第一节 冷热不均引起大气运动 学案

第二章 地球上的大气
第1节 冷热不均引起大气运动
【课程导学】
课程标准：运用图表说明大气的受热过程。
标准解读：①识记：大气的能量来源和太阳辐射、地面辐射大气辐射的性质；②理解: 运用图表说明大气的受热过程和热力环流的基本原理；③应用：运用大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用及原理，解释现实生活中的大气现象，表达自己的观点，具备一定的地理实践力，同时培养综合思维。
【按图索骥】

【知识清单】
一、大气的受热过程
1.大气的热源
(1)① 能是地球大气最重要的能量来源。
(2)② 是近地面大气主要、直接的热源。
2.大气的受热过程

二、热力环流
1.大气运动的根本原因:太阳辐射能的纬度分布不均,造成高低纬度间的③ 差异。
2.热力环流的形成过程
由于地面④ 而形成的空气环流,称为热力环流,它是大气运动最简单、最基本的形式。
地面冷热不均→大气垂直运动→同一水平面上气压差异→大气由高压区流向低压区→大气的水平运动,形成高低空热力环流(见下图所示) 。

3.常见的热力环流形式
(1)海陆风:由海洋和陆地之间的昼夜温度差异而引起,白天由海洋吹向陆地的风,称为⑤
(下图 a) ,夜间由陆地吹向海洋的风,称为⑥ (下图 b) 。

(2)山谷风:白天,山坡接受太阳光热较多,增温快,而山谷上空,同高度上的空气因离地较远,增温慢。于是山坡上的暖空气不断上升,谷底的空气则沿山坡爬升向山顶补充,称为⑦ (下图a)。到了夜间,山坡上的空气受山坡辐射弱影响,降温快;而谷地上空,同高度的空气因离地面较远,降温较慢。于是山坡上的冷空气因密度大,顺着山坡流入谷地,称为⑧ (下图 b)。

（3）市区和郊区之间的热力环流

三、大气的水平运动

【参考答案】①太阳辐射 ②地面 ③热量 ④冷热不均 ⑤海风 ⑥陆风 ⑦谷风 ⑧山风



【活学巧练】
1.判断题
(1)太阳辐射是近地面大气主要、直接的热源。(　　)
(2)与人类关系最为密切的大气层是对流层。(　　)
(3)大气对太阳辐射削弱最强的是反射作用。(　　)
(4)晴天较阴天气温日较差大。(　　)
(5)对地面起保温作用的是大气逆辐射。(　　)
(6)大气水平运动的直接动力是水平气压梯度力。(　　)
(7)同一地点,海拔越高,气压越高。(　　)
(8)摩擦力与水平气压梯度力方向相反。(　　)
(9)高空风的风向与等压线平行。(　　)
2.填空题
（1）图中甲、乙、丙三个箭头所表示的辐射类型依次是 、 、 。

（2）热力环流形成的根本原因是 。
（3）水平气压梯度力 等压线， 指向低压。
【教材点拨】
一、大气的热力作用
1.大气对太阳辐射的削弱作用

【特别提醒】　大气对太阳辐射的三种主要削弱作用中,反射削弱的最多,大气直接吸收的太阳辐射很少,而且大气对太阳辐射的吸收和散射都具有选择性。
2.大气对地面的保温作用


3.大气热力作用原理的实例应用
现象 原因
阴天时天空不是很暗;白天时,房间里、树荫下明亮 空气分子或微小尘埃的散射作用改变了太阳辐射的方向,使之到达地平线以上或者太阳不能直接照射的地方
交通信号“红灯停”的科学依据 红色光线波长较长,难被散射,穿透力强,以红灯作为停止信号更为醒目
白天多云时气温比晴天低;夜晚多云时气温比晴天高 白天多云时云层反射作用强,到达地面的太阳辐射少;夜晚多云时大气逆辐射强,地面散失热量少
晚秋或寒冬,霜冻出现在晴朗夜晚及“十雾九晴” 晴朗夜晚,大气逆辐射弱,地面热量散失快,气温低,易出现霜冻及雾等天气现象
对流层中“高处不胜寒” 地面是对流层大气的直接热源,离地面越远,获得的地面热量越少
青藏高原是我国太阳辐射最强的地区 青藏高原的海拔高,空气稀薄,阴雨天气少,晴天多,且日照时间长,大气对太阳辐射的削弱作用弱,所以太阳辐射强
【易错提醒】大气逆辐射并非只在晚上存在,白天也存在,并且白天辐射比晚上更强。大气逆辐射最强时为大气温度最高时,即午后2时左右,并不是在夜晚。
例1下图为昼夜太阳辐射示意图。读图,回答下列问题。

(1)图中B是　　　　作用,D是　　　　辐射。?
(2)白天多云时,由于云层对太阳辐射的　　　　作用增强,到达地面的太阳辐射　　　　,所以地面温度比晴天时　　　　(高或低)。?
(3)夜间多云时,由于云层　　　　地面长波辐射,并使大气　　　作用增强,所以地面温度比晴天时　　　(高或低)。?
(4)若北京某月5日一天24小时多云,6日一天24小时晴朗,则全天温差较小的是　　　　日。?
解析　(1)由图可知,B为云层对太阳辐射的反射作用,D为大气逆辐射。(2)白天,云层较厚时,大气对太阳辐射的反射作用增强,所以到达地面的太阳辐射较少,温度较低。(3)夜晚,云层较厚时,大气逆辐射较强,所以大气对地面的保温作用增强,温度较高。(4)根据上述分析,云层较厚时,白天温度较低,晚上温度较高,所以在多云时气温日较差较小。
答案　(1)反射　大气逆
(2)反射　较少　低
(3)吸收　逆辐射　高
(4)5
【方法总结】分析白天气温时侧重大气对太阳辐射的削弱作用,分析晚上气温时侧重大气对地面的保温作用。
二、热力环流与等压面
1.热力环流的形成
热力环流基本程序为:热量差→空气上升或下沉→同一水平面上的气压差异→大气水平运动。其形成过程如下图所示:


【归纳总结】】解答热力环流试题时需要理清四个关系:
①温压关系——负相关。在近地面,气温高的地区,空气受热膨胀上升,近地面形成热低压;反之形成冷高压。
②压压关系——高、低压相间分布。
③风压关系——高压区流向低压区(同一水平面)。
④气流与天气的关系——上升气流或由较低纬度流向较高纬度的气流,多云雨天气;下沉气流或由较高纬度流向较低纬度的气流,多晴朗天气。
2.等压面的判读

(1)受热均匀情况下
在垂直方向上,高度越高,气压越低。若地面海拔相同,冷热均匀,等压面与等高面重合且与地面平行。

(2)冷热不均情况下
若地面冷热不均,等压面发生弯曲,注意以下三点:①等压面向上凸的地方为高压区,向下凹的地方为低压区;②近地面气压与高空气压高低相反,体现出“热胀冷缩”的原理;③随着海拔升高,等压面数值越来越低。
【易错提醒】“高压”不一定比“低压”的气压高
“高压”和“低压”都是相比较而言的。说一个地点是“高压”或“低压”,是与其他地点相比较而言的,而比较的前提是这两个地点必须海拔相同。因为我们知道,同一地点,海拔越高,气压越低;海拔越低,气压越高。高空的高压比近地面的低压的气压要低,如上图中,D地为高压,B地为低压,但D地的气压比B地的气压要低。
教材图表点拨　 冷热不均引起的热力环流
热力环流是大气运动的最简单形式。阅读该图时要注意分析等压面的弯曲方向与空气运动的关系。A地地面受热增温,空气膨胀上升,近地面空气密度减小,形成低气压,而其上空因空气密度增大,形成高气压。B、C两地地面冷却降温,空气收缩下沉,近地面形成高气压,上空则形成低气压。同一水平面上的气压差异,又引起了大气从高压向低压方向的水平运动。
例2 下图示意冷热不均引起的大气运动,读图完成下列要求。

(1)图中受热的地点为　　　　(填字母)。?
(2)图中A、B、D、E四点中气压值最高的是　　　　点,最低的是　　　　点。?
(3)在图中用箭头标出A、B、D、E四点间气流运动方向。
(4)这种冷热不均引起的大气运动被称为　　　　　。?
解题关键　同一地点,海拔越高,气压越低;同一水平面,等压面向上凸的地方为高压,等压面向下凹的地方为低压。
解析　(1)图中A、B、C位于近地面,A处等压面向下凹,因此为低压,说明空气因受热膨胀上升。(2)近地面气压高于高空,即A、B的气压高于D、E,B处等压面向上凸,因此气压高于A处;同理,D处气压高于E处。(3)同一水平面,空气由高压流向低压,结合前面分析,即由D流向E,由B流向A;近地面低压处(A地)气流上升,近地面高压处(B地)气流下沉。(4)冷热不均引起的大气运动称为热力环流。
答案　(1)A
(2)B　E
(3)略(顺时针方向)。
(4)热力环流
例3 下图中①②为冷热不均形成的等压面,回答（1）～（2）题。

(1)图中a、b、c、d四处气压最低的是(　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.a B.b C.c D.d
(2)图中a、b、c、d四处气温最低的是(　　)
A.a B.b C.c D.d
解题思路 　
(1)
(2)
解析　(1)图中a、d位于近地面,b、c分别位于a、d的高空,由于同一地点,海拔越高,气压越低,则b处气压低于a处,c处气压低于d处;高空等压面上b处向上凸,c处向下凹,则c处气压低于b处,故c处气压最低。(2)同一地点,海拔越高,气温越低,则b处气温低于a处,c处气温低于d处;由于近地面a处气压低于d处,因此a处气温高于d处,则a、d对应高空处的b处气温高于c处,故c处气温最低。
答案　(1)C　(2)C
三、大气的水平运动
1.影响大气水平运动的三种力

水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力
产生原因 高低压之间存在气压梯度 由地球自转产生的一种促使地球上水平运动的物体偏离其运动方向的力 地面与空气之间,以及运动状况不同的空气层之间产生的阻力
方向 垂直于等压线并由高压指向低压 垂直于风向,北半球向右偏,南半球向左偏 与风向相反
大小 单位距离气压梯度越大,水平气压梯度力越大 赤道地区为零,向两极逐渐增大 与下垫面状况有关,与风速的大小有关
作用 形成风的直接原因;影响风力、风速 只改变风向,北半球向右偏,南半球向左偏;不改变风速 减小风速,与其他两力共同作用,使风向斜穿等压线
2.三种力对风的影响(以北半球为例)

【知识拓展】　风力大小判定
在同一幅图中,等压线越密集,风力越大;等压线越稀疏,风力越小。在不同地图中,相同图幅、相同等压距的地图相比,比例尺越大,表示单位距离间的等压线越密集,则风力越大;比例尺越小,表示单位距离间的等压线越稀疏,则风力越小。
例4 下图是某时刻某区域海平面气压(单位:百帕)分布图,读图回答（1）～（2）题。

(1)下列四地中风力最大的是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(2)下图是对上图中E点风向的分析,能正确表示水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力和风向关系的是(　　)

A.① B.② C.③ D.④
解析　(1)图中甲、乙、丙、丁四地中甲地等压线最密集,风力最大。(2)水平气压梯度力垂直于等压线,由高压指向低压;地转偏向力与风向垂直,且北半球向右偏转;摩擦力与风向相反。故B项正确。
答案　(1)A　(2)B