冷热不均引起的大气运动
考点解读
1．热力环流的成因及环流模式。
2．大气的水平运动，注意近地面与高空的区别。
知识清单
1．热力环流
2．大气的水平运动
参考答案
1．太阳辐射能 温度差异 冷热不均
2．地面 高低纬度间的冷热不均 气压 热力环流 平行 斜交于
要点精析
要点一：大气运动基本原理----热力环流【高清课堂：冷热不均引起的大气运动】
1．热力环流的形成过程
2．说明
在热力环流中谈到的高压与低压都是同一水平面上不同的地方相比较而言的。在理解热力环流时，还要注意以下几点规律：
①地面冷热不均是引起大气运动的根本原因。“热力环流”是大气运动最简单的形式。
②同一地点（垂直方向）：近地面的气压总是比高空要高；如图所示，A地受热，空气膨胀上升，形成低压，相对应的高空形成高压；但A＇点的高压并不是说其气压值比A点大，而是相对于同一水平面上的B＇点来说气压值要高。称为高压；同理，A点低压是指比同一水平面上的B点的气压要低。准确地说，气压排列为B＞A＞A＇＞B＇。
③气温与气压的关系：受热的地方，空气受热膨胀上升，近地面形成低气压，相应的高空则形成高气压；冷却的地方，空气收缩下沉，近地面形成高气压，相应的高空则形成低气压。
④水平方向：等压面上凸为高压，下凹为低压。如上图A＇点等压面上凸，说明A＇点区域为高压。因为随海拔升高，气压降低，则A＇＞a，B＇＜b，又因a=b（同一等压面上），所以A＇＞B＇，即A＇点的气压大于B＇、C＇点的气压，即上凸为高压，同理，下凹为低压。高空等压面与近地面等压面的凸出方向相反。
⑤近地面与高空的气压分布状况正好相反。
⑥会画气流的运动方向。
大气的水平运动：总是由高压指向低压。
大气的垂直运动：近地面冷——气压高——气流下沉；近地面热——气压低——气流上升。■
3．局部热力环流举例【高清课堂：冷热不均引起的大气运动】
①山谷风
白天，山坡上的空气增温强烈，于是暖空气沿坡爬升，形成谷风；夜间，山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷底。形成山风。
②城市风
近地面风向从郊区吹向市区中心，高空风向由市区中心上空吹向郊区上空。
③海陆风
由于海陆热力性质的差异，白天，陆地受热快，气温比海面高，气压比海面低，在低空，风由海面吹向陆地，即为海风，高空气流方向相反；夜间，陆地降温较快，气温比海面低，气压比海面高，在低空，风由陆地吹向海面，即为陆风，高空气流方向相反。
【典型例题】
例题1
读“北半球某地热力环流模式图”，完成下列问题。
（1）图中（ ）
A. 甲地气温低于丁地 B. 丁地气温低于丙地
C. 乙地气压高于丙地 D. 甲地气压低于乙地
（2）图中P、P＇两点（ ）
A. 风向、风速相同 B. 地转偏向力方向相反
C. 大气受力状况相同 D. 水平气压梯度力方向相反
解析：（1）甲地气流上升，甲地气温应该较高，丁地气流下降，丁地气温应该较低；垂直方向上，近地面气温随海拔上高而降低；甲地气流上升，空气在乙处聚集，形成高压，丁地气流下降，丙地形成低压；垂直方向上，气压随海拔升高而降低。（2）水平方向上气流从高压流向低压，所以P地风向由丁吹向甲、P＇地风向由乙吹向丙；同在北半球地转偏向力都是向右偏；高空和近地面大气受力状况不同，近地面受气压梯度力、地转偏向力、摩擦力影响，高空受气压梯度力、地转偏向力影响。水平气压梯度力是由高压指向低压，所以D选项正确。
答案：（1）C （2）D
例题2
读“某滨海地区同一纬度海陆表 面气温日变化曲线图”,回答下列各题:
1．近地面风从海洋吹向陆地的时段为( )[
A．8时至16时 B．6时至18时 C．18时至次日6时 D．16时至次日8时
2．图中( )
A．①时刻近地面的气压陆地上比海洋上低
B．②时刻海洋上的气温达一天中最低值
C．③时刻陆地气流下沉,海洋气流上升
D．④时刻海洋上太阳辐射达一天中最强
解析：第1题，据图可知：图中虚线气温日较差较小，实线气温日较差较大，因此实线表示陆地，虚线表示海洋；当海洋温度低于陆地时，则海洋气压高于陆地，近地面风由海洋吹向陆地，该时段为8时至16时，所以本题A正确。
第2题，图中①时刻近地面的气压陆地高于海洋；②时刻海洋上的气温达一天中最低值；③时刻陆地气流上升，海洋气流下沉；④时刻海洋上气温最高，该时刻滞后于太阳辐射最强时，所以本题B正确。
答案：1. A 2. B
要点二：大气的水平运动【高清课堂：冷热不均引起的大气运动】
1．形成风的直接原因——水平气压梯度力
水平气压梯度力有三个特点：一是由高压指向低压；二是垂直于等压线；三是其大小与水平气压梯度（单位距离间的气压差）成正比。
2．实际风的合成比较
作用力 概念 对风向风速的影响
水平气压梯度力 促使大气由高气压区流向低气压区的力 大气水平运动的原动力是形成风的直接原因。既影响风向（风向垂直于等压线并指向低压），又影响风速（水平气压梯度力越大风速越大）
地转偏向力 促使物体水平运动方向产生偏转的力 只影响风向（使风向逐渐偏离气压梯度力的方向，北半球向右偏，南半球向左偏），不影响风速
地面摩擦力 地面与空气之间，以及运动状况不同的空气层之间互相作用而产生的阻力 既影响风速（降低风速），又影响风向
3．风的合成图解
注意：近地面风向与等压线有一个夹角，而高空因没有摩擦力，风向最终与等压线平行。
应用地转偏向力的偏转规律和水平气压梯度力与风速、风向的关系，可以解决在等压线图上标注风向和判断比较两地风速的大小的有关问题。在比较风速时。还要注意单位距离间的气压梯度和比例尺问题。
4.风向的判断方法
等压线图上任意一点风向的判定
第一步，在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头（由高压指向低压，但并非一定指向低压中心），表示水平气压梯度力的方向。
第二步，确定南、北半球后，面向水平气压梯度力的方向向右（北半球）或左（南半球）偏转30°～45°，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示（以北半球为例）：
5.风力的判读方法
风力的大小取决于水平气压梯度力的大小。因此，等压线密集处水平气压梯度力大，风力也大。但要注意不同的两幅图上的等压线值和比例尺两种情况的变化。规律如下：
（1）同一等压线图上：等压线越密集，风力越大；等压线越稀疏，风力越小。
（2）比例尺越大，水平气压梯度越大，风力越大；比例尺越小，则相反。
（3）相邻两条等压线数值差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；相邻两条等压线数值差越小，则 相反。
【典型例题】
下图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为pM、pN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。回答（1）～（3）题。
（1）若此图表示北半球，pM＞pN，则O点风向为（ ）。
A．⑥或⑦ B．②或⑥ C．④或⑧ D．③或④
（2）若此图表示高空等高面，pM＜pN，则O点风向为（ ）。
A．③或④ B．②或⑧ C．③或⑦ D．⑥或⑦
（3）近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向（ ）。
A．与空气运动方向成180°角
B．与空气运动方向成90°角
C．与水平气压梯度力方向成90°角
D．与水平气压梯度力方向成180°角
解析：
（1）北半球向右偏转，高空风向与等压线平行，即⑦正确；近地面与等压线斜交，即⑥正确。
（2）若为高空等高面，风向与等压线平行，北半球向右偏转，③正确；南半球向左偏转，⑦正确。
（3）若为近地面，风向与等压线斜交，摩擦力与地转偏向力的合力与水平气压梯度力成180°角。
答案：（1）A （2）C （3）D
思维拓展
下图是“等高面与等压面关系示意图”。读图，完成下列问题。
（1）图中①一⑤点，气压最高的是________，气压最低的是________。
（2）A、B两地受热的是________地，空气________；冷却的是________地，空气________。
（3）用“→”画出图中的热力环流。
解析：解答本题的关键是从高空等压面的凹凸入手，逐步推理。从图中可以看出，在3000 m高空附近A地等压面下凹，B地等压面上凸，B地上空的气压高于A地上空的气压（或④点气压大于③点气压，①⑦③点的气压值相等，①点气压又大于⑤点气压，故④点气压大于⑤点气压），这说明A地空气下沉，B地空气上升，从而可以判定A地冷却，B地受热，高空气流从B地流向A地。近地面气流从A地流向B地。
答案：
（1）④ ⑤
（2）B 膨胀上升 A 收缩下沉
（3）图略（其热力环流的画法应是近地面由A→B，高空由④→⑤，垂直方向是A地下沉、B地上升。）
【课外拓展】
雨岛效应
大城市高楼林立，空气循环不畅，加之盛夏时节，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。大城市大气环流较弱，由于城市热岛所产生的局地气流的上升有利于对流性降水的发生、发展，城区空气中凝结核多时有促进成云降水的作用，同时城市的下垫面粗糙度大使其降水雨系减慢，延长城区降水时间。以上因素共同作用，就会形成“雨岛效应”。
雾岛效应
所谓“雾岛效应”，其原因主要是城市颗粒污染物增加，凝结核过多，引起雾日的增加。如伦敦为国际著名的雾都，重庆为我国的雾都，除了自然条件的原因外，城市雾岛效应也是重要因素。伦敦近年来进行了环境治理后，雾日大大减少，就是最好的证明。
此外，除了正常的雾外，有人把城市的“烟雾”也包含在其中，这样像洛杉矶著名的光化学烟雾事件也被视为城市雾岛效应的一个实例。
焚风效应
气流翻过山岭时在背风坡绝热下沉而形成干热的风。当气流经过山脉时，沿迎风坡上升冷却，在所含水汽达饱和之前按干绝热直减率降温，达饱和后，按湿绝热直减率降温，并因发生降水而减少水分。过山后空气沿背风坡下沉，按干绝热直减率增温，故气流过山后的温度比山前同高度上的温度高的多，湿度也显著减少。中国不少地区有焚风，比较明显的如天山南坡、太行山东坡、大兴安岭东坡的焚风现象，其增温也可促使作物、水果早熟，强大的焚风可造成干热风害和森林火灾。
根本原因：________的纬度分布不均，造成高低纬度间的________
由于地面________而形成的空气环流，称为热力环流
热力环流的形成：
冷热不均→空气垂直运动（气流上升或下沉运动）
↓
同一水平面上的气压的差异→大气水平运动
热力环流
能量来源：________辐射
根本原因：________________
直接原因：同一水平面上________差异
原因
最简单的形式：________________
水平气压梯度力
地转偏向力
地面摩擦力
大气水平运动
（风）受力
两力作用下风向
______于等压线
三力作用下风向
________等压线
大气的水平运动【巩固练习】
1、 单项选择题
1．在下面四幅热力环流示意图中，符合热力学原理的是（ ）
下图是某地某日不同时刻（甲图是14时，乙图是20时）海平面等压线图（单位：百帕），读图回答2～4题。
2. 图示部分地区所在的大洲是（ ）
A．北美洲 B．亚洲
C．大洋洲 D．南美洲
3. 图中M点的数值，可能是（ ）
A．1003或1007 B．1005或1009
C．1007或1009 D．1009或1011
4. 从14时至20时，有关a、b、c、d四地风向和风速变化叙述与实际相符的是（ ）
A．a地偏北风，风力变小 B．b地偏南风，风力变大
C．c地偏北风，风力变小 D．d地偏南风，风力变小
5.下图中各点之间的气压关系正确的是（ ）
①A点比B点气压低 ②B点比D点气压高 ③B点和D点气压相等 ④C点比D点气压高
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
6.下图为“南半球某地海平面等压线分布”示意图，风向正确的是（ ）
7.能用热力环流原理解释的现象是（ ）
A.晴朗天空呈蔚蓝色 B.山地迎风坡降水多
C.阴天时昼夜温差小 D.滨海地区的海陆风
8．下列四幅冷热不均引起的大气运动图（曲线和直线表示等压面），正确的有 ( )
A.①② B．②③ C.①③ D．②④
9.下列四幅比例尺相同的等压线图（单位:hPa）中，风力最大的是 ( )
10．下图中表示风向的箭头是( )
A．① B．② C．③ D．④
2、 非选择题
11.影视剧中经常出现女主角面朝大海头发被海风吹拂向后飘动的场景。图中甲、乙两图分别是“北半球某滨海地区海陆环流图”和“气温变化特征图”。读图，完成下列问题。
（1）甲图中表示海风风向的是（ ）
A. ②—① B. ③—② C. ④—③ D. ①—④
（2）为完成资料中所描述的场景，应选择拍摄的时段是（ ）
A. 16时至次日8时 B. 8时至16时
C. 18时至次日6时 D. 6时至18时
12.读北半球某区域等压线分布图，回答下列问题：
（1）图中A,B,C,D四个箭头能正确表示当地风向的是________________
（2）图中虚线M表示___________,N表示________________
（3）图中①②两处相比，气温日较差大的是___________原因是___________
（4）图中A, B两处相比，_________处风力较大，其原因是______________
参考答案
1．解析：考查热力环游的应用。垂直方向上气体受热膨胀上升，受冷收缩下沉。白天陆地升温快，刮海风，晚上陆地降温快，刮陆风；城市形成热岛效应。
答案：B
2. 答案：B
解析：读图，根据经纬度判断，图示区域位于北半球，东半球，所在大洲是亚洲，B对。北美洲位于西半球，A错。大洋洲陆地部分主要在南半球，群岛部分在西半球，C错。南美洲在南半球，D错。
3. 答案：B
解析：读图，根据等值线的递变规律，M的取值范围可能是1004-1006之间或是1008-1010之间，所以可能是1005或1009，B对。
4. 答案：D
解析：在水平方向上，空气由高压吹向低压，在北半球向右偏。图中从14时至20时， a、b、c、d四地中a地偏北风，等压线变密集，说明风力变大，A错。b地偏北风，风力变化不明显，B错。c地偏南风，风力变化不大，C错。 d地偏南风，风力变小，D对。
5. 解析：B点和D点在同一等压面上，气压相等；垂直方向，近地面的气压永远比高空高，所以A点比B点气压高，C点比D点气压高。
答案：B
6. 解析：考查风向的判定。在等压线图中，首先要确定水平气压梯度力，垂直于等压线由高压指向低压，南半球向左偏。
答案：C
7.解析：天空的颜色是空气尘埃对太阳光线的散射形成的；山地迎风坡是暖湿气流随海拔上升温度下降形成的降水；阴天昼夜温差小是因为白天大气削弱作用强，升温慢，大气逆辐射强，晚上降温慢。滨海地区的海陆风是海陆热力性质差异形成的热力环流。
答案：D
8. 解析：近地面受热，形成热低压，高空对应的是高压，近地面受冷，形成冷高压，高空对应的是低压。水平方向上，等压面是高压上凸，低压下凹。
答案：C
9.解析：考查等压线图中风力大小的判定。同一等压线图上：等压线越密集，风力越大；等压线越稀疏，风力越小。比例尺越大，水平气压梯度越大，风力越大；比例尺越小，则相反。相邻两条等压线数值差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；相邻两条等压线数值差越小，则相反。
答案：B
10．解析：根据各个力的特点，可以推断，①是水平气压梯度力，因其垂直于等压线由高压指向低压；②为风向，在力的基础上偏转了一个锐角；③为地转偏向力，始终与风向垂直；④为摩擦力，始终与风向相反。
答案：B
11.答案：（1）D （2）B
解析：（1）海风是指由海洋吹向陆地，甲图中海风应是从①吹向④。 （2）面朝大海头发被海风吹拂向后飘动的场景要想实现，必须是吹海风，海风应是海洋上气压高，陆地上气压低，才会高压吹向低压，海上形成高压气温应较低，陆地上低压气温应较高。
12. 答案：
（1）C
（2）脊线 槽线
（3）②近地面盛行下沉气流，常出现晴朗天气，云量少，白天对太阳辐射的削弱作用小，气温高；夜晚大气逆辐射弱，气温低。因此，与①比较，②的日较差较大
（4） A A处等压线密集，水平气压梯度力大，故风力大。
