人教版高考地理一轮总复习第2章第2节大气运动学案

第二节　大气运动

一、热力环流

1.大气运动 ❶

(1)根本原因：太阳辐射的纬度分布不均→高低纬度间的热量差异。

(2)意义：促使大气中热量和水汽的输送，形成各种天气变化。

2.热力环流－－大气运动的一种最简单的形式 ❷

(1)形成原因：由于地面冷热不均形成的空气环流。

(2)冷热状况：A气温高，B、C气温低。

(3)气流运动

①垂直运动 ❸

②水平运动

二、大气的水平运动－－风

1.形成的直接原因：水平气压梯度力。

2.影响大气水平运动的作用力 ❹

❶大气运动的形式包括垂直运动(上升或下沉)、水平运动(风)。

❷热力环流 的“四个特点”(1)热上升，冷下沉。

(2)热低压，冷高压(近地面)。

(3)近地面与高空气压相反。

(4)水平气流从高压流向低压。

❸关于热力环流，具有“气温越高，气压越低”的规律，切记只适用于冷热不均的近地面。

❹影响风向、风力的因素

(1)近地面摩擦力越大，风力越小，风向与等压线之间的夹角愈大；反之，风力越大，风向与等压线之间的夹角愈小。

(2)风向是指风吹来的方向。无论高空还是近地面，风的来向都为高压一侧的方向。

3.高空风和近地面风(以北半球为例)

❺填图绘图：在下面气压场中，用下面的图例画出近地面风的受力，并解释其相互关系。

提示：两个方向相反的是风向和摩擦力，与它们垂直的是地转偏向力，剩下的一个是水平气压梯度力。

考点一　大气热力环流

(2019·浙江4月选考)下图为某地近地面垂直方向气温、气压分布示意图(图中虚线为等温线、实线为等压线)。完成(1)、(2)题。

(1)若该地位于我国西北沙漠地区，则其成因和空气垂直运动正确的是(　　)

A．地面温度低　辐合上升　　   

B．地面温度高　辐合上升

C．地面温度低　下沉辐散　　    

D．地面温度高　下沉辐散

(2)易形成这种大气物理状况的是(　　)

A．夏季白天的内陆湖面　    

B．冬季晴朗夜晚的谷底

C．夏季晴朗白天的郊区　    

D．冬季暖流流经的海面

【获取信息】

①某地近地面垂直方向气温、气压分布示意图，虚线为等温线、实线为等压线。

②等温面上凸，等压面下凹。

【尝试解答】(1)B　(2)D　解析：第(1)题，读图可知，该地等温线向上凸出，说明该地气温较周边地区高；气流在垂直方向上上升，在近地面等压线向下凹，说明该处气压较周边地区低，是低压控制，气流辐合上升，地面温度高造成的。第(2)题，夏天内陆地区的湖泊气温较周边地区低，气流下沉，形成高压；冬季岩石降温快，气流沿山坡下沉；郊区与城市之间，由于城市热岛效应，郊区为高压，气流下沉；冬季暖流流经的地区，气流上升。

　归纳常见的热力环流形式

1．海陆风

(1)成因分析－－海陆的热力差异是前提和关键。

(2)影响与应用

海陆风使海滨地区气温日较差减小，夏季气温低，空气较湿润，是避暑的好地方。

2．山谷风

(1)成因分析－－山坡的热力变化是关键。

(2)影响与应用

山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，大气稳定，易造成大气污染。所以，山谷地区不宜布局有污染的工业。

3．市区与郊区之间的热力环流

(1)成因分析－－“城市热岛”的形成。

(2)影响与应用

一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置在下沉距离之外。

武夷山是我国重要的茶叶产地，山谷风引起的云雾能够减少日照，提升茶叶品质。下图示意2019年8月24日武夷山山区气象站记录的山谷风风向变化。据此完成1～3题。

1．该日武夷山山区气象站记录的谷风出现的时间为(　　)

A．6时前后     B．11时前后

C．18时前后     D．24时前后

2．与夏季相比，该气象站冬季谷风(　　)

A．出现早，风力大     B．出现早，风力小

C．出现晚，风力大     D．出现晚，风力小

3．武夷山茶农多将茶树种植在坡地，原因是与谷底相比坡地(　　)

A．白天多上升气流   

B．白天多下沉气流

C．夜晚多上升气流   

D．夜晚多下沉气流

1．B　2.C　3.A　解析：第1题，在大气环流比较稳定的条件下，受热力环流影响，山区白天一般吹谷风，晚上转变为山风。图中10～12时风向发生明显的变化，应该是谷风开始出现，故选B。第2题，与夏季相比，冬季太阳高度更小，谷底受山体阻挡明显，气温上升慢，谷风出现时间较晚。夏季普遍温度高，气压梯度小，风力小；冬季谷底、山峰之间温差大，气压梯度力较大，风力较大。故选C。第3题，与谷底相比，坡地近地面空气白天升温较快，盛行上升气流，夜晚坡面降温快，坡地气流多下沉，故B、C错。白天坡地上升气流易成云致雨，削弱太阳辐射，有利于茶树生长；夜晚气流下沉，水汽不易凝结，降水较少，对茶树生长不利，故A对，D错。

(2020·济南模拟)湖陆风是在较大水域和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性天气现象。下图为洞庭湖某时刻测得的湖陆风垂直结构示意图。读图，完成4、5题。

4．关于湖岸城市与湖陆风相互影响的叙述，正确的是(　　)

A．湖岸城市地面硬化使湖陆风减弱

B．退田还湖使湖陆风增强

C．湖陆风使城市昼夜温差增大

D．湖陆风使湖岸城市湿度下降

5．与图中相对应的高空等压面的剖面线相符的是(　　)

4．B　5.B　解析：第4题，湖岸城市地面硬化会增强城市与湖泊的热力差异，使湖陆风增强，A项错误；退田还湖使湖泊面积增大，湖泊温度变化幅度减小(白天温度上升幅度减小，夜晚温度下降幅度减小)，使湖泊与城市温差增大，热力环流增强，湖陆风增强，B项正确；湖陆风使城市与湖泊上空的空气运动，进而影响区域内气温、气压及湿度，对局地气候起到调节作用，表现为增加城市空气湿度，调节城市气温，使气温日较差减小，C、D项错误。第5题，根据图中的风旗可知，③处风从陆地吹向湖泊，①处风从湖泊吹向陆地，图示热力环流呈逆时针方向。水平面上风由高压吹向低压，所以高空湖面气压高于陆地，与图中相对应的高空等压面的剖面线相符的是图B，B项正确，A项错误；图C表示中部气压高，两侧陆地和湖泊气压低，图D表示中部气压低，两侧陆地和湖泊气压高，C、D项错误。

考点二　大气的水平运动－－风

(2020·天津等级考)读图，下列城市中，此时风向偏南的是(　　)

A．乌鲁木齐     B．贵阳   

C．上海     D．福州

【获取信息】

①某日14时海平面气压分布状况。

②该气压场分布图，水平气压梯度为5 hPa。

【尝试解答】D　解析：在海平面气压场分布图上，某地风向的画法如下：垂直于等压线并由高压指向低压，画出水平气压梯度力的箭头，然后遵循“南半球左偏，北半球右偏”的原则偏转30°～45°，即为该地实际风向。乌鲁木齐、上海、贵阳均为偏北风，只有福州为偏南风。

　等压线图中风向的判断－－作图法

第一步：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，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。

第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向，向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°～45°(高空风则偏转90°)，画出实线箭头，即经过该点的风向。如下图所示(北半球)：

　风力大小的分析

1．等压线图中风力的判定

同一等压线图上，等压线密集，风力大；等压线稀疏，风力小，如图1甲处风力大于乙处。

2．风向和风力随海拔的变化原理分析

随着海拔升高，空气运动所受的摩擦力变小，故风速增大，风向受地转偏向力影响增大，北半球风向逐渐向右偏转(如图2所示)，南半球逐渐向左偏转。

下图示意某一等高面。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。读图，完成1、2题。

1．若此图表示北半球，PN＞PM，则O点风向为(　　)

A．②或③     B．⑥或⑦

C．⑦或⑧     D．②或⑧

2．若此图表示高空等高面，PN＜PM，则O点风向为(　　)

A．②或③     B．③或⑦

C．③或⑥     D．⑦或⑧

1．A　2.B　解析：第1题，PN＞PM，则大气的水平气压梯度力为N线指向M线，并与M、N线垂直；此图若为高空等压面，最终形成的风向与等压线是平行的，北半球的地转偏向力向右偏，故形成的风向为③线；若为近地面，形成的风向与等压线斜交，北半球的地转偏向力向右偏，故为②线。综合得知，O点风向可能为②或③。第2题，若此图表示高空等高面，PN＜PM，则大气的水平气压梯度力为M线指向N线，并与M、N线垂直，由于没有摩擦力，故最终形成的风向与等压线是平行的，北半球的地转偏向力向右偏，故形成的风向为⑦线；南半球的地转偏向力向左偏，故形成的风向为③线；则O点风向为③或⑦。故选B。

读某地风速风向随高度变化状况示意图，完成3、4题。

3．随高度增加(　　)

A．风速增大加快，风向偏转幅度加大

B．风速增大加快，风向偏转幅度减小

C．风速增大变慢，风向偏转幅度减小

D．风速增大变慢，风向偏转幅度加大

4．引起风速、风向随高度变化而变化的根本原因是(　　)

A．地转偏向力随高度增加变大

B．地面摩擦力随高度增加变小

C．水平气压梯度力随高度增加变大

D．大气温度随高度增加变低

3．D　4.B　解析：第3题，近地面风箭头的长短变化大，随高度增加，箭头的长短变化减小，所以随高度增加风速增大变慢；根据风向与等压线的关系，近地面风的风向与等压线斜交，高空中的风向与等压线平行，所以随高度增加，风向偏转幅度加大。第4题，随着高度的增加，地面摩擦力逐渐变小，而空气之间的摩擦力很小，可以忽略不计，因而风向、风速发生改变。

大气热力环流是最简单的大气运动形式，在生活中、工业布局中，甚至一些动物的洞穴都很好地运用了大气热力环流，解决了不少问题。

【探究思路】

[探究思路一]　穿堂风与大气热力环流

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。在炎热的夏季，太阳高挂，不需要空调同样取得了纳凉的效果。下面左图为四川某山区的传统民居景观图，民居坐北朝南，房前一般为水泥或石子院坝，屋后种植林木；右图为该民居穿堂风示意图。

[问题]

1．为什么民居屋前铺设石子地面、屋后种植林木，可以明显增强夏季穿堂风？(地理实践力)

提示：石子地面增温较快，林木增温较慢，增强了房前房后的温差，从而增强了房前房后的水平气压梯度力。

2．冬季，白天为什么人们紧闭屋后窗户，开启前门？(综合思维)

提示：(冬季)紧闭屋后窗户，可以阻挡来自北方的冷空气，同时切断穿堂风；开启前门，利于屋内与院坝之间对流，从而保持室内温度，同时使室内空气流通，减少疾病发生。

3．从采光条件分析，该民居“坐北朝南”的原因。(综合思维)

提示：四川位于北温带(位于北回归线以北)，全年正午时太阳位于其正南，大门朝南(“坐北朝南”)的设计，利于获得较多的光照。

[探究思路二]　土拨鼠洞穴与大气热力环流

土拨鼠白天活动，善于挖掘洞穴。其洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的土堆(如下图)，使地面上的风吹进了洞穴，形成了 “穿堂风”，给土拨鼠带去了习习凉风。

[问题]

1．图中土拨鼠的洞口有什么特点？(区域认知)

提示：土拨鼠的洞穴都有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的土堆。

2．土拨鼠洞穴是怎样运用大气热力环流原理的？(综合思维)

提示：气流吹过平坦的甲洞口时空气速度小，洞口气压比乙洞口较高，为气流进口；水平气流经过土堆时，被抬升，形成上升气流，气压较低，加上来自洞内气温较高的气流，气流上升。因此，地面上的风吹进了土拨鼠的洞穴，给土拨鼠带去了习习凉风。

【研究结论】

大气热力环流应用时要充分理解热力环流形成的过程，从热力作用分析气压高低形成，引起空气的水平运动－－风。

【案例应用】

湖陆风包括湖风(出湖风)和陆风(进湖风)，是在较大湖泊和陆地之间形成的以 24 小时为周期的地方性风。下图为 8 月某日我国鄱阳湖湖口站和进贤站南北方向风速与年平均风速逐时距平日变化曲线图(距平是某一系列数值中的某一个数值与平均值的差，分正距平和负距平)。据此完成1～3题。

1．该日，湖口站的湖陆风转换及对应的时刻是(　　)

A．陆风转湖风－－7：00 左右

B．湖风转陆风－－12：00 左右

C．陆风转湖风－－18：00 左右

D．湖风转陆风－－20：30 左右

2．与湖口站相比，进贤站(　　)

A．陆风转湖风提前

B．湖风转陆风提前

C．湖陆风转换均推迟

D．湖陆风转换均提前

3．湖口站风速比进贤站稍大，其主要原因是(　　)

A．湖口站纬度较高

B．湖口站距湖岸线较近

C．湖口站海拔较高

D．湖口站地表裸露严重

1．A　2.C　3.B　解析：第1题，8月份受湖陆的热力差异影响，白天鄱阳湖区气温低、气压高，周围的陆地地区气温高、气压低，因此吹湖风，北部的湖口站湖风为南风，南部的进贤站湖风为北风；夜晚反之。因此，湖口站7：00～18：00(白天)风速为正距平的风为湖风(南风)，18：00～次日7：00(夜晚)风速为负距平的风为陆风(北风)。由此可见，7：00左右由陆风向湖风转换，18：00左右由湖风向陆风转换。第2题，读图可知，进贤站陆风在12：00左右转换为湖风，湖风在20：30左右转换为陆风，即进贤站湖陆风转换均推迟。第3题，读图可知，湖口站和进贤站与主湖体距离相当，但湖口站距离湖岸线更近些，热力差异更加显著，水平气压梯度力更大些，因此风速更强些。

【备选题】

伊朗古城亚兹德古老的“风塔”是建筑物中用来通风降温的设计。风塔高过屋顶的部分四面镂空，悬空连接到室内大厅(下面左图)，塔下中央建有一个水池(下面右图)。外部的空气经过这一系统降温后飘散到各个房间，让主人享受着酷暑中的阵阵清爽。据此完成1、2题。

1．“风塔”顶部的气流运动方向是(　　)

A．辐合上升　　　　　　 B．辐散上升

C．辐合下沉　　　     D．辐散下沉

2．与“风塔”原理相同的是(　　)

A．温室大棚气温较高　 B．孔明灯的上升运动

C．山洞深处冬暖夏凉　  D．库区比周边降水少

1．C　2.D　解析：第1题，根据材料，塔下中央建有一个水池，外部的空气经过这一系统降温后飘散到各个房间，所以“风塔”顶部的气流运动方向是辐合下沉，然后在底部辐散，C对、D错；如果风塔处气流上升，不起到降温作用效果，A、B错。第2题，结合前面分析“风塔”处是下沉气流，与风塔原理相同的是库区比周边降水少，这是因为库区温度比四周较低，以下沉气流为主，D对；温室大棚气温较高是因为温室效应，A错；由于罩内气体的密度小于灯罩外空气的密度，使得孔明灯受到空气的浮力大于受到的重力，故孔明灯能上升，B错；山洞是一个封闭的、恒温的空间，四季与外界的热量交换很少，所以山洞深处冬暖夏凉，C错。