第三节 大气受热过程与热力环流
[课程标准及素养目标] 1．运用示意图等，说明大气受热过程、热力环流原理，并解释相关现象。2．通过示意图，知道太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射来源及传递方向(区域认知)。3．通过多媒体图片，从时空综合的角度理解大气的受热过程、大气对地面的保温作用和热力环流(综合思维)。4．利用大气的受热过程、热力环流原理、风的形成原理，解释日常生活中相关的地理现象(地理实践力)。
知识点一 大气的受热过程
1．大气对太阳辐射的削弱作用
(1)反射：大气中的云层和较大颗粒的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。云的反射作用尤为显著。
(2)散射：太阳辐射遇到空气分子、尘粒、云滴等，就会改变辐射方向，向四面八方发生散射。
(3)吸收：太阳辐射经过大气层时，其中一小部分被大气吸收。吸收具有选择性，平流层中的臭氧，强烈吸收紫外线，对流层中的水汽和二氧化碳主要吸收红外线。
2．大气对地面的保温作用
(1)大气增温的原因：吸收地面长波辐射。
(2)大气逆辐射：射向地面的大气辐射。
(3)大气对地面的保温作用；大气逆辐射把热量还给地面，一定程度上补偿地面辐射散失的热量。
(4)大气受热过程
①能量来源：太阳辐射。
②直接热源：地面辐射。
③共同作用
[微思考] 请用大气受热过程原理解释新疆“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象。
提示：新疆地处内陆，气候干旱，晴天多，云量少。白天大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现“午穿纱”的现象；晚上大气的保温作用弱，地面损失热量多，近地面气温低，故有“早穿棉袄”的现象。
[注意] 大气逆辐射是大气辐射的一部分，白天和晚上是始终存在的，并且白天辐射更强。只是白天由于太阳辐射的影响，考虑问题时主要侧重于大气对太阳辐射的削弱作用；夜晚，由于没有太阳辐射，近地面气温主要受大气逆辐射的影响，因而容易产生大气逆辐射只有在晚上存在的误解。
悬浮在大气中的烟尘，将部分太阳辐射反射回宇宙空间，削弱了到达地面的太阳辐射；同时烟尘作为凝结核，加速了水汽的凝结，使云、雾增多，类似于遮阳伞，故称“阳伞效应”。
知识点二 热力环流与大气运动
1．热力环流
(1)概念：由于地面冷热不均引起的大气运动。
(2)形成过程
①A地受热，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；D处空气聚积，密度增大，形成高气压。
②B、F地冷却，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成高气压；C、E处空气密度减小，形成低气压。
③水平运动：近地面空气从B、F地流向A地，高空空气从D处流向C、E处。
1．垂直方向的气压值总是近地面大于高空，同一水平面上的气压值是高压大于低压。
2．气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。
[微思考] 古诗云“何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。”为什么巴山多夜雨？
提示：“巴山夜雨”是因四川盆地多夜雨而得名。四川盆地潮湿，云层厚，夜晚大气的逆辐射较强，低层空气容易升温，造成夜晚盆地底部气流上升旺盛，形成夜雨。
垂直方向上气流也总是从高压流向低压，这一说法是错误的。在同一水平面上，空气总是由高压区流向低压区。但在垂直方向上则不然，空气的垂直运动主要是由冷却收缩、受热膨胀等因素引起的，并非取决于气压的高低。
2．大气的水平运动——风
(1)风形成的过程
(2)风形成的原因
①直接原因：水平气压梯度力。
②根本原因：地面受热不均。
(3)高空中的风和近地面的风比较
类型 高空中的风 近地面的风
图示(北半球)
受力 F1(水平气压梯度力)和F2(地转偏向力)共同影响 F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(摩擦力)共同影响
风向 与等压线平行 与等压线斜交
1．影响风力大小的最直接因素是水平气压梯度力，水平气压梯度力越大，则风力越大。
2．风力大小还要考虑摩擦力的大小，地面障碍越多，阻挡作用越强，摩擦力越大，风力越小。
(4)大气运动的原因及意义
①大气运动的原因：太阳辐射的纬度分布不均，造成不同纬度之间的热量差异，这是引起大气运动的根本原因。
②大气运动的意义：使不同地区热量、水分得以交换，影响各地的水热状况，形成了各种复杂天气现象，也会导致气候变化，进而影响着区域自然地理环境。
湖陆风
在沿湖地区，由于陆地的夜间冷却和白天加热作用，使夜晚风从陆地吹向湖面，白天风从湖面吹向陆地的一种地方性的天气现象。如湖南岳阳位于洞庭湖东北侧，在一定的天气条件下，夜晚风从市区吹向湖面，而白天风从湖面吹向市区，分别称为“进湖风”和“出湖风”。
[微思考] 气流一定由高气压区流向低气压区吗？
提示：同一水平面上，气流总是从高气压区流向低气压区；但在垂直方向上气流则由低气压区流向高气压区。
一、判断题
1．太阳辐射是大气能量的根本来源。(√)
2．大气对太阳辐射的吸收具有选择性。(√)
3．大气逆辐射只发生在晚上。(×)
4．空气的运动形成风。(×)
5．摩擦力只影响风速，不影响风向。(×)
二、选择题
读图，完成1～2题。
1．家庭中使用的太阳能热水器主要吸收( )
A．① B．② C．③ D．④
2．我国北方冬季会利用温室大棚种菜，大棚的作用主要是( )
A．减少①的损失 B．减少②的损失
C．减少③的损失 D．减少④的损失
1．A 2.B [第1题，家庭中使用的太阳能热水器主要吸收到达地面的太阳辐射，因此对应的是①过程，故选A。第2题，我国北方冬季利用温室大棚种菜，大棚的作用主要是减少地面辐射的损失，图中②为地面辐射，故选B。]
读图，回答3～4题。
3．如果此图为热力环流侧视图，则以下说法正确的是( )
A．引起热力环流的原因是地面冷热不均
B．温度：A>B
C．热力环流是大气运动最复杂的形式
D．气压：D>A>B>C
4．如果此图是城市热岛环流侧视图，在②处进行植树造林，对城市空气起到的作用是( )
A．增温和增湿 B．净化和增温
C．净化和增湿 D．减湿和降温
3．A 4.C
如图示意某一等高面。P1、P2为等压线，P1、P2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。读图，回答5～6题。
5．若图示为北半球，P1>P2，则O点风向为( )
A．④或⑤ B．③或④
C．⑥或⑦ D．⑤或⑥
6．若图示为高空等高面，P1
A．③或⑦ B．①或⑧
C．⑦或⑧ D．②或③
5．B 6.A
三、填图题
上图表示________(填“南”或“北”)半球的近地面风向，图中①表示__________，②表示________，③表示________，④表示________。
答案：南 水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力
探究点一 大气受热过程和对地面的保温作用
在2021年1月的首届文昌国际航空航天论坛上，国家航天局秘书长许洪亮称，我国将执行嫦娥六号、七号、八号等四期探月任务，而且我国也正在规划国际月球科研站。这三台月球探测器也将执行无人探测并返回的任务，预估它们也将继续像嫦娥五号这样带回月壤，并且验证载人登月的部分相关技术。移民月球一直是人类的梦想，但民间热议的“月球移民”难度依然较大。这是因为月球表面昼夜温差很大，白天阳光垂直照射的地方温度高达127 ℃；夜晚温度可降到－183 ℃。
问题1 月球上的气温变化为什么会如此剧烈？(综合思维)
提示：月球上没有大气层，不能对昼夜温度进行调节。
问题2 地球、月球与太阳的距离相当，为什么地球上的气温比较稳定呢？(综合思维)
提示：地球上有大气层。白天，大气层削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射减少，温度上升缓慢；夜晚，大气逆辐射对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。
问题3 运用“大气受热过程”原理，分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。(区域认知、综合思维)
提示：塔里木盆地晴天多，白天，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚，大气逆辐射弱，保温作用弱，气温低，故昼夜温差大。
1．大气对太阳辐射的削弱作用
作用 形式 作用特点 参与作用的大气成分 被削弱的辐射 形成的自然现象
反射 作用 无选 择性 云层、颗粒较大的尘埃 各种波长的太阳辐射 夏季多云的白天，气温不太高
散射 作用 有选择性 大气分子、颗粒微小的尘埃 波长较短的蓝、紫色光 晴朗天空呈蔚蓝色
无选择性 颗粒较大的尘埃等 各种波长的太阳辐射 阴天、黎 明天空呈 灰白色
吸收 作用 有选择性 臭氧、水汽、二氧化碳 紫外线、红外线
2．大气的受热过程和保温作用
太阳辐射是大气热量的根本来源，热量在地面与大气之间的传递：太阳辐射→地面增温→地面辐射→大气增温→大气逆辐射→地面保温。如图所示：
由上图可知，大气的受热过程可归纳为下表。
过程 具体过程 热量来源
1 太阳暖 大地 太阳辐射到达地面，地面吸收后增温 太阳是地面的直接热源
2 大地暖 大气 地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温 地面是近地面大气的直接热源
3 大气还 大地 大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面 通过大气逆辐射把热量还给地面
3.大气受热过程原理的应用
(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响
(2)应用于农业生产实践，提高生产效益
利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。
(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉。如：高海拔地区—空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；西北内陆地区—晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；四川盆地——盆地地形，阴雨天多，污染物不易扩散且空气密度大，大气削弱作用强，太阳能贫乏。
如图为温室效应模拟实验图。读图，完成1～2题。
1．甲、乙两端管内的气体可能分别为( )
A．都是空气 B．都是二氧化碳
C．二氧化碳和空气 D．空气和二氧化碳
2．实验效果( )
A．阴天比晴天好
B．石蜡上铺砂石比不铺砂石好
C．早晚比中午好
D．管内二氧化碳浓度低比高好
1．C 2.B [第1题，读图，太阳光照射后，甲管气体吸热快，体积膨胀快，品红溶液向乙管方向移动。两管内气体一定不同，A、B错。甲、乙两端管内的气体可能分别为二氧化碳和空气，二氧化碳是温室气体，比空气吸热快，体积膨胀快，C对、D错。第2题，实验效果阴天比晴天差，晴天时太阳光照充足，A错。石蜡上铺砂石比不铺砂石好，砂石吸热快，管内升温快，B对。早、晚比中午差，早、晚光照较弱，中午光照强，C错。管内二氧化碳浓度低比高差，浓度越高，吸热、保温效果越强，D错。]
每年冬天，茶农都要为西湖龙井茶树防冻。以下是两种常见的防冻措施：①覆盖防寒(寒潮来前，用网纱等覆盖茶树蓬面，以保护茶树。如左图)；②熏烟驱霜(晚霜来前，气温降至2 ℃左右时点火生烟，以减轻晚霜冻害。如图)。据图完成3～4题。
3．左图中的网纱在冬季主要能够( )
A．防太阳暴晒
B．防病虫害
C．阻隔霜冻直接接触叶面
D．防洪、防涝
4．如图中的熏烟能够减轻霜冻，是因为烟雾能够( )
A．使大气中二氧化碳、烟尘增加，大气逆辐射增强
B．使大气中水汽含量增加，太阳辐射增强
C．使地面温度增加，地面辐射增强
D．使大气温度增加，大气逆辐射增强
3．C 4.A [第3题，网纱在冬季可阻隔霜冻直接接触茶树的叶片，从而减轻霜冻对茶树的冻害。第4题，熏烟驱霜的原理是增强大气逆辐射，对地面起到保温作用。]
探究点二 大气热力环流
孔明灯又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明制成会漂浮的纸灯笼，系上求救的信息，其后脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
问题1 分析诸葛孔明发明的如此简陋的设施是怎么升空的呢？孔明灯里蕴涵着什么样的大气原理呢？(综合思维)
提示：孔明灯里的空气受热后膨胀上升。热力环流。
问题2 家乡在山东的小明除夕夜放了一个孔明灯，分析孔明灯升空后一般会飘向哪个方向？为什么？(区域认知、地理实践力)
提示：向东南方向飘。因为山东冬季多吹西北风，故孔明灯会飘向东南方。
问题3 我国南方有“稻草烧塔”祈求来年丰收的习俗。稻草燃烧过程中塔中心火势猛，静风条件下灰烬会落在火塔的外围。分析稻草燃烧过程中气流运动的原因是什么？(地理实践力)
提示：地面冷热不均。
1．热力环流的形成——“一个关键、四个步骤”
(1)“一个关键”：确定近地面两点的冷热。
热容量大的地球表面，白天气温较低，夜晚气温较高；热容量小的地球表面，白天气温较高，夜晚气温较低。
(2)“四个步骤”
①热上升、冷下沉——近地面热空气上升，近地面冷空气下沉。
②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。
③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。
④水平气流从高压流向低压。
2．理解热力环流的形成，抓住以下三点关系
(1)温压关系(如上图中甲、乙、丙三地所示)：
(2)风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压(如上图中abcd处风向所示)。
(3)等压面凸凹关系：近地面与高空等压面凸出方向相反。(如图)
3．几种常见的热力环流形式
(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市风
①城市风的环流方向无昼夜和季节的变化，因为城市的温度始终高于郊区。
②在城郊地带，绿化带或重污染工厂的布局一定要考虑热力环流的下沉距离。一般将绿化带布置于气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。
(4)沙漠和森林之间
①白天，沙漠增温快，温度高，形成低压；森林增温慢，温度低，形成高压；白天在近地面大气由森林吹向沙漠。(如图a)
②夜晚，沙漠降温快，温度低，形成高压；森林降温慢，温度高，形成低压；夜晚大气由沙漠吹向森林。(如图b)
如图为近地面与高空的热力环流示意图，A、B为等压面。据此完成5～6题。
5．图中①②③④四地中，气压值由高到低排序正确的是( )
A．①>②>③>④ B．④>③>②>①
C．③>④>①>② D．④>③>①>②
6．图中①②③④间气流运动方向正确的是( )
A．①→② B．④→③
C．①→④ D．③→②
5．C 6.A [第5题，垂直方向上，海拔上升，气压降低，因此气压④>①，③>②；水平方向上，高压区等压面向上拱起，低压区等压面向下弯曲，因此气压①>②，③>④。故四地气压值排序由高到低为③>④>①>②，故C项正确。第6题，高压区等压面向上拱起，低压区等压面向下弯曲。水平方向上，气流总是从高压区流向低压区，因此①②间气流运动为①→②，③④间气流运动为③→④，A项正确，B项错误。垂直方向上，气流上升，近地面形成低压；气流垂直下沉，近地面形成高压。因此①④间气流运动为④→①，②③间气流运动为②→③，C、D项错误。]
在生活中，我们在切大葱或洋葱的时候，便会忍不住“泪流满面”。为此，我们可以在切菜的时候在旁边点燃一支蜡烛，便可极大地缓解眼部的不适感。如图为切洋葱示意图。据此完成7～8题。
7．下列热力环流示意图能反应上图蜡烛附近空气环流的是( )
8．从热力环流的角度看，切洋葱点蜡烛能缓解眼部不适感的原理( )
A．空气受热下沉加快风速
B．空气遇冷减小风速
C．空气受热上升加快风速
D．空气遇冷收缩下沉
7．B 8.C [第7题，蜡烛附近气温较周围高，气流垂直上升；热力环流中表示气流运动的箭头应首尾相接。第8题，读图可知，从热力环流的角度看，点燃蜡烛使空气受热膨胀上升；切大葱或洋葱处气温较低，空气下沉。空气受热上升后形成热力环流，加快风速，因此能缓解大葱或洋葱对眼部的刺激。]
探究点三 大气的水平运动——风
2021年暑假期间，济南市的某同学到威海市旅游，她发现当地风向具有明显的昼夜变化，并绘制如下示意图。
问题1 分析图示时间是白天还是夜晚？风向如何？(区域认知、综合思维)
提示：正值白天。风从海洋吹向陆地。
问题2 分析此时的风对威海市大气环境的有利影响。(人地协调观)
提示：此时风从海洋吹向陆地，有利于降低城市“热岛效应”(或降低温度)，增加空气湿度，改善城市的空气质量。
1．形成风的三种力
作用力 方向 大小 对风的影响
风速 风向
水平气 压梯度力 垂直于等压线，由高压指向低压 等压线越密集，水平气压梯度力越大 水平气压梯度力越大， 风速越大 大气水平运动的原动力，使风沿水平气压梯度力方向运动
地转偏 向力 与风向垂直，北半球向右，南半球向左 大小随纬度增加而增加，赤道为零 不影响风速 使风向逐渐偏离气压梯度力的方向
摩擦力 与风向相反 大小与下垫面性质有关，下垫面越粗糙，起伏越大，摩擦力越大；反之越小 使风速减小 摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角越大；反之，夹角越小
2．风的受力状况与风向(以北半球为例)
类型 受力 最终风向 图示
理想状态 只受水平气压梯度力 垂直于等压线，指向低压
高空中的风 水平气压梯度力和地转偏向力 与等压线平行
近地面的风 水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力 与等压线斜交
3．风向的判断
第一步：画水平气压梯度力。其具体方法是在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压并且与等压线垂直，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力。
第二步：画风向。其具体方法是首先确定南、北半球，然后用左(南半球)右(北半球)手，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°角(近地面风向可依此角度偏转，若为高空，则偏转90°，即与等压线平行)，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如图所示(以北半球为例)。
4．风力的判读
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——风力大。如图，风力：A＞B＞C＞D。
如图为我国东北部及周边地区某时刻近地面等压线(单位：百帕)分布图。读图，完成9～10题。
9．P点近地面的风为( )
A．西北风 B．东北风
C．西南风 D．东南风
10．图中甲、乙、丙、丁四地中风力最大的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
9．A 10.D [第9题，读图可知，P点正东方向为低压中心，根据水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压，且北半球地转偏向力向右偏转，可判断P点近地面风为西北风。第10题，比较图中甲、乙、丙、丁四地等压线分布情况可知，丁地等压线最密集，水平气压梯度力最大，风力最大。]
如图是北半球某地近地面等压线分布示意图(单位：hPa)。读图，完成11～12题。
11．①处的风向不可能为( )
A．东南风 B．西南风
C．偏南风 D．偏西风
12．关于图中①②两处的描述正确的是( )
A．②处的风速较大，因其水平气压梯度力较大
B．②处的风速较大，因其大气运动时地面的摩擦力较大
C．②处的风速较大，因其气压值较高
D．①处的风速较大，因其水平气压梯度力较大
11．A 12.A [第11题，根据①处在等压线图中的位置，过①点作垂直于等压线的水平气压梯度力，由高压指向低压，北半球受地转偏向力的作用，向右偏，①处的风向应为西南风，故①处风向不可能为东南风。第12题，等压线越密集，水平气压梯度力越大。读图可知，②处等压线密集，水平气压梯度力大，风速较大。]
[知识网络]
[重点必背]
1．太阳辐射是地球大气最重要的能量来源；地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
2．大气对太阳辐射的削弱作用表现为：太阳辐射通过大气时，一部分被反射、散射和吸收。其中吸收和散射具有选择性。反射不具有选择性。
3．大部分太阳辐射通过大气到达地面，使地面增温。
4．地面增温后以地面辐射的形式向近地面大气传递热量，使大气增温。
5．大气逆辐射把热量返还回地面，补偿了地面热量的损失。对地面具有保温作用。
6．冷热不均形成热力环流，它是大气运动最基本最简单的形式。
7．地面受热，空气膨胀上升，近地面形成热低压；地面冷却，空气收缩下沉，近地面形成冷高压。
8．海陆风、山谷风、城市风都是热力环流形成的。
9．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。
10．高空中，风基本不受地面摩擦力的影响，风向与等压线平行。
燃煤污染对雾霾天气的形成有巨大的影响。推进煤改电工程可以改善空气质量。如图为大气的保温作用示意图。读图，回答1～2题。
1．对地面起保温作用的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
2．煤改电后，将导致( )
A．甲减弱 B．乙增强
C．丙无变化 D．丁减弱
1．C 2.B [第1题，据图可知，图中甲是到达大气上界的太阳辐射，乙是到达地面的太阳辐射，丙是大气逆辐射，丁是地面辐射，对地面起保温作用的是大气逆辐射，故C项正确。第2题，煤改电后，二氧化碳和其他污染物的排放量减少，大气对太阳辐射的削弱作用减弱，到达地面的太阳辐射(乙)增强，地面辐射(丁)增强，大气逆辐射(丙)有一定变化，B项正确；对到达大气上界的太阳辐射没有影响，甲无变化。]
某游客在游览北戴河海滨的游记中写道：“北戴河真不愧是避暑胜地，无论是白天还是夜晚，这里的风都凉爽柔和，让人感觉十分畅快。但白天和夜晚的风向是完全不同的。”读北戴河海滨一日内大气运动示意图，完成3～4题。
3．图中序号表示“凉爽柔和”晚风的是( )
A．① B．②
C．③ D．④
4．解释北戴河海滨一日内风向变化主要运用的是( )
A．水循环 B．大气受热过程
C．热力环流 D．大气保温作用
3．C 4.C [第3题，晚上陆地降温快，近地面气温低，形成高压；海洋上降温慢，气温高，形成低压，近地面空气由陆地吹向海洋。第4题，北戴河海滨一日内风向变化主要是由于海陆热力性质差异引起的气温差异，进而出现气压差异，主要运用的是热力环流的原理。]
5．读北半球某地面水平气压分布图，回答下列问题。
(1)就气压状况而言，图中A与B中，低压中心是______________；B与C中，高压中心是________。
(2)若该地气压只受温度影响，则A、B、C中地面温度最高的是________。
(3)如图为沿AB作的剖面图，完成AB间的热力环流示意图。
气压值PA、PB、PA′、PB′的大小顺序是________。
(4)下列图中能正确表示AB高空等压面状况的示意图是( )
(5)在图中甲处画出风向及其所受的力。
解析：第(1)题，从图中可直接读出。第(2)题，根据温压关系，气温高，近地面气压低；气温低，近地面气压高，结合第(1)题分析即可回答。第(3)题，同一地点，气温随高度的升高而递减，故TA>TA′，TB>TB′；气压值的大小可结合第(2)题分析回答。第(4)题，高空气压与近地面气压状况相反，故高空等压面弯曲状况与近地面相反。第(5)题，首先过甲点作由高压指向低压且垂直于等压线的水平气压梯度力，然后右偏30°～40°画出风向，摩擦力与风向相反，地转偏向力与风向垂直且右偏。
答案：(1)B C (2)B
(3)画图略(逆时针方向画箭头)
PA>PB>PB′>PA′
(4)B (5)
课时精练(六) 大气受热过程与热力环流
(时间：45分钟 满分：60分)
(1—12小题，每小题3分，共36分)
《齐民要术》中有这样一段描述：“凡五果，花盛时遭霜，则无子。……天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜，此时放火作煴(煴：无烟的微火)，少得烟气，则免于霜矣。”阅读材料和如图，回答1～3题。
1．使近地面大气温度升高的热量传递过程是( )
A．①—②—③ B．①—②—④
C．②—③—④ D．②—④—③
2．“天雨新晴，北风寒彻”造成“是夜必霜”，其原因是( )
A．雨后的夜晚气温必定很低
B．受寒冷空气影响，加之晴朗的夜晚大气逆辐射较弱
C．晴朗的夜晚，地面辐射减弱
D．晴朗的夜晚，大气逆辐射加强
3．“放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”的原因是( )
①“烟气”使得大气逆辐射增强，使地面温度不至于降得过低 ②“烟气”的主要成分是二氧化碳，对地面有明显的保温作用 ③“放火作煴”，将地面直接烤暖 ④“放火作煴”，将大气直接熏暖
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
1．B 2.B 3.A [第1题，本题考查大气的受热过程。地面辐射是近地面大气增温的主要直接热源。太阳辐射穿过大气，到达地面，使地面增温，地面辐射被大气吸收，使大气增温，因此使近地面大气温度升高的热量传递过程是①—②—④。第2题，本题考查锋面系统和大气的受热过程。“天雨新晴，北风寒彻”造成“是夜必霜”，其原因是受来自北方寒冷空气的影响，加之晴朗的夜晚大气逆辐射较弱。第3题，本题考查大气的受热过程。“放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”的原因是“烟气”使得大气逆辐射增强，使地面温度不至于降得过低，①正确；“烟气”的主要成分是二氧化碳，对地面有明显的保温作用，②正确；“放火作煴”，不能将地面、大气直接烤暖、熏暖，③④错误。]
2020年11月，我国自主研发的一种新型的可拆装式方舱营房，亮相海拔4 000多米的某高原部队驻地，该营房主要由屋顶太阳能面板、玻璃房和起居室三部分组成(如图)，读图，完成4～6题。
4．图中方舱营房的太阳能面板、玻璃房的主要功能是( )
A．防雨雪 B．防辐射
C．防缺氧 D．防低温
5．屋顶的太阳能面板会( )
A．增强太阳辐射 B．减弱地面辐射
C．增加地面反射 D．增强大气逆辐射
6．营房的铁制支撑结构置于方舱外部，主要是为了( )
A．营房更加稳固 B．减少室内散热
C．方便拆卸安装 D．吸收大气热量
4．D 5.B 6.B [第4题，由材料中“海拔4 000多米的驻地安装”可知，随着海拔高度的上升气温下降，当地气温低，太阳能面板可以收集太阳热能，玻璃房有保温功能；方舱营房可以防雨雪、防辐射，但不是主要功能；材料中无与防缺氧有关的信息。第5题，由所学知识可知，屋顶的太阳能面板能吸收太阳辐射，使到达地面的太阳辐射能减少，地面温度降低，从而使地面辐射减少；不能增强太阳辐射；地面反射与植被覆盖、海陆状况、土质等因素有关；地面辐射减少，大气逆辐射也减弱。第6题，由所学知识可知，铁的导热性能强，将铁制支撑结构置于方舱外部，主要是为了减少室内热量散失；“铁制支撑结构”可以使营房更加稳固、方便拆卸安装，但不是将其置于方舱外部的主要原因；“铁制支撑结构置于方舱外部”吸收大气热量很少。]
山谷风是局地性的大气运动，对小尺度区域的气候、农业影响较大。昆明某中学地理学习小组历经一年时间对附近山区进行山风与谷风的观测，从而得出一些结论。如图示意该中学附近山区某时刻旗子的飘向。据此完成7～9题。
7．学习小组观测发现，利于山谷风形成的天气条件是( )
A．阴雨天气 B．晴朗天气
C．降温天气 D．大风天气
8．图中旗子的飘向，说明此时该地区 ( )
A．山风势力较强 B．谷风势力较强
C．大气对流显著 D．受山谷风影响较小
9．若该小组夜间在某山坡观测到的山谷风为西风，则该山坡朝向 ( )
A．东 B．西 C．南 D．北
7.B 8.D 9.A [第7题，晴朗天气，白天太阳辐射强，山坡上的空气增温快，利于谷风的形成；夜间大气保温作用弱，山坡上的空气降温快，利于山风的形成。故B正确，A、C、D错误。第8题，读图可知，图中不同坡向的旗子飘向一致，说明此时该地区受较大规模同一来向的风控制，受山谷风影响较小。故D正确，A、B、C错误。第9题，夜间，山坡上的空气迅速冷却，沿坡下沉至谷底，形成山风。若在该山坡夜间观测到的山谷风为西风，则该山坡朝向为东。故A正确，B、C、D错误。]
传统日光温室多设计成“垂直墙体＋坡面透明膜”的结构(下左图)。近年来，我国某地(36°48′N，118°42′E)出现了一种“阴阳棚”结构的棚体，即以传统日光温室的垂直墙体为共用墙，建造一个采光面相反的棚体(下如图)。据此完成10～12题。
10．“阴阳棚”温室中( )
A．甲棚为阳棚，主要种植菌类
B．甲棚为阴棚，主要种植蔬菜
C．乙棚为阳棚，主要种植蔬菜
D．乙棚为阴棚，主要种植菌类
11．为提高阴阳棚的互利效果，共用墙体上部和下部各留有一个空气通道，且在通道处装有风扇，加速空气流通。据此推断，上下通道气流方向以及作用分别为( )
A．通道1气流向南流，为甲棚降温
B．通道1气流向北流，为乙棚增温
C．通道2气流向南流，为甲棚增温
D．通道2气流向北流，为乙棚降温
12．相比于传统温室，“阴阳棚”温室( )
A．土地利用率低 B．获取光照更多
C．保水能力减弱 D．效益大幅增加
10.D 11.B 12.D [第10题，“阴阳棚”中，甲棚位于南侧，该地位于北回归线以北，所以甲棚为阳棚，乙棚为阴棚；甲棚为阳棚，光照条件较好，主要种植喜光的蔬菜；乙棚为阴棚，光照条件相对较差，主要种植喜阴的菌类。第11题，甲棚为阳棚，光照条件较好，棚内气温较高，气流上升，从通道1进入乙棚，为乙棚增温；乙棚为阴棚，光照条件相对较差，气温较低，空气下沉，气流从通道2进入甲棚，为甲棚降温。所以通道1气流向北流，为乙棚增温，通道2气流向南流，为甲棚降温。第12题，相比于传统温室，“阴阳棚”温室加大了对原先墙体北侧光照条件相对较差的土地的利用，土地利用率提高，因地制宜发展对光照需求不同的农作物，增加了农产品种类，效益大幅增加；获取光照主要是甲棚的作用，其多少并没有发生显著变化；相比于传统温室，“阴阳棚”温室的保水能力并没有减弱。]
13．(12分)阅读图文资料，完成下列要求。
为了充分利用气候资源，发挥土地生产优势，我国许多地区发展了冬暖式温室大棚，极大地提高了农民收入，丰富了我国冬季城乡居民的蔬菜供应。
(1)建温室大棚主要是改善农作物生长的________条件，实现这一目的的原理是_________________________________________________________________
___________________________________________________________。(3分)
(2)依照菜农的经验，每天下午都要在棚内洒水，以保证蔬菜安全过夜，试用所学知识分析这一现象。(3分)
(3)A、B两位置的蔬菜，长势较好的是________，原因是__________________________________；口感较好的是________，原因是_________________________________________________________________
_______________________________________________________。(3分)
(4)分析说明温室大棚技术对农业生产光、热、水条件的影响。(3分)
解析：第(1)题，温室大棚是根据大气保温效应原理建造而成，能够改善冬季农作物热量不足的问题。第(2)题，水汽可以吸收地面与大气长波辐射，储存更多热量。第(3)题，A、B两地位置不同，导致热量、温差都存在差异。B处热量较充沛，蔬菜长势较好；A处白天温度高，光合作用强，产生的营养物质多，晚上温度低，呼吸作用消耗的营养物质较少，蔬菜积累的营养物质多，口感好。第(4)题，温室大棚技术改变了冬季的光、热、水资源条件，充分利用了气候资源。
答案：(1)热量 大气保温效应
(2)棚内洒水可以吸收地面辐射与大气辐射，储存更多的热量。
(3)B处 B处保温效果好，热量充沛，蔬菜生长状况好 A处 A处在门口位置，温差较大，蔬菜积累营养物质多，口感好
(4)使冬季的太阳光照得以充分利用，提高了大棚内的温度，使作物在冬季也可种植(可以减轻冻害，提高农业生产抗灾能力)；有利于保持、调节大棚内空气和土壤的水分。
14．(12分)读图，据此完成下列要求。
“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。如图为我国西南山区的传统民居穿堂风示意图和热力环流示意图。
(1)图1中只考虑天气状况的影响，昼夜温差最大的是如图中的______(填选项)，试说明理由。(3分)
(2)与“穿堂风”的形成有关的地理原理是____________，民居屋前石质地面，屋后种植林木，可以明显增强夏季穿堂风。请用以上原理进行解释。(3分)
(3)用箭头在图2中标出热力环流的方向。(1分)
(4)假如图2所示区域位于南半球，则甲、乙之间的风向为______。(1分)
(5)假如图2所示环流为城市热岛环流，则表示郊区的是______地，请你为缓解城市热岛效应提出两条合理性建议。(4分)
解析：第(1)题，晴天的白天，大气削弱作用弱，太阳辐射强，气温高，晴朗的夜晚大气逆辐射弱，气温低，昼夜温差大。据图可知，首先晴天昼夜温差大；山林比热容大，石质地面比热容小，因此石质地面昼夜温差最大。第(2)题，据材料可知，“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。据图1可知，石质地面增温较快，林木增温较慢，房前石质地面房后林木，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。也体现了“穿堂风”的形成运用了热力环流原理。第(3)题，据图1等压面的弯曲可知，高空丁地等压面上凸，可判断为高气压，丙地等压面下凹，可判断为低气压，高空和近地面气压相反，则可推出近地面甲为低气压，乙为高气压，水平方向大气从高压流向低压，因此形成顺时针大气运动。第(4)题，据图并结合上题分析可知，假如图2所示区域位于南半球，则甲、乙之间水平气压梯度力从乙指向甲，南半球受向左地转偏向力影响，风向为西北风。第(5)题，据图，假如图2所示环流为城市热岛环流，城市人为热量多，气温高，盛行上升气流，郊区气温低，盛行下沉气流，因此可判断甲地表示城市，乙地表示郊区。为缓解城市热岛效应，可以增加城市的绿地面积，或者增加水域面积，降低与郊区的温差，也可以建设通风廊道，合理规划城市建筑物和道路等。
答案：(1)D 石质地面增温、降温较快，石质地面比山林温差大；晴天，白天云层对太阳辐射的反射作用(削弱作用)弱，到达地面的太阳辐射多，气温较高；夜晚，大气的逆辐射较弱，对地面的保温作用较弱，气温较低；因此昼夜温差大。
(2)热力环流 石质地面增温较快，林木增温较慢，(房前石质地面房后林木)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。
(3)
(4)西北风
(5)乙 增加绿地面积(绿化楼顶、绿化墙壁)；建设增加水域面积；通风廊道；合理规划城市建筑物和道路等。
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第三节 大气受热过程与热力环流
第二章 自然地理要素及现象
课程标准及素养目标
1．运用示意图等，说明大气受热过程、热力环流原理，并解释相关现象。2．通过示意图，知道太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射来源及传递方向(区域认知)。3．通过多媒体图片，从时空综合的角度理解大气的受热过程、大气对地面的保温作用和热力环流(综合思维)。4．利用大气的受热过程、热力环流原理、风的形成原理，解释日常生活中相关的地理现象(地理实践力)。
新知导学 夯实基础
知识梳理
知识点一 大气的受热过程
1．大气对太阳辐射的削弱作用
(1)反射：大气中的______和较大颗粒的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量______到宇宙空间去。云的反射作用尤为显著。
(2)散射：太阳辐射遇到__________、尘粒、云滴等，就会改变辐射方向，向四面八方发生散射。
(3)吸收：太阳辐射经过大气层时，其中一小部分被大气______。吸收具有_______，平流层中的臭氧，强烈吸收_______，对流层中的水汽和二氧化碳主要吸收_______。
云层
反射
空气分子
吸收
选择性
紫外线
红外线
2．大气对地面的保温作用
(1)大气增温的原因：吸收地面__________。
(2)大气逆辐射：射向地面的__________。
(3)大气对地面的保温作用；____________把热量还给地面，一定程度上补偿__________散失的热量。
长波辐射
大气辐射
大气逆辐射
地面辐射
(4)大气受热过程
①能量来源：__________。
②直接热源：__________。
③共同作用
太阳辐射
地面辐射
微思考 请用大气受热过程原理解释新疆“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象。
提示：新疆地处内陆，气候干旱，晴天多，云量少。白天大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现“午穿纱”的现象；晚上大气的保温作用弱，地面损失热量多，近地面气温低，故有“早穿棉袄”的现象。
注意 大气逆辐射是大气辐射的一部分，白天和晚上是始终存在的，并且白天辐射更强。只是白天由于太阳辐射的影响，考虑问题时主要侧重于大气对太阳辐射的削弱作用；夜晚，由于没有太阳辐射，近地面气温主要受大气逆辐射的影响，因而容易产生大气逆辐射只有在晚上存在的误解。
知识链接
悬浮在大气中的烟尘，将部分太阳辐射反射回宇宙空间，削弱了到达地面的太阳辐射；同时烟尘作为凝结核，加速了水汽的凝结，使云、雾增多，类似于遮阳伞，故称“阳伞效应”。
知识点二 热力环流与大气运动
1．热力环流
(1)概念：由于地面__________引起的大气运动。
(2)形成过程
①A地受热，空气__________，近地面空气密度减小，形成_______；D处空气聚积，密度增大，形成________。
②B、F地冷却，空气__________，近地面空气密度增大，形成_______；C、E处空气密度减小，形成________。
③水平运动：近地面空气从_______地流向A地，高空空气从D处流向_______处。
冷热不均
膨胀上升
低气压
高气压
收缩下沉
高气压
低气压
B、F
C、E
温馨提示
1．垂直方向的气压值总是近地面大于高空，同一水平面上的气压值是高压大于低压。
2．气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。
微思考 古诗云“何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。”为什么巴山多夜雨？
提示：“巴山夜雨”是因四川盆地多夜雨而得名。四川盆地潮湿，云层厚，夜晚大气的逆辐射较强，低层空气容易升温，造成夜晚盆地底部气流上升旺盛，形成夜雨。
易错辨析
垂直方向上气流也总是从高压流向低压，这一说法是错误的。在同一水平面上，空气总是由高压区流向低压区。但在垂直方向上则不然，空气的垂直运动主要是由冷却收缩、受热膨胀等因素引起的，并非取决于气压的高低。
2．大气的水平运动——风
(1)风形成的过程
(2)风形成的原因
①直接原因：_________________。
②根本原因：地面受热不均。
气压差
水平气压梯度力
大气由______区向______区做水平运动
风
水平气压梯度力
高压
低压
(3)高空中的风和近地面的风比较
类型 高空中的风 近地面的风
图示(北半球)
受力 F1(_______________)和F2(地转偏向力)共同影响 F1(_______________)、F2(地转偏向力)和F3(_______)共同影响
风向 与等压线______ 与等压线______
水平气压梯度力
水平气压梯度力
摩擦力
平行
斜交
温馨提示
1．影响风力大小的最直接因素是水平气压梯度力，水平气压梯度力越大，则风力越大。
2．风力大小还要考虑摩擦力的大小，地面障碍越多，阻挡作用越强，摩擦力越大，风力越小。
(4)大气运动的原因及意义
①大气运动的原因：太阳辐射的纬度分布不均，造成不同纬度之间的__________，这是引起大气运动的根本原因。
②大气运动的意义：使不同地区______、水分得以交换，影响各地的__________，形成了各种复杂天气现象，也会导致__________，进而影响着区域自然地理环境。
热量差异
热量
水热状况
气候变化
知识链接
湖陆风
在沿湖地区，由于陆地的夜间冷却和白天加热作用，使夜晚风从陆地吹向湖面，白天风从湖面吹向陆地的一种地方性的天气现象。如湖南岳阳位于洞庭湖东北侧，在一定的天气条件下，夜晚风从市区吹向湖面，而白天风从湖面吹向市区，分别称为“进湖风”和“出湖风”。
微思考 气流一定由高气压区流向低气压区吗？
提示：同一水平面上，气流总是从高气压区流向低气压区；但在垂直方向上气流则由低气压区流向高气压区。
一、判断题
1．太阳辐射是大气能量的根本来源。 ( )
2．大气对太阳辐射的吸收具有选择性。 ( )
3．大气逆辐射只发生在晚上。 ( )
4．空气的运动形成风。 ( )
5．摩擦力只影响风速，不影响风向。 ( )
自我诊断
√
√
×
×
×
二、选择题
读图，完成1～2题。
1．家庭中使用的太阳能热水器主要吸收
A．① B．②
C．③ D．④
家庭中使用的太阳能热水器主要吸收到达地面的太阳辐射，因此对应的是①过程，故选A。
√
2．我国北方冬季会利用温室大棚种菜，大棚的作用主要是
A．减少①的损失
B．减少②的损失
C．减少③的损失
D．减少④的损失
我国北方冬季利用温室大棚种菜，大棚的作用主要是减少地面辐射的损失，图中②为地面辐射，故选B。
√
读图，回答3～4题。
3．如果此图为热力环流侧视图，则以下说法正确的是
A．引起热力环流的原因是地面冷热不均
B．温度：A>B
C．热力环流是大气运动最复杂的形式
D．气压：D>A>B>C
4．如果此图是城市热岛环流侧视图，在②处进行植树造林，对城市空气起到的作用是
A．增温和增湿 B．净化和增温
C．净化和增湿 D．减湿和降温
√
√
如图示意某一等高面。P1、P2为等压线，P1、P2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。读图，回答5～6题。
5．若图示为北半球，P1>P2，则O点风向为
A．④或⑤ B．③或④
C．⑥或⑦ D．⑤或⑥
6．若图示为高空等高面，P1A．③或⑦ B．①或⑧
C．⑦或⑧ D．②或③
√
√
三、填图题
上图表示______(填“南”或“北”)半球的近地面风向，图中①表示________________，②表示______，③表示____________，④表示________。
南
水平气压梯度力
风向
地转偏向力
摩擦力
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合作探究 素能提升
探究点一 大气受热过程和对地面的保温作用
在2021年1月的首届文昌国际航空航天论坛上，国家航天局秘书长许洪亮称，我国将执行嫦娥六号、七号、八号等四期探月任务，而且我国也正在规划国际月球科研站。这三台月球探测器也将执行无人探测并返回的任务，预估它们也将继续像嫦娥五号这样带回月壤，并且验证载人登月的部分相关技术。移民月球一直是人类的梦想，但民间热议的“月球移民”难度依然较大。这是因为月球表面昼夜温差很大，白天阳光垂直照射的地方温度高达127 ℃；夜晚温度可降到－183 ℃。
问题1 月球上的气温变化为什么会如此剧烈？(综合思维)
提示：月球上没有大气层，不能对昼夜温度进行调节。
情境探究
问题2 地球、月球与太阳的距离相当，为什么地球上的气温比较稳定呢？(综合思维)
提示：地球上有大气层。白天，大气层削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射减少，温度上升缓慢；夜晚，大气逆辐射对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。
问题3 运用“大气受热过程”原理，分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。(区域认知、综合思维)
提示：塔里木盆地晴天多，白天，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚，大气逆辐射弱，保温作用弱，气温低，故昼夜温差大。
1．大气对太阳辐射的削弱作用
作用形式 作用特点 参与作用的大气成分 被削弱的辐射 形成的自然现象
反射作用 无选择性 云层、颗粒较大的尘埃 各种波长的太阳辐射 夏季多云的白天，气温不太高
散射作用 有选择性 大气分子、颗粒微小的尘埃 波长较短的蓝、紫色光 晴朗天空呈蔚蓝色
无选择性 颗粒较大的尘埃等 各种波长的太阳辐射 阴天、黎
明天空呈
灰白色
吸收作用 有选择性 臭氧、水汽、二氧化碳 紫外线、红外线
核心归纳
2．大气的受热过程和保温作用
太阳辐射是大气热量的根本来源，热量在地面与大气之间的传递：太阳辐射→地面增温→地面辐射→大气增温→大气逆辐射→地面保温。如图所示：
由上图可知，大气的受热过程可归纳为下表。
过程 具体过程 热量来源
1 太阳暖大地 太阳辐射到达地面，地面吸收后增温 太阳是地面的直接热源
2 大地暖大气 地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温 地面是近地面大气的直接热源
3 大气还大地 大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面 通过大气逆辐射把热量还给地面
3．大气受热过程原理的应用
(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响
(2)应用于农业生产实践，提高生产效益
利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。
(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉。如：高海拔地区—空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；西北内陆地区—晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；四川盆地——盆地地形，阴雨天多，污染物不易扩散且空气密度大，大气削弱作用强，太阳能贫乏。
如图为温室效应模拟实验图。读图，完成1～2题。
1．甲、乙两端管内的气体可能分别为
A．都是空气
B．都是二氧化碳
C．二氧化碳和空气
D．空气和二氧化碳
典题应用
读图，太阳光照射后，甲管气体吸热快，体积膨胀快，品红溶液向乙管方向移动。两管内气体一定不同，A、B错。甲、乙两端管内的气体可能分别为二氧化碳和空气，二氧化碳是温室气体，比空气吸热快，体积膨胀快，C对、D错。
√
2．实验效果
A．阴天比晴天好
B．石蜡上铺砂石比不铺砂石好
C．早晚比中午好
D．管内二氧化碳浓度低比高好
实验效果阴天比晴天差，晴天时太阳光照充足，A错。石蜡上铺砂石比不铺砂石好，砂石吸热快，管内升温快，B对。早、晚比中午差，早、晚光照较弱，中午光照强，C错。管内二氧化碳浓度低比高差，浓度越高，吸热、保温效果越强，D错。
√
每年冬天，茶农都要为西湖龙井茶树防冻。以下是两种常见的防冻措施：①覆盖防寒(寒潮来前，用网纱等覆盖茶树蓬面，以保护茶树。如左图)；②熏烟驱霜(晚霜来前，气温降至2 ℃左右时点火生烟，以减轻晚霜冻害。如图)。据图完成3～4题。
3．左图中的网纱在冬季主要能够
A．防太阳暴晒
B．防病虫害
C．阻隔霜冻直接接触叶面
D．防洪、防涝
网纱在冬季可阻隔霜冻直接接触茶树的叶片，从而减轻霜冻对茶树的冻害。
√
4．如图中的熏烟能够减轻霜冻，是因为烟雾能够
A．使大气中二氧化碳、烟尘增加，大气逆辐射增强
B．使大气中水汽含量增加，太阳辐射增强
C．使地面温度增加，地面辐射增强
D．使大气温度增加，大气逆辐射增强
熏烟驱霜的原理是增强大气逆辐射，对地面起到保温作用。
√
探究点二 大气热力环流
孔明灯又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛孔明
发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法
派兵出城求救。孔明制成会漂浮的纸灯笼，系上求救
的信息，其后脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
问题1 分析诸葛孔明发明的如此简陋的设施是怎么升空的呢？孔明灯里蕴涵着什么样的大气原理呢？(综合思维)
提示：孔明灯里的空气受热后膨胀上升。热力环流。
情境探究
问题2 家乡在山东的小明除夕夜放了一个孔明灯，分析孔明灯升空后一般会飘向哪个方向？为什么？(区域认知、地理实践力)
提示：向东南方向飘。因为山东冬季多吹西北风，故孔明灯会飘向东南方。
问题3 我国南方有“稻草烧塔”祈求来年丰收的习俗。稻草燃烧过程中塔中心火势猛，静风条件下灰烬会落在火塔的外围。分析稻草燃烧过程中气流运动的原因是什么？(地理实践力)
提示：地面冷热不均。
1．热力环流的形成——“一个关键、四个步骤”
(1)“一个关键”：确定近地面两点的冷热。
热容量大的地球表面，白天气温较低，夜晚气温较高；热容量小的地球表面，白天气温较高，夜晚气温较低。
核心归纳
(2)“四个步骤”
①热上升、冷下沉——近地面热空气上升，近地面冷空气下沉。
②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。
③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。
④水平气流从高压流向低压。
2．理解热力环流的形成，抓住以下三点关系
(1)温压关系(如上图中甲、乙、丙三地所示)：
(2)风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压(如上图中abcd处风向所示)。
(3)等压面凸凹关系：近地面与高空等压面凸出方向相反。(如图)
3．几种常见的热力环流形式
(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市风
①城市风的环流方向无昼夜和季节的变化，因为城市的温度始终高于郊区。
②在城郊地带，绿化带或重污染工厂的布局一定要考虑热力环流的下沉距离。一般将绿化带布置于气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。
(4)沙漠和森林之间
①白天，沙漠增温快，温度高，形成低压；森林增温慢，温度低，形成高压；白天在近地面大气由森林吹向沙漠。(如图a)
②夜晚，沙漠降温快，温度低，形成高压；森林降温慢，温度高，形成低压；夜晚大气由沙漠吹向森林。(如图b)
如图为近地面与高空的热力环流示意图，
A、B为等压面。据此完成5～6题。
5．图中①②③④四地中，气压值由高到低排
序正确的是
A．①>②>③>④ B．④>③>②>①
C．③>④>①>② D．④>③>①>②
典题应用
垂直方向上，海拔上升，气压降低，因此气压④>①，③>②；水平方向上，高压区等压面向上拱起，低压区等压面向下弯曲，因此气压①>②，③>④。故四地气压值排序由高到低为③>④>①>②，故C项正确。
√
6．图中①②③④间气流运动方向正确的是
A．①→②
B．④→③
C．①→④
D．③→②
√
高压区等压面向上拱起，低压区等压面向下弯曲。水平方向上，气流总是从高压区流向低压区，因此①②间气流运动为①→②，③④间气流运动为③→④，A项正确，B项错误。垂直方向上，气流上升，近地面形成低压；气流垂直下沉，近地面形成高压。因此①④间气流运动为④→①，②③间气流运动为②→③，C、D项错误。
在生活中，我们在切大葱或洋葱的时候，便会
忍不住“泪流满面”。为此，我们可以在切菜的时
候在旁边点燃一支蜡烛，便可极大地缓解眼部的不
适感。如图为切洋葱示意图。据此完成7～8题。
7．下列热力环流示意图能反应上图蜡烛附近空气环流的是
蜡烛附近气温较周围高，气流垂直上升；热力环流中表示气流运动的箭头应首尾相接。
√
8．从热力环流的角度看，切洋葱点蜡烛能缓解眼部不适感的原理
A．空气受热下沉加快风速
B．空气遇冷减小风速
C．空气受热上升加快风速
D．空气遇冷收缩下沉
读图可知，从热力环流的角度看，点燃蜡烛使空气受热膨胀上升；切大葱或洋葱处气温较低，空气下沉。空气受热上升后形成热力环流，加快风速，因此能缓解大葱或洋葱对眼部的刺激。
√
探究点三 大气的水平运动——风
2021年暑假期间，济南市的某同学到
威海市旅游，她发现当地风向具有明显的
昼夜变化，并绘制如右示意图。
问题1 分析图示时间是白天还是夜晚？风向如何？(区域认知、综合思维)
提示：正值白天。风从海洋吹向陆地。
问题2 分析此时的风对威海市大气环境的有利影响。(人地协调观)
提示：此时风从海洋吹向陆地，有利于降低城市“热岛效应”(或降低温度)，增加空气湿度，改善城市的空气质量。
情境探究
1．形成风的三种力
核心归纳
作用力 方向 大小 对风的影响
风速 风向
水平气
压梯度力 垂直于等压线，由高压指向低压 等压线越密集，水平气压梯度力越大 水平气压梯度力越大，风速越大 大气水平运动的原动力，使风沿水平气压梯度力方向运动
地转偏
向力 与风向垂直，北半球向右，南半球向左 大小随纬度增加而增加，赤道为零 不影响风速 使风向逐渐偏离气压梯度力的方向
摩擦力 与风向相反 大小与下垫面性质有关，下垫面越粗糙，起伏越大，摩擦力越大；反之越小 使风速减小 摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角越大；反之，夹角越小
2．风的受力状况与风向(以北半球为例)
类型 受力 最终风向 图示
理想状态 只受水平气压梯度力 垂直于等压线，指向低压
高空中的风 水平气压梯度力和地转偏向力 与等压线平行
近地面的风 水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力 与等压线斜交
3．风向的判断
第一步：画水平气压梯度力。其具体方法是在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压并且与等压线垂直，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力。
第二步：画风向。其具体方法是首先确定南、北半球，然后用左(南半球)右(北半球)手，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°角(近地面风向可依此角度偏转，若为高空，则偏转90°，即与等压线平行)，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如图所示(以北半球为例)。
4．风力的判读
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——风力大。如图，风力：A＞B＞C＞D。
如图为我国东北部及周边地区某时刻近地面
等压线(单位：百帕)分布图。读图，完成9～10题。
9．P点近地面的风为
A．西北风
B．东北风
C．西南风
D．东南风
典题应用
读图可知，P点正东方向为低压中心，根据水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压，且北半球地转偏向力向右偏转，可判断P点近地面风为西北风。
√
10．图中甲、乙、丙、丁四地中风力
最大的是
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
比较图中甲、乙、丙、丁四地等压线分布情况可知，丁地等压线最密集，水平气压梯度力最大，风力最大。
√
如图是北半球某地近地面等压线分布示意图(单位：hPa)。读图，完成11～12题。
11．①处的风向不可能为
A．东南风 B．西南风
C．偏南风 D．偏西风
根据①处在等压线图中的位置，过①点作垂直于等压线的水平气压梯度力，由高压指向低压，北半球受地转偏向力的作用，向右偏，①处的风向应为西南风，故①处风向不可能为东南风。
√
12．关于图中①②两处的描述正确的是
A．②处的风速较大，因其水平气压梯度力较大
B．②处的风速较大，因其大气运动时地面的摩擦
力较大
C．②处的风速较大，因其气压值较高
D．①处的风速较大，因其水平气压梯度力较大
等压线越密集，水平气压梯度力越大。读图可知，②处等压线密集，水平气压梯度力大，风速较大。
√
知识网络
学习小结
重点必背
1．太阳辐射是地球大气最重要的能量来源；地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
2．大气对太阳辐射的削弱作用表现为：太阳辐射通过大气时，一部分被反射、散射和吸收。其中吸收和散射具有选择性。反射不具有选择性。
3．大部分太阳辐射通过大气到达地面，使地面增温。
4．地面增温后以地面辐射的形式向近地面大气传递热量，使大气增温。
5．大气逆辐射把热量返还回地面，补偿了地面热量的损失。对地面具有保温作用。
6．冷热不均形成热力环流，它是大气运动最基本最简单的形式。
7．地面受热，空气膨胀上升，近地面形成热低压；地面冷却，空气收缩下沉，近地面形成冷高压。
8．海陆风、山谷风、城市风都是热力环流形成的。
9．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。
10．高空中，风基本不受地面摩擦力的影响，风向与等压线平行。
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随堂演练 对点落实
燃煤污染对雾霾天气的形成有巨大的影响。推进煤改电工程可以改善空气质量。如图为大气的保温作用示意图。读图，回答1～2题。
1．对地面起保温作用的是
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
据图可知，图中甲是到达大气上界的太阳辐射，乙是到达地面的太阳辐射，丙是大气逆辐射，丁是地面辐射，对地面起保温作用的是大气逆辐射，故C项正确。
√
2．煤改电后，将导致
A．甲减弱
B．乙增强
C．丙无变化
D．丁减弱
煤改电后，二氧化碳和其他污染物的排放量减少，大气对太阳辐射的削弱作用减弱，到达地面的太阳辐射(乙)增强，地面辐射(丁)增强，大气逆辐射(丙)有一定变化，B项正确；对到达大气上界的太阳辐射没有影响，甲无变化。
√
某游客在游览北戴河海滨的游记中写道：“北戴河真不愧是避暑胜地，无论是白天还是夜晚，这里的风都凉爽柔和，让人感觉十分畅快。但白天和夜晚的风向是完全不同的。”读北戴河海滨一日内大气运动示意图，完成3～4题。
3．图中序号表示“凉爽柔和”晚风的是
A．①
B．②
C．③
D．④
√
晚上陆地降温快，近地面气温低，形成高压；海洋上降温慢，气温高，形成低压，近地面空气由陆地吹向海洋。
4．解释北戴河海滨一日内风向变化主要运用的是
A．水循环
B．大气受热过程
C．热力环流
D．大气保温作用
北戴河海滨一日内风向变化主要是由于海陆热力性质差异引起的气温差异，进而出现气压差异，主要运用的是热力环流的原理。
√
5．读北半球某地面水平气压分布图，回答下列问题。
(1)就气压状况而言，图中A与B中，低压中心是_____；B与C中，高压中心是_____。
(2)若该地气压只受温度影响，则A、B、C中地面温度最高的是______。
B
C
B
第(1)题，从图中可直接读出。第(2)题，根据温压关系，气温高，近地面气压低；气温低，近地面气压高，结合第(1)题分析即可回答。
(3)如图为沿AB作的剖面图，完成AB间的热力环流示意图。
气压值PA、PB、PA′、PB′的大小顺序是________________。
答案：画图略(逆时针方向画箭头)
PA>PB>PB′>PA′
同一地点，气温随高度的升高而递减，故TA>TA′，TB>TB′；气压值的大小可结合第(2)题分析回答。
(4)下列图中能正确表示AB高空等压面状况的示意图是
√
高空气压与近地面气压状况相反，故高空等压面弯曲状况与近地面相反。
(5)在图中甲处画出风向及其所受的力。
答案：
首先过甲点作由高压指向低压且垂直于等压线的水平气压梯度力，然后右偏30°～40°画出风向，摩擦力与风向相反，地转偏向力与风向垂直且右偏。
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课时精练
《齐民要术》中有这样一段描述：“凡五果，花盛时遭霜，则无子。……天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜，此时放火作煴(煴：无烟的微火)，少得烟气，则免于霜矣。”阅读材料和如图，回答1～3题。
1．使近地面大气温度升高的热量传递过程是
A．①—②—③
B．①—②—④
C．②—③—④
D．②—④—③
本题考查大气的受热过程。地面辐射是近地面大气增温的主要直接热源。太阳辐射穿过大气，到达地面，使地面增温，地面辐射被大气吸收，使大气增温，因此使近地面大气温度升高的热量传递过程是①—②—④。
√
2．“天雨新晴，北风寒彻”造成“是夜必霜”，其原因是
A．雨后的夜晚气温必定很低
B．受寒冷空气影响，加之晴朗的
夜晚大气逆辐射较弱
C．晴朗的夜晚，地面辐射减弱
D．晴朗的夜晚，大气逆辐射加强
本题考查锋面系统和大气的受热过程。“天雨新晴，北风寒彻”造成“是夜必霜”，其原因是受来自北方寒冷空气的影响，加之晴朗的夜晚大气逆辐射较弱。
√
3．“放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”的原因是
①“烟气”使得大气逆辐射增强，使地面温度不至于降得过低 ②“烟气”的主要成分是二氧化碳，对地面有明显的保温作用 ③“放火作煴”，将地面直接烤暖 ④“放火作煴”，将大气直接熏暖
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
本题考查大气的受热过程。“放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”的原因是“烟气”使得大气逆辐射增强，使地面温度不至于降得过低，①正确；“烟气”的主要成分是二氧化碳，对地面有明显的保温作用，②正确；“放火作煴”，不能将地面、大气直接烤暖、熏暖，③④错误。
√
2020年11月，我国自主研发的一种新型的可拆装式方舱营房，亮相海拔4 000多米的某高原部队驻地，该营房主要由屋顶太阳能面板、玻璃房和起居室三部分组成(如图)，读图，完成4～6题。
4．图中方舱营房的太阳能面板、玻璃房的主要功能是
A．防雨雪
B．防辐射
C．防缺氧
D．防低温
√
由材料中“海拔4 000多米的驻地安装”可知，随着海拔高度的上升气温下降，当地气温低，太阳能面板可以收集太阳热能，玻璃房有保温功能；方舱营房可以防雨雪、防辐射，但不是主要功能；材料中无与防缺氧有关的信息。
5．屋顶的太阳能面板会
A．增强太阳辐射
B．减弱地面辐射
C．增加地面反射
D．增强大气逆辐射
由所学知识可知，屋顶的太阳能面板能吸收太阳辐射，使到达地面的太阳辐射能减少，地面温度降低，从而使地面辐射减少；不能增强太阳辐射；地面反射与植被覆盖、海陆状况、土质等因素有关；地面辐射减少，大气逆辐射也减弱。
√
6．营房的铁制支撑结构置于方舱外部，主要是为了
A．营房更加稳固
B．减少室内散热
C．方便拆卸安装
D．吸收大气热量
由所学知识可知，铁的导热性能强，将铁制支撑结构置于方舱外部，主要是为了减少室内热量散失；“铁制支撑结构”可以使营房更加稳固、方便拆卸安装，但不是将其置于方舱外部的主要原因；“铁制支撑结构置于方舱外部”吸收大气热量很少。
√
山谷风是局地性的大气运动，对小尺度区域的气候、农业影响较大。昆明某中学地理学习小组历经一年时间对附近山区进行山风与谷风的观测，从而得出一些结论。如图示意该中学附近山区某时刻旗子的飘向。据此完成7～9题。
7．学习小组观测发现，利于山谷风形成的天
气条件是
A．阴雨天气 B．晴朗天气
C．降温天气 D．大风天气
晴朗天气，白天太阳辐射强，山坡上的空气增温快，利于谷风的形成；夜间大气保温作用弱，山坡上的空气降温快，利于山风的形成。故B正确，A、C、D错误。
√
8．图中旗子的飘向，说明此时该地区
A．山风势力较强
B．谷风势力较强
C．大气对流显著
D．受山谷风影响较小
读图可知，图中不同坡向的旗子飘向一致，说明此时该地区受较大规模同一来向的风控制，受山谷风影响较小。故D正确，A、B、C错误。
√
9．若该小组夜间在某山坡观测到的山谷风
为西风，则该山坡朝向
A．东 B．西
C．南 D．北
夜间，山坡上的空气迅速冷却，沿坡下沉至谷底，形成山风。若在该山坡夜间观测到的山谷风为西风，则该山坡朝向为东。故A正确，B、C、D错误。
√
传统日光温室多设计成“垂直墙体＋坡面透明膜”的结构(下左图)。近年来，我国某地(36°48′N，118°42′E)出现了一种“阴阳棚”结构的棚体，即以传统日光温室的垂直墙体为共用墙，建造一个采光面相反的棚体(下如图)。据此完成10～12题。
10．“阴阳棚”温室中
A．甲棚为阳棚，主要种植菌类
B．甲棚为阴棚，主要种植蔬菜
C．乙棚为阳棚，主要种植蔬菜
D．乙棚为阴棚，主要种植菌类
“阴阳棚”中，甲棚位于南侧，该地位于北回归线以北，所以甲棚为阳棚，乙棚为阴棚；甲棚为阳棚，光照条件较好，主要种植喜光的蔬菜；乙棚为阴棚，光照条件相对较差，主要种植喜阴的菌类。
√
11．为提高阴阳棚的互利效果，共用墙体上部和下部各留有一个空气通道，且在通道处装有风扇，加速空气流通。据此推断，上下通道气流方向以及作用分别为
A．通道1气流向南流，为甲棚降温
B．通道1气流向北流，为乙棚增温
C．通道2气流向南流，为甲棚增温
D．通道2气流向北流，为乙棚降温
甲棚为阳棚，光照条件较好，棚内气温较高，气流上升，从通道1进入乙棚，为乙棚增温；乙棚为阴棚，光照条件相对较差，气温较低，空气下沉，气流从通道2进入甲棚，为甲棚降温。所以通道1气流向北流，为乙棚增温，通道2气流向南流，为甲棚降温。
√
12．相比于传统温室，“阴阳棚”温室
A．土地利用率低
B．获取光照更多
C．保水能力减弱
D．效益大幅增加
相比于传统温室，“阴阳棚”温室加大了对原先墙体北侧光照条件相对较差的土地的利用，土地利用率提高，因地制宜发展对光照需求不同的农作物，增加了农产品种类，效益大幅增加；获取光照主要是甲棚的作用，其多少并没有发生显著变化；相比于传统温室，“阴阳棚”温室的保水能力并没有减弱。
√
13．(12分)阅读图文资料，完成下列要求。
为了充分利用气候资源，发挥土地生产
优势，我国许多地区发展了冬暖式温室大棚，
极大地提高了农民收入，丰富了我国冬季城乡居民的蔬菜供应。
(1)建温室大棚主要是改善农作物生长的______条件，实现这一目的的原理是_____________。(3分)
热量
大气保温效应
温室大棚是根据大气保温效应原理建造而成，能够改善冬季农作物热量不足的问题。
(2)依照菜农的经验，每天下午都要在棚内洒
水，以保证蔬菜安全过夜，试用所学知识分
析这一现象。(3分)
答案：棚内洒水可以吸收地面辐射与大气辐射，储存更多的热量。
水汽可以吸收地面与大气长波辐射，储存更多热量。
(3)A、B两位置的蔬菜，长势较好的是_____，
原因是_________________________________
__________；口感较好的是______，原因是
_____________________________________________________。(3分)
B处
B处保温效果好，热量充沛，蔬菜生
长状况好
A处
A处在门口位置，温差较大，蔬菜积累营养物质多，口感好
A、B两地位置不同，导致热量、温差都存在差异。B处热量较充沛，蔬菜长势较好；A处白天温度高，光合作用强，产生的营养物质多，晚上温度低，呼吸作用消耗的营养物质较少，蔬菜积累的营养物质多，口感好。
(4)分析说明温室大棚技术对农业生产光、
热、水条件的影响。(3分)
答案：使冬季的太阳光照得以充分利用，
提高了大棚内的温度，使作物在冬季也可种植(可以减轻冻害，提高农业生产抗灾能力)；有利于保持、调节大棚内空气和土壤的水分。
温室大棚技术改变了冬季的光、热、水资源条件，充分利用了气候资源。
14．(12分)读图，据此完成下列要求。
“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。如图为我国西南山区的传统民居穿堂风示意图和热力环流示意图。
(1)图1中只考虑天气状况的影响，昼夜温差最大的
是如图中的______(填选项)，试说明理由。(3分)
D
答案：石质地面增温、降温较快，石质地面比山林温差大；晴天，白天云层对太阳辐射的反射作用(削弱作用)弱，到达地面的太阳辐射多，气温较高；夜晚，大气的逆辐射较弱，对地面的保温作用较弱，气温较低；因此昼夜温差大。
晴天的白天，大气削弱作用弱，太阳辐射强，气温高，晴朗的夜晚大气逆辐射弱，气温低，昼夜温差大。据图可知，首先晴天昼夜温差大；山林比热容大，石质地面比热容小，因此石质地面昼夜温差最大。
(2)与“穿堂风”的形成有关的地理原理是_________，民居屋前石质地面，屋后种植林木，可以明显增强夏季穿堂风。请用以上原理进行解释。(3分)
答案：石质地面增温较快，林木增温较慢，(房前石质地面房后林木)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。
热力环流
据材料可知，“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。据图1可知，石质地面增温较快，林木增温较慢，房前石质地面房后林木，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。也体现了“穿堂风”的形成运用了热力环流原理。
(3)用箭头在图2中标出热力环流的方向。(1分)
答案：
据图1等压面的弯曲可知，高空丁地等压面上凸，可判断为高气压，丙地等压面下凹，可判断为低气压，高空和近地面气压相反，则可推出近地面甲为低气压，乙为高气压，水平方向大气从高压流向低压，因此形成顺时针大气运动。
(4)假如图2所示区域位于南半球，则甲、乙之间的风向为________。(1分)
西北风
据图并结合上题分析可知，假如图2所示区域位于南半球，则甲、乙之间水平气压梯度力从乙指向甲，南半球受向左地转偏向力影响，风向为西北风。
(5)假如图2所示环流为城市热岛环流，则表示郊区的是______地，请你为缓解城市热岛效应提出两条合理性建议。(4分)
答案：增加绿地面积(绿化楼顶、绿化墙壁)；建设增加水域面积；通风廊道；合理规划城市建筑物和道路等。
乙
据图，假如图2所示环流为城市热岛环流，城市人为热量多，气温高，盛行上升气流，郊区气温低，盛行下沉气流，因此可判断甲地表示城市，乙地表示郊区。为缓解城市热岛效应，可以增加城市的绿地面积，或者增加水域面积，降低与郊区的温差，也可以建设通风廊道，合理规划城市建筑物和道路等。
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