第二节 大气受热过程和大气运动
第1课时 大气的受热过程与热力环流
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课标要求 素养目标
运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。 1.运用示意图和关联图综合分析大气的受热过程,理解大气的保温作用,通过绘图分析热力环流现象及其影响。(综合思维) 2.通过典型案例分析大气受热过程原理在实践活动中的指导作用。(人地协调观) 3.利用模拟实验演示热力环流原理。(地理实践力)
一、大气的受热过程
1.大气的热量来源
(1)最重要的能量来源:A太阳短波辐射。
(2)近地面大气主要的、直接的热源:B地面长波辐射。
[想一想] 为什么说地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源
提示:太阳辐射为短波辐射,地面辐射为长波辐射,大气吸收的热量主要为长波辐射,大气对短波辐射吸收很少。因此,地面长波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
吸收、反射。
3.大气的受热过程
项目 具体过程 结果
地面增 温过程 大部分A太阳短波辐射能透过大气到达地面 使地面 增温
大气增 温过程 地面增温后以B地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量 使大气 增温
投射到地球上的太阳辐射,要穿过厚厚的大气才能到达地球表面。太阳辐射在传播过程中,小部分被大气吸收或反射,因此大气对太阳辐射具有一定的削弱作用。
二、大气对地面的保温作用
1.大气增温:对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强。大气在吸收地面长波辐射后会增温。
2.大气保温:大气逆辐射把热量传给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。
3.影响大气逆辐射的因素:天空有云,特别是浓密的低云时,大气逆辐射更强。
[想一想] 结合图分析,为什么阴天时气温的日较差较小。
提示:云层具有削弱太阳辐射和增强大气逆辐射的作用。白天多云,云层削弱了太阳辐射,使到达地面的太阳辐射减少,气温不会太高;夜晚多云,云层能增
强大气逆辐射,使地面温度不会太低,从而减小了气温日较差。
三、大气热力环流
1.大气运动
2.大气热力环流
(1)概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流。它是大气运动的一种最简单的形式。
(2)形成过程。
①垂直运动。
②水平运动。
[想一想] 气温越高,气压越低,这种说法正确吗
提示:不正确。“气温越高,气压越低”的规律,只适用于热力条件下的下垫面,受动力因素影响的大气环流或者高空不适用于该规律。
学习任务一 大气的受热过程
【情境·探究导学】
香格里拉绝热暖棚
云南香格里拉位于青藏高原东南部,海拔约 3 300米,晴朗的天空呈蔚蓝色。这里太阳辐射强,但气温较低,当地居民高效利用太阳能,在房屋南侧用玻璃搭建绝热暖棚,暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温。下图示意香格里拉房屋模型。
(1)香格里拉太阳辐射强,但气温低的原因是什么
提示:香格里拉位于青藏高原,纬度低,太阳高度大;海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用较弱,故白天太阳辐射强。空气稀薄,大气逆辐射弱,大气的保温作用差,不利于热量储存,所以常年气温较低。
(2)暖棚内温度较高的原因是什么
提示:太阳短波辐射可透过玻璃到达暖棚内,使温度升高,而暖棚内的地面长波辐射却很少能透射出去,从而使热量保存在暖棚内。
【核心·归纳总结】
1.大气受热的三个过程
包括“太阳暖大地”“大地暖大气”和“大气还大地”。晴天大气洁净度高,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,最高气温高,晚上保温作用弱,最低气温低,气温日较差大。如下图所示。
大气对太阳辐射的削弱作用
吸收 作用 ①平流层臭氧吸收紫外线。 ②对流层水汽和二氧化碳吸收红外线
反射 作用 云层和较大颗粒尘埃,无选择性反射
散射 作用 空气分子或微小尘埃→使天空呈蔚蓝色或白色(可对比月球)
2.大气受热过程原理的应用
(1)利用大气削弱作用原理解释相关地理现象。
自然现象 热力 作用 具体原因
西北地区太阳辐射强 削弱 作用 晴天多,大气对太阳辐射削弱少,到达地面的太阳辐射多
夏季多云的白天气温不太高 反射 作用 云层把一部分太阳辐射反射到宇宙空间,削弱了到达地面的太阳辐射
日出前天已经亮了 散射 作用 大气对太阳辐射的散射作用,方向不固定,向四面八方散开
(2)大气保温作用原理的应用。
①解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响。
②分析生活实践中的一些现象。
现象 原因
夜晚多云时气温比晴天高 夜晚多云时,大气逆辐射强,地面散失热量少
晚秋或冬季霜冻出现在晴朗的夜晚 晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,热量散失多,地面气温低,易出现霜冻现象
青藏高原光照强但气温低 高原地势高,空气稀薄,大气削弱作用弱,保温作用弱
利用人造烟雾防霜冻 人造烟雾能增强大气逆辐射,减少地面热量的散失
玻璃温室(塑料大棚)保温原理 大部分太阳辐射能透过玻璃(塑料)到达室内地面,地面吸收太阳辐射而增温,并以地面长波辐射的形式把热量传递给室内大气,地面长波辐射不能穿透玻璃(塑料)又被反射回地面,从而将热量保留在室内。同时,封闭的空间也隔绝了室内外热量的交换,加强了保温效果
(3)分析昼夜温差大小。
(1)大气逆辐射并非只存在于夜晚,也不是夜晚的大气逆辐射强于白天。
大气逆辐射是大气辐射的一部分,白天和夜晚都存在,且白天辐射强度更强。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强弱的影响,因而容易产生大气逆辐射只有晚上存在的误解。
(2)太阳辐射强≠温度一定高。
青藏高原所处的纬度较低,海拔较高,空气稀薄,大气透明度好,大气对太阳辐射的削弱作用弱,因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射热量的能力小,通过大气逆辐射返还地面的热量少,造成青藏高原地表热量散失多,温度较低。
【实践·学以致用】
下表是我国华北某地天气状况数据。下图是地球表面受热过程示意图。读图表,回答1~3题。
日期 白天最高气温 天气
11月2日 19℃ 晴
11月3日 17℃ 霾—多云
11月4日 16℃ 霾—雨
1.图中①—④序号含义正确的是( )
[A]①—大气逆辐射 [B]②—大气辐射
[C]③—太阳辐射 [D]④—地面辐射
【答案】 D
【解析】 结合大气受热过程基本原理判断序号所代表的含义。图示①是大气上界的太阳辐射;②是经过大气削弱作用后的太阳辐射;③是大气逆辐射;④是地面辐射;⑤是大气对太阳辐射的反射作用。故选D。
2.使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序,排列正确的是( )
[A]①—③—④ [B]①—②—④
[C]③—④—② [D]④—②—③
【答案】 B
【解析】 结合大气受热过程原理分析。地面吸收太阳辐射①②升温→大气吸收地面辐射④升温→大气逆辐射③返还地面热量。故选B。
3.与前两日相比,11月4日白天最高气温较低的原因是( )
[A]辐射①减弱 [B]辐射④增强
[C]作用⑤增强 [D]作用③减弱
【答案】 C
【解析】 结合大气受热过程分析。白天气温较低→大气对太阳辐射的削弱作用强→作用⑤增强。故选C。
为了实现对农作物的保温和防晒,绍兴地区部分农民在白色塑料大棚上加一层可收放的黑色尼龙网,如图所示。读图,回答4~5题。
4.图中塑料薄膜和黑色尼龙网直接影响的辐射分别是( )
[A]地面辐射、太阳辐射
[B]太阳辐射、地面辐射
[C]太阳辐射、太阳辐射
[D]地面辐射、大气辐射
【答案】 A
【解析】 塑料薄膜具有选择透过性,太阳短波辐射可以透过,地面长波辐射的热量散失慢,相当于塑料薄膜截留了地面辐射的热量,起到保温作用,所以塑料薄膜直接影响地面辐射,B、C错误;黑色尼龙网主要是遮挡太阳辐射,削弱太阳辐射,所以黑色尼龙网直接影响太阳辐射,A正确,D错误。
5.若天气晴朗,农民盖上黑色尼龙网的时段多在( )
[A]春季晚上 [B]夏季午后
[C]秋季早晨 [D]冬季傍晚
【答案】 B
【解析】 黑色尼龙网主要是遮挡太阳辐射,削弱太阳辐射,夏季午后温度高,为降低大棚内温度,农民会盖上黑色尼龙网,以减少太阳辐射,B正确;春季晚上、秋季早晨和冬季傍晚太阳辐射弱,温度较低,盖上黑色尼龙网会进一步减少光照,降低温度,不利于农作物的生长,A、C、D错误。
学习任务二 大气热力环流
【情境·探究导学】
孔明灯
孔明灯(下图)俗称许愿灯,又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛亮(字孔明)所发明。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,制成能在空中飘浮的纸灯笼,附上求救信息,后来终于脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
(1)观察孔明灯,当我们将其点燃后,灯罩内的空气会如何运动
提示:孔明灯灯罩里的空气受热后膨胀上升。
(2)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢
提示:大气热力环流。
(3)判断下图中孔明灯升空位置的点,并比较A、B、C、D四点的气压大小,将四点按气压由高到低的顺序排列,用箭头表示大气运动的方向。
提示:D点。PA>PD>PC>PB。绘图如下。
【核心·归纳总结】
1.热力环流的形成
其过程可以归纳如下。
热力环流中的几种关系
温压关系 只考虑热力因素,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高
风压关系 水平方向上,风总是从高气压吹向低气压
气压和高 度的关系 同一地点,垂直方向上海拔越高,气压越低;海拔越低,气压越高
等压面凹 凸关系 高气压处等压面上凸,低气压处等压面下凹。近地面与高空等压面弯曲方向相反
2.热力环流的几种常见形式
(1)冷热不均的原因。
原因类型 典例
下垫面热力 性质差异 如海洋和陆地、裸地和草地、水泥地与土地等比热容大小不同,升温和降温快慢不同
受热与散热 条件差异 如山坡和谷地,山坡受热条件好,散热也快;谷地受热条件差,散热也慢
人类活动 影响 如城区工厂废热、人类活动、交通等排放热量多,气温高于郊区
(2)热力环流是一种常见的自然现象。海陆热力性质的差异,山谷、山坡的受热不均,以及人类活动等都可能导致热力环流的形成。常见形式如下。
常见形式 成因分析 影响与应用
海陆风 海陆热力性质差异是前提和关键 海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方
山谷风 山坡的热力变化是关键 山谷(小盆地)常因夜间吹冷的山风,使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷(小盆地)地区不宜布局产生污染的工业
城市风 “城市热岛”的形成是突破口 一般将绿化带布局在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布局在下沉距离之外
【实践·学以致用】
下图示意夏季某日塔里木盆地某绿洲与沙漠气温日变化情况。据此回答1~3题。
1.根据图示信息,对北京时间15:00左右大气运动描述正确的是( )
[A]垂直方向上,绿洲盛行上升气流
[B]垂直方向上,沙漠盛行下沉气流
[C]近地面气流由沙漠流向绿洲
[D]近地面气流由绿洲流向沙漠
【答案】 D
【解析】 从图中信息可知,北京时间15:00左右,沙漠的温度比绿洲高,所以在垂直方向上沙漠盛行上升气流,绿洲盛行下沉气流;近地面水平方向气流由高气压流向低气压,绿洲温度低,气压高,气流由绿洲流向沙漠,D正确。
2.从图中信息可知( )
[A]白天太阳辐射强烈,使得绿洲温度较高
[B]白天太阳辐射强烈,使得沙漠温度较低
[C]夜晚绿洲大气逆辐射强,使得温度较高
[D]夜晚沙漠大气逆辐射强,使得温度较高
【答案】 C
【解析】 白天太阳辐射强烈,沙漠地区升温快,温度较高;夜晚绿洲地区的水汽较多,大气逆辐射较强,保温作用好,温度较高,C正确。
3.根据图示信息,下面叙述正确的是( )
[A]沙漠的气温日较差较大
[B]绿洲的气温日较差较大
[C]白天沙漠形成下沉气流
[D]夜晚绿洲形成下沉气流
【答案】 A
【解析】 读图可知,沙漠最高气温和最低气温的差值要比绿洲大,A正确,B错误;白天沙漠温度较高,盛行上升气流,夜晚绿洲温度较高,盛行上升气流,C、D错误。
海陆风是近海地区由于海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流,其风向昼夜间发生反向转变。下图示意我国某近海地区海陆风形成时的等压面分布。据此回答4~5题。
4.下列关于图中四地点气压由高到低排列正确的是( )
[A]①②③④ [B]①②④③
[C]②①③④ [D]②①④③
【答案】 C
【解析】 垂直方向上气压随海拔升高而降低,③④气压小于①②。据图可知,①气压小于②。高空气压与近地面气压性质相反,四地气压由高到低排列为②①③④,C正确。
5.下垫面的变化深刻影响着近地面大气温度。若①地植被覆盖率大幅度增加,则①②两地之间的海陆风强弱变化是( )
[A]海风、陆风均减弱 [B]海风增强,陆风减弱
[C]海风、陆风均增强 [D]海风减弱,陆风增强
【答案】 A
【解析】 ①地植被覆盖率大幅度增加,白天陆地气温降低、夜晚气温升高,白天和夜晚海陆之间的温差减小,气压差减弱,海风、陆风均减弱,A正确。
等压面图和等温面图的判读
【典图示例】
图1
图2
【技法点拨】
一、等压面图的判读(图1)
1.判断气压高低
(1)大气密度随高度增加而降低,不同高度的大气所承担的空气柱高度不同,导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。如图1中PA>PC,PB>PD。
(2)因地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,进而等压面发生弯曲,同一水平面上,等压面上凸处气压高,下凹处气压低,如图1中PC>PD,PB>PA。
(3)同一垂直方向上,近地面和高空的气压类型相反,若近地面为高压,高空则为低压。
2.判断下垫面的性质
(1)判断陆地与海洋(湖泊):夏季,等压面下凹处为陆地、上凸处为海洋(湖泊)。冬季,等压面下凹处为海洋(湖泊)、上凸处为陆地。
(2)判断裸地与绿地:裸地同陆地,绿地同海洋。
(3)判断城区与郊区:等压面下凹处为城区、上凸处为郊区。
3.判断近地面天气状况和气温日较差
等压面下凹处,多阴雨天气,气温日较差较小,如图1中A地;等压面上凸处,多晴朗天气,气温日较差较大,如图1中B地。
4.判断气温高低
(1)甲处近地面等压面向下凹,说明A处气压低,由此可知甲处气流上升,说明甲处气温较高;乙处近地面等压面向上凸,说明B处气压高,由此可知乙处气流下沉,说明乙处气温较低。
(2)根据等压面的弯曲状况和随海拔每升高1 000米气温降低约6℃可知,A、B、C、D四处气温是TA>TB>TC>TD。
二、等温面图的判读(图2)
1.随着海拔升高,等温面的温度数值逐渐降低。
2.等温面向下凹的地区,气温较同高度其他地区低;等温面向上凸的地区,气温较同高度其他地区高。如图2中甲地为低温中心,乙地为高温中心。
3.夏季:陆地上等温面向上凸,海洋上等温面向下凹;城市市区等温面一般向上凸。
【对点练习】
读热力环流示意图,回答(1)~(3)题。
(1)图中气温最高的是( )
[A]甲 [B]乙 [C]丙 [D]丁
(2)若该图表示海陆风,下列说法正确的是( )
[A]若为白天,则甲为海洋
[B]风从丁吹向丙
[C]若为夜晚,则乙为陆地
[D]甲地气流上升
(3)下列表示热力环流的示意图中,正确的是( )
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 (1)B (2)A (3)B
【解题思路】 第(1)题,甲处等压面向上拱起,说明气压较高,乙处等压面向下弯曲,说明气压较低,因此甲处气温比乙处低;垂直方向上,海拔升高,气温降低,则甲处气温高于丁处,乙处气温高于丙处,因此乙处气温最高,B正确。第(2)题,若该图表示海陆风,陆地比热容小于海洋,白天陆地升温快,气流上升形成低压,海洋处气流下沉形成高压,故甲为海洋,乙为陆地,A正确。第(3)题,白天陆地升温快,气流应受热膨胀上升,A错误;市区由于生产生活排放大量废热,导致气温高于郊区,所以市区气流应受热膨胀上升,C错误;近地面空气受热,气流应上升,D错误;夜间山坡处大气较同一水平面大气降温更快,冷空气沿坡面下沉,所以风由山坡吹向山谷(山风),谷底冷气流不断堆积,抬升原有暖空气上升,山谷处应是上升气流,高空中受气压梯度力影响气流由山谷上空吹向山坡,形成热力环流,B正确。
课堂小结 地理视野
天然空调——伊朗风塔 伊朗风塔,指建筑物顶部用来通风降温的设施,分成两部分,风塔的室内部分是悬空的,下面建有一个水池,超过屋顶的那部分四面镂空,无论风来自何方,风力多么微弱,都会被引入风塔之中,经过塔身吹到室内水池上降温之后飘散到各个房间,并透过室内外温差产生的压力将气流循环到室外,让人享受着酷暑中的阵阵清爽,被誉为“中央空调系统”。
(时间:30分钟 满分:49分)
基础达标
在法国波尔多等葡萄酒产区,当温度降至一定限度以下时会产生霜冻,造成葡萄减产,甚至葡萄藤死亡。在春季,-3℃至-5℃的霜冻也称为“白色霜冻”。人们常常采用燃烧稻草或蜡烛的方式来抵御霜冻。图1示意法国葡萄园烟熏法预防霜冻,图2示意大气受热过程。读图,回答1~2题。
图1 图2
1.在法国葡萄酒产区,“白色霜冻”多发生在( )
[A]晴朗的白天
[B]多云的白天
[C]晴天无风的夜晚
[D]阴雨天气的夜晚
【答案】 C
【解析】 “白色霜冻”为大气中的水汽在持续降温的过程中凝结形成。太阳辐射是大气的根本热源,晴朗或多云的白天,地面吸收太阳辐射再传递给大气,气温升高,不利于水汽凝结,A、B错误;晴天的夜晚,大气的逆辐射弱,地面及大气降温快,且无风减少了热量的交换,有利于水汽凝结,形成“白色霜冻”,C正确;阴雨天气的夜晚,云层厚,大气的保温作用强,气温下降慢,不利于水汽凝结,D错误。
2.点燃熏烟预防霜冻的原理是( )
[A]增强① [B]减少②
[C]增强③ [D]增强④
【答案】 D
【解析】 结合图中信息分析,①为到达地面的太阳辐射,②为大气对太阳辐射的反射作用,③为地面辐射,④为大气逆辐射。夜晚点燃熏烟延缓了地面辐射减弱的速度,增强了大气逆辐射④,有效减少了热量的散失,起到防霜冻的作用,D正确。
青岛市某高中地理学习小组对大气受热过程设计了观测实验。10月20—21日,风和日丽,学习小组成员将经过处理的四个透明玻璃箱在室内静置2小时后,于20日10时同时放置到空旷操场的塑料支架上(图3),支架高20厘米。小组成员分别记录10时、11时、12时、13时、14时和次日6时(日出前)的温度值。据此回答3~5题。
图3
3.玻璃箱被放置到操场一段时间后,温度计示数开始增加,增速最慢的是( )
[A]甲 [B]乙 [C]丙 [D]丁
【答案】 D
【解析】 甲、乙装置内为土壤,丙、丁装置内为水,土壤比热容较小,升温较快,因此甲、乙升温快;丁装置内的水比丙装置内的水多,故丁装置升温慢于丙装置,D正确。
4.记录数据显示,该日14时甲、丙、丁三个箱内温度计示数几乎相同,其主要原因可能是( )
①箱内物质太少 ②温度计位置太偏 ③支架高度太低 ④天气状况影响大
[A]①③ [B]①④ [C]②③ [D]②④
【答案】 B
【解析】 该日14时,甲、丙、丁三个箱内温度计示数几乎相同,由于箱内物质太少,吸收太阳辐射后箱内物质产生的辐射对玻璃箱内空气影响小,①正确;温度计位置和支架高度对于甲、丙、丁三个箱内温度影响小,②③错误;实验期间风和日丽,太阳辐射较强,受玻璃箱外部天气状况影响大,④正确,故选B。
5.次日6时,乙箱中温度计示数高于甲箱,主要是因为乙箱( )
[A]太阳辐射被削弱得少
[B]大气辐射损失较多
[C]地面辐射被截留得多
[D]地面辐射能力较弱
【答案】 C
【解析】 乙装置有塑料薄膜覆盖,由于太阳短波辐射容易穿透薄膜使土壤增温,而地面长波辐射无法穿透薄膜,被截留得多,热量可以更多保留在装置内,C正确;甲、乙两个箱子太阳辐射被削弱数量相同,A错误;地面辐射无法穿透薄膜,被截留得多,乙箱大气辐射损失较少,B错误;甲、乙箱子都是土壤,地面辐射能力相同,D错误。
湖陆风包括湖风(出湖风)和陆风(进湖风),是较大湖泊与陆地之间形成的以24小时为周期的地方性风。表1示意位于洞庭湖东北部的岳阳市某日6—14时的气温与湿度变化。据此回答6~7题。
表1
时间/时 6 7 8 9 10 11 12 13 14
气温/℃ 13.2 13.8 15.3 19.4 21.2 20.0 20.7 21.4 21.0
湿度/% 90.0 86.1 80.0 67.3 55.1 73.1 76.4 77.9 80.3
6.该日,湖陆风的转变及对应的时段是( )
[A]陆风转湖风 8:30—9:30
[B]陆风转湖风 10:00—11:00
[C]湖风转陆风 12:00—13:00
[D]湖风转陆风 13:00—14:00
【答案】 B
【解析】 湖风由湖泊吹向陆地,使空气湿度增大;陆风由陆地吹向湖泊,使空气湿度降低。10—11时,空气湿度由降低转为升高,说明开始吹湖风,即10:00—11:00陆风转湖风。6—7时,空气湿度由升高转为降低,说明开始吹陆风,即6:00—7:00湖风转陆风,B正确。
7.表中湖陆风所涉及的地理原理与下列诗句所涉及的地理原理相同的是( )
[A]人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
[B]寒雨连江夜入吴,平明送客楚山孤
[C]君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池
[D]清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂
【答案】 C
【解析】 湖陆风体现热力环流原理的应用。“君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池”中的巴山夜雨属于山谷风所致,是热力环流的常见形式,C正确。
能力提升
那曲观测站位于藏北高原那曲河谷,海拔4 509米。表2为该站2019年7月28—31日地表辐射收支平均值(单位:瓦/平方米),其中,夜间地表净辐射为夜间大气逆辐射与夜间地面辐射的差值。据此回答8~9题。
表2
日期 白天地面接 受短波辐射 白天地面反 射短波辐射 夜间地表 净辐射
28日 273.7 51.9 5.3
29日 426.5 71.9 2.3
30日 545.4 100.6 -1.3
31日 715.3 133.4 5.7
8.观察期内,该地白天( )
[A]28日天气晴朗无云
[B]29日白天大气透明度最高
[C]30日地面反射率最低
[D]31日地面吸收太阳辐射最多
【答案】 D
【解析】 28日白天地面接受短波辐射是四天中最少的,是大气对太阳辐射削弱作用强导致的,A错误;白天大气透明度高,地面得到的太阳辐射多,31日白天地面接受短波辐射最多,白天大气透明度最高,B错误;地面反射率是指地面反射辐射量与入射辐射量之比,入射辐射量应该是白天地面接受短波辐射和白天地面反射短波辐射之和,29日地面反射率最低,C错误;31日白天地面接受短波辐射最多,白天地面接受短波辐射减去白天地面反射短波辐射差值最大,地面吸收太阳辐射最多,D正确。
9.该河谷30日夜间地表净辐射较低的主要原因是( )
[A]植被覆盖率低 [B]太阳辐射强
[C]焚风效应增强 [D]冷空气下沉
【答案】 D
【解析】 夜间地表净辐射为夜间大气逆辐射与夜间地面辐射的差值,夜间地表净辐射较低的主要原因是地面温度降低和大气逆辐射减弱。冷空气下沉利于地面降温,D正确。
易贡盆地位于喜马拉雅山区北缘,是一个宽阔的河谷盆地,谷口狭窄,谷坡陡峻,谷底海拔2 000米左右。研究人员观测到谷坡上有明显的风,受其影响,谷底夜间形成逆温层。图4示意易贡盆地地形状况,图5示意易贡盆地1月、7月气温随海拔变化。据此回答10~
11题。
图4
图5
10.下图中,对易贡盆地山坡风向绘制正确的是( )
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 B
【解析】 白天山坡升温快,气流上升,谷地升温慢,气流下沉;夜晚谷地散热慢,谷地热气流上升,山坡气流下沉,B正确。
11.研究人员发现冬季谷内逆温层更厚,因为( )
[A]冷空气强大 [B]太阳高度小
[C]夜晚更长 [D]大气干燥
【答案】 C
【解析】 由于山坡散热快,近地面气温较低,空气下沉,相对较冷的空气从山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现逆温,地形逆温主要发生在夜晚。该地位于北半球,冬季昼短夜长,夏季昼长夜短,因此,逆温现象冬季比其他季节更为显著,逆温层也更厚,C正确。
12.(16分)阅读图文材料,回答下列问题。
辐射表是测量各种辐射的工具,测量不同的辐射可以选择不同的传感器和安装方式。图6为某校地理社团研究大气热力作用所采用的辐射表及安装示意图(①②测量短波辐射,③④测量长波辐射)。
图6
(1)图6中辐射表分别测量的辐射类型为① ,② ,
③ , ④ 。(4分)
(2)某日雪后,天气转晴且气温下降,试描述各辐射表测得的辐射量变化情况并说明理由。
(6分)
(3)随着二氧化碳含量增加,全球变暖。请指出涉及的数字序号并说明过程。(6分)
【答案】 (1)太阳辐射 地面反射的太阳辐射 大气逆辐射 地面辐射(4分)
(2)①②增强,理由:雪后天晴,大气对太阳辐射的削弱作用减弱,同时地面积雪对太阳辐射的反射作用增强。③④减弱,理由:由于地面有积雪覆盖,地面辐射减弱,天气晴朗,大气逆辐射减弱。(6分)
(3)③。过程:大气中二氧化碳体积分数增加,对地面辐射的吸收量增加,辐射到宇宙空间的地面辐射减少,被大气截留的地面辐射增加,大气逆辐射增强,导致气温不断上升。(6分)
【解析】 第(1)题,太阳辐射为短波辐射,地面辐射和大气逆辐射为长波辐射。根据材料可知,①和②均为短波辐射传感器,测量太阳辐射。其中①传感器朝向上空,测量太阳辐射。②传感器朝下,测量来自地面的太阳辐射,即地面反射的太阳辐射。③和④均为长波辐射传感器,其中③传感器朝向上空,接受来自上部的长波辐射,故该传感器测量的是大气逆辐射。④传感器朝下,只能测量来自地面的长波辐射,即地面辐射。第(2)题,①②增强,理由是雪后天晴,大气中的水汽、杂质较少,大气对太阳辐射的削弱作用减弱;同时地面存有积雪增加,新雪反射率高,对太阳辐射的反射作用增强。③④减弱,理由是地面有积雪覆盖,隔绝了大气,导致地面辐射减弱;天气晴朗,大气较少,大气逆辐射减弱。第(3)题,全球变暖主要是因为大气逆辐射增强,故涉及数字序号③。二氧化碳和水汽能强烈吸收长波辐射。大气中二氧化碳体积分数增加,对地面长波辐射的吸收量增加,辐射到宇宙空间的地面辐射减少,被大气截留的地面辐射增加,大气逆辐射增强,导致近地面大气温度不断上升。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第二节 大气受热过程和大气运动
第1课时 大气的受热过程与热力环流
(时间:30分钟 满分:49分)
基础达标
在法国波尔多等葡萄酒产区,当温度降至一定限度以下时会产生霜冻,造成葡萄减产,甚至葡萄藤死亡。在春季,-3℃至-5℃的霜冻也称为“白色霜冻”。人们常常采用燃烧稻草或蜡烛的方式来抵御霜冻。图1示意法国葡萄园烟熏法预防霜冻,图2示意大气受热过程。读图,回答1~2题。
图1 图2
1.在法国葡萄酒产区,“白色霜冻”多发生在( )
[A]晴朗的白天
[B]多云的白天
[C]晴天无风的夜晚
[D]阴雨天气的夜晚
【答案】 C
【解析】 “白色霜冻”为大气中的水汽在持续降温的过程中凝结形成。太阳辐射是大气的根本热源,晴朗或多云的白天,地面吸收太阳辐射再传递给大气,气温升高,不利于水汽凝结,A、B错误;晴天的夜晚,大气的逆辐射弱,地面及大气降温快,且无风减少了热量的交换,有利于水汽凝结,形成“白色霜冻”,C正确;阴雨天气的夜晚,云层厚,大气的保温作用强,气温下降慢,不利于水汽凝结,D错误。
2.点燃熏烟预防霜冻的原理是( )
[A]增强① [B]减少②
[C]增强③ [D]增强④
【答案】 D
【解析】 结合图中信息分析,①为到达地面的太阳辐射,②为大气对太阳辐射的反射作用,③为地面辐射,④为大气逆辐射。夜晚点燃熏烟延缓了地面辐射减弱的速度,增强了大气逆辐射④,有效减少了热量的散失,起到防霜冻的作用,D正确。
青岛市某高中地理学习小组对大气受热过程设计了观测实验。10月20—21日,风和日丽,学习小组成员将经过处理的四个透明玻璃箱在室内静置2小时后,于20日10时同时放置到空旷操场的塑料支架上(图3),支架高20厘米。小组成员分别记录10时、11时、12时、13时、14时和次日6时(日出前)的温度值。据此回答3~5题。
图3
3.玻璃箱被放置到操场一段时间后,温度计示数开始增加,增速最慢的是( )
[A]甲 [B]乙 [C]丙 [D]丁
【答案】 D
【解析】 甲、乙装置内为土壤,丙、丁装置内为水,土壤比热容较小,升温较快,因此甲、乙升温快;丁装置内的水比丙装置内的水多,故丁装置升温慢于丙装置,D正确。
4.记录数据显示,该日14时甲、丙、丁三个箱内温度计示数几乎相同,其主要原因可能是( )
①箱内物质太少 ②温度计位置太偏 ③支架高度太低 ④天气状况影响大
[A]①③ [B]①④ [C]②③ [D]②④
【答案】 B
【解析】 该日14时,甲、丙、丁三个箱内温度计示数几乎相同,由于箱内物质太少,吸收太阳辐射后箱内物质产生的辐射对玻璃箱内空气影响小,①正确;温度计位置和支架高度对于甲、丙、丁三个箱内温度影响小,②③错误;实验期间风和日丽,太阳辐射较强,受玻璃箱外部天气状况影响大,④正确,故选B。
5.次日6时,乙箱中温度计示数高于甲箱,主要是因为乙箱( )
[A]太阳辐射被削弱得少
[B]大气辐射损失较多
[C]地面辐射被截留得多
[D]地面辐射能力较弱
【答案】 C
【解析】 乙装置有塑料薄膜覆盖,由于太阳短波辐射容易穿透薄膜使土壤增温,而地面长波辐射无法穿透薄膜,被截留得多,热量可以更多保留在装置内,C正确;甲、乙两个箱子太阳辐射被削弱数量相同,A错误;地面辐射无法穿透薄膜,被截留得多,乙箱大气辐射损失较少,B错误;甲、乙箱子都是土壤,地面辐射能力相同,D错误。
湖陆风包括湖风(出湖风)和陆风(进湖风),是较大湖泊与陆地之间形成的以24小时为周期的地方性风。表1示意位于洞庭湖东北部的岳阳市某日6—14时的气温与湿度变化。据此回答6~7题。
表1
时间/时 6 7 8 9 10 11 12 13 14
气温/℃ 13.2 13.8 15.3 19.4 21.2 20.0 20.7 21.4 21.0
湿度/% 90.0 86.1 80.0 67.3 55.1 73.1 76.4 77.9 80.3
6.该日,湖陆风的转变及对应的时段是( )
[A]陆风转湖风 8:30—9:30
[B]陆风转湖风 10:00—11:00
[C]湖风转陆风 12:00—13:00
[D]湖风转陆风 13:00—14:00
【答案】 B
【解析】 湖风由湖泊吹向陆地,使空气湿度增大;陆风由陆地吹向湖泊,使空气湿度降低。10—11时,空气湿度由降低转为升高,说明开始吹湖风,即10:00—11:00陆风转湖风。6—7时,空气湿度由升高转为降低,说明开始吹陆风,即6:00—7:00湖风转陆风,B正确。
7.表中湖陆风所涉及的地理原理与下列诗句所涉及的地理原理相同的是( )
[A]人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
[B]寒雨连江夜入吴,平明送客楚山孤
[C]君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池
[D]清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂
【答案】 C
【解析】 湖陆风体现热力环流原理的应用。“君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池”中的巴山夜雨属于山谷风所致,是热力环流的常见形式,C正确。
能力提升
那曲观测站位于藏北高原那曲河谷,海拔4 509米。表2为该站2019年7月28—31日地表辐射收支平均值(单位:瓦/平方米),其中,夜间地表净辐射为夜间大气逆辐射与夜间地面辐射的差值。据此回答8~9题。
表2
日期 白天地面接 受短波辐射 白天地面反 射短波辐射 夜间地表 净辐射
28日 273.7 51.9 5.3
29日 426.5 71.9 2.3
30日 545.4 100.6 -1.3
31日 715.3 133.4 5.7
8.观察期内,该地白天( )
[A]28日天气晴朗无云
[B]29日白天大气透明度最高
[C]30日地面反射率最低
[D]31日地面吸收太阳辐射最多
【答案】 D
【解析】 28日白天地面接受短波辐射是四天中最少的,是大气对太阳辐射削弱作用强导致的,A错误;白天大气透明度高,地面得到的太阳辐射多,31日白天地面接受短波辐射最多,白天大气透明度最高,B错误;地面反射率是指地面反射辐射量与入射辐射量之比,入射辐射量应该是白天地面接受短波辐射和白天地面反射短波辐射之和,29日地面反射率最低,C错误;31日白天地面接受短波辐射最多,白天地面接受短波辐射减去白天地面反射短波辐射差值最大,地面吸收太阳辐射最多,D正确。
9.该河谷30日夜间地表净辐射较低的主要原因是( )
[A]植被覆盖率低 [B]太阳辐射强
[C]焚风效应增强 [D]冷空气下沉
【答案】 D
【解析】 夜间地表净辐射为夜间大气逆辐射与夜间地面辐射的差值,夜间地表净辐射较低的主要原因是地面温度降低和大气逆辐射减弱。冷空气下沉利于地面降温,D正确。
易贡盆地位于喜马拉雅山区北缘,是一个宽阔的河谷盆地,谷口狭窄,谷坡陡峻,谷底海拔2 000米左右。研究人员观测到谷坡上有明显的风,受其影响,谷底夜间形成逆温层。图4示意易贡盆地地形状况,图5示意易贡盆地1月、7月气温随海拔变化。据此回答10~
11题。
图4
图5
10.下图中,对易贡盆地山坡风向绘制正确的是( )
[A] [B]
[C] [D]
【答案】 B
【解析】 白天山坡升温快,气流上升,谷地升温慢,气流下沉;夜晚谷地散热慢,谷地热气流上升,山坡气流下沉,B正确。
11.研究人员发现冬季谷内逆温层更厚,因为( )
[A]冷空气强大 [B]太阳高度小
[C]夜晚更长 [D]大气干燥
【答案】 C
【解析】 由于山坡散热快,近地面气温较低,空气下沉,相对较冷的空气从山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现逆温,地形逆温主要发生在夜晚。该地位于北半球,冬季昼短夜长,夏季昼长夜短,因此,逆温现象冬季比其他季节更为显著,逆温层也更厚,C正确。
12.(16分)阅读图文材料,回答下列问题。
辐射表是测量各种辐射的工具,测量不同的辐射可以选择不同的传感器和安装方式。图6为某校地理社团研究大气热力作用所采用的辐射表及安装示意图(①②测量短波辐射,③④测量长波辐射)。
图6
(1)图6中辐射表分别测量的辐射类型为① ,② ,
③ , ④ 。(4分)
(2)某日雪后,天气转晴且气温下降,试描述各辐射表测得的辐射量变化情况并说明理由。
(6分)
(3)随着二氧化碳含量增加,全球变暖。请指出涉及的数字序号并说明过程。(6分)
【答案】 (1)太阳辐射 地面反射的太阳辐射 大气逆辐射 地面辐射(4分)
(2)①②增强,理由:雪后天晴,大气对太阳辐射的削弱作用减弱,同时地面积雪对太阳辐射的反射作用增强。③④减弱,理由:由于地面有积雪覆盖,地面辐射减弱,天气晴朗,大气逆辐射减弱。(6分)
(3)③。过程:大气中二氧化碳体积分数增加,对地面辐射的吸收量增加,辐射到宇宙空间的地面辐射减少,被大气截留的地面辐射增加,大气逆辐射增强,导致气温不断上升。(6分)
【解析】 第(1)题,太阳辐射为短波辐射,地面辐射和大气逆辐射为长波辐射。根据材料可知,①和②均为短波辐射传感器,测量太阳辐射。其中①传感器朝向上空,测量太阳辐射。②传感器朝下,测量来自地面的太阳辐射,即地面反射的太阳辐射。③和④均为长波辐射传感器,其中③传感器朝向上空,接受来自上部的长波辐射,故该传感器测量的是大气逆辐射。④传感器朝下,只能测量来自地面的长波辐射,即地面辐射。第(2)题,①②增强,理由是雪后天晴,大气中的水汽、杂质较少,大气对太阳辐射的削弱作用减弱;同时地面存有积雪增加,新雪反射率高,对太阳辐射的反射作用增强。③④减弱,理由是地面有积雪覆盖,隔绝了大气,导致地面辐射减弱;天气晴朗,大气较少,大气逆辐射减弱。第(3)题,全球变暖主要是因为大气逆辐射增强,故涉及数字序号③。二氧化碳和水汽能强烈吸收长波辐射。大气中二氧化碳体积分数增加,对地面长波辐射的吸收量增加,辐射到宇宙空间的地面辐射减少,被大气截留的地面辐射增加,大气逆辐射增强,导致近地面大气温度不断上升。
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第1课时 大气的受热过程与
热力环流
【目标导航】
课标要求 素养目标
运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。 1.运用示意图和关联图综合分析大气的受热过程,理解大气的保温作用,通过绘图分析热力环流现象及其影响。(综合思维)
2.通过典型案例分析大气受热过程原理在实践活动中的指导作用。(人地协调观)
3.利用模拟实验演示热力环流原理。(地理实践力)
必备知识·预习导学
一、大气的受热过程
1.大气的热量来源
(1)最重要的能量来源:A 。
(2)近地面大气主要的、直接的热源:B 。
太阳短波辐射
地面长波辐射
[想一想] 为什么说地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源
提示:太阳辐射为短波辐射,地面辐射为长波辐射,大气吸收的热量主要为长波辐射,大气对短波辐射吸收很少。因此,地面长波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
、反射。
吸收
3.大气的受热过程
项目 具体过程 结果
地面增
温过程 大部分A 能透过大气到达地面 使地面增温
大气增
温过程 地面增温后以B 的形式向近地面大气传递热量 使大气增温
太阳短波辐射
地面长波辐射
·温馨提示·
投射到地球上的太阳辐射,要穿过厚厚的大气才能到达地球表面。太阳辐射在传播过程中,小部分被大气吸收或反射,因此大气对太阳辐射具有一定的削弱作用。
二、大气对地面的保温作用
1.大气增温:对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强。大气在吸收地面长波辐射后会 。
2.大气保温:大气逆辐射把热量传给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了 作用。
3.影响大气逆辐射的因素:天空有云,特别是浓密的低云时,大气逆辐射更强。
增温
保温
[想一想] 结合图分析,为什么阴天时气温的日较差较小。
提示:云层具有削弱太阳辐射和增强大气逆辐射的作用。白天多云,云层削弱了太阳辐射,使到达地面的太阳辐射减少,气温不会太高;夜晚多云,云层能增强大气逆辐射,使地面温度不会太低,从而减小了气温日较差。
三、大气热力环流
1.大气运动
垂直
风
2.大气热力环流
(1)概念:由于地面 而形成的空气环流。它是大气运动的一种最简单的形式。
冷热不均
(2)形成过程。
①垂直运动。
受热
冷却
②水平运动。
高
低
低
高
[想一想] 气温越高,气压越低,这种说法正确吗
提示:不正确。“气温越高,气压越低”的规律,只适用于热力条件下的下垫面,受动力因素影响的大气环流或者高空不适用于该规律。
关键能力·情境导学
学习任务一 大气的受热过程
【情境·探究导学】
香格里拉绝热暖棚
云南香格里拉位于青藏高原东南部,海拔约 3 300米,晴朗的天空呈蔚蓝色。这里太阳辐射强,但气温较低,当地居民高效利用太阳能,在房屋南侧用玻璃搭建绝热暖棚,暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温。下图示意香格里拉房屋模型。
(1)香格里拉太阳辐射强,但气温低的原因是什么
提示:香格里拉位于青藏高原,纬度低,太阳高度大;海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用较弱,故白天太阳辐射强。空气稀薄,大气逆辐射弱,大气的保温作用差,不利于热量储存,所以常年气温较低。
(2)暖棚内温度较高的原因是什么
提示:太阳短波辐射可透过玻璃到达暖棚内,使温度升高,而暖棚内的地面长波辐射却很少能透射出去,从而使热量保存在暖棚内。
1.大气受热的三个过程
包括“太阳暖大地”“大地暖大气”和“大气还大地”。晴天大气洁净度高,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,最高气温高,晚上保温作用弱,最低气温低,气温日较差大。
【核心·归纳总结】
如下图所示。
·拓展延伸·
大气对太阳辐射的削弱作用
吸收
作用 ①平流层臭氧吸收紫外线。
②对流层水汽和二氧化碳吸收红外线
反射
作用 云层和较大颗粒尘埃,无选择性反射
散射
作用 空气分子或微小尘埃→使天空呈蔚蓝色或白色(可对比月球)
2.大气受热过程原理的应用
(1)利用大气削弱作用原理解释相关地理现象。
自然现象 热力作用 具体原因
西北地区太阳辐射强 削弱作用 晴天多,大气对太阳辐射削弱少,到达地面的太阳辐射多
夏季多云的白天气温不太高 反射作用 云层把一部分太阳辐射反射到宇宙空间,削弱了到达地面的太阳辐射
日出前天已经亮了 散射作用 大气对太阳辐射的散射作用,方向不固定,向四面八方散开
(2)大气保温作用原理的应用。
①解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响。
②分析生活实践中的一些现象。
现象 原因
夜晚多云时气温比晴天高 夜晚多云时,大气逆辐射强,地面散失热量少
晚秋或冬季霜冻出现在晴朗的夜晚 晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,热量散失多,地面气温低,易出现霜冻现象
青藏高原光照强但气温低 高原地势高,空气稀薄,大气削弱作用弱,保温作
用弱
利用人造烟雾防霜冻 人造烟雾能增强大气逆辐射,减少地面热量的散失
玻璃温室
(塑料大棚)保温原理 大部分太阳辐射能透过玻璃(塑料)到达室内地面,地面吸收太阳辐射而增温,并以地面长波辐射的形式把热量传递给室内大气,地面长波辐射不能穿透玻璃(塑料)又被反射回地面,从而将热量保留在室内。同时,封闭的空间也隔绝了室内外热量的交换,加强了保温效果
(3)分析昼夜温差大小。
·易错点拨·
(1)大气逆辐射并非只存在于夜晚,也不是夜晚的大气逆辐射强于白天。
大气逆辐射是大气辐射的一部分,白天和夜晚都存在,且白天辐射强度更强。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强弱的影响,因而容易产生大气逆辐射只有晚上存在的误解。
·易错点拨·
(2)太阳辐射强≠温度一定高。
青藏高原所处的纬度较低,海拔较高,空气稀薄,大气透明度好,大气对太阳辐射的削弱作用弱,因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射热量的能力小,通过大气逆辐射返还地面的热量少,造成青藏高原地表热量散失多,温度
较低。
下表是我国华北某地天气状况数据。下图是地球表面受热过程示意图。读图表,回答1~3题。
【实践·学以致用】
日期 白天最高气温 天气
11月2日 19℃ 晴
11月3日 17℃ 霾—多云
11月4日 16℃ 霾—雨
1.图中①—④序号含义正确的是( )
[A]①—大气逆辐射
[B]②—大气辐射
[C]③—太阳辐射
[D]④—地面辐射
D
【解析】 结合大气受热过程基本原理判断序号所代表的含义。图示①是大气上界的太阳辐射;②是经过大气削弱作用后的太阳辐射;③是大气逆辐射;④是地面辐射;⑤是大气对太阳辐射的反射作用。故选D。
2.使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序,排列正确的是( )
[A]①—③—④ [B]①—②—④
[C]③—④—② [D]④—②—③
B
【解析】 结合大气受热过程原理分析。地面吸收太阳辐射①②升温→大气吸收地面辐射④升温→大气逆辐射③返还地面热量。故选B。
3.与前两日相比,11月4日白天最高气温较低的原因是( )
[A]辐射①减弱 [B]辐射④增强
[C]作用⑤增强 [D]作用③减弱
C
【解析】 结合大气受热过程分析。白天气温较低→大气对太阳辐射的削弱作用强→作用⑤增强。故选C。
为了实现对农作物的保温和防晒,绍兴地区部分农民在白色塑料大棚上加一层可收放的黑色尼龙网,如图所示。读图,回答4~5题。
4.图中塑料薄膜和黑色尼龙网直接影响的辐射分别是( )
[A]地面辐射、太阳辐射
[B]太阳辐射、地面辐射
[C]太阳辐射、太阳辐射
[D]地面辐射、大气辐射
A
【解析】 塑料薄膜具有选择透过性,太阳短波辐射可以透过,地面长波辐射的热量散失慢,相当于塑料薄膜截留了地面辐射的热量,起到保温作用,所以塑料薄膜直接影响地面辐射,B、C错误;黑色尼龙网主要是遮挡太阳辐射,削弱太阳辐射,所以黑色尼龙网直接影响太阳辐射,A正确,D错误。
5.若天气晴朗,农民盖上黑色尼龙网的时段多在( )
[A]春季晚上 [B]夏季午后
[C]秋季早晨 [D]冬季傍晚
B
【解析】 黑色尼龙网主要是遮挡太阳辐射,削弱太阳辐射,夏季午后温度高,为降低大棚内温度,农民会盖上黑色尼龙网,以减少太阳辐射,B正确;春季晚上、秋季早晨和冬季傍晚太阳辐射弱,温度较低,盖上黑色尼龙网会进一步减少光照,降低温度,不利于农作物的生长,A、C、D错误。
【情境·探究导学】
孔明灯
孔明灯(下图)俗称许愿灯,又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛亮(字孔明)所发明。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,制成能在空中飘浮的纸灯笼,附上求救信息,后来终于脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
学习任务二 大气热力环流
(1)观察孔明灯,当我们将其点燃后,灯罩内的空气会如何运动
提示:孔明灯灯罩里的空气受热后膨胀上升。
(2)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢
提示:大气热力环流。
(3)判断下图中孔明灯升空位置的点,并比较A、B、C、D四点的气压大小,将四点按气压由高到低的顺序排列,用箭头表示大气运动的方向。
提示: D点。PA>PD>PC>PB。绘图如下。
1.热力环流的形成
【核心·归纳总结】
其过程可以归纳如下。
·方法归纳·
热力环流中的几种关系
温压关系 只考虑热力因素,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高
风压关系 水平方向上,风总是从高气压吹向低气压
气压和高
度的关系 同一地点,垂直方向上海拔越高,气压越低;海拔越低,气压越高
等压面凹
凸关系 高气压处等压面上凸,低气压处等压面下凹。近地面与高空等压面弯曲方向相反
2.热力环流的几种常见形式
(1)冷热不均的原因。
原因类型 典例
下垫面热力
性质差异 如海洋和陆地、裸地和草地、水泥地与土地等比热容大小不同,升温和降温快慢不同
受热与散热
条件差异 如山坡和谷地,山坡受热条件好,散热也快;谷地受热条件差,散热也慢
人类活动
影响 如城区工厂废热、人类活动、交通等排放热量多,气温高于
郊区
(2)热力环流是一种常见的自然现象。海陆热力性质的差异,山谷、山坡的受热不均,以及人类活动等都可能导致热力环流的形成。常见形式如下。
常见形式 成因分析 影响与应用
海陆风 海陆热力性质差异是前提和关键
海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方
山谷风 山坡的热力变化是关键
山谷(小盆地)常因夜间吹冷的山风,使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷(小盆地)地区不宜布局产生污染的工业
城市风 “城市热岛”的形成是突破口
一般将绿化带布局在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布局在下沉距离之外
下图示意夏季某日塔里木盆地某绿洲与沙漠气温日变化情况。据此回答1~3题。
1.根据图示信息,对北京时间15:00左右大气运动描述正确的是( )
[A]垂直方向上,绿洲盛行上升气流
[B]垂直方向上,沙漠盛行下沉气流
[C]近地面气流由沙漠流向绿洲
[D]近地面气流由绿洲流向沙漠
【实践·学以致用】
D
【解析】 从图中信息可知,北京时间15:00左右,沙漠的温度比绿洲高,所以在垂直方向上沙漠盛行上升气流,绿洲盛行下沉气流;近地面水平方向气流由高气压流向低气压,绿洲温度低,气压高,气流由绿洲流向沙漠,D正确。
2.从图中信息可知( )
[A]白天太阳辐射强烈,使得绿洲温度较高
[B]白天太阳辐射强烈,使得沙漠温度较低
[C]夜晚绿洲大气逆辐射强,使得温度较高
[D]夜晚沙漠大气逆辐射强,使得温度较高
C
【解析】 白天太阳辐射强烈,沙漠地区升温快,温度较高;夜晚绿洲地区的水汽较多,大气逆辐射较强,保温作用好,温度较高,C正确。
3.根据图示信息,下面叙述正确的是( )
[A]沙漠的气温日较差较大
[B]绿洲的气温日较差较大
[C]白天沙漠形成下沉气流
[D]夜晚绿洲形成下沉气流
A
【解析】 读图可知,沙漠最高气温和最低气温的差值要比绿洲大,A正确,B错误;白天沙漠温度较高,盛行上升气流,夜晚绿洲温度较高,盛行上升气流,C、D错误。
海陆风是近海地区由于海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流,其风向昼夜间发生反向转变。下图示意我国某近海地区海陆风形成时的等压面分布。据此回答4~5题。
4.下列关于图中四地点气压由高到低排列正确的是( )
[A]①②③④ [B]①②④③
[C]②①③④ [D]②①④③
C
【解析】 垂直方向上气压随海拔升高而降低,③④气压小于①②。据图可知,①气压小于②。高空气压与近地面气压性质相反,四地气压由高到低排列为②①③④,C正确。
5.下垫面的变化深刻影响着近地面大气温度。若①地植被覆盖率大幅度增加,则①②两地之间的海陆风强弱变化是( )
[A]海风、陆风均减弱 [B]海风增强,陆风减弱
[C]海风、陆风均增强 [D]海风减弱,陆风增强
A
【解析】 ①地植被覆盖率大幅度增加,白天陆地气温降低、夜晚气温升高,白天和夜晚海陆之间的温差减小,气压差减弱,海风、陆风均减弱,A正确。
图表判读
等压面图和等温面图的判读
【典图示例】
图1
图2
【技法点拨】
一、等压面图的判读(图1)
1.判断气压高低
(1)大气密度随高度增加而降低,不同高度的大气所承担的空气柱高度不同,导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。如图1中PA>PC,PB>PD。
(2)因地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,进而等压面发生弯曲,同一水平面上,等压面上凸处气压高,下凹处气压低,如图1中PC>PD,PB>PA。
(3)同一垂直方向上,近地面和高空的气压类型相反,若近地面为高压,高空则为低压。
2.判断下垫面的性质
(1)判断陆地与海洋(湖泊):夏季,等压面下凹处为陆地、上凸处为海洋(湖泊)。冬季,等压面下凹处为海洋(湖泊)、上凸处为陆地。
(2)判断裸地与绿地:裸地同陆地,绿地同海洋。
(3)判断城区与郊区:等压面下凹处为城区、上凸处为郊区。
3.判断近地面天气状况和气温日较差
等压面下凹处,多阴雨天气,气温日较差较小,如图1中A地;等压面上凸处,多晴朗天气,气温日较差较大,如图1中B地。
4.判断气温高低
(1)甲处近地面等压面向下凹,说明A处气压低,由此可知甲处气流上升,说明甲处气温较高;乙处近地面等压面向上凸,说明B处气压高,由此可知乙处气流下沉,说明乙处气温较低。
(2)根据等压面的弯曲状况和随海拔每升高1 000米气温降低约6℃可知,A、B、C、D四处气温是TA>TB>TC>TD。
二、等温面图的判读(图2)
1.随着海拔升高,等温面的温度数值逐渐降低。
2.等温面向下凹的地区,气温较同高度其他地区低;等温面向上凸的地区,气温较同高度其他地区高。如图2中甲地为低温中心,乙地为高温中心。
3.夏季:陆地上等温面向上凸,海洋上等温面向下凹;城市市区等温面一般向上凸。
【对点练习】
读热力环流示意图,回答(1)~(3)题。
(1)图中气温最高的是( )
[A]甲 [B]乙 [C]丙 [D]丁
B
【解题思路】 第(1)题,甲处等压面向上拱起,说明气压较高,乙处等压面向下弯曲,说明气压较低,因此甲处气温比乙处低;垂直方向上,海拔升高,气温降低,则甲处气温高于丁处,乙处气温高于丙处,因此乙处气温最高,B正确。
(2)若该图表示海陆风,下列说法正确的是( )
[A]若为白天,则甲为海洋
[B]风从丁吹向丙
[C]若为夜晚,则乙为陆地
[D]甲地气流上升
A
【解题思路】 第(2)题,若该图表示海陆风,陆地比热容小于海洋,白天陆地升温快,气流上升形成低压,海洋处气流下沉形成高压,故甲为海洋,乙为陆地,A正确。
(3)下列表示热力环流的示意图中,正确的是( )
B
[A] [B] [C] [D]
【解题思路】 第(3)题,白天陆地升温快,气流应受热膨胀上升,A错误;市区由于生产生活排放大量废热,导致气温高于郊区,所以市区气流应受热膨胀上升,C错误;近地面空气受热,气流应上升,D错误;夜间山坡处大气较同一水平面大气降温更快,冷空气沿坡面下沉,所以风由山坡吹向山谷(山风),谷底冷气流不断堆积,抬升原有暖空气上升,山谷处应是上升气流,高空中受气压梯度力影响气流由山谷上空吹向山坡,形成热力环流,B正确。
课堂小结·视野拓展
课堂小结 地理视野
天然空调——伊朗风塔
伊朗风塔,指建筑物顶部用来通风降温的设施,分成两部分,风塔的室内部分是悬空的,下面建有一个水池,超过屋顶的那部分四面镂空,无论风来自何方,风力多么微弱,都会被引入风塔之中,经过塔身吹到室内水池上降温之后飘散到各个房间,并透过室内外温差产生的压力将气流循环到室外,让人享受着酷暑中的阵阵清爽,
被誉为“中央空调系统”。
