关水汽充足，夜间崖底盛行上升气流，从而易形成夜雨。
2.结合“佛图夜雨”的形成，分析归纳降雨的条件有哪些？
第一，水汽充足；第二，降温凝结（夜间）
3.结合海陆风原理，分析湖陆风、江（河）陆风的风向？
白天吹湖（江）风，夜晚吹陆风。
五、一“地”了然受热过程