第7讲 冷热不均引起的大气运动
【考点整合】
【要点热点探究】
探究点一 大气的热力作用
大气的热力作用包括大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的温室效应，它们是一个连贯的能量转换过程，因此要运用综合图表法学习这部分内容，抓住主干，化繁为简。
例1 (2011•连云港调研)2010年6月11日早，连云港出现大雾天气，能见度很低，给道路交通和市民出行带不便。下图为城区海棠立交在浓雾中若隐若现。回答⑴～⑶题。
⑴浓雾天气使能见度降低的原因之一是( )
A．浓雾吸收地面辐射，增强大气逆辐射
B．浓雾削弱了地面辐射
C．浓雾对太阳辐射有反射作用
D．浓雾改变了太阳辐射的波长
答案：⑴C ⑵D ⑶A
探究点二 热力环流的形成
热力环流是大气运动的一种最简单的形式，可采用因果联系法学习。复习时抓住气温高低→上升或下沉→密度差异→气压高低→大气水平运动→热力环流这条线索，分析气温、密度和气压三者关系，层层推进、由因及果。
注意：①高低压的理解：所谓高低气压是相对于同一水平面而言。在垂直方向上，由于大气密度降低，气压逐渐降低。②等压面的凸向与气压高低的关系：上凸为高压，下凹为低压。
探究点三 常见的热力环流
要学会解释生活中相关的问题、现象，并绘制相关的热力环流图。如：海陆风、谷风、城市风的形成和特点，并能根据热力环流的成因（受热不均）绘制热力环流图。
1．谷风：由于谷与其附近空气之间的热力差异而引起。白天因坡上的空气增热强烈，于是暖空气沿坡上升，风从谷吹向坡，这种风称“谷风”；到夜晚，因坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑流入谷底，风从坡吹向谷称“风”。风和谷风总称为谷风。
2．海陆风：因海洋和陆地受热不均匀而在海岸附近形成的一种有日变化的风系。在基本气流微弱时，白天风从海上吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋。前者称为海风，后者称为陆风，合称为海陆风。（学生自绘示意图）
3．城市风：由于城市人口集中，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放出大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。当大气环流微弱时，市区中心空气受热不断上升，四周郊区相对较冷的空气向城区辐合补充，而在城市热岛中心上升的空气又在一定高度向四周郊区辐散下沉以补偿郊区低空的空缺，这样就形成了一种局地环流，称为城市热岛环流，又叫城市风。城市上空气流上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，所以污染严重的企业应布局在城市风下沉距离以外，绿化带应布局在城市风下沉距离以内。
例2 （2008年高考广东卷科基础）下列对风向描述正确的是
①晚上风从海洋吹向陆地
②晚上风从陆地吹向海洋
③如果地球不自转，近地面，风从两极直接吹向赤道
④如果地球不自转，近地面，风从赤道直接吹向两极
A. ①③ B. ①④ C. ②③ C. ②④
命题意图：本题考查了对热力环流原理的理解，只有对原理深入理解的基础上才能对本题正确的作答。
解析：晚上陆地由于热容量小，降温快，气温低，气压较高，而海洋降温慢，气温较高，气压低，所以风从陆地吹向海洋，②正确；赤道地区终年高温，气压低，极地地区终年寒冷，气压高，所以近地面风应由两极向赤道吹，即使没有地球白转也是这样，故③正确，选C。
答案：C
【变式训练】(2011届杭州市高三第一次高考科目教学质量检测)谷风是由于地热力原因形成的。白天因坡上的空气比同高度自由大气增温强烈，于是暖空气沿坡上升，成为谷风；夜间由于坡上辐射冷却，使邻近地面的空气迅速冷却，密度变大，因而流入谷底，成为风。据此回答⑴—⑵题。
减弱呼吸作用，有利于植物养分的积累，C正确；白天的谷风使坡面温度升高，夜晚的风使坡面温度降低，故谷风能扩大坡面温差，有利于作物的生长，D错误。
答案：⑴B ⑵D
探究点四 等压面与等压线的空间关系
例2 (07宁夏新程卷) 右图为美国某城市某年8月某日22时等温线图。回答⑴～⑶题。
⑴O、P两点的温差最大可超过
A．4℃B．3℃
C．2℃D．1℃
⑵若只考虑温度因素，则近地面N点的风向为
A．东北风B．东南风
C．西北风D．西南风
⑶下图中与、P、N一线上空等压面的剖面线相符合的示意图为
命题意图：本题可以验证本探究点对等压线和等压面的关系，只有在对二者的区别深入理解的基础上才可以灵活作答。
解析：⑴第一幅图中的O、P两点的气温分别是：25℃<O<26℃,29℃<P <30℃。两点的温差是3℃<温差<5℃，最大温差超过4℃。正确选项是A。⑵从第二幅图的等温线分布状况看出，该图表示的是城市热岛现象。解题关键是，要将平面图转换成立体的热力环流图。P点位于城区，温度高，气压低；N点位于郊区，气温低，气压高。近地面的风应该从N点吹向P点，加上地转偏向力（北半球向右偏）的影响，风向是东南风。正确选项是B。⑶第二幅图中的P点由于气温高，空气上升，在高空形成高压，所以等压面向高空凸出。正确选项是C。
答案：⑴A ⑵B ⑶C
探究点五 大气的水平运动
用图表综合法学习。风的性质多从风向和风力两个方面进行描述，风又是在水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的共同作用下形成的。在学习中要在它们之间建立联系．并层层递进地认识三个力对风向的影响。
注意：在风压图时要注意观察水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的方向与等压线和风向的关系。垂直于等压线并由高压指向低压的是水平气压梯度力，总是与风向垂直的是地转偏向力(北半球向右，南半球向左)，与风向相反的是摩擦力。
例3 (07海南新程卷) 下图示意某一等高面。、N为等压线，其气压值分别为P、PN，、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。回答⑴～⑶题。
⑴若此图表示北半球，P＞PN，则O点风向为
A.⑥或⑦ B.②或⑥ C.④或⑧ D.③或④
⑵若此图表示高空等高面，P＜PN，则O点风向为
A.③或④ B.②或⑧ C.③或⑦ D.⑥或⑦
⑶近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向
A.与空气运动方向成180°角 B.与空气运动方向成90°角
C.与气压梯度力方向成90°角 D.与气压梯度力方向成180°角
命题意图：本题灵活考查了大气水平运动——风的形成原理，同时可以通过这道试题让学生知道问题的思考需要全面，不可凭常规思维做题。如本题就涉及到了不同半球的风向问题。
解析：⑴ P＞PN，水平气压力应垂直等压线，有高压指向低压，因此⑤为气压梯度力，北半球，受地转偏向力影响，风向偏右，如果是高空，风向与等压线平行，为⑦，近地面又受摩擦力影响，风向与等压线斜交，为⑥。⑵高空等高面，P＜PN，气压梯度力为①，高空风向与等压线平行，南北半球不同，受地转偏向力不同，因此答案为③或⑦。⑶近地面空气受水平气压力、地转偏向力、摩擦力三力作用，地转偏向力、摩擦力的合力应与水平气压梯度力方向相反，成180°角。
答案：⑴A ⑵C ⑶C
【时作业】
一、单项
（2010年普通高校招生统一考试全国I卷）自某城市市中心向南、向北分别设若干站点，监测城市气温的时空分布。监测时间为8日（多云）9时到9日（晴）18时。监测结果如图2所示。据此完成1～3题。
1．图示的最大温差可能是
A．4℃ B.12 C. 16℃ D. 18℃
2．监测时段被监测区域气温
A．最高值多云天高于晴天 B.白天变化晴天比多云天强烈
C．从正午到午夜逐渐降低 D.白天变化比夜间变化平缓
3．下列时间中热岛效应最强的是
A.8日15时左右 B.8日22时左右
C.9日15时左右 D.9日18时左右
4．(2011•江苏启东中学质量检测)根据图中昼夜的阴晴情况判断，下列叙述不正确的是( )
A．若在苏南盛夏，甲图中此日闷热难当
B．若在苏北冬季，乙图中此日比较暖和
C．丙图常见于我国西北地区
D．假设四图连续出现于某地的四天中，则丁图中的那天气温日较差最小
5．(2010•广州模拟)如图所示，该地当天的地理环境最可能出现( )
我国某地某日气温变化曲线示意图
A．白天多云，夜间晴朗 B．大气逆辐射较强
C．夜间风力较大 D．昼最短夜最长
(2011届临沂市高三教学质量阶段性检测考试)某学校地理兴趣小组设计并做了如下实验，据此回答6～7题。
6．该实验的主要目的是测试
A．温室效应 B．热力环流 C．海陆热力差异 D.风的形成
7．下列地理现象的成因与该实验原理相同的是
A B C D
(2011•安徽联考)读合肥的城市热岛示意图，完成8～9题。
8．热岛效应形成了市、郊之间的热岛环流，称为城市风系，在近地面的风又称为乡村风。A地乡村风的风向是( )
A．东南风 B．东北风
C．西北风 D．西南风
9．正确表示N地近地面在竖直方向上等温面与等压面配置的是( )
(2011•盐城一模)图Ⅰ示意某沿海地区海陆风形成的热力环流剖面图，图Ⅱ为该地区近地面与600米高空垂直气压差的分布状况。读图，回答10～11题。
10．有关气压分布状况的叙述，正确的是( )
A．①地气压低于②地
B．③地气压高于④地
C．近地面同一等压面的分布高度①地比②地低
D．高空同一等压面的分布高度④地比③地更高
11．下列说法正确的是( )
A． a的风向为东南风 B．b为上升气流
C．c的风向为西南风 D．d为上升气流
(原创题)下图是沿某条经线绘制的我国某区域近地面等压面分布变化图，读图完成12～13题。
12．此刻①②③三地天气叙述正确的是
A．①地可能是晴天，②地可能是阴天
B.①地是阴天，②③地可能是晴天
C．①③地可能是阴天，②地可能是晴天
D.①②地阴天，③地是晴天
13．①②③处地貌和植被状况可能是
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.以下四幅图中,为南半球高空气流的是(单位.百帕)
15.(2011•杭州模拟)图示曲线为等压线，且c<d，下列说法正确的是( )
①如仅考虑气压影响，图中各点气温最低的是d点
②b、d之间有一低压槽
③b、d的相对气压大于a、b的相对气压
④b、d位于高压脊上
A．①②③ B．①③④
C．②③④ D．①②④
二、综合题
16． （2010年普通高校招生统一考试天津卷）结合图材料，回答问题。
随着矿物能的大量消耗，大气中二氧化碳不断增多，充分利用太阳能，降低二氧化碳排放，是工农业持续发展的重要途径。
（1）二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳增多，是如何加强大气“温室效应”的？（6分）
利用“温室效应”原理，我国北方地区冬季采用大棚技术种植蔬菜、花卉等作物。
（2）参考图甲 ，分别说明大棚技术对农业产生光、热、水条的有利影响。（9分）
（3）北京正在建设大型太阳能发电站（见图乙）。在北京布局大型太阳能发电站的社会经济区位条有哪些？请列举三项。（9分）
17．(2011•佛调研)热力环流是大气运动最简单的形式，认识其形成原理是掌握其他大气运动的基础，某教师为使学生更加直观、深刻地理解热力环流的形成，进行了下面的实验。请结合实验报告，完成下列问题。
实验报告
实验用材：一小堆纸、火柴、铁板。
实验步骤：(1)在室外安全、无风的地方，放置一块铁板，在铁板上放置一小堆纸，并用火柴点燃。
(2)注意观察纸片和灰烬显示出的空气流动路线。
实验现象：纸片和灰烬从火堆上升，在空中流向四周，再从四周下沉，然后又进入火堆。
实验结论：通过本实验，可以证明由于地面的冷热不均而形成了空气的环流运动，即热力环流。
(1)在下面图中用线条和箭头画出该实验中的纸片和灰烬的运动过程。
由此总结出的热力环流形成过程是热量差→________→同一水平面上的________→大气________→热力环流。
(2)若下图中的虚线表示不同高度上纸屑点燃前的等压面，则用实线表示出纸屑点燃后的变化。(6分)
由此得出气压高低与等压面弯曲之间的关系规律是：低压处等压面________弯曲，高压处等压面________弯曲。
(3)上图中纸屑点燃后一段时间，A、B、C、D四处中，气压由大到小的顺序是________。由此可总结出不同海拔高度上气压分布的规律是______________。
(4)在我们的生活中，有许多现象都利用了热力环流原理，能说出一个生活实例吗？
18．读北半球某地面水平气压分布图，回答问题。
(1)若该地气压只受温度影响，则A、B、C中地面温度最高的是________。
(2)右图为沿AB作的剖面图，完成AB间的热力环流示意图。
气压值PA、PB、PA′、PB′的大小顺序是________，气温值TA、TB、TA′、TB′的大小顺序是________。
(3)下列图中能正确表示AB高空等压面状况的示意图是( )
(4)在图中甲处画出风向及其所受的力。
参考答案与试题详细解析
和。丙图中白天和夜晚都是晴朗天气，昼夜温差大，常见于我国西北地区。丁图中白天气温低，夜晚气温高，气温日较差最小。
14.C 高空气流受水平气压梯度力和地转偏向力两种力的作用，最终风向与等压线平行；还要考虑南半球地转偏向力的方向向左，所以C符合题意。
15. B 近地面气压低，气温高。在高压中心附近有高压脊出现；在低压中心附近有低压槽的出现。
16.解析：（1）二氧化碳主要是吸收红外线长波辐射，玻璃温室能透过短波辐射，阻挡长波辐射。
（2）本题难度不大，可以结合农业区位的知识进行分析。
（3）注间北京，做为首都所在地，市场对能的需求量大，而且环保要求高，且太阳能发电技术要求高，北京具有较高的科技力量。
答案：（1）更多地吸收了地面长波辐射，提高了大气温度；增加了大气逆辐射，补偿了地面损失的热量。
(2)画图如下所示
向下 向上
(3)B>A>D>C 海拔越高，气压越低；近地面与相应高空气压“高”、“低”相反
(4)房间内的暖气装在下部，空调冷风口装在上部。
18.【解析】第(1)题，根据热力环流中上升气流形成的原理可知，地面温度越高，近地面空气膨胀上升越多，近地面气压越低。第(2)题，热力环流的形成根据所学知识可确定。A、B、A′、B′气压大小的判定，A、B大小明确，其对应高空的A′、B′相反，且越向高空气压越低，即高空的气压低于近地面。气温判断时注意高空气温比近地面气温要低，而高空两处大小与近地面两处大小一致。第(3)题，高空等压面弯曲状况与地面相反。第(4)题，根据风向判断步骤及各个力的特点绘制。
【答案】(1) B
(2)逆时针方向画箭头 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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