高中地理湘教版 (2019)必修 第一冊第三節(jié) 大氣熱力環(huán)流導(dǎo)學(xué)案

這是一份高中地理湘教版 (2019)必修 第一冊第三節(jié) 大氣熱力環(huán)流導(dǎo)學(xué)案，共13頁。
目標(biāo)1 大氣熱力環(huán)流的形成
1．大氣運動
(1)成因：太陽輻射在地球表面的差異分布，造成不同地區(qū)氣溫不同，并導(dǎo)致水平方向上各地間的氣壓差異，引起大氣運動。
(2)類型：垂直運動和水平運動。
(3)表現(xiàn)：大氣的垂直運動表現(xiàn)為氣流上升或氣流下沉，大氣的水平運動即是風(fēng)。
2．大氣熱力環(huán)流
(1)概念：由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為大氣熱力環(huán)流。是大氣運動的一種最簡單的形式。
(2)形成過程
①圖a：當(dāng)?shù)孛娌皇軣釙r，空氣沒有相對上升和相對下沉運動。
②圖b：當(dāng)A地接受熱量多，B、C兩地接受熱量少時，A地近地面空氣膨脹上升，到上空聚積，使上空空氣密度增大，形成高氣壓；B、C兩地空氣收縮下沉，上空空氣密度減小，形成低氣壓。于是，在上空，空氣便從氣壓高的A地向氣壓低的B、C兩地擴散。
③圖c：在近地面，A地空氣上升向外流出后，空氣密度減小，形成低氣壓；B、C兩地因有下沉氣流，空氣密度增大，形成高氣壓。于是，近地面的空氣從B、C兩地流回A地，以補充A地上升的空氣，從而形成了熱力環(huán)流。
④熱力環(huán)流形成過程小結(jié)
(3)熱力環(huán)流中的幾種關(guān)系
①溫壓關(guān)系
②風(fēng)壓關(guān)系：水平方向上，風(fēng)總是從高壓吹向低壓。
③氣壓和高度的關(guān)系：同一地點，垂直方向上，海拔越高，氣壓越低。
④等壓面凹凸關(guān)系：高壓處等壓面上凸，低壓處等壓面下凹。近地面與高空等壓面彎曲方向相反。
孔明燈(見下圖)又叫天燈，相傳是由三國時期的諸葛亮發(fā)明的。當(dāng)年，諸葛孔明被司馬懿圍困于平陽，無法派兵出城求救。諸葛孔明制成會飄浮的紙燈籠，系上求救的信息，其后果然脫險，于是后世就稱這種燈籠為孔明燈。
1．[綜合思維]諸葛孔明發(fā)明的燈是怎么升空的？蘊藏著什么樣的大氣原理。
答案 孔明燈里的空氣受熱后膨脹上升。蘊藏著熱力環(huán)流原理。
2．[綜合思維]判斷下圖可體現(xiàn)孔明燈上天位置的點，并比較A、B、C、D四點的氣壓大小。
答案 D處。PA>PD>PC>PB。
3．[地理實踐力]在上圖中用箭頭表示大氣的運動方向。
答案
(2022·黑龍江哈爾濱期末)生活中，我們在切大蔥或洋蔥的時候，會忍不住“淚流滿面”。為此，我們可以在切菜的時候在旁邊點燃一支蠟燭，便可極大地緩解眼部的不適感。下圖為“切大蔥或洋蔥示意圖”。據(jù)此完成1～2題。
1．從熱力環(huán)流的角度看，點蠟燭后，切大蔥或洋蔥處( )
A．空氣受熱上升 B．空氣遇冷下沉
C．空氣遇冷上升 D．空氣受熱下沉
2．下列熱力環(huán)流示意圖能反映上圖蠟燭附近空氣環(huán)流的是( )
答案 1.B 2.B
解析 第1題，從熱力環(huán)流的角度看，點燃蠟燭后，蠟燭加熱，氣溫上升，蠟燭處氣流上升，切大蔥或洋蔥處氣流下沉，可以減少切蔥產(chǎn)生的氣體的上升，故選B。第2題，點燃蠟燭后，蠟燭加熱，氣溫上升，蠟燭處氣流上升，蠟燭處臺面形成低壓，高空形成高壓，兩側(cè)空氣溫度低，空氣遇冷下沉，形成高壓，底層氣流由兩側(cè)流向蠟燭，高空由蠟燭流向兩側(cè)。B正確。
下圖為“近地面與高空的熱力環(huán)流示意圖”，A、B為等壓面。據(jù)此完成3～4題。
3．圖中①②③④四地中，氣壓值由高到低排序正確的是( )
A．①＞②＞③＞④ B．④＞③＞②＞①
C．③＞④＞①＞② D．④＞③＞①＞②
4．圖中①②③④間氣流運動方向正確的是( )
A．①→② B．④→③
C．①→④ D．③→②
答案 3.C 4.A
解析 第3題，垂直方向上，海拔上升，氣壓降低，因此氣壓④＞①，③＞②；水平方向上，高壓區(qū)等壓面向上拱起，低壓區(qū)等壓面向下彎曲，因此氣壓①＞②，③＞④。故四地氣壓值排序由高到低為③＞④＞①＞②，故C項正確。第4題，高壓區(qū)等壓面向上拱起，低壓區(qū)等壓面向下彎曲。水平方向上，氣壓總是從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，因此①②間氣流運動為①→②，③④間氣流運動為③→④，A項正確，B項錯誤。垂直方向上，氣流上升，近地面形成低壓；氣流垂直下沉，近地面形成高壓，因此①④間氣流運動為④→①，②③間氣流運動為②→③，C、D項錯誤。
目標(biāo)2 自然界的大氣熱力環(huán)流
1．自然界的熱力環(huán)流
在陸地與海洋之間形成的海陸風(fēng)、山坡與山谷之間形成的山谷風(fēng)、城市與郊區(qū)之間形成的城市熱島環(huán)流等。
2．山谷風(fēng)
3.海陸風(fēng)
(1)概念：近海地區(qū)風(fēng)向晝夜間發(fā)生反向轉(zhuǎn)變的風(fēng)。
(2)成因分析
(3)影響與應(yīng)用：海陸風(fēng)使海濱地區(qū)氣溫日較差較小，夏季氣溫低，空氣較濕潤，是避暑的好地方。
4．城市風(fēng)
(1)成因分析
(2)影響與應(yīng)用：一般將綠化帶布置在氣流下沉處以及下沉距離以內(nèi)，而將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布置于氣流下沉距離之外。
上海市某地理研究性學(xué)習(xí)小組開展了“城市風(fēng)”的課題研究，圖甲為上海城區(qū)與郊區(qū)間近地面等壓面示意圖，圖乙為上海城區(qū)與郊區(qū)分布示意圖。
1．[地理實踐力]在圖甲中用實線繪制出4 000 m高空的等壓面分布狀況(不標(biāo)氣壓值)，并在MN之間的高空和近地面用箭頭繪制出熱力環(huán)流示意圖。
答案 作圖如下：
2．[綜合思維]若圖甲代表白天海陸之間的等壓面狀況，則M代表________，N代表________的等壓面狀況(填“陸地”或“海洋”)。
答案 陸地 海洋
3．[區(qū)域認(rèn)知]分析圖乙中城區(qū)與郊區(qū)的溫度差異，并分析原因。
答案 城區(qū)氣溫高于郊區(qū)。城市人口集中，工業(yè)發(fā)達(dá)，居民生活、工業(yè)生產(chǎn)、交通工具大量消耗礦物燃料，釋放大量的人為熱；城市建筑層數(shù)高而密，不易通風(fēng)散熱；城區(qū)水泥建筑、路面多，比熱容小，放熱快。
4．[地理實踐力]若在郊區(qū)P1、P2、P3、P4等地建設(shè)有大氣污染物的工廠，是否合理？為什么？
答案 不合理。工廠排放出大氣污染物會經(jīng)近地面風(fēng)從郊區(qū)流向城區(qū)，加劇城市污染。
(2022·湖北武漢期末)讀圖，完成1～2題。
1．圖中能正確反映水庫與度假村之間熱力環(huán)流的是( )
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
2．水庫建成后，對該度假村的影響敘述正確的是( )
A．蒸發(fā)量減小 B．晴朗的天氣增多
C．空氣濕度增加 D．氣溫日較差增大
答案 1.D 2.C
解析 第1題，白天，度假村升溫快，氣流上升，近地面形成低氣壓，高空形成高氣壓；水庫升溫慢，氣流下沉，近地面形成高氣壓，高空形成低氣壓，近地面氣流從水庫流向度假村。夜晚的情況與之相反。符合的是③④，故選D。第2題，水庫建成蓄水后，水面變大，水分蒸發(fā)增多，空氣濕度增加，陰雨天氣也會增多，A、B錯誤，C正確。受水庫的調(diào)節(jié)作用，度假村附近的氣溫日較差會減小，故D錯誤。
(2021·江蘇金湖中學(xué)期中)武夷山是我國重要的茶葉產(chǎn)地，茶農(nóng)多將茶樹種植在山坡，一方面是山谷風(fēng)引起的云霧能夠減少日照，提升茶葉品質(zhì)，同時又能防止山谷風(fēng)引起的低溫凍傷茶樹。據(jù)此完成3～4題。
3．山谷風(fēng)易引起云霧，是因為( )
A．夜晚谷底氣流下沉 B．白天山坡氣流下沉
C．夜晚谷底氣流上升 D．白天山坡氣流上升
4．山谷風(fēng)引起低溫凍害時近地面氣溫、氣壓狀況是( )
答案 3.C 4.C
解析 第3題，山谷地區(qū)，夜晚坡地降溫快、氣溫低、氣壓高；而谷地降溫慢、氣溫高，谷底氣流上升，在上升的過程中，氣溫下降，水汽凝結(jié)形成云霧，C正確。第4題，山谷風(fēng)引起低溫凍害時，是因為夜晚坡地上降溫快，氣溫低，氣壓高，等壓面向上凸，而谷地降溫慢，氣溫高，氣壓低，向下凹，冷空氣沿山坡下沉，產(chǎn)生低溫凍害，C正確，D錯誤。低溫凍害發(fā)生在夜間，A、B錯誤。
(2022·廣東佛山市期末)下圖為“熱力環(huán)流模擬實驗示意圖”。讀圖完成1～2題。
1．該模擬實驗過程中，煙的運動軌跡是( )
2．產(chǎn)生該實驗現(xiàn)象的根本原因是( )
A．底部兩處冷熱不均
B．底部兩處熱力性質(zhì)差異
C．底部兩處氣壓差
D．底部兩處大氣逆輻射不同
答案 1.A 2.A
解析 第1題，熱水處(左側(cè))空氣受熱，應(yīng)膨脹上升，底部形成低氣壓，頂部形成高氣壓；冰塊處(右側(cè))空氣冷卻，應(yīng)收縮下沉，底部形成高氣壓，頂部形成低氣壓，則水平方向上空氣(煙)在底部由右至左運動，在頂部相反。A正確。第2題，熱水處(左側(cè))空氣受熱，冰塊處(右側(cè))空氣冷卻，從而導(dǎo)致箱中形成熱力環(huán)流，使得煙隨空氣流動而飄動，因此產(chǎn)生該實驗現(xiàn)象的根本原因是底部兩處冷熱不均，A符合題意。
讀圖，完成3～5題。
3．下列關(guān)于a、b、c、d熱力環(huán)流形成過程的敘述，正確的是( )
A．先有垂直運動，后有水平運動
B．先有水平運動，后有垂直運動
C．垂直運動和水平運動同時形成
D．有時先形成垂直運動，有時后形成垂直運動
4．下列關(guān)于a、b、c、d四地氣溫、氣壓的敘述，正確的是( )
A．氣溫：a＞b＞c B．氣壓：a＞b＞c＞d
C．氣溫：a＜b＜c D．氣壓：a＜b＜c＜d
5．下列關(guān)于a、b兩地天氣狀況及溫差大小的敘述，正確的是( )
A．a(chǎn)地晴天，b地陰天
B．a(chǎn)地陰天，b地晴天
C．a(chǎn)地溫差小，b地溫差大
D．a(chǎn)、b兩地溫差一樣大
答案 3.A 4.B 5.A
解析 第3題，熱力環(huán)流形成過程中，首先是因為地面冷熱不均，熱的地方空氣上升，冷的地方空氣下沉，導(dǎo)致近地面和高空同一水平面上氣壓產(chǎn)生差異，進(jìn)而引起空氣的水平運動。第4題，氣溫和氣壓比較的關(guān)鍵①：海拔越高，氣壓越低，近地面，冷的地方氣壓高，熱的地方氣壓低；關(guān)鍵②：海拔越高，氣溫越低。第5題，a地氣流下沉，天氣晴朗，溫差大；b地氣流上升，可能為陰天，大氣逆輻射強，溫差小。
(2021·江西九江期末)隨著城市人口規(guī)模和經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大，城市熱島環(huán)流趨于顯著。下圖示意我國某城市熱島環(huán)流(一部分)。據(jù)此完成6～7題。
6．城市熱島環(huán)流形成的主要原因是( )
A．城市連綿細(xì)雨 B．城市熱島效應(yīng)
C．郊區(qū)企業(yè)集聚 D．郊區(qū)水域遼闊
7．城市熱島環(huán)流的存在會使城市( )
A．風(fēng)力增強 B．污染加劇
C．晴天較多 D．云雨增多
答案 6.B 7.D
解析 第6題，城市熱島效應(yīng)指的是城區(qū)氣溫高于郊區(qū)的現(xiàn)象。因城市熱島效應(yīng)的存在，城區(qū)空氣受熱膨脹上升，郊區(qū)氣溫偏低，空氣下沉，從而形成熱島環(huán)流。B正確。第7題，城市大氣污染比較嚴(yán)重，大氣中的固體雜質(zhì)(凝結(jié)核)較多，熱島環(huán)流的上升空氣攜帶的固體雜質(zhì)(凝結(jié)核)在上升過程中，遇冷凝結(jié)，易成云致雨，D正確。
孔明燈俗稱許愿燈。在古代，多作軍事用途?，F(xiàn)代人放孔明燈，多作為祈福之用。孔明燈的飄移方向，人無法控制，只能“聽天由命”。升空后一旦風(fēng)力、方向不穩(wěn)或燃放不當(dāng)，其安全危害極大。據(jù)此完成8～9題。
8．孔明燈一般上大下小，燈口收攏，主要是因為( )
①防止大風(fēng)吹滅燭火 ②集聚氧氣，輔助燃燒 ③集聚熱氣，利于上升 ④設(shè)計美觀的需要
A．①② B．①③
C．②③ D．③④
9．受海陸風(fēng)影響，夜晚在海邊升起的孔明燈飄飛方向一般是( )
A．垂直上升 B．背離海面
C．迎向海面 D．沿海岸線
答案 8.B 9.C
解析 第8題，燈口小可以防止大風(fēng)吹滅燭火，①正確；空氣進(jìn)出都在底部燈口，燈口收攏，不能集聚氧氣，②錯誤；孔明燈燈口收攏主要是因為集聚熱氣，利于上升，③正確；“在古代，多作軍事用途”，美觀不是主要原因，④錯誤。故選B。第9題，受海陸熱力性質(zhì)差異(海洋的熱容量大，陸地的熱容量小)影響，夜晚海洋溫度比陸地溫度高，海洋近地面空氣上升，陸地近地面空氣下沉；近地面上，海洋形成低壓，陸地形成高壓，風(fēng)由陸地吹向海洋，孔明燈迎向海面飄飛，故選C。
下面甲圖表示的是“某濱海地區(qū)陸地和海洋表面氣溫日變化的曲線圖”，乙圖表示的是“該地區(qū)海陸之間氣流的運動圖”。據(jù)此完成10～11題。
10．有關(guān)甲圖描述正確的是( )
A．曲線①表示的是海洋表面氣溫日變化曲線
B．曲線②表示的是海洋表面氣溫日變化曲線
C．曲線①所示日溫差大主要原因是晝夜長短所致
D．曲線②所示日溫差小主要原因是緯度所致
11．由甲圖推斷，乙圖中海風(fēng)出現(xiàn)時間約為( )
A．17時～次日7時 B．7時～當(dāng)日17時
C．17時～次日5時 D．5時～次日17時
答案 10.B 11.B
解析 第10題，由于海陸熱力性質(zhì)差異，陸地晝夜溫差大，曲線①晝夜溫差大，表示的是陸地氣溫日變化曲線，A、C錯誤；曲線②表示的是海洋表面氣溫日變化曲線，B正確；①②是同緯度的海陸氣溫的日變化曲線，D錯誤。第11題，根據(jù)上題分析，①曲線為陸地氣溫日變化曲線，②曲線為海洋氣溫日變化曲線，乙圖中出現(xiàn)海風(fēng)，那么海洋是高壓、溫度低，陸地為低壓、溫度高，可得出為白天。結(jié)合甲圖7時～當(dāng)日17時，陸地氣溫比海洋高，這個時段吹海風(fēng)，B正確。
(2022·湖南邵陽市期末)2020年5月27日2時中國珠穆朗瑪峰高程測量登山隊開始沖頂。在登山過程中，他們遇到重重困難，冰川風(fēng)就是其中一個。冰川表面和冰緣地區(qū)的冷熱差異是冰川風(fēng)的主要成因。目前，測得的珠穆朗瑪峰最新高程為8 848.86米，下圖為“冰川風(fēng)示意圖”。據(jù)此完成12～13題。
12．圖中正確表示冰川風(fēng)風(fēng)向的是( )
A．① B．② C．③ D．④
13．登山隊選擇凌晨沖頂，其主要原因是( )
A．太陽輻射較弱 B．冰川風(fēng)較弱
C．氧氣含量較大 D．氣溫較高
答案 12.C 13.B
解析 第12題，由于冰川表面氣溫與周圍同高度氣溫相比要低得多，近冰川面的空氣密度較大，冷而重的空氣團(tuán)沿著冰川表面向下坡方向流動，形成冰川風(fēng)，③符合，C正確。第13題，冰川風(fēng)與登山隊登山方向相反，逆風(fēng)為登山帶來不便，一般情況下，11～15時，冰川表面和冰緣碎石區(qū)的溫度差異最大，冰川風(fēng)最強烈。為避開冰川風(fēng)，登山隊選擇冰川表面和冰緣碎石區(qū)溫度差異小，冰川風(fēng)較弱的凌晨沖頂，B正確。
(2021·廣東省汕頭市達(dá)濠華僑中學(xué)期末)某同學(xué)在研究“小區(qū)宜居環(huán)境”問題了解到：門、窗都敞開一般會有“穿堂風(fēng)”流經(jīng)房屋內(nèi)?！按┨蔑L(fēng)”是氣象學(xué)中一種空氣流動的現(xiàn)象，是流動于建筑物內(nèi)部空間的風(fēng)。我國許多地區(qū)民居設(shè)計都充分考慮了“穿堂風(fēng)”。據(jù)此完成14～15題。
14．從熱力環(huán)流的原理判斷，下圖中“穿堂風(fēng)”現(xiàn)象最顯著的是( )
15．人為制造“穿堂風(fēng)”的主要目的是( )
A．減輕大氣污染 B．增加生活用能
C．降低室內(nèi)溫度 D．提高室內(nèi)濕度
答案 14.A 15.C
解析 第14題，熱力環(huán)流的形成原因是地面冷熱不均，房屋前后熱力性質(zhì)差異越大，穿堂風(fēng)越明顯。圖A中房前為水泥地，白天升溫快，氣溫高，氣流上升形成低壓；房后為樹林，升溫慢，氣溫低，氣流下沉形成高壓，風(fēng)從樹林經(jīng)房屋吹向水泥地，形成穿堂風(fēng)。樹林和水泥地?zé)崃π再|(zhì)差異最大，穿堂風(fēng)最明顯，A正確。第15題，白天，風(fēng)從氣溫低的樹林吹向石質(zhì)地面，夜晚風(fēng)從石質(zhì)地面吹向樹林，加快了室內(nèi)空氣流通，降低了室內(nèi)溫度，節(jié)省了生活用能，B錯誤，C正確；對大氣污染影響不大，A錯誤；白天風(fēng)從樹林吹向石質(zhì)地面，可能導(dǎo)致濕度增加，夜晚風(fēng)從石質(zhì)地面吹向樹林，濕度可能降低，D錯誤。
伊朗古城亞茲德古老的“風(fēng)塔”是建筑物中用來通風(fēng)降溫的建構(gòu)。風(fēng)塔高過屋頂?shù)牟糠炙拿骁U空，懸空連接到室內(nèi)大廳(左圖)，塔下中央建有一個水池(右圖)。據(jù)此完成16～17題。
16．“風(fēng)塔”頂部四面鏤空的主要目的是( )
A．便于室內(nèi)空氣流出 B．便于室外空氣流入
C．便于室內(nèi)熱量散發(fā) D．便于采光
17．白天，室內(nèi)大廳的空氣運動( )
A．從四周流向水池 B．從水池流向四周
C．中央為上升氣流 D．四周為下沉氣流
答案 16.B 17.B
解析 第16題，由材料可知，塔下中央建有一個水池，水的熱容量較大，氣溫較低，空氣收縮下沉，高處空氣由四周流向塔中心，則“風(fēng)塔”頂部四面鏤空的主要目的是便于室外空氣流入，B正確。第17題，水的熱容量較大，即吸收相同的熱量，水溫相對較低，白天，室內(nèi)水池使溫度降低，氣壓增高，則垂直方向上空氣向下運動，水平方向上空氣由水池流向四周，B正確。
18．閱讀圖文資料，完成下列要求。(8分)
山谷風(fēng)是天氣晴朗的山地區(qū)域，風(fēng)向晝夜間發(fā)生反向轉(zhuǎn)變的風(fēng)。下圖示意某時段山谷等壓面分布。
(1)該時段反映的是______(填“白天”或“夜晚”)的_______(填“山風(fēng)”或“谷風(fēng)”)。(2分)
(2)簡述該時段山谷風(fēng)的形成過程。(4分)
(3)根據(jù)熱力環(huán)流原理，在實線處用箭頭繪出氣流的運動方向。(2分)
答案 (1)夜晚 山風(fēng)
(2)夜間，山坡輻射冷卻比山谷上方同高度空氣要快，因而氣溫下降較山谷上方同高度空氣更快，使空氣沿山坡流向山谷，形成山風(fēng)。
(3)如下圖。
課程標(biāo)準(zhǔn)
運用示意圖等，說明大氣受熱過程與熱力環(huán)流原理，并解釋相關(guān)現(xiàn)象。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.繪制簡單示意圖，了解大氣熱力環(huán)流的形成過程，解釋城市熱島效應(yīng)、海陸熱力環(huán)流等現(xiàn)象。2.學(xué)會判讀等壓線與等壓面圖。3.理解大氣水平運動的規(guī)律，并且會在等壓線圖上判定風(fēng)力及風(fēng)向等。
概念
天氣晴朗的山地區(qū)域，風(fēng)向晝夜間發(fā)生反向轉(zhuǎn)變的風(fēng)
圖示
形成
日出后山坡受熱，空氣增溫快，空氣密度變小，但山谷上方同高度的空氣增溫較慢，密度仍較大，因而空氣自山谷沿山坡上升，形成谷風(fēng)
夜間山坡輻射冷卻比山谷上方同高度的空氣要快，因而氣溫下降、空氣密度增大均較山谷上方同高度空氣更快，使空氣沿山坡流向山谷，形成山風(fēng)
差異
谷風(fēng)的風(fēng)速大于山風(fēng)；谷風(fēng)沿山坡上行時，?？尚纬缮巾敺e云，有時甚至出現(xiàn)陣雨
影響
山谷(小盆地)常因夜間冷的山風(fēng)吹向谷底(盆地)，使谷底(小盆地)內(nèi)形成逆溫層，大氣穩(wěn)定，易造成大氣污染。所以，山谷(小盆地)地區(qū)不宜布局大氣污染型工業(yè)