2.2.2大气受热过程和大气运动（教学课件）——高中地理人教版（2019）必修第一册

(共49张PPT)
第二节 地球上的大气大气受热过程和大气运动
第二课时
新课导入
清代黄叔璥在《台海使槎录》中，记述了台湾海峡两岸的风向差异：“内地之风，早西晚东，惟台地早东风，午西风......四时皆然。”
这里的“内地”指福建，“台地”指台湾。为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢？这里的风是怎样形成的？
核心素养目标
综合思维：结合热力环流示意图，理解大气热力环流的成因，概述大气热力环流过程
1
区域认知：结合不同区域图，以及大气热力环流的具体案例，利用大气热力环流原理，分析影响大气热力环流形成的因素
2
地理实践力：结合大气热力环流原理，解释日常生活中相关的地理现象
3
人地协调观：分析人类活动影响大气热力环流的主要方式，理解人地协调发展的重要性，提出人类减轻城市污染的措施
4
重难点导航
1、热力环流形成的原理
2、应用热力环流原理解释海陆间热力环流。
重点
1、冷热不均引起空气的垂直运动
2、空气的垂直运动引起同一水平面气压高低变化。
难点
目录
01
大气的受热过程
02
大气对地面的保温作用
03
大气热力环流
04
大气的水平运动——风
大气热力环流
03
大气热力环流
大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的。大气运动有垂直运动和水平运动之分。大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉，大气的水平运动即是风。
大气热力环流
由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。
大气热力环流
当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动
大气热力环流
当 A 地接受热量多，B、C 两地接受热量少时，A 地近地面空气膨胀上升，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成高气压；B、C 两地空气收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压。于是空气从气压高的 A 地上空向气压低的 B、C 两地上空扩散。
大气热力环流
在近地面，A 地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，空气密度增大，形成高气压。这样近地面的空气从 B、C两地流回 A 地，以补充 A 地上升的空气，从而形成了热力环流。
大气热力环流
大气热力环流是一种常见的自然现象。在一定条件下，地表的冷、热差异会产生大气热力环流。台湾海峡两岸风向的日变化，反映了海陆间大气热力环流的日变化。
拓展研究：海陆风
白天，陆地增温快，海上增温慢；夜间，陆地降温快，海上降温慢。海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的热力环流。
白天：风从海洋吹向陆地（海风）；夜间：风从陆地吹向海洋（陆风）。
白天
陆地：增温快
海洋：增温慢
夜晚
陆地：降温快
海洋：降温慢
拓展研究：城市风
城市风的形成——城郊间的热力环流
城市热岛效应：城市人口集中，产业发达，居民生活、工业生产和交通工具等每天要释放出大量的废热，导致城市的气温高于郊区，使城市犹如一个温暖的“岛屿”。
拓展研究：山谷风
白天：山坡升温快，大气上升，山谷升温慢，大气下沉，风由山谷吹向山坡，形成谷风。
夜晚：山坡降温快，大气下沉，山谷降温慢，大气上升，风由山坡吹向山谷，形成山风。
思考——气 温、 气压、气流三者之间有什么关系？
气温通过热胀冷缩等改变空气密度，驱动气压变化；气压差是气流运动的直接动力；气流运动又会传输热量、调整气压，三者相互作用，构成大气运动的基本逻辑 。
案例——城市热岛环流
城市中心区建筑密集，地面多硬化，吸收太阳辐射多，向大气传送的热量也多。此外，城市中心区人口密集，产业发达，汽车数量多，人们生活、生产向大气释放的废热较多。所以，在静风或微风时，城市中心区气温一般比周围的郊区高，因此把城市中心区称为“热岛”。
中心区与郊区之间的温度差异，导致空气在中心区上升，在郊区下沉；高空气流由中心区流向郊区，近地面气流由郊区流向中心区。于是，中心区与郊区之间形成热力环流，这种热力环流称为“城市热岛环流”。城市规划时，一般把污染风险较大的工业企业布局在城市热岛环流的范围之外，避免这些工业企业排出的大气污染物，随城市热岛环流从近地面流向城市中心区。
案例——城市热岛环流
活动——绘制海陆间大气热力环流模式图
白天，陆地增温快，海洋增温慢；夜晚，陆地降温快，海洋降温慢。海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流。根据大气热力环流的原理，完成下列任务。
1. 在图 2.13a 上，按如下步骤完成白天海陆间的大气热力环流模式图。
（1）标出海洋和陆地温度的高低。
（2）根据海陆温度的高低，画出海洋与海洋上空、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）画出陆地和海洋之间的大气水平运动的方向，完成热力环流模式图。
2. 在图 2.13b 上，按 1 的步骤完成夜晚海陆间的大气热力环流模式图。
3. 分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。
活动——绘制海陆间大气热力环流模式图
1. 按如下步骤完成白天海陆间的大气热力环流模式图。
（1）标出海洋和陆地温度的高低。
（2）根据海陆温度的高低，画出海洋与海洋上空、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）画出陆地和海洋之间的大气水平运动的方向，完成热力环流模式图。
活动——绘制海陆间大气热力环流模式图
2. 按如下步骤完成夜晚海陆间的大气热力环流模式图。
（1）标出海洋和陆地温度的高低。
（2）根据海陆温度的高低，画出海洋与海洋上空、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）画出陆地和海洋之间的大气水平运动的方向，完成热力环流模式图。
活动——绘制海陆间大气热力环流模式图
3. 分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。
白天：海风从温度较低的海洋吹向陆地，带来凉爽湿润的空气。
夜晚：弱陆风不会使陆地热量过度向海洋散失，且海洋相对温暖的空气（因降温慢 ）可通过较弱的环流交换，对陆地夜间气温有一定 “保温” 作用，使滨海地区夜间降温幅度小，避免出现内陆昼夜温差大的情况。
夏季海陆风环流通过白天海风降温、夜晚弱陆风保（温 ）稳（定 ） ，让滨海地区气温变化更和缓 —— 白天不致酷热，夜晚不致过冷，有效缩小昼夜温差，塑造相对舒适的夏季气候环境。
大气的水平运动——风
04
大气的水平运动——风
地面受热不均，导致空气上升和下沉，进而使同一水平面上的气压产生了差异。
单位距离间的气压差称为气压梯度。
只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，这个力称为水平气压梯度力。
大气的水平运动——风
在水平气压梯度力的作用下，大气从高压区向低压区作水平运动，这就形成了风。
可见，水平气压梯度力是形成风的直接原因。
大气的水平运动——风
水平气压梯度力的方向垂直于等压线，由高压指向低压。
等压线是同一高度上气压相等的点的连线。
如果没有其他外力的作用，风向应该与水平气压梯度力的方向一致，即风向也垂直于等压线。
大气的水平运动——风
风一旦形成，马上就会受到地转偏向力 的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向。
在北半球，风向向右偏转；在南半球，风向向左偏转。
在不受摩擦力作用的情况下，风向最终与等压线平行。
地转偏向力只改变风向，不改变风速。
大气的水平运动——风
在近地面，风还会受到摩擦力的作用。摩擦力是指地面和空气之间，以及运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的阻力。
摩擦力对风有阻碍作用，可以减小风速。在近地面，风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下，风向与等压线斜交。
大气的水平运动——风
不同的力对风的影响
风速快、风力大
水平气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
风向
风向、风速、风力
风向、风速、风力
大
小
风速快、风力大
风速慢、风力小
大
小
风速慢、风力小
大气的水平运动——风
判断风向
“左右手法则”
伸出右(左)手，手心向上，让四指指向水平气压梯度力的方向，拇指指向就是气流偏转方向，即风向。
风向
风向
南半球
北半球
1008
1006
1004
1002
气压/hPa
大气的水平运动——风
判断风向
“作图法”
第一步：画出过该点的切线
第二步：画垂直于切线的水平气压梯度力
第三步：确定南、北半球后，在水平
气压梯度力方向向右(北半球)
或向左(南半球)偏转30°～45°，
画出该点的风向。
活动——根据等压线确定风向和风速
等压线是等值线的一种。等压线的疏密程度反映了气压梯度的大小，等压线越密，气压梯度越大。
1. 比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由。
2. 在图上画出甲、乙两地的风向。
3. 比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由。
活动——根据等压线确定风向和风速
1. 比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由。
乙地气压梯度大于甲地
等压线越密集，气压梯度越大，甲地等压线相对稀疏，乙地等压线更密集，单位距离内气压变化更大，气压梯度更大 。
活动——根据等压线确定风向和风速
2. 在图上画出甲、乙两地的风向。
活动——根据等压线确定风向和风速
3. 比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由。
乙地风速大于甲地
风速大小与气压梯度力相关，等压线越密，气压梯度力越大，风速越快，甲地等压线稀疏，乙地等压线密集 ，所以乙地气压梯度力更大，风速更快 。
自学窗——温室气体的发现
阳光照射地球表面，给地球带来温暖。为什么地球不持续升温，直到和太阳一样热呢？ 19 世纪初期，法国科学家傅里叶开始探索是什么因素决定了地球的平均温度。他猜想受热的地表放射看不见的红外辐射，把热量送回了太空。
但是，他按此思路计算出的地表温度远远低于冰点，这和实际情况有很大差距。他进一步猜测，差距可能是地球的大气造成的。他认为地球的大气拦截了地表放射的部分红外辐射。
自学窗——温室气体的发现
当时，大多数科学家认为红外辐射可以穿透一切气体。19 世纪中期，英国科学家丁达尔通过实验证实，红外辐射的确可以穿透大气层里的主要气体——氧气和氮气，但是不能穿透二氧化碳和水汽。这就是现在所称的“温室气体”的主要成分。这样，丁达尔的实验结果验证了傅里叶的猜想。
课堂小结
小结
大气热力环流
大气热力环流的形成
自然界的大气热力环流
形成原理
形成过程
海陆风
山谷风
城市热岛效应
大气的水平运动——风
水平气压梯度力
风向
课堂小练
D
沙漠中的绿洲受高植被覆盖率的影响，白天气温明显低于周边沙漠地区，形成“冷岛效应”。下图为沙漠绿洲高空等压面分布示意图。据此完成下面小题。
1.图示时刻，甲、乙、丙、丁四地中气压最低的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2.白天绿洲与沙漠之间的近地面风向最可能是( )
A.从绿洲吹向沙漠
B.从沙漠吹向绿洲
C.无固定方向
D.垂直方向上升
A
解析
1.答案：D
解析：首先根据等高线判断河流流向，河流总是从高处流向低处，等高线的凸出方向与河流流向相反。从图中等高线弯曲方向可知，河流从北向南流，排除C、D然后根据河流流向和地转偏向力判断河道横断面情况。甲位于凹岸，受侵蚀，坡度较陡；乙岸为凸岸，以堆积为主，坡度较缓。图中④横断面符合甲岸坡度陡、乙岸坡度缓的情况A错误、B正确。
故选B。
2.答案：A
解析：由所学知识可知，白天绿洲气温较低，近地面为高压，沙漠气温较高，近地面为低压，近地面风从高压(绿洲)吹向低压(沙漠)A正确，B错误；其有固定方向，C错误；近地面风向为水平运动，D错误。故选A。
海子写过一首诗《面朝大海,春暖花开》,现在影视剧中往往让女主角面朝大海,在海风吹拂下让头发向后飘逸以反映女主角的快乐心情。甲、乙两图分别是“北半球某滨海地区海陆风环流图”和“气温变化特征图”。完成下面小题。
3.甲图中①、②、③、④四处温度最高的是( )
A.① B.② C.③ D.④
4.为了完成女主角头发向后飘逸的场景,如果你是导演,会选择什么时间段完成拍摄( )
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
D
B
解析
3.答案：D
解析：近地面大气的主要的直接热源是地面,因此,垂直方向上,海拔越高,气压和温度都越低,因此图中近地面的①④两点气温高于②③两点;据图中环流方向可知,陆地受热气流上升,海洋遇冷气流下降,①地气温低于④地,气温最高处为④。综上所述,D正确,ABC错误,故选D。
4.答案：B
解析：结合题意可知,现在影视剧中往往让女主角面朝大海,在海风吹拂下让头发向后飘逸,即吹海风。根据分析可知,白天吹海风。根据选项可知,16时至次日8时、18时至次日6时这两个时段陆地气温比海洋气温低,气压高,风从陆地吹向海洋,不符合题意,AC错误;8时至16时,陆地气温比海洋气温高,气压低,风从海洋吹向陆地,符合题意,B正确;6时至18时有部分时间段陆地气温比海洋气温低,气压高,风从陆地吹向海洋,不符合题意,D错误。故选B。
2020年11月14日，台风“环高”中心移动到海南岛南部海域。下图为该日20时海平面气压分布图。据此完成下面小题。
5.此时，海南岛大部分地区的风向为( )
A.东北风B.东南风
C.西南风D.西北风
6.接到台风“环高”即将来袭的预警后，海南岛南部海域的作业渔船应( )
A.正常作业B.就地休整
C.回港避风D.驶向深海
7.受“环高”影响，海南岛可能发生的自然灾害有( )
①地震
②滑坡
③泥石流
④洪涝
A.①②③B.①②④
C.①③④D.②③④
A
C
D
解析
5.答案：A
解析：在等压线图中判断风向，先画出水平气压梯度力，其方向是由高压指向低压且垂直于等压线。然后考虑地转偏向力，北半球向右偏，南半球向左偏。具体步骤：从图中可以看到，海南岛位于台风“环高”(低压中心)的北部，水平气压梯度力由海南岛附近的高压区指向台风中心(低压区),即由北指向南，再考虑北半球地转偏向力向右偏，所以风向偏转成东北风。A正确，排除BCD。故选A。
6.答案：C
解析：台风的狂风巨浪等会严重威胁渔船和渔民安全，不能正常作业，A错误；在海上就地休整无法躲避台风的危害，B错误；港口相对安全，渔船回港可以有效躲避台风带来的狂风巨浪等威胁，C正确；深海地区风浪更大，台风在深海也会产生巨大的破坏力，驶向深海会使渔船面临更大危险，D错误。故选C。
7.答案：D
解析：地震主要是由地壳运动等内力作用引起的，台风属于气象灾害，不会引发地震，①错误；滑坡和泥石流的形成需要一定的地形坡度、松散的岩土体以及充足的水源。台风会带来暴雨，在海南岛的山地丘陵地区，大量降水可能诱发滑坡和泥石流，②③正确；洪涝是由于强降水或排水不畅等原因导致的洪水泛滥。台风带来的暴雨可能使海南岛部分地区出现排水不畅，引发洪涝灾害，④正确。所以受“环高”影响，海南岛可能发生的自然灾害有②③④,D正确，排除ABC。故选D。
下图为北半球某平原3500米高空水平气压（单位：hPa）分布示意图。读图，回答下面小题。
8.近地面P地的风向可能是( )
A.东南 B.西北 C.西南 D.东北
9.下列说法正确的是( )
A.M、N两处对应的近地面气温状况是M处>N处
B.M、N两处对应的近地面气压状况是M处C.对应的近地面天气状况是M处阴雨，N处晴朗
D.近地面M、N两处可能有城市分布的是N处
B
D
解析
8.答案：B
解析：本题考查气压状况及风向的判读。阅读材料，根据热力环流的知识，近地面与高空的气压状况相反，分析可得M处对应的近地面是高压，N处对应的近地面是低压，故水平气压梯度力由西指向东。该地位于北半球，近地面风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响，在水平气压梯度力方向的基础上向右偏，因此P地的风可能是西北风，B正确。
9.答案：D
解析：本题考查热力环流的判读。结合上题分析可知，M、N两处对应的近地面气压状况是M处>N处，所以气温状况应是N处>M处，A、B错误。城市气温高于郊区，故近地面M、N两处可能有城市分布的是N处，D正确。近地面的高压是气流的下沉运动形成的，气流下沉不易形成降水，所以M处更可能为晴朗天气；而近地面的低压是气流的上升运动形成的，所以N处更可能为阴雨天气，C错误。
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