第一第一节冷冷热不均引起大气运不均引起大气运动目标导航预习导引1.运用图表说明大气的受热过程。2.绘制简单示意图,说明热力环流的形成过程,能够运用原理解释自然界中的热力环流现象。3.运用图示解释风的形成。一、大气的受热过程1.大气的热源。太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源;地面是近地面大气主要、直接的热源。2.受热过程。(1)A太阳辐射能在穿过大气层时,部分被大气吸收或反射,大部分到达地面。(2)地面吸收A太阳辐射能而增温,同时又以B长波辐射的形式向大气传递热量,使大气增温。(3)大气在增温的同时,将部分热量以C大气逆辐射的形式返还给地面,对地面起保温作用。目标导航预习导引目标导航预习导引3.意义。影响着大气的热状况、温度分布和变化,制约着大气的运动状态。图表导读月球表面和地球表面受热过程比较(教材图2.2)读图时应把握:(1)有大气的地球,白天由于大气对太阳辐射的削弱作用,地面温度上升不高;夜间由于大气对地面的保温作用,温度不太低,地表温度变化比较和缓。(2)没有大气的月球,白天太阳辐射几乎全部到达月面,月面温度迅速升高;夜晚月面热量散失很快,昼夜温度变化剧烈。目标导航预习导引二、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,造成高低纬度间的热量差异。2.热力环流。(1)概念:由地面冷热不均而形成的空气环流。(2)形成过程:冷热不均空气上升和下降运动同一水平面上产生气压差异空气水平运动形成热力环流。图表导读热力环流的形成(教材图2.3)读图时应把握:(1)地面冷热状况与空气上升或下降运动及近地面气压高低的关系。(2)近地面气压高低与高空气压高低的关系。(3)水平气流与气压高低的关系。(4)等压面的弯曲状况与气压高低的关系。目标导航预习导引三、大气的水平运动1.形成风的三种作用力。目标导航预习导引2.风向。(1)若只受A作用,风向垂直于等压线,由高气压区指向低气压区。(2)若只受A和C的作用,风向最终与等压线平行,这种情况一般出现在高空(填“高空”或“近地面”)。(3)A、B、C三力共同作用,风向与等压线之间成一夹角,这种情况一般出现在近地面(填“高空”或“近地面”)。为什么台风在登陆后风力迅速减弱,而在海上变化不明显?点拨:陆地上摩擦力远大于海面,台风登陆后,摩擦力增大,使风速迅速降低。知识点一知识点二大气的受热和保温过程大气的受热和保温过程可分为三个阶段,如图所示:知识点一知识点二(1)“太阳暖大地”:太阳辐射能是地球最主要的能量来源。太阳辐射在穿过大气层时,大气对太阳辐射起削弱作用,小部分能量被吸收(臭氧和氧原子吸收绝大部分波长较短的紫外线,水汽和二氧化碳吸收一部分波长较长的红外线)和反射(云层和大颗粒尘埃反射作用较强),大部分透过大气射到地面,地面因吸收太阳辐射能而增温。(2)“大地暖大气”:地面增温的同时向外辐射热量。相对于太阳短波辐射,地面辐射是长波辐射,除少数透过大气射向宇宙空间外,绝大部分被近地面大气中的水汽、二氧化碳等吸收,使大气增温。(3)“大气还大地”:大气在增温的同时,也向外辐射热量,既向上辐射,也向下辐射,其中大部分射向地面,称为大气逆辐射。大气逆辐射把热量还给地面,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。知识点一知识点二【例题1】大气中二氧化碳含量增多导致全球气候变化,已成为全球关注的热点问题。下图为“地球热量平衡示意图”。读图,完成下列各题。知识点一知识点二(1)图示代表地面辐射的是()A. B.C.D.(2)二氧化碳含量增多,导致大气对地面保温作用增强。下列数码所示环节与大气保温作用直接相关的是()A. B.C.D.解析:依据图示,为大气吸收的太阳辐射,为到达地面的太阳辐射,为地面辐射,为大气逆辐射。大气通过大气逆辐射对地面起保温作用。答案:(1)B(2)C知识点一知识点二拓展延伸大气的削弱和保温作用实例(1)夏季多云的白天比晴朗的白天气温低云层反射作用强,削弱了到达地面的太阳辐射。(2)多云的夜晚比晴朗的夜晚气温高夜晚多云,大气逆辐射强,可以减少地面热量的损失。(3)人造烟幕防霜冻增加了大气中二氧化碳和水汽含量,增强了大气逆辐射。(4)塑料大棚、玻璃温室太阳短波辐射可以透射进入,而地面长波辐射却不能穿过玻璃、薄膜而散失,与大气的保温作用类似,并且温室、大棚中水汽含量往往较大。知识点一知识点二热力环流的形成过程及等压面图的判读1.热力环流的形成热力环流是由于地面冷热不均而形成的一种环流形式,结合“等压面示意图”对其形成过程分析如下:知识点一知识点二可简单归纳为:近地面冷热不均气流的垂直运动(上升或下沉)近地面和高空在水平面上气压差异大气的水平运动形成热力环流。知识点一知识点二2.等压面图的判读与应用(1)概念。等压面是空间气压相等的各点所组成的面,常用来表示同一水平面上不同区域的气压状况及差异。(2)分布规律和特点。气压的垂直递减规律。大气密度随高度增加而降低,导致同一地点气压在垂直方向上随高度增加而降低。近地面与高空等压面凹凸方向相反。知识点一知识点二等压面的凹凸与气压高低的关系。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,即等压面凸向高空的为高压,下凹的为低压,可形象记忆为“高凸低凹”。(具体如下图所示)注:高压、低压是相对于同一水平面而言的。知识点一知识点二(3)综合应用。以等压面为背景,结合气压的分布规律,等压面有以下主要用途。判断气压高低。A.比较同一地点不同高度的气压值。判读依据:由近地面向高空,气压值递减。如图中PAPaPc,PBPdPb。B.比较同一水平面上不同点的气压值。判读依据:.等压面高凸低凹,如PaPb。.近地面与高空气压相反,例如,判断近地面的气温高低。判读依据:近地面温压相反。例如,Pa高PA低TA高(A地热,B地冷)。判断下垫面性质。A.判断陆地与海洋、季节或月份。判读依据:夏季热,陆地比海洋更热,成低压;冬季冷,陆地比海洋更冷,成高压。例如,若上图为北半球7月份图北半球为夏季近地面低压的为陆地。Pa高PA低A为陆地,B为海洋;若上图B为陆地,则Pb低PB高TB低陆地冷,为冬季北半球1月份。B.判断城区与郊区。判读依据:城区是“热岛”,气温高的为城区。例如,Pa高PA低TA高(热)A为城市C.判断绿地与裸地。判读依据:绿地同海洋,裸地同陆地。知识点一知识点二【例题2】右图是“等高面与等压面关系示意图”。读图,完成下列各题。(1)图中点,气压最高的是,气压最低的是。(2)A、B两地受热的是地,空气;冷却的是地,空气。(3)用“”画出图中的热力环流。(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,说明判断依据。(5)若图中A处为海洋,B处为陆地,则该热力环流出现在(填“白天”或“夜间”)。知识点一知识点二知识点一知识点二解析:依据“同一地点海拔越高,气压越低”及图示等压面可知,的气压高低为=,故地为低压,其对应的近地面A为高压,空气冷却下沉;地为高压,其对应的近地面B地为低压,空气受热膨胀上升。城区人为热量释放多,气温高,空气上升。A处气温低,白天海洋上空气温较低。答案:(1)(2)B膨胀上升A收缩下沉(3)(4)B城区人口集中,生产、生活、交通工具等释放出大量人为热,使城区温度高于郊区,气流上升。(5)白天知识点一知识点二拓展延伸常见的热力环流(1)海陆风。白天在太阳照射下,陆地增温快,气温比海洋高,空气膨胀上升,高空气压升高,高空空气由陆地流向海洋;近地面,陆地形成低气压,海洋上空气温低,空气下沉,形成高气压,使近地面空气由海洋流向陆地,形成海风(如图甲)。夜间,陆地降温快,气温比海洋低,空气冷却收缩,地面气压比海面高,使近地面空气由陆地吹向海洋,形成陆风(如图乙)。知识点一知识点二(2)山谷风。白天,山坡接受太阳辐射强,空气增温强烈,暖空气沿坡爬升,形成谷风(如图丙);夜间因山坡空气迅速冷却,密度增大,因而沿坡下滑,流向谷底,形成山风(如图丁)。知识点一知识点二(3)城市风。城市人口集中、工业发达,居民生活、工业生产和交通工具等消耗大量的煤、石油、天然气等燃料,释放出大量的人为热,导致城区气温高于郊区,使城市犹如一个温暖的岛屿,人们称为“城市热岛”。当大的环流微弱时,由于城市热岛的存在,空气在市区上升,在郊区下沉,下沉气流又从近地面流向城市中心,在市区和郊区之间形成了小型的热力环流(如图戊),称为城市风。图戊知识点一知识点二等压线图中风向及风力大小的判定1.风向的判定(1)画水平气压梯度力。阅读等压线,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(画成虚线)。(2)定地转偏向力。分清图示是哪个半球,面向水平气压梯度力的方向,若是南半球,风向向左偏;若是北半球,风向向右偏。(3)定偏转角度。分清是高空还是近地面的气流,若是近地面,受三个力的作用,最终风向与等压线之间有一定的角度;若是高空,风向与等压线平行。知识点一知识点二按照以上方法即可绘出风向(绘成实线箭头)。如下图所示(以北半球为例):知识点一知识点二2.风力的判读(1)风力的大小取决于水平气压梯度力的大小,因此,等压线密集单位距离间的气压差大水平气压梯度力大风力大。如下图(单位:hPa),风力:ABCD。知识点一知识点二(2)要注意不同图幅上的气压梯度和比例尺两种情况的变化。如下图(单位:hPa),风力:ABCD。知识点一知识点二【例题3】下图示意某一等高面。P1、P2、P3为等压线,P1、P2、P3之间的气压差相同。是只考虑水平受力,不计空间垂直运动时,O点空气运动的可能方向。据此完成下列各题。(1)若图为北半球,P1P2P2P3,则O点的风向为()A.或B.或C.或D.或(3)图示O点与M点相比()A.O点风力较大B.M点风力较大C.风力一样大D.无法比较解析:第(1)题,若P1P2P2P3,箭头为水平气压梯度力,高空摩擦力忽略不计,风向应与等压线平行,箭头或符合题意。第(3)题,O点比M点等压线密集,单位距离间的气压差大,水平气压梯度力大,风力较大。答案:(1)B(2)A(3)A知识点一知识点二