大气的运动
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课标内容 |
核心素养目标 |
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运用示意图等，说明热力环流原理，并解释相关现象 |
1.通过大气运动原理的学习，认识区域自然环境的差异。【区域认知】 2.通过观察、识别、描述与热力环流有关的自然现象，培养一定的运用实验、考察等方式，形成科学探究的意识和能力；培养探索自然、热爱科学的精神。【地理实践力】 3.能够利用热力环流原理解释污染企业布局方案、城市热岛的原因；能够利用热力环流原理解答生产、生活中的局地环流问题。【综合思维】 |
知识清单一 热力环流
1.形成原因：由于地面冷热不均而形成的空气环流。
2.形成过程
(1)垂直运动
(2)水平运动
3.等压面的变化
4.常见的热力环流
(1)海陆风
(2)城市风
画出城市热力环流图中的箭头。
郊区多农田和树林
知识清单二 大气的水平运动
1.形成风的直接原因：水平气压梯度力。
2.各种风的受力作用分析与风向(以北半球为例)
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理想状态 |
高空 |
近地面 |
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受力 |
受一力作用 |
受二力作用 |
受三力作用 |
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受力分析 |
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风向 |
风向与等压线垂直，由高压流向低压 |
风向与等压线平行，背风而立，左低右高 |
风向与等压线有一夹角，背风而立，左前低，右后高 |
孔明灯又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳，无法派兵出城求救。孔明制成会漂浮的纸灯笼，系上求救的信息，其后脱险，于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
孔明灯是依据空气受热膨上升的原理升空的。
城市居民生活、工业与交通工具释放大量人为热，导致城区气温高于郊区。城区空气膨胀上升，形成降雨。使城区降水多于郊区，形成“雨岛效应”。
任务清单一 热力环流中气温和气压的判断
情境探究
[情境] 南极冰盖表面的剧烈辐射冷却使得近地层空气密度增大，海拔较高处近地层空气密度比同一水平面上其他位置的空气密度大，并在重力作用下沿斜坡加速向下运动，形成下降风，其风力大，破坏性强。下图为南极大陆等高线(单位：米)地形图。
南极大陆等高线地形图
[探究] 从“区域认知”和“综合思维”的角度，推断在我国四个南极科考站中下降风最为典型的科考站，并说明理由。
提示 中山站。下降风是南极冰盖表面的剧烈辐射冷却使得近地层空气密度增大，海拔较高处近地层空气密度比同一水平面上其他位置的空气密度大，并在重力作用下沿斜坡加速向下运动而形成的，中山站等高线密集，坡度大，故其下降风最为典型。
素养凝练
1.热力环流中气温、气压的关系
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气温、气压的垂直变化 |
随海拔的增加，气温、气压都会降低(减小) |
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高气压与低气压 |
高气压、低气压是就同一水平面上比较而言的 |
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近地面气温、气压关系 |
气温高则气压低，气温低则气压高，即“热低压、冷高压” |
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近地面和高空的气压中心 |
近地面为高(低)气压中心，则其高空为低(高)气压中心 |
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等压面弯曲与气压高低 |
等压面上凸为高气压，等压面下凹为低气压 |
2.热力环流中的等压面的判读与应用
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差异。
(1)同一等压面：气压值相等。如图中Pa＝Pb＝1 000 hPa，Pc＝Pd＝500 hPa。
(2)同一地点：气压随高度的升高而降低。如图中500 hPa＜ PD＜PA＜1 000 hPa, PC＜PB。
(3)同一高度：高压处的等压面向上凸起，低压处的等压面向下凹陷(即“高凸低凹”规律)。如图中PA＜PB，PC＜PD。
综合以上分析可知，A、B、C、D四点气压值的排序应为PB＞PA＞PD＞PC，进而可知图示地区的大气环流流向为B→A→D→C→B。
素养应用
例1：为了更好理解等压面发生弯曲后，在同一水平面上的气压差异，某校同学绘制了素描图。读图，回答(1)～(2)题。
(1)位于同一水平面上的A、B两点气压值(用P表示)是( )
A.PA>PB B.PA<pB
C.PA＝PB D.无法确定
(2)如果图中水平面位于高空，则A、B对应的近地面A′、B′点气温值(用T表示)是( )
A.TA′>TB′ B.TA′<tB′
C.TA′＝TB′ D.无法确定
[尝试自解] (1)________ (2)________
[获取信息]
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文本信息 |
同一水平面上的气压差异 |
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图像信息 |
等压面弯曲状况 |
[思维路径]
(1)
(2)
[参考答案] (1)A (2)A
任务清单二 风向和风力的判断
情境探究
[情境] 在北半球中纬度高空，一架飞机自东向西顺风飞行，即可判断飞机左侧是低压，右侧是高压。
背风而立，高压在右
[探究] 从“地理实践力”和“综合思维”的角度，请你结合上图分析判断气压高低的理由？
提示 在高空不必考虑地面摩擦力的作用，水平气压梯度力和地转偏向力二者大小相等，方向相反，合力为零(见下图)，此时风向与等压线平行。图中飞机的飞行方向和风向一致，飞机的左侧是低压，右侧为高压。
素养凝练
1.风向的表示方法
风向指风的来向 表示偏东风
2.风向的判断
第一步：画水平气压梯度力。其具体方法是在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压并且与等压线垂直，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力。
第二步：画风向。其具体方法是首先确定南、北半球，然后用左(南半球)右(北半球)手，面向水平气压梯度力的方向向右(北半球)或左(南半球)偏转30°～45°角(近地面风向可依此角度偏转，若为高空，则偏转90°，即与等压线平行)，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(以北半球为例)。
3.风力的判读
风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等压线密集处——水平气压梯度力大——风力大。如下图，风力：A＞B＞C＞D。
素养应用
例2：下图为北半球等压线图(单位：hPa)。读图并结合所学知识回答(1)～(2)题。
(1)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、气压梯度力、地转偏向力
B.气压梯度力、摩擦力、地转偏向力
C.地转偏向力、摩擦力、气压梯度力
D.摩擦力、地转偏向力、气压梯度力
(2)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
[尝试自解] (1)________ (2)________
[获取信息]
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文本信息 |
北半球等压线图 |
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图像信息 |
F1、F2、F3为A处空气所受的外力的方向；①②③④为A处的风向 |
[思维路径]
(1)→→
(2)
[参考答案] (1)B (2)D
课堂小结
考点必背
1.冷热不均形成热力环流，它是大气运动最基本的形式。
2.地面受热，空气膨胀上升，近地面形成热低压；地面冷却，空气收缩下沉，近地面形成冷高压。
3.海陆风、山谷风、城市风都是热力环流形成的。
4.近地面，风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下，风向与等压线斜交。
5.高空，风基本不受地面摩擦力的影响，风向平行于等压线。
课堂学业达标
下图是某建筑设计院为我国北方地区设计的一幢高效利用太阳能的房屋模型。读图回答1～2题。
1.冬季的白天，房间甲和乙之间的空气流动方向是( )
A.冷气流从通风口1进入甲，暖气流从通风口2进入乙
B.冷气流从通风口1进入乙，暖气流从通风口2进入甲
C.暖气流从通风口1进入甲，冷气流从通风口2进入乙
D.暖气流从通风口1进入乙，冷气流从通风口2进入甲
2.该房屋模型能够提升室内温度，所利用的地理知识是( )
A.气流辐合下沉
B.大气环流
C.气流辐合上升
D.热力环流
防风林可以减轻风力对农田的侵蚀。下图是某地防风林景观图。完成3～4题。
3.防风林可以减小风力，是因为( )
A.增大了地表摩擦力
B.减小了地表摩擦力
C.增大了水平气压梯度力
D.减小了水平气压梯度力
4.如果在华北平原营造防风林，防风效果最佳的种植走向是( )
A.东西向
B.西北—东南向
C.南北向
D.东北—西南向
5.“穿堂风”也叫“过堂风”，是气象学中一种空气流动的现象，是流动于建筑物内部空间的风。我国许多地区民居设计都充分考虑了穿堂风。下为我国西南山区的传统民居穿堂风示意图。读下图，据此完成(1)～(5)题。
(1)只考虑天气状况的影响，昼夜温差最大的是________(单项选择题 )。
(2)与“穿堂风”的形成有关的地理原理最符合的是________(单项选择题)
A.热力环流
B.温室效应
C.热岛效应
D.大气受热过程
(3)上图中“穿堂风”的气流运动方向大致是__________，试比较流出区和流入区气温、气压差异。
(4)图中“石质地面”在增强穿堂风中的主要作用是________(单项选择题)。
A.增加地面的平整度，便于通风
B.减少下渗，增加湿度
C.增加房屋前后温差
D.降低夜晚庭院温度，便于纳凉
(5)假如北京延庆地区仿照图示民居建设房屋，你认为是否合理，说明理由。
课堂学业达标参考答案
1.D 2.D
解析 第1题，冬季的白天，房间甲温度高，盛行上升气流，房间乙温度低，为下沉气流，因此空气流动方向是暖气流从通风口1进入乙，冷气流从通风口2进入甲。第2题，从上一题可知，该房屋模型利用了热力环流原理提升室内温度。
3.A 4.D
解析 第3题，防风林阻挡风的前进，可以增大摩擦力。第4题，由于华北平原主导风向冬季为西北风，夏季为东南风，防风林和主导风向垂直效果最佳。
5.答案 (1)D
(2)A
(3)由北向南(北风) 流出区：气温低、气压高；流入区：气温高、气压低。
(4)C
(5)合理：延庆夏季气温高，利于通风降温。不合理：延庆冬季寒冷，不利于保温。