1.4.2 大气热力环流和大气水平运动(共32张PPT)课件

(共32张PPT)
大气热力环流
A
地面
高空
1100hpa
1060hpa
气压：某地上空单位面积空气柱的重量
500m
1000m
P1
P2
同一地点上方海拔高度越高，气压越小
相关概念
A
地面
高空
1100hpa
1060hpa
500m
1000m
1
2
等压面：大气中气压值相等的点所构成的面
C
B
理论：地表性质均匀，受热均匀
等压面平直且平行
相关概念
一、热力环流的成因及形成过程
A
B
冷
热
高压
低压
低压
高压
受热上升
冷却下沉
成因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异。
地面冷热不均
大气垂直运动
同一水平面上气压差异
大气水平运动
近地面冷热不均
导 致
引 起
引 起
深度思维
冷
热
B
A
高
低
高
低
近地面
高空
1015
1015
1020
485
490
485
490
单位：百帕
1020
480
485
495
490
1010
1015
1020
1015
490
485
1025
等压面弯曲规律：
高凸低凹 。
近地面热量分布均匀时，等压面是水平分布的，如近地面冷热不均，则等压面会发生弯曲，A、B两处近地面和高空的等压面会如何变化？
二、等压面的判读技巧
等压面
等高面
①
②
③
④
⑤
热
低压
冷
高压
上升
雨
下沉
晴
上升气流容易形成降水，下沉气流往往晴朗
等压面上弯说明该处是高压，下弯则是低压
地面气压状况与高空相反【地面与高空等压面相反】
气压值：① > ( ②=③=④) > ⑤
A B
C D
气压判断规律总结：同一地点，近地面与高空等压面弯曲方向相反。
同一水平面，高压向高处凸，低压向低处凹。
同一地点→垂直方向上，海拔越高，气压越低。
近地面→温度高气压低，温度低气压高。
注意事项：高压与低压是相对概念，不是绝对概念；
气压的大小除了受气温，还受垂直方向上海拔的影响；
热力环流中，大气的运动一定是先垂直运动，后水平运动；
垂直方向上近地面与高空的气压性质不同，水平方向上气压性质不同
(1)“一个关键”(冷热不均是热力环流形成的关键)
同一性质下垫面，考虑纬度差异。
不同性质下垫面，考虑热容量差异。
(2)“两种运动”
大气垂直运动
同一水平面上气压差异
大气水平运动
近地面冷热不均
导 致
引 起
引 起
能力突破1热力环流的形成 的“一个关键、两种运动、三个不同”
(3)“三个不同”
空气升降不同：热上升、冷下沉——近地面热空气上升，近地面冷空气下沉。
同面气压不同：热低压、冷高压——近地面冷的地方形成高压，近地面热的地方形成低压。
空间气压不同：近地面和高空气压性质相反——近地面为高压，其高空为低压；近地面为低压，其高空为高压。
能力突破1热力环流的形成 的“一个关键、两种运动、三个不同”
请结合已学知识， 绘制海陆间大气环流模式图。
海风
陆风
陆地：比热容较小（热得快，冷得也快）
陆地降温快（冷源）
海洋降温慢（热源）
陆地增温快（热源）
海洋增温慢（冷源）
高压
低压
低压
高压
低压
高压
高压
低压
海陆风
三、几种常见的热力环流
①
②
③
④
⑤
⑥
白天山坡升温快，空气膨胀上升，山谷的空气沿山坡向山顶补充，形成谷风
夜间山坡降温快，空气冷却下沉，顺山坡流入山谷，山谷空气被迫抬升，并从上面向山顶上空流去，形成山风
请说明白天和晚上，分别吹什么风？山风还是谷风？并说明理由。
山谷风
谷地夜雨：由于夜间谷地气流被迫上升，上升过程中气温降低，水汽凝结，容易成云致雨，李商隐有“巴山夜雨涨秋池”的诗句。
逆温：此外，山区夜间多产生地形逆温，也是山坡冷气流下沉，谷地暖气团上升所引起的。
山谷风影响和应用
问题：烟台某村优质苹果多种在半山坡的原因
冬春季节，夜间受山风影响，冷空气沿山坡下沉，谷地底部冷空气集聚而气温低，半山坡温度稍高，果树不易受到冻害。
问题：武夷山是我国重要的茶叶产地，山谷风引起的云雾能够减少日照，提升茶叶品质。武夷山茶农多将茶树种植在坡地，原因是？
坡地白天多上升气流,容易形成云雾
深度思维
城市风
上升气流
由郊区流向市区
由郊区流向市区
城市风的成因：城市生活和生产燃烧化石燃料，释放大量废热和温室气体，此外城市多沥青、水泥路面，对太阳辐射吸收的多，因此城市气温高，郊区气温低，近地面风从郊区吹向城市。
绿化带应设置在城郊热力环流______，大气污染企业应设置在城郊热力环流______。
内
外
城市热岛效应：指的是城市中心比郊区温度高的现象。 城市热岛效应是因城市大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”。
城市雨岛效应：雨岛效应，城市中林立的高楼大厦比喻为“钢筋水泥的森林”。而随着“森林”密度不断地增加，尤其一到盛夏，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。
城市湿岛效应：指某个时间段，城市空气湿度大于周围地区的现象，包括“凝露湿岛、雨天湿岛、雾天湿岛、结霜湿岛和雪天湿岛”等。
城市干岛效应：由于城市的主体为连片的钢筋水泥筑就的不透水下垫面，城市近地面的空气就难以像其他自然区域一样，从土壤和植被的蒸发中获得持续的水分补给。这样，城市空气中的水分偏少，湿度较低，形成孤立于周围地区的“干岛”。
城市浑浊岛效应：由于城市大气中的污染物比郊区多，凝结核也多，低空的各类湍流又比较强，因此造成城市接受到的太阳辐射被削弱，日照时数减少，能见度小于郊区的现象。
能力突破2 城市的五岛效应
理论拓展
热力环流冷热不均引起的，从冷吹向热；一般温差越大越显著，风力就越大。冷热不均引起的还有冰川风、布拉风、湖陆风等
布拉风：从山地或高原经低矮狭隘通道向下倾泻的寒冷而干燥的暴风，称为布拉风
冰川风：冰川表面上空气温度比谷中同高度空气温度低，冷而重的空气在冰川上形成沿冰川向下坡方向流动的风。
湖陆风：原理和风向与海陆风类似，如果内陆地区，湖面结冰湖陆风消失
穿堂风也叫过堂风，是气象学中一种空气流动的现象，是流动于建筑物内部空间的风。我国许多地区民居设计都充分考虑了穿堂风。在炎热的夏季，太阳高挂，不需要空调同样取得了纳凉的效果。下面左图为四川某山区的传统民居景观图，民居坐北朝南，房前一般为水泥或石子院坝，屋后种植林木；右图为该民居穿堂风示意图。
思考：为什么民居屋前铺设石子地面、屋后种植林木，可以明显增强夏季穿堂风？
石子地面增温较快，林木增温较慢，增强了房前房后的温差，从而增强了房前房后的水平气压梯度力
大气的水平运动
二、风的形成原理
太阳辐射
地面冷
热不均
大气的
垂直运动
同一水平
面气压差异
大气的
水平运动
风
水平气压梯度力是大气产生水平运动的原动力，是形成风的直接原因
1.气压梯度：同一水平面上，单位距离间的气压差.
一、基本概念
2.水平气压梯度力：同一水平面由于气压梯度存在而产生的促使大气由高压区流向低压区的力。
1010（hpa）
1005
1000
气压梯度
F梯
三、影响大气水平运动的三种作用力
1.水平气压梯度力
（1）方向：垂直于等压线，由高压指向低压
（2）大小：等压线的疏密程度
①气压梯度越大，水平气压梯度力越大，反之则越小
1000Pa
800Pa
A
900Pa
1000Pa
B
比较A、B两点的水平气压梯度力：
B＞A
1010（hpa）
1005
1000
F梯
2.地转偏向力
②水平运动物体的速度越大，地转偏向力越显著
①南左北右赤道无，纬度越高越显著
只影响风向，不影响风速
（1）定义：由于地球自转而产生的使水平运动物体发生偏转的力
（2）方向：始终与风向垂直
（3）大小
3.摩擦力
（2）方向：始终与风向相反
（1）定义：指两个相互接触的物体做相对运动是，接触面之间所产生的的一种阻碍物体运动的力。
降低风速
四、风的受力状况及风向
500
498
496
（hPa）
风的方向：由高压指向低压，垂直于等 压线
风向
情况1：只存在水平气压梯度力（理想状态）
水平气压梯度力
※高空大气的风向：
受力： 水平气压梯度力和地转偏向力
风向： 风向与等压线平行。
风向
500
498
496
（hPa）
495
500
498
496
（hPa）
495
风向
（北半球近高空）
（南半球高空）
※近地面大气的风向：
是在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力作用下，风向与等压线成一夹角。
（北半球近地面）
（南半球近地面）
1015
1010
1005
（hPa）
1015
1010
1005
（hPa）
风向
风向
水平气压梯度力
水平气压梯度力
近地面的风：斜穿等压线
（hPa）
1000
1005
1010
1015
水平气压梯度力+地转偏向力+摩擦力
摩擦力与风向相反，既改变风向，又改变风速
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
风向
北半球向右偏，南半球向左偏
第一步：确定所画地水平气压梯度力的方向，用虚线箭头表示；
第二步：确定图中的半球位置，定南左北右偏转方向；
第三步：地转偏向力确定后，画一条与水平气压梯度力大致有30-45度夹角的实线即为风向。
我国某地末日某时水平气压的分布图
1030hPa
1020hPa
1010hPa
1000hPa
990hPa
甲
※等压线上风向画法：
1. 比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由。
甲地气压梯度大于乙地。因为甲地等压线密集，说明单位距离气压差异大，气压梯度大；乙地等压线稀疏，说明气压梯度小。
2. 在图上画出甲、乙两地的风向。
甲地吹西北风（偏北风），乙地吹东北风（偏东风）。
3. 比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由。
甲地风速大，因为甲地附近等压线密集，水平气压梯度力大。
活动 · 根据等压线确定风向和风速
影响因素 具体影响
水平气压 梯度力大小 冬季南北温差大,水平气压梯度力大,风力强;
等压线密集,水平气压梯度力大,风力大;
等压线稀疏,水平气压梯度力小,风力小
距高压远近 距亚洲高压(冬季风源地)近,风力大
摩擦力大小 平原、高原地面平坦开阔,阻挡作用弱,风力大;海面上摩擦力小,风力大
植被多少 冬季植被少,阻力小,风力大
地形因素 山谷口,狭管效应,风力大;地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致,风力大
风力判断
①根据风向标判断风向
风向标由风杆和风尾组成
风杆：(长线段)上绘有风尾(短线段)的一方指示风向。
风尾：上的横杠表示风速，一横表示风力二级，最多三横，就是六级，风力再大就用风旗表示，
风向是指风的来向，
如东北风是从东北方向吹向西南方向的风。
风力判断
风向标
箭头永远指向风的来源，其原理其实非常简单：箭尾受风面积比箭头大，若箭头及箭尾均受风，箭尾必会被风推后，使箭头移往风的来源。
景观图
① 新月形沙丘：迎风坡缓，背风坡陡即可判别风向；
② 旗形树：树枝展开方向与风的来向相反。
风玫瑰图
它是根据某一地区多年平均统计的各个风向的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用8个或16个罗盘方位表示，由于形状酷似玫瑰花朵而得名。
一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，
频率最高的方位，表示该风向出现次数最多；
通过它可以得知当地的主导风向和最小风频
风力判断
风力判断--狭管效应
地形的狭管作用，当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时，由于空气质量不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大。当流出峡谷时，空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响；称为“狭管效应”。由狭管效应而增大的风，称为峡谷风
山
山