第2课时 热力环流与大气的水平运动
【考试标准】
一、热力环流形成的原理
1．大气运动的根本原因：①太阳辐射在地表的差异分布，造成不同地区气温不同，导致水平方向上的②气压差异，从而引起大气运动。
2．热力环流的形成原理：地区间③冷热不均→空气垂直运动→同一水平面④气压差异→大气的水平运动。
3．近地面温压关系：近地面，气温高——气压⑤低；气温低——气压⑥高。
4．气流与气压的关系：垂直方向上上升气流对应的地面为低压，高空为高压，下沉气流对应的地面为高压，高空为低压。水平方向上气流总是由高压流向低压。
二、大气的水平运动
1．水平气压梯度力：是使大气产生水平运动的⑦原动力，是形成风的直接原因，大小与气压梯度成正比，方向⑧垂直于等压线，由⑨高压区指向⑩低压区。
2．地转偏向力：地转偏向力的方向与物体的运动方向⑪垂直，背风而立北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏转。
3．摩擦力：地面摩擦力的方向与风向⑫相反，大小与距离地面高度成⑬反比，高空可忽略不计。
4．风向：高空风在⑭水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下，风向与等压线⑮平行。近地面风的风向与等压线⑯斜交，摩擦力越大，夹角越大。
一、热力环流形成的原理(必考c)
歌曲《军港之夜》的歌词“军港的夜啊，静悄悄……海风你轻轻地吹……”从热力环流的角度分析上面的歌词是否妥当？
提示：不妥当。在滨海的海港地区，夜晚时陆地降温快，温度较低，形成高压，而海洋相反，形成低压，空气在水平方向上从高压流向低压，形成陆风，所以歌词中的“海风你轻轻地吹”不妥，应为“陆风你轻轻地吹”。
[探究归纳]
热力环流的形成原理及常见形式
1．热力环流的形成原理
2．热力环流的几种常见形式
热力环流是一种简单的大气运动形式。海陆热力性质的差异，山谷、山坡的受热不均，人类活动等都可能导致热力环流的形成。
具体分析如下：
(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市风
市区与郊区之间的热力环流
城市风环流则是由于城市“热岛效应”(城市工业、居民、交通等释放大量的人为热)，使得城市温度比郊区温度高，从而形成的高空大气由城市吹向郊区，近地面大气由郊区吹向城市的环流。
城市规划时，为减轻城市大气污染，将污染严重的工业企业布置在城市风的下沉距离之外，避免大气污染物从近地面流向城市；将卫星城建在城市风环流之外，避免相互污染。
[学以致用]
读下图，回答(1)～(2)题。
(1)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>D
C．热力环流是大气运动最复杂的形式
D．气压：D>A>B>C
(2)如果此图表示的是“山谷风示意图”，那么上升气流③表示的可能是( )
①白天的谷地 ②白天的山坡 ③夜晚的谷地 ④夜晚的山坡
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
解析 第(1)题，A处空气冷却收缩下沉，近地面形成高压；B处空气受热上升形成低压。因此，就气压而言，应是A>B>C>D；就温度而言，应为B>A>C>D。第(2)题，在山区，白天山坡上的空气增温强烈，暖空气沿山坡上升，形成谷风；夜晚山坡上的空气因为热量散失快，温度降低幅度大，密度大而沿山坡下沉。
答案 (1)A (2) B
二、大气的水平运动(必考a、b)
在高层大气中，当风向稳定时，水平气压梯度力与地转偏向力大小、方向的关系如何？
提示：大小相等，方向相反。
[探究归纳]
风的受力状况和风向
[学以致用]
右图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N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。据此完成(1)～(2)题。
(1)若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为( )
A．⑥或⑦ B．②或⑥ C．④或⑧ D．③或④
(2)若此图表示高空等压面，PM
A．③或④ B．②或⑧
C．③或⑦ D．⑥或⑦
解析 第(1)题，若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向应考虑两种情况，近地面为⑥，高空由于忽略摩擦力的作用，向右偏转至与等压线平行，即⑦。第(2)题，高空不考虑摩擦力，所以风向应与等压线平行。由于不确定此图所在半球，所以在北半球高空应为③，在南半球高空应为⑦。
答案 (1)A (2)C
1．关于热力环流的叙述，错误的是( )
A．热的地方近地面形成低压，高空形成高压
B．热力环流是由冷热不均引起的
C．同一水平面上的气压差异是形成大气水平运动的直接原因
D．无论水平方向，还是垂直方向，空气总是从高压流向低压
解析 水平方向空气总是从高压流向低压，垂直方向上的运动是由地面受热不均引起的。
答案 D
2．下图中，不能正确表示热力环流的是( )
解析 白天陆地增温快形成低压，海洋增温慢形成高压，风从海洋吹向陆地。
答案 C
3．能用热力环流原理解释的现象是( )
A．晴朗天空呈蔚蓝色
B．山地迎风坡降水多
C．阴天时昼夜温差小
D．滨海地区的海陆风
解析 考查了热力环流的形成原理。热力环流的形成，是由于下垫面性质不均(热力性质差异)导致近地面冷热不均，进而形成热力环流。滨海地区的海陆风是由于海陆热力性质的差异，导致白天陆地气温较高，气压较低，海洋气温较低，气压较高，风从海洋吹向陆地；夜晚陆地气温较低，气压较高，海洋气温较高，气压较低，风从陆地吹向海洋。
答案 D
下图为北半球等压线图(单位：hPa)。读图并结合所学知识回答4～5题。
4．如果所示等压线位于近地面，F1、F2、F3为A处空气所受的外力的方向，则F1、F2、F3依次为( )
A．摩擦力、水平气压梯度力、地转偏向力
B．水平气压梯度力、摩擦力、地转偏向力
C．地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力
D．摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力
5．如果所示等压线位于高空，F1为气压梯度力方向，则风向是( )
A．① B．② C．③ D．④
解析 第4题，水平气压梯度力的方向应与等压线垂直，且由高压指向低压，故F1为水平气压梯度力，只有B项符合该要求，所以可以判断B项正确。第5题，高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用，风向与等压线平行，又因位于北半球，故可以判断④表示的方向正确。
答案 4.B 5.D
6．读“北半球热力环流示意图”，完成下列要求。
(1)A地气温比B、C两地________，气压比B、C两地____________。D、E、F中，属高压区的是________。
(2)用“→”画出高、低空大气水平运动方向，以正确表示热力环流。
(3)图中M、N两地实际风向分别为________和________。
(4)热力环流是指由于________________而形成的空气环流，它是大气运动的一种________的形式。
(5)从以上可看出，大气水平运动产生的根本原因是______________，直接原因是______________。
答案 (1)高 低 E
(2)略
(3)西南风 东北风
(4)地面冷热不均 最简单
(5)太阳辐射能的纬度分布不均 水平气压梯度力
教材P48活动
提示 1.补绘图略。
2．上海地区此时气温的分布规律是：从市区向郊区气温渐低。
3．如果P地位于上海，则P点的夏季盛行风向为东南风，若仅考虑本地区的气温分布和气压的关系，P点此时近地面风向应从郊区吹向城市。
一、选择题
读某地近地面和高空四点气压图(单位：hPa)，回答1～2题。
1．若近地面和高空四点构成热力环流，则流动方向为( )
A．P→O→M→N→P B．O→P→M→N→O
C．M→N→P→O→M D．N→M→O→P→N
2．在城市与郊区的热力环流中，能表示城市近地面的点是( )
A．M B．N C．O D．P
解析 第1题，根据图中的海拔可以判断出O、P两点位于近地面；M、N两点位于高空；结合图中的气压高低可以判断出在近地面O为高压，P为低压，风由O吹向P；在高空M为高压，N为低压，风由M吹向N。第2题，在城市与郊区的热力环流中，城市近地面气温高、气压低，应为图中的P点。
答案 1.B 2.D
3．下列最符合大城市中心与郊区高空等压面示意图的是( )
A．① B．② C．③ D．④
解析 本题主要考查热力环流的有关知识。城市人口密集、工厂及车辆排热、居民生活用能的释放、城市建筑结构及下垫面特性的综合影响等，使得城区温度远高于郊区，形成热岛效应。热力环流形势图，如下图所示：
等压线分布状况，如下图所示：
答案 C
4．读某海防战士放哨图，指出其中画得正确的一幅( )
解析 海陆之间由于热力性质的差异形成海陆风。白天，地表受太阳辐射而增温，由于陆地土壤热容量比海水热容量小得多，陆地升温比海洋快得多，因此陆地上的气温显著地比附近海洋上的气温高。陆地上空气因受热膨胀上升，近地面形成低压中心，风从海洋流向陆地；晚上情况相反。
答案 A
(2016·浙江杭州高级中学高二期末)某校地理兴趣小组于夏季的一天对当地一个山谷进行野外考察。他们根据考察资料绘制了等压面和等温面示意图，箭头表示空气流动方向，教师发现他们已绘制的①②③④信息中，只有一项是正确的。读图完成5～6题。
5．若图中③信息是正确的，则他们进行测量的时间最可能是( )
A．8：30～9：30 B．11：00～12：00
C．14：00～15：00 D．22：00～23：00
6．甲、乙、丙、丁四点中，夜雨最多的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
解析 第5题，考查热力环流相关知识。依据图示信息，若图中③信息是正确的，则谷地气温高，只有出现在夜晚时段，所以D选项正确。第6题，考查热力环流相关知识。依据图示信息可知，夜雨一般出现在谷地，气流上升处会形成降水，所以A选项正确。
答案 5.D 6.A
下图为太阳墙工作原理示意图，读图完成7～8题。
7．太阳墙全新空调系统核心组件是太阳墙板，图示太阳墙涉及的地理原理是( )
A．风从高气压吹向低气压 B．气流辐合上升
C．热力环流 D．大气环流
8．图示气流的动力主要来自于( )
A．气压梯度力 B．太阳辐射
C．风能 D．地转偏向力
解析 第7题，室内、室外存在气温差异，这样会导致空气的垂直运动，进而导致空气的水平运动，即形成热力环流。第8题，热力环流形成的根本原因是太阳辐射量存在空间差异。
答案 7.C 8.B
读图，完成下题。
9．图中A、B两点的风向分别是( )
A．西南风 西北风 B．东南风 西南风
C．东北风 东南风 D．西北风 西南风
解析 因图示区域为北半球，依据气压分布状况，画出A、B两点的水平气压梯度力，让风向向右偏转30°~45°即 可得到A、B两点的风向。
答案 A
大气是人类生存的必要条件，大气每时每刻都处在不停的运动和变化之中。根据所学知识回答10～11题。
10．关于热力环流的叙述，正确的是( )
A．热力环流中气温越低的地方，气压一定越高
B．近地面气温高，空气作上升运动，气压较低
C．近地面大气气温低的地方，高空的等压面向上拱起
D．热力环流是大气运动最复杂的形式
11．下图能正确反映北半球近地面和高空等压线与风向关系的是( )
解析 第10题，在热力环流中，近地面气温高的地方，空气受热较多，因此会膨胀上升，导致近地面气压较低，该处的近地面等压面向下弯曲，高空则向上拱起；热力环流是大气运动最简单的形式。第11题，在同一平面上，水平气压梯度力总是由高压指向低压；在北半球，地转偏向力垂直于物体的运动方向向右偏；高空的大气稀薄，摩擦力可以忽略不计近地面风向与等压线成一夹角，且右偏；高空的风向与等压线平行。
答案 10.B 11.A
读“北半球某区域等压线分布图”，回答12～13题。
12．图中①、②、③、④四个箭头中正确表示风向的是( )
A．① B．② C．③ D．④
13．图中①、②、③、④四处风力最大的是( )
A．① B．② C．③ D．④
解析 第12题，图示区域位于北半球，风向应右偏，水平气压梯度力由高压指向低压，故③正确。第13题，同一幅等压线图上，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力越大。
答案 12.C 13.C
等压线是某一水平面上气压相同各点的连线。根据下图回答14～15题。
14．下列四幅等压线图中，P点所在位置风力最大的是( )
15．B图(北半球)中P地的风向为( )
A．东北风 B．东南风 C．西南风 D．西北风
解析 第14题，由图可知，四幅图的比例尺大小相等。而两点间水平气压梯度越大则风力越大，在比例尺及气压差相同的情况下，等压线越密则风力越大，结合四幅图中P点所在气压差及等压线的疏密即可判断。第15题，根据气压值，可判断P地水平气压梯度力的指向，再根据北半球地转偏向力向右偏，可判断风向。
答案 14.C 15.A
二、非选择题
16．下图是某地高空等高面与等压面关系示意图。读图，完成下列问题。
(1)A、B两地受热的是________，该地空气________；冷却的是________，该地空气________。
(2)图中①～⑤点，气压最高的是________，气压最低的是________。
(3)用“→”完成图中热力环流。
(4)若该热力环流发生于城区与郊区之间，则A、B中代表城区的是________，说明判断的依据。
答案 (1)B 上升 A 下沉 (2)④ ⑤ (3)画图略。(近地面由A流向B，高空由B地的高空流向A地的高空；垂直方向是A地下沉，B地上升)
(4)B B处空气上升，气温高，为城区。
17. 读图，完成下列问题。
。
(1)图中箭头V表示A点空气匀速运动方向，此图是________(南、北)半球气压分布图。
(2)F1是________力，与等压线________，且由________气压区指向________气压区。
(3)F2是________力，与风向V________。
(4)F3是________力，与风向V________。
(5)A处与C处相比，风力较大的是________。
(6)画出B、C两点风向。
解析 本题主要考查了近地面风的三个作用力。水平气压梯度力始终垂直于等压线，并由高压区指向低压区。地转偏向力始终垂直于风向，北半球向右偏，南半球向左偏。摩擦力始终与风向方向相反。风力大小与等压距和等压线的疏密有关。等压距越大，等压线越密，风力越大。解答本题的关键是对形成风的三个力的大小、方向及作用的理解。
答案 (1)南 (2)水平气压梯度 垂直 高 低
(3)地转偏向 垂直
(4)摩擦 方向相反
(5)C
(6)略
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