第7讲 热力环流与大气水平运动\n必备知识—基础落实关键能力—能力突破\n必备知识—基础落实\n一、大气热力环流1．概念：由于地面________而形成的空气环流，它是大气运动的最_____形式。2．形成过程(1)地面受热均匀冷热不均简单下沉低高\n等压面是空间中气压________的各点所组成的面，单位为百帕(hPa)。假如下图等压差是10hPa，请你在图中括号内填出该等压面的气压值。相等1000\n膨胀收缩\n②气压差异减小低增大高增大高减小低\n请你在下图圆圈处标注出气压的高低。可以看出：等压面凸起的地方为____气压区，等压面下凹的地方为____气压区；近地面与高空等压面凸出方向______。高低相反\nB、CAAB、C高低\n【易误辨析】大气运动都是从高压区流向低压区吗？为什么？提示：不是。大气运动包括垂直运动和水平运动。水平运动即风，总是从高压区流向低压区，垂直运动是由热力原因或动力因素引起的，所以大气运动不一定都是从高压区流向低压区。\n二、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。高气压低气压水平气压梯度力\n3．高空中的风和近地面的风比较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\n【思维点拨】(1)近地面摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角愈大；反之，夹角愈小。(2)风向与半球位置及气压分布有密切关系。无论高空还是近地面，风的来向为高压一侧的方向；风向向右偏的处于北半球，向左偏的处于南半球。\n三、大气运动与降水1．降水：指空气中的水汽_____并降落到地表的现象。包括垂直降水如雨、雪、雹和水平降水如雾、露、霜。2．降水的形成过程：空气上升→气温______→水汽_______→云滴→云滴增大→降水。冷凝下降凝结\n3．降雨的类型①：_____雨，②：_____雨，③：______雨，④：______雨。对流地形锋面气旋\n4．近地面高、低气压与降水的关系(1)低压：空气________，气温________，水汽容易________形成降水。(2)高压：空气______，气温______，水汽不易______，多晴天。上升降低凝结下沉升高凝结\n【易误辨析】空气上升是否一定带来降水？提示：空气上升不一定带来降水，但是降水多与气流上升有关。大气降水是富含水蒸气的热空气在上升过程中温度逐渐降低，空气中有足够的凝结核，温度较低的水蒸气凝结成小水滴。\n关键能力—能力突破\n关键能力一 说明热力环流原理并解释相关现象典题精研[典例1][2019·海南卷，19～20]山谷风是山区昼夜间风向发生反向转变的风系。白天太阳辐射导致山坡上的空气增温强烈，暖空气沿坡面上升，形成谷风；反之，则形成山风。祁连气象站位于祁连山中段的山谷中，山谷风环流较为强盛。下图示意2006年8月24日该气象站记录的山谷风风向、风速的变化。据此完成(1)～(2)题。\n(1)祁连气象站所在地谷风的风向是()A．偏南风B．偏东风C．偏北风D．偏西风(2)祁连气象站所处山谷段的大致走向及地形特征是()A．南北走向，西高东低B．东西走向，北高南低C．南北走向，东高西低D．东西走向，南高北低CD\n[图解思路]\n[感悟核心素养]区域认知以我国祁连山中段气象站山谷风为背景材料，考查山谷风的风向和祁连山气象站山谷的走向及地形特征，从区域认知上，我国祁连山中段气象站深居内陆，气象站所在地谷风为偏北风，山谷走向为东西走向综合思维结合祁连山中段气象站的风向、风速的记录，运用综合思维分析山谷风风向及山谷地形特征\n知能升华1.热力环流形成原理理论依据：大气的热胀冷缩。(1)一个过程地面冷热不均→大气垂直运动→水平气压梯度力→大气水平运动。\n需要注意：①水平方向的气压梯度产生于大气在垂直方向的上升及下沉运动，大气在水平方向的运动(即风)是其结果。②受重力作用，垂直方向上，近地面的气压永远高于高空。热力环流中气压的高低，是同一水平面的比较。同一水平面由气压高低差异所形成的力，即水平气压梯度力。(2)两个方向垂直方向与冷热差异有关，受热上升，遇冷下沉水平方向与气压差异有关，从高气压流向低气压\n(3)三个关系①温差关系：近地面两地有气温差。②风压关系：水平方向上，风总是从高气压吹向低气压。③等压面的凹凸关系a．气温高的地方：近地面下凹、高空上凸。b．气温低的地方：近地面上凸、高空下凹。\n2．常见的热力环流形式(1)海陆风影响：使滨海地区气温日较差减小，降水增多。\n(2)山谷风影响：在山谷和盆地常因夜间的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染。\n(3)城市风影响：一般将绿化带布局在气流下沉处或下沉距离以内，将卫星城或污染较重的工厂布局在气流下沉距离之外。\n(4)沙漠和森林之间的热力环流①白天，沙漠增温快，温度高，形成低气压；森林增温慢，温度低，形成高气压；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，形成高气压；森林降温慢，温度高，形成低气压；夜晚在近地面大气由沙漠吹向森林。(如图b)\n3．等压面图的判读(17类基础图像专项突破❹)(1)判断气压的高低①气压的垂直递减规律。由于大气密度随高度增加而降低，在垂直方向上随着高度增加气压降低，如下图，在空气柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在L2中，PB>PB′，PC′>PC。②同一等压面上的各点气压相等。如上图中PD′＝PC′、PA′＝PB′。综上分析可知：PB>PA>PD>PC。\n(2)判读等压面的凸凹等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”。另外，近地面与高空等压面凸起方向相反。\n(3)判断下垫面的性质①判断陆地与海洋(湖泊)：夏季，近地面等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。冬季，近地面等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。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：近地面等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。(4)判断近地面天气和气温日较差近地面等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小；近地面等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大。\n题组精练读城市中心与郊区垂直方向上的气压分布图(图1)及城郊间高空等压面示意图(图2)，完成1～2题。\n1．根据热力环流的原理，城郊之间正确的环流方向是()A．E→F→H→G→EB．G→E→F→H→GC．G→E→H→F→GD．G→H→F→E→G2．下列关于城区与郊区大气状况的叙述，正确的是()A．EF代表城区气压垂直变化规律B．各点间的热力环流，昼夜方向相反C．甲处位于郊区高空，气流下沉D．乙、丙间气流流动方向如箭头所示DC\n解析：第1题，读图可知，G、E位于近地面，且气压E>G，而郊区相对于城区气温较低，气压较高，故E为郊区，G为城区，因此近地面空气从E流向G；F为郊区的上空，气压较低，H为城区的上空，气压较高，所以高空气流从H流向F。垂直方向上，城区近地面空气上升，空气由G流向H；郊区空气下沉，空气从F流向E，由此判断热力环流的方向为G→H→F→E→G，D正确，故选D。第2题，由上题分析可知，近地面城区的温度高于郊区，所以城区近地面形成低气压，而图中E处的气压较高，对应的为郊区，EF代表郊区气压垂直变化规律，A错误；无论昼夜，近地面温度都是城区大于郊区，因此热力环流的方向没有昼夜的变化，B错误；由图中甲地等压面向下弯曲，丙处等压面向上拱起可知，甲处气压小于丙处气压，而郊区空气下沉，高空为低气压，所以甲处为郊区的高空，气流下沉，C正确；乙、丙之间的气流应该由高气压流向低气压，不会沿等压面流动，D错误。\n[2021·全国甲卷，7～8]增加屋顶的太阳辐射反射率可以减小建筑物增温幅度，降低城市气温，从而在一定程度上缓解城市热岛效应。据此完成3～4题。3．下列功能区中，安装高反射率屋顶对城市热环境影响最大的是()A．高密度居住区B．文教区C．低密度居住区D．工业区4．安装高反射率屋顶对降低城市气温最明显的是夏季()A．冷锋过境日B．低压控制期C．暖锋过境日D．高压控制期AD\n解析：第3题，根据题干，“增加屋顶的太阳辐射反射率可以减小建筑物增温幅度，降低城市气温，缓解城市热岛效应”，屋顶面积越大，反射率越高，与文教区、低密度居住区和工业区相比，高密度居住区住房多，安装高反射率屋顶能最大限度减小建筑物增温幅度，降低城市气温，缓解城市热岛效应，对城市热环境影响最大。B、C、D错误，A正确。故选A。第4题，根据题意，安装高反射率屋顶对降低城市气温最明显的时间是气温最高、反射率最强的时候，冷锋、暖锋和低压过境时，多阴雨天气，气温较低，反射率较低，高压控制期，天气晴朗，气温较高，反射率高，对城市气温降低最明显，A、B、C错误，D正确。故选D。\n关键能力二 等压线图的判读(17类基础图像专项突破❺)典题精研[典例2]读图，回答下题。在上图所示的时段内，风向由东南变为东北的城市是()A．台北B．上海C．首尔D．北京答案：D\n[图解思路]\n[感悟核心素养]区域认知图示为东亚地区等压线分布图，在区域认知上，明确图示两个时刻台北、上海、首尔、北京四地的气压分布状况综合思维结合图示气压分布状况及等压线图上判断风向的方法，运用综合思维进行分析，确定在图示时段内，风向由东南变为东北的城市\n知能升华(一)风向的表示方法和风向的判读1．风向表示方法\n2．根据等压线判断风向第一步，画水平气压梯度力的方向。读等压线图，判断气压高低，并按垂直于等压线(即垂直于该点等压线的切线)，由高压指向低压的原理画出水平气压梯度力(一般用虚线表示)。第二步，确定是南半球还是北半球，根据北半球向右偏，南半球向左偏，画出偏转方向(用实线箭头表示)。如果是近地面的风，偏转角度为30°～45°(因为近地面的风受三个力的作用，最终风向与等压线有一定的角度)；如果是高空的风，则偏转90°，风向与等压线平行。如下图所示(以北半球为例)：\n\n(二)风力大小的判读1．看水平气压梯度力大小(1)同一幅等压线图上，根据等压线疏密判断：等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；等压线稀疏，水平气压梯度力小，风力小。(2)不同等压线图上，若比例尺相同，相邻两条等压线数值差越大，风力越大。如下图中B处风力大于A处。\n(3)不同等压线图上，若相邻两条等压线数值差相等，比例尺越大，风力越大。如下图中C处风力大于D处。(4)根据温差判断：一般温差越大，水平气压梯度力越大，风力越大。\n2．看距风源地远近：距风源地近，则风力大，如我国西北地区距冬季风源地近，冬季风力大。3．看摩擦力大小(1)平原、高原地面平坦开阔，阻挡作用弱，风力大，如内蒙古高原；风由陆地吹向海面或湖面，摩擦力变小，风力变大。\n(2)摩擦力随海拔变化原理分析图示随着海拔升高，空气运动所受的摩擦力变小，故风速增大，风向受地转偏向力影响增大，北半球风向逐渐向右偏转(如右图)，南半球逐渐向左偏转\n4.看植被多少：植被茂密，阻力大，风力小；植被稀疏，阻力小，风力大。5．看地形因素：地形(河谷、山谷)延伸方向与盛行风向基本一致，受狭管效应影响，风力大。原理如下所示：\n题组精练下图为南半球某地某日海平面等压线分布示意图。读图完成1～2题。1．图中从甲地到乙地的气流方向，正确的是()A．①B．③C．②D．④2．图中a、b、c、d四点中风力最小的是()A．aB．bC．cD．dBA\n解析：第1题，近地面的风在水平气压梯度力、摩擦力、地转偏向力的共同作用下，最终风向和等压线斜交，由高压吹向低压，北半球向右偏，南半球向左偏。图示区域为南半球，甲为高压中心，乙为低压中心，图中①②③④四条线箭头示意从甲地到乙地的气流方向。从甲地到乙地气流的运动方向，是从高压流向低压，受地转偏向力的影响一直向左偏，图中③线路的运行方向是符合条件的，故B正确；而①线路前半段向右偏，后半段没有偏转，故A错误；②线路的后半段向右偏，故C错误；④线路一直没有偏转，故D错误。第2题，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力越大，等压线越稀疏，水平气压梯度力越小，风力越小。读图可知，a处等压线最稀疏，故a处风力最小，故A正确，B、C、D错误。\n读某地风速、风向随海拔变化而变化的状况示意图，完成3～5题。3．随海拔的升高()A．风速增大加快，风向偏转幅度加大B．风速增大加快，风向偏转幅度减小C．风速增大变慢，风向偏转幅度减小D．风速增大变慢，风向偏转幅度加大4．该图所示地点位于()A．南半球B．北半球C．赤道地区D．无法判断5．引起风速、风向随海拔变化而变化的根本原因是()A．地转偏向力随海拔的升高而变大B．地面摩擦力随海拔的升高而变小C．水平气压梯度力随海拔的升高而变大D．大气温度随海拔的升高而变低DBB\n解析：第3题，图中箭头的指向代表风向，箭头的长短代表风力的大小。由图可知，近地面风箭头的长短变化大，随高度增加，箭头的长短变化减小，所以随高度增加风速增大变慢；根据风向与等压线的关系：近地面风的风向与等压线斜交，高空中的风向与等压线平行，所以随高度增加，风向偏转幅度加大。故D正确。第4题，水平气压梯度力是形成风的直接原因，总是与等压线垂直，而且由高压指向低压，风总是由高压吹向低压，北半球向右偏，南半球向左偏，高空中的风向与等压线基本平行，由近地面与高空的风向可知，风向右偏，为北半球，故B正确。第5题，随着海拔高度的增加，地面摩擦力逐渐变小，而空气之间的摩擦力很小，可以忽略不计，因而风向、风速发生改变，故B正确。海拔高度不影响地转偏向力大小，地转偏向力随纬度升高而增加；水平气压梯度力大小由水平气压差决定，受海拔高度、大气温度影响不大，故A、C、D错误。
