第7講 冷熱不均引起的大氣運(yùn)動(dòng)
【考點(diǎn)整合】
【要點(diǎn)熱點(diǎn)探究】
探究點(diǎn)一 大氣的熱力作用
大氣的熱力作用包括大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用和大氣對(duì)地面的溫室效應(yīng)，它們是一個(gè)連貫的能量轉(zhuǎn)換過程，因此要運(yùn)用綜合圖表法學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容，抓住主干，化繁為簡。
例1 (2011•連云港調(diào)研)2010年6月11日早，連云港出現(xiàn)大霧天氣，能見度很低，給道路交通和市民出行帶不便。下圖為城區(qū)海棠立交在濃霧中若隱若現(xiàn)�；卮稷拧穷}。
⑴濃霧天氣使能見度降低的原因之一是( )
A．濃霧吸收地面輻射，增強(qiáng)大氣逆輻射
B．濃霧削弱了地面輻射
C．濃霧對(duì)太陽輻射有反射作用
D．濃霧改變了太陽輻射的波長
答案：⑴C ⑵D ⑶A
探究點(diǎn)二 熱力環(huán)流的形成
熱力環(huán)流是大氣運(yùn)動(dòng)的一種最簡單的形式，可采用因果聯(lián)系法學(xué)習(xí)。復(fù)習(xí)時(shí)抓住氣溫高低→上升或下沉→密度差異→氣壓高低→大氣水平運(yùn)動(dòng)→熱力環(huán)流這條線索，分析氣溫、密度和氣壓三者關(guān)系，層層推進(jìn)、由因及果。
注意：①高低壓的理解：所謂高低氣壓是相對(duì)于同一水平面而言。在垂直方向上，由于大氣密度降低，氣壓逐漸降低。②等壓面的凸向與氣壓高低的關(guān)系：上凸為高壓，下凹為低壓。
探究點(diǎn)三 常見的熱力環(huán)流
要學(xué)會(huì)解釋生活中相關(guān)的問題、現(xiàn)象，并繪制相關(guān)的熱力環(huán)流圖。如：海陸風(fēng)、谷風(fēng)、城市風(fēng)的形成和特點(diǎn)，并能根據(jù)熱力環(huán)流的成因（受熱不均）繪制熱力環(huán)流圖。
1．谷風(fēng)：由于谷與其附近空氣之間的熱力差異而引起。白天因坡上的空氣增熱強(qiáng)烈，于是暖空氣沿坡上升，風(fēng)從谷吹向坡，這種風(fēng)稱“谷風(fēng)”；到夜晚，因坡空氣迅速冷卻，密度增大，因而沿坡下滑流入谷底，風(fēng)從坡吹向谷稱“風(fēng)”。風(fēng)和谷風(fēng)總稱為谷風(fēng)。
2．海陸風(fēng)：因海洋和陸地受熱不均勻而在海岸附近形成的一種有日變化的風(fēng)系。在基本氣流微弱時(shí)，白天風(fēng)從海上吹向陸地，夜晚風(fēng)從陸地吹向海洋。前者稱為海風(fēng)，后者稱為陸風(fēng)，合稱為海陸風(fēng)。（學(xué)生自繪示意圖）
3．城市風(fēng)：由于城市人口集中，工業(yè)發(fā)達(dá)，居民生活、工業(yè)生產(chǎn)和交通工具消耗大量的燃料，釋放出大量的人為熱量，導(dǎo)致城市氣溫高于郊區(qū)，形成“城市熱島”。當(dāng)大氣環(huán)流微弱時(shí)，市區(qū)中心空氣受熱不斷上升，四周郊區(qū)相對(duì)較冷的空氣向城區(qū)輻合補(bǔ)充，而在城市熱島中心上升的空氣又在一定高度向四周郊區(qū)輻散下沉以補(bǔ)償郊區(qū)低空的空缺，這樣就形成了一種局地環(huán)流，稱為城市熱島環(huán)流，又叫城市風(fēng)。城市上空氣流上升，在郊區(qū)下沉，近地面風(fēng)由郊區(qū)吹向城市，所以污染嚴(yán)重的企業(yè)應(yīng)布局在城市風(fēng)下沉距離以外，綠化帶應(yīng)布局在城市風(fēng)下沉距離以內(nèi)。
例2 （2008年高考廣東卷科基礎(chǔ)）下列對(duì)風(fēng)向描述正確的是
①晚上風(fēng)從海洋吹向陸地
②晚上風(fēng)從陸地吹向海洋
③如果地球不自轉(zhuǎn)，近地面，風(fēng)從兩極直接吹向赤道
④如果地球不自轉(zhuǎn)，近地面，風(fēng)從赤道直接吹向兩極
A. ①③ B. ①④ C. ②③ C. ②④
命題意圖：本題考查了對(duì)熱力環(huán)流原理的理解，只有對(duì)原理深入理解的基礎(chǔ)上才能對(duì)本題正確的作答。
解析：晚上陸地由于熱容量小，降溫快，氣溫低，氣壓較高，而海洋降溫慢，氣溫較高，氣壓低，所以風(fēng)從陸地吹向海洋，②正確；赤道地區(qū)終年高溫，氣壓低，極地地區(qū)終年寒冷，氣壓高，所以近地面風(fēng)應(yīng)由兩極向赤道吹，即使沒有地球白轉(zhuǎn)也是這樣，故③正確，選C。
答案：C
【變式訓(xùn)練】(2011屆杭州市高三第一次高考科目教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))谷風(fēng)是由于地?zé)崃υ蛐纬傻�。白天因坡上的空氣比同高度自由大氣增溫�?qiáng)烈，于是暖空氣沿坡上升，成為谷風(fēng)；夜間由于坡上輻射冷卻，使鄰近地面的空氣迅速冷卻，密度變大，因而流入谷底，成為風(fēng)。據(jù)此回答⑴—⑵題。
減弱呼吸作用，有利于植物養(yǎng)分的積累，C正確；白天的谷風(fēng)使坡面溫度升高，夜晚的風(fēng)使坡面溫度降低，故谷風(fēng)能擴(kuò)大坡面溫差，有利于作物的生長，D錯(cuò)誤。
答案：⑴B ⑵D
探究點(diǎn)四 等壓面與等壓線的空間關(guān)系
例2 (07寧夏新程卷) 右圖為美國某城市某年8月某日22時(shí)等溫線圖�；卮稷拧穷}。
⑴O、P兩點(diǎn)的溫差最大可超過
A．4℃B．3℃
C．2℃D．1℃
⑵若只考慮溫度因素，則近地面N點(diǎn)的風(fēng)向?yàn)?br />A．東北風(fēng)B．東南風(fēng)
C．西北風(fēng)D．西南風(fēng)
⑶下圖中與、P、N一線上空等壓面的剖面線相符合的示意圖為
命題意圖：本題可以驗(yàn)證本探究點(diǎn)對(duì)等壓線和等壓面的關(guān)系，只有在對(duì)二者的區(qū)別深入理解的基礎(chǔ)上才可以靈活作答。
解析：⑴第一幅圖中的O、P兩點(diǎn)的氣溫分別是：25℃<O<26℃,29℃<P <30℃。兩點(diǎn)的溫差是3℃<溫差<5℃，最大溫差超過4℃。正確選項(xiàng)是A。⑵從第二幅圖的等溫線分布狀況看出，該圖表示的是城市熱島現(xiàn)象。解題關(guān)鍵是，要將平面圖轉(zhuǎn)換成立體的熱力環(huán)流圖。P點(diǎn)位于城區(qū)，溫度高，氣壓低；N點(diǎn)位于郊區(qū)，氣溫低，氣壓高。近地面的風(fēng)應(yīng)該從N點(diǎn)吹向P點(diǎn)，加上地轉(zhuǎn)偏向力（北半球向右偏）的影響，風(fēng)向是東南風(fēng)。正確選項(xiàng)是B。⑶第二幅圖中的P點(diǎn)由于氣溫高，空氣上升，在高空形成高壓，所以等壓面向高空凸出。正確選項(xiàng)是C。
答案：⑴A ⑵B ⑶C
探究點(diǎn)五 大氣的水平運(yùn)動(dòng)
用圖表綜合法學(xué)習(xí)。風(fēng)的性質(zhì)多從風(fēng)向和風(fēng)力兩個(gè)方面進(jìn)行描述，風(fēng)又是在水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力的共同作用下形成的。在學(xué)習(xí)中要在它們之間建立聯(lián)系．并層層遞進(jìn)地認(rèn)識(shí)三個(gè)力對(duì)風(fēng)向的影響。
注意：在風(fēng)壓圖時(shí)要注意觀察水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力的方向與等壓線和風(fēng)向的關(guān)系。垂直于等壓線并由高壓指向低壓的是水平氣壓梯度力，總是與風(fēng)向垂直的是地轉(zhuǎn)偏向力(北半球向右，南半球向左)，與風(fēng)向相反的是摩擦力。
例3 (07海南新程卷) 下圖示意某一等高面。、N為等壓線，其氣壓值分別為P、PN，、N之間的氣壓梯度相同。①～⑧是只考慮水平受力，不計(jì)空氣垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，O點(diǎn)空氣運(yùn)動(dòng)的可能方向�；卮稷拧穷}。
⑴若此圖表示北半球，P＞PN，則O點(diǎn)風(fēng)向?yàn)?br />A.⑥或⑦ B.②或⑥ C.④或⑧ D.③或④
⑵若此圖表示高空等高面，P＜PN，則O點(diǎn)風(fēng)向?yàn)?br />A.③或④ B.②或⑧ C.③或⑦ D.⑥或⑦
⑶近地面，空氣作水平運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受摩擦力與地轉(zhuǎn)偏向力的合力方向
A.與空氣運(yùn)動(dòng)方向成180°角 B.與空氣運(yùn)動(dòng)方向成90°角
C.與氣壓梯度力方向成90°角 D.與氣壓梯度力方向成180°角
命題意圖：本題靈活考查了大氣水平運(yùn)動(dòng)——風(fēng)的形成原理，同時(shí)可以通過這道試題讓學(xué)生知道問題的思考需要全面，不可憑常規(guī)思維做題。如本題就涉及到了不同半球的風(fēng)向問題。
解析：⑴ P＞PN，水平氣壓力應(yīng)垂直等壓線，有高壓指向低壓，因此⑤為氣壓梯度力，北半球，受地轉(zhuǎn)偏向力影響，風(fēng)向偏右，如果是高空，風(fēng)向與等壓線平行，為⑦，近地面又受摩擦力影響，風(fēng)向與等壓線斜交，為⑥。⑵高空等高面，P＜PN，氣壓梯度力為①，高空風(fēng)向與等壓線平行，南北半球不同，受地轉(zhuǎn)偏向力不同，因此答案為③或⑦。⑶近地面空氣受水平氣壓力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力三力作用，地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力的合力應(yīng)與水平氣壓梯度力方向相反，成180°角。
答案：⑴A ⑵C ⑶C
【時(shí)作業(yè)】
一、單項(xiàng)
（2010年普通高校招生統(tǒng)一考試全國I卷）自某城市市中心向南、向北分別設(shè)若干站點(diǎn)，監(jiān)測(cè)城市氣溫的時(shí)空分布。監(jiān)測(cè)時(shí)間為8日（多云）9時(shí)到9日（晴）18時(shí)。監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖2所示。據(jù)此完成1～3題。
1．圖示的最大溫差可能是
A．4℃ B.12 C. 16℃ D. 18℃
2．監(jiān)測(cè)時(shí)段被監(jiān)測(cè)區(qū)域氣溫
A．最高值多云天高于晴天 B.白天變化晴天比多云天強(qiáng)烈
C．從正午到午夜逐漸降低 D.白天變化比夜間變化平緩
3．下列時(shí)間中熱島效應(yīng)最強(qiáng)的是
A.8日15時(shí)左右 B.8日22時(shí)左右
C.9日15時(shí)左右 D.9日18時(shí)左右
4．(2011•江蘇啟東中學(xué)質(zhì)量檢測(cè))根據(jù)圖中晝夜的陰晴情況判斷，下列敘述不正確的是( )
A．若在蘇南盛夏，甲圖中此日悶熱難當(dāng)
B．若在蘇北冬季，乙圖中此日比較暖和
C．丙圖常見于我國西北地區(qū)
D．假設(shè)四圖連續(xù)出現(xiàn)于某地的四天中，則丁圖中的那天氣溫日較差最小
5．(2010•廣州模擬)如圖所示，該地當(dāng)天的地理環(huán)境最可能出現(xiàn)( )
我國某地某日氣溫變化曲線示意圖
A．白天多云，夜間晴朗 B．大氣逆輻射較強(qiáng)
C．夜間風(fēng)力較大 D．晝最短夜最長
(2011屆臨沂市高三教學(xué)質(zhì)量階段性檢測(cè)考試)某學(xué)校地理興趣小組設(shè)計(jì)并做了如下實(shí)驗(yàn)，據(jù)此回答6～7題。
6．該實(shí)驗(yàn)的主要目的是測(cè)試
A．溫室效應(yīng) B．熱力環(huán)流 C．海陸熱力差異 D.風(fēng)的形成
7．下列地理現(xiàn)象的成因與該實(shí)驗(yàn)原理相同的是
A B C D
(2011•安徽聯(lián)考)讀合肥的城市熱島示意圖，完成8～9題。
8．熱島效應(yīng)形成了市、郊之間的熱島環(huán)流，稱為城市風(fēng)系，在近地面的風(fēng)又稱為鄉(xiāng)村風(fēng)。A地鄉(xiāng)村風(fēng)的風(fēng)向是( )
A．東南風(fēng) B．東北風(fēng)
C．西北風(fēng) D．西南風(fēng)
9．正確表示N地近地面在豎直方向上等溫面與等壓面配置的是( )
(2011•鹽城一模)圖Ⅰ示意某沿海地區(qū)海陸風(fēng)形成的熱力環(huán)流剖面圖，圖Ⅱ?yàn)樵摰貐^(qū)近地面與600米高空垂直氣壓差的分布狀況。讀圖，回答10～11題。
10．有關(guān)氣壓分布狀況的敘述，正確的是( )
A．①地氣壓低于②地
B．③地氣壓高于④地
C．近地面同一等壓面的分布高度①地比②地低
D．高空同一等壓面的分布高度④地比③地更高
11．下列說法正確的是( )
A． a的風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng) B．b為上升氣流
C．c的風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng) D．d為上升氣流
(原創(chuàng)題)下圖是沿某條經(jīng)線繪制的我國某區(qū)域近地面等壓面分布變化圖，讀圖完成12～13題。
12．此刻①②③三地天氣敘述正確的是
A．①地可能是晴天，②地可能是陰天
B.①地是陰天，②③地可能是晴天
C．①③地可能是陰天，②地可能是晴天
D.①②地陰天，③地是晴天
13．①②③處地貌和植被狀況可能是
A．①是冬天的湖泊 B.②是夏天的盆地
C．②是冬天的湖泊 D.③是夏天的荒漠
14.以下四幅圖中,為南半球高空氣流的是(單位.百帕)
15.(2011•杭州模擬)圖示曲線為等壓線，且c<d，下列說法正確的是( )
①如僅考慮氣壓影響，圖中各點(diǎn)氣溫最低的是d點(diǎn)
②b、d之間有一低壓槽
③b、d的相對(duì)氣壓大于a、b的相對(duì)氣壓
④b、d位于高壓脊上
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①②④
二、綜合題
16． （2010年普通高校招生統(tǒng)一考試天津卷）結(jié)合圖材料，回答問題。
隨著礦物能的大量消耗，大氣中二氧化碳不斷增多，充分利用太陽能，降低二氧化碳排放，是工農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要途徑。
（1）二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳增多，是如何加強(qiáng)大氣“溫室效應(yīng)”的？（6分）
利用“溫室效應(yīng)”原理，我國北方地區(qū)冬季采用大棚技術(shù)種植蔬菜、花卉等作物。
（2）參考圖甲 ，分別說明大棚技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生光、熱、水條的有利影響。（9分）
（3）北京正在建設(shè)大型太陽能發(fā)電站（見圖乙）。在北京布局大型太陽能發(fā)電站的社會(huì)經(jīng)濟(jì)區(qū)位條有哪些？請(qǐng)列舉三項(xiàng)。（9分）
17．(2011•佛調(diào)研)熱力環(huán)流是大氣運(yùn)動(dòng)最簡單的形式，認(rèn)識(shí)其形成原理是掌握其他大氣運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，某教師為使學(xué)生更加直觀、深刻地理解熱力環(huán)流的形成，進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告，完成下列問題。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)用材：一小堆紙、火柴、鐵板。
實(shí)驗(yàn)步驟：(1)在室外安全、無風(fēng)的地方，放置一塊鐵板，在鐵板上放置一小堆紙，并用火柴點(diǎn)燃。
(2)注意觀察紙片和灰燼顯示出的空氣流動(dòng)路線。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紙片和灰燼從火堆上升，在空中流向四周，再從四周下沉，然后又進(jìn)入火堆。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：通過本實(shí)驗(yàn)，可以證明由于地面的冷熱不均而形成了空氣的環(huán)流運(yùn)動(dòng)，即熱力環(huán)流。
(1)在下面圖中用線條和箭頭畫出該實(shí)驗(yàn)中的紙片和灰燼的運(yùn)動(dòng)過程。
由此總結(jié)出的熱力環(huán)流形成過程是熱量差→________→同一水平面上的________→大氣________→熱力環(huán)流。
(2)若下圖中的虛線表示不同高度上紙屑點(diǎn)燃前的等壓面，則用實(shí)線表示出紙屑點(diǎn)燃后的變化。(6分)
由此得出氣壓高低與等壓面彎曲之間的關(guān)系規(guī)律是：低壓處等壓面________彎曲，高壓處等壓面________彎曲。
(3)上圖中紙屑點(diǎn)燃后一段時(shí)間，A、B、C、D四處中，氣壓由大到小的順序是________。由此可總結(jié)出不同海拔高度上氣壓分布的規(guī)律是______________。
(4)在我們的生活中，有許多現(xiàn)象都利用了熱力環(huán)流原理，能說出一個(gè)生活實(shí)例嗎？
18．讀北半球某地面水平氣壓分布圖，回答問題。
(1)若該地氣壓只受溫度影響，則A、B、C中地面溫度最高的是________。
(2)右圖為沿AB作的剖面圖，完成AB間的熱力環(huán)流示意圖。
氣壓值PA、PB、PA′、PB′的大小順序是________，氣溫值TA、TB、TA′、TB′的大小順序是________。
(3)下列圖中能正確表示AB高空等壓面狀況的示意圖是( )
(4)在圖中甲處畫出風(fēng)向及其所受的力。
參考答案與試題詳細(xì)解析
和。丙圖中白天和夜晚都是晴朗天氣，晝夜溫差大，常見于我國西北地區(qū)。丁圖中白天氣溫低，夜晚氣溫高，氣溫日較差最小。
14.C 高空氣流受水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力兩種力的作用，最終風(fēng)向與等壓線平行；還要考慮南半球地轉(zhuǎn)偏向力的方向向左，所以C符合題意。
15. B 近地面氣壓低，氣溫高。在高壓中心附近有高壓脊出現(xiàn)；在低壓中心附近有低壓槽的出現(xiàn)。
16.解析：（1）二氧化碳主要是吸收紅外線長波輻射，玻璃溫室能透過短波輻射，阻擋長波輻射。
（2）本題難度不大，可以結(jié)合農(nóng)業(yè)區(qū)位的知識(shí)進(jìn)行分析。
（3）注間北京，做為首都所在地，市場(chǎng)對(duì)能的需求量大，而且環(huán)保要求高，且太陽能發(fā)電技術(shù)要求高，北京具有較高的科技力量。
答案：（1）更多地吸收了地面長波輻射，提高了大氣溫度；增加了大氣逆輻射，補(bǔ)償了地面損失的熱量。
(2)畫圖如下所示
向下 向上
(3)B>A>D>C 海拔越高，氣壓越低；近地面與相應(yīng)高空氣壓“高”、“低”相反
(4)房間內(nèi)的暖氣裝在下部，空調(diào)冷風(fēng)口裝在上部。
18.【解析】第(1)題，根據(jù)熱力環(huán)流中上升氣流形成的原理可知，地面溫度越高，近地面空氣膨脹上升越多，近地面氣壓越低。第(2)題，熱力環(huán)流的形成根據(jù)所學(xué)知識(shí)可確定。A、B、A′、B′氣壓大小的判定，A、B大小明確，其對(duì)應(yīng)高空的A′、B′相反，且越向高空氣壓越低，即高空的氣壓低于近地面。氣溫判斷時(shí)注意高空氣溫比近地面氣溫要低，而高空兩處大小與近地面兩處大小一致。第(3)題，高空等壓面彎曲狀況與地面相反。第(4)題，根據(jù)風(fēng)向判斷步驟及各個(gè)力的特點(diǎn)繪制。
【答案】(1) B
(2)逆時(shí)針方向畫箭頭 PA＞PB＞PB′＞PA′(或PA′＜PB′＜PB＜PA ) TB＞TA＞TB′＞TA′(或TA′＜TB′＜TA＜TB)
(3)B (4)
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