2020高考地理新创新大一轮复习通用版讲义：第一部分第二章第二讲　热力环流

第二讲　热力环流

(一)热力环流的形成

1．大气运动的根本原因：太阳辐射的纬度分布不均，造成高低纬间的热量差异。

2．热力环流的概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流。

3．形成过程：要抓住“一个过程、两个方向、三个关系”。

(1)一个过程：

近地面冷热不均引起,空气的垂直运动(上升或下沉)造成,同一水平面上出现气压差异导致,空气的水平运动形成,热力环流。

(2)两个气流运动方向：

(3)三个关系：

①温压关系：下垫面热低压，冷高压，即地面冷的地方形成高压，热的地方形成低压。

②风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。

③近地面和高空的气压性质相反。

[特别提醒]

正确理解上述三个关系，要特别注意：无论是近地面还是高空，高压和低压总是在同一水平面上相对而言的，而在垂直方向上，随着海拔升高，气温逐渐降低，气压也降低。　　

(二)常见的热力环流形式

1．海陆风成因示意图：

(1)成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。

(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．山谷风成因示意图：

(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．城市与郊区之间的热力环流图：

⇨

(1)成因分析——“城市热岛”的形成是突破口。

(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。

[特别提醒]

海陆风、山谷风的风向变化实质上不在于白天还是晚上，而在于不同下垫面区域的温度对比关系。不同的下垫面之间，只要存在热力性质差异，就存在气温差异，就会形成热力环流。　　

题组练通

伊朗古城亚兹德古老的“风塔”是建筑物中用来通风降温的建构。风塔高过屋顶的部分四面镂空(左下图)，悬空连接到室内大厅，塔下中央建有一个水池(右下图)。据此完成1～2题。

1．“风塔”顶部四面镂空主要是(　　)

A．为了室内空气流出　　 　B．为了采光

C．为了室内热量散发   D．为了室外空气流入

2．有关室内空气的流动状况的说法，正确的是(　　)

A．从四周流向水池   B．从水池流向四周

C．中央为上升气流   D．四周为下沉气流

解析：1.D　2.B　第1题，由材料可知，伊朗古城的“风塔”位于热带沙漠地区，塔下中央建有一个水池，水的比热容较大，使周围气温降低，空气收缩下沉，高层空气由四周向塔中心流，则“风塔”顶部四面镂空主要是为了室外空气流入，D正确。第2题，由上题可知，室内水池使周围气温降低，气压增高，则垂直方向上空气向下运动，水平方向上空气由中心流向四周，结合选项可知，B正确。

我国南方某地新建一小型水库，某日两时刻测得水库及其东西两侧气温分布如图所示。据此回答3～5题。

3．读图可知(　　)

A．水库中心区的气温日变化最大

B．水库中心区的气温日变化最小

C．一天中水库中心区的气温始终高于东西两侧地区的气温

D．一天中水库中心区的气温始终低于东西两侧地区的气温

4．水库与周围地区存在着气温差异，导致水库与周围地区之间形成了热力环流。则(　　)

A．热力环流的方向整日不变

B．水库中心区始终存在上升气流

C．白天风由水库吹向四周

D．晚上风由水库吹向四周

5．下列图中与15：00水库东西两侧高空等压面的剖面线相符的是(　　)

解析：3.B　4.C　5.C　第3题，根据气温分布曲线可知，3：00 东西两侧气温较低，水库中心区的气温较高；15：00水库中心区的气温较低，东西两侧气温较高，所以水库中心区的气温日变化最小。第4题，白天，水库比热容大，升温慢，气温较周边地区低，形成下沉气流；周边地区升温快，气温高，盛行上升气流，近地面气流由水库流向四周。夜晚，水库气温较高，盛行上升气流；周边地区降温快，气温较低，气流下沉，近地面气流由四周流向水库。第5题，15：00近地面水库中心气温低，形成高气压，高空形成低气压，等压面向下弯曲。东西两侧近地面气温高，形成低气压，高空形成高气压，等压面向上弯曲。

下图为城市中心与郊区垂直方向上的气压分布图(图1)及城郊间高空等压面示意图(图2)。据此完成6～7题。

6．根据热力环流的原理，城郊之间正确的环流方向是(　　)

A．E→F→H→G→E　　 　B．G→E→F→H→G

C．G→E→H→F→G   D．G→H→F→E→G

7．关于城市中心与郊区大气状况的叙述，属实的是(　　)

A．EF代表城市中心气压垂直变化规律

B．各点间的热力环流，昼夜方向相反

C．甲位于郊区高空，气流下沉

D．乙、丙间气流流动方向如箭头所示

解析：6.D　7.C　第6题，由题图1可知，G、E在近地面，F、H在高空。G为近地面的低压，中心气流上升，高空相应出现高压H；E为近地面高压，中心气流下沉，高空相应出现低压F；在水平方向上，气流从高压流向低压，即从H流向F，E流向G；综合起来，该热力环流方向是G→H→F→E→G，选D。第7题，城市中心的温度高于郊区，所以城市中心近地面形成低压，E的气压较高，对应郊区，EF代表郊区气压垂直变化规律，A错误；无论昼夜，温度都是城市中心大于郊区，因此热力环流的方向没有昼夜的变化，B错误；由于题图2中甲处等压面向下弯曲，丙处等压面向上拱起，所以甲处气压小于丙处气压，郊区空气下沉，高空为低压，所以甲为郊区高空，气流下沉，C正确；乙、丙之间的气流应该由高压流向低压，不会沿等压面流动，D错误。故选C。

1.影响风的三种力

2.风的受力状况与风向

[特别提醒]

(1)摩擦力越大，风向与等压线的夹角越大。

(2)随着海拔的升高，风向与等压线的夹角越来越小。　　

题组练通

在地球低层大气中，同一地点不同高度上的风并不完全相同。其主要原因是空气在水平运动时所受的摩擦力随高度的增加而减小。这样，在气压梯度力作用下不同高度的风向和风速都会发生变化。读图回答1～2题。

1．若某地不同高度上的风向、风速投影到同一水平面上，则四幅图中能够表示北半球地表到高空的风向随高度变化而形成的曲线图是(　　)

A．①图   B．②图

C．③图   D．④图

2．在①图中，按地图的一般方向判断，其高空大气高气压可能位于该地的(　　)

A．东方   B．南方

C．西方   D．北方

解析：1.A　2.B　第1题，随着高度上升，摩擦力减小，风速增大，风向右偏。因此①图符合题意。第2题，高空大气的摩擦力较小，风向基本与等压线平行，①图为北半球，地转偏向力垂直风向并向右偏，所以水平气压梯度力由南指向北，该地南侧为高压，北侧为低压，因此高空大气高气压可能位于该地南方。

3．读某半球大气水平运动示意图，回答下列问题。

(1)形成风的直接原因___________________________________________________。

(2)图甲表示的是________(高空或近地面)风，受两力作用(水平气压梯度力＋________)，风向与等压线________，背风而立，左低压右高压。

(3)图乙表示的是________(高空或近地面)风，受三力作用(水平气压梯度力＋地转偏向力＋________)，风向与等压线________，背风而立，左前低压，右后高压。

(4)两图均位于____(南、北)半球；理由是_____________________________________。

(5)仔细观察发现，水平气压梯度力始终________于等压线，并指向________；地转偏向力始终________于风向(或摩擦力方向)；摩擦力方向始终与风向________。

解析：本题主要考查风的成因、两种风的受力过程及其对风向的影响，重点考查考生对基础知识的掌握程度，难度较小。

答案：(1)水平气压梯度力

(2)高空　地转偏向力　平行

(3)近地面　摩擦力　斜交

(4)北　风向右偏

(5)垂直　低压　垂直　相反

重难点一　如何掌握等压面图的判读技巧

—————————————[典题示例]——————————————————

如图为甲地所在区域某时刻高空两个等压面P1和P2的空间分布示意图，图中甲、乙两地经度相同。此时甲地近地面的风向为(　　)

A．东南风　　　　　　　 　B．西南风

C．东北风   D．西北风

[解析]　根据图中等压面P2在38°N高空向上凸，可以推断出38°N高空为高压，其近地面为低压，在水平方向上大气由甲地向38°N方向运动，再结合北半球水平运动的物体向右偏，可判断此时甲地近地面的风向为西南风。

[答案]　B

—————————————[师说技法]——————————————————

等压面的判读方法

1．判断气压高低

(1)气压的垂直递减规律。由于对流层大气密度随高度增加而降低，在垂直方向上随着高度增加气压降低，如下图，在空气柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在L2中，PB>PB′，PC′>PC。

(2)同一等压面上的各点气压相等。如上图中PD′＝PC′、PA′＝PB′。综上分析可知：PB>PA>PD>PC。

2．判断等压面的凸凹

等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”。另外，近地面与高空等压面凸起方向相反。

3．判断下垫面的性质

(1)判断陆地与海洋(湖泊)：夏季，等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)；冬季，等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。

(2)判断裸地与绿地：裸地类似陆地，绿地类似海洋。

(3)判断城区与郊区：等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。

4．判断近地面天气状况和气温日较差

(1)等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小。

(2)等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大。

—————————————[集训过关]—————————————————

如图为某季节我国东部沿海某区域近地面和高空等压面示意图。读图回答1～2题。

1．关于图示的判断，正确的是(　　)

A．图中气压：丙地＞丁地＞甲地＞乙地

B．甲地气温高于乙地

C．甲地多晴朗天气

D．乙地盛行下沉气流

2．关于图中气流的说法，正确的是(　　)

A．甲、丙两地之间气流产生的直接原因是气压差

B．乙、丁两地之间气流受地转偏向力的影响

C．水平气压梯度力只影响甲、乙两地之间的风速

D．产生四地间环流的主要原因是海陆热力性质差异

解析：1.C　2.D　第1题，甲、乙、丙、丁四地气压由高到低的排序是甲地、乙地、丁地、丙地；甲地为高压，气温低，因此气温低于乙地；甲地是高压，气流下沉，天气晴朗；乙地是低压，气流上升。第2题，甲、丙两地之间气流产生的直接原因是空气遇冷收缩下沉；乙、丁两地之间气流在垂直方向上运动，故不受地转偏向力的影响；风速的大小取决于水平气压梯度力的大小，水平气压梯度力既影响甲、乙两地之间的风速，也影响丙、丁两地之间的风速；四地之间热力环流形成的主要原因是海陆热力性质的差异。

3．读北半球某地的气压分布图，完成下列问题。

(1)判断甲、乙、丙、丁四地气压的大小关系；并在图中用箭头标出环流模式。

(2)甲、乙两地中气温较高的是________地，其对应的天气状况常为________天气，气温日较差较大的是________地。

(3)图中甲、乙两地之间的风向是________；假若图示环流为城市热岛环流，则表示郊区的是________地。

(4)在图中画出高空的等压面弯曲状况。

解析：该题以北半球某地的气压分布图为背景，综合考查热力环流的形成原理。解答本题可按如下思路进行：

答案：(1)甲>乙>丙>丁。　画图略。(呈逆时针运动)

(2)乙　阴雨　甲　(3)西南风　甲

(4)略。(与近地面弯曲方向相反)

重难点二　如何判定风向和风力

—————————————[典题示例]————————————————

如图示意我国某地区14日6时的气压形势，L为低压。图中天气系统以200 km/d的速度东移。读图，完成下题。

图中甲地14日6～9时的风向为(　　)

A．偏东风　　　　　　　 　B．偏南风

C．东北风   D．西北风

[解析]　根据题干材料可知，低压L向东移动的速度为200 km/d，结合图上距离和比例尺，可以估算出L和甲之间的距离，进而计算出9时时L相对于甲的位置，由此判定14日6～9 时低压系统L位于甲地以西，甲地吹偏南风或东南风。

[答案]　B

—————————————[师说技法]———————————————

(一)风向的判定

1．在等压线图上判定风向

(1)绘图法：依据水平气压梯度力，画出任意一点的风向。

第一步：在等压线图中，按要求画出过该点且垂直于等压线的虚线箭头(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°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(北半球)：

(2)“左右手”法

在等压线图上判断风向时可用“左右手”法则，北半球用右手，南半球用左手。具体方法：伸出右(左)手，手心向上，让四指指向水平气压梯度力的方向，拇指指向就是风向。高空的风向与水平气压梯度力方向垂直；近地面风向与水平气压梯度力方向成一锐角。如下图。

2．根据风向标和风向玫瑰图判定风向

风向标由风杆和风尾组成，风杆(长线段)上绘有风尾(短线段)的一方指示风向。风尾上的横杠表示风速，一横表示风力二级，最多三横，就是六级，风力再大就用风旗表示，例如“”就表示北风四级。

“风向玫瑰图”是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向和最小风频。最常见的风向玫瑰图是一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与原点之间的距离与这个方向的风频成正比。

(二)风力的判定

1．同一等压线图上，等压线密集，风力大；等压线稀疏，风力小，如下图中甲处风力大于乙处。

2．不同图中，“相同比例尺”，相邻两条等压线数值差越大，风力越大，如下图中B处风力大于A处。

3．不同图中，比例尺越大，风力越大，如下图中C处风力大于D处。

—————————————[集训过关]—————————————————

1．(2014·天津高考)在下图所示的时段内，风向由东南变为东北的城市是(　　)

A．台北　　　　　　　 　B．上海

C．首尔   D．北京

解析：选D　解答本题，需要在两幅等压线图中分别作出各城市的风向(首先作出气压梯度力的方向即由高压指向低压，垂直于等压线，然后在地转偏向力的影响下，北半球向右偏，即可获得风向)。由图可知，北京的风向由东南变为东北。

　　读图，回答2～3题。

2．判断此时P地的风向(　　)

A．西北风   B．东南风

C．西南风   D．东北风

3．甲、乙、丙、丁四地中的气压可能与Q地相等的是(　　)

A．甲   B．乙

C．丙   D．丁

解析：2.A　3.D　第2题，图示P地西侧为高压、东侧为低压，依据风向由高压指向低压，北半球向右偏，可判断为西北风。第3题，图示等压距为2.5 hPa，则Q外围等压线数值可能是1 005 hPa或1 007.5 hPa；再运用“大于大的、小于小的”判读法，可判断Q数值可能是1 002.5 hPa～1 005 hPa或1 007.5 hPa～1 010 hPa；与图中丁处数值可能相等。

下面两图为青藏高原隆起前、隆起后1月和7月海平面等压线分布状况模拟示意图。读图完成下题。

4．青藏高原隆起前后M地风向和N地风速变化正确的是(　　)

A．冬季，M地由盛行西南风变为西北风

B．冬季，N地风速变大

C．夏季，M地由盛行东北风变为东南风

D．夏季，N地风速变小

解析：选A　根据等压线走向确定风向，根据等压线疏密判断风速。图1中高压控制陆地，为冬季，M地由盛行西南风变为西北风；N地处等压线由密变为疏，N地风速变小。图2中低压控制陆地，为夏季，M地由盛行西南风变为偏东风；N地处等压线由疏变为密，N地风速变大。故选A。

等压线的判读技巧

—————————————[典题感悟]——————————————————

(2017·江苏高考)2017年5月5～6日，我国东北部分地区在立夏之后罕降暴雪。如图为5月6日0时亚洲部分地区海平面气压(单位：hPa)形势图。读图回答(1)～(2)题。

(1)最可能降暴雪的地点是(　　)

A．甲　　　　　　　　　 　B．乙

C．丙   D．丁

(2)此时，远在我国南方戊地的天气状况为(　　)

A．晴，西南风   B．阴，西北风

C．晴，东南风   D．阴，东北风

[解析]　第(1)题，读图可知，图示区域东北部地区受强烈的锋面气旋系统影响，甲地处于冷锋锋后，受强冷空气南下影响，最可能形成暴雪天气；乙、丙两地位于锋面气旋南部，受暖气团控制，降暴雪的可能性不大；丁地处于锋面气旋东部，暖锋锋面附近，受暖气团缓慢北移影响，可能有降雪，但强度不大。第(2)题，戊地此时受高压(反气旋)控制，天气晴朗；戊地受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用，戊地吹东南风。

[答案]　(1)A　(2)C

—————————————[技法指导]——————————————————

在同一水平面上气压相等的各点的连线就是等压线。等压线分布图表示同一高度上气压的水平分布状况。“高压”和“低压”是针对同一水平面上的气压差异而言的。

1．气压场的判读

(1)高气压中心：中心气压高，周围气压低，如A处。

(2)低气压中心：中心气压低，周围气压高，如B处。

(3)高压脊：等压线由高压中心向外凸出的部分，如C处。

(4)低压槽：等压线由低压中心向外凸出的部分，如D处。

2．等压线图的判读

(1)根据气压状况判断近地面气温：气压高的地方一般气温低，气压低的地方一般气温高。

(2)根据气压分布状况判断天气：低压中心和低压槽盛行上升气流，多阴雨天气；高压中心和高压脊盛行下沉气流，多晴朗天气。

(3)根据等压线分布状况判断风向：风从高值线吹向低值线，顺着风向，气压值越来越小(高空风向与等压线平行)。

(4)风向的应用：根据风向与等压线的关系可以定南北半球、定气压高低、定三力、定近地面或高空。

(5)风力大小判定：在同一幅图中，等压线密集风力大，等压线稀疏风力小。在不同地图中，相同图幅、相同等压距的地图相比，比例尺越大，表示单位距离间的等压线越密集，风力越大；比例尺越小，表示单位距离间的等压线越稀疏，风力越小。

3．季节或月份的判读

大陆上空出现高压中心或海洋上空出现低压中心为冬季，反之为夏季。

4．冷暖锋位置的判读

锋面一定存在于低压槽上，冷锋在锋面气旋的西部，暖锋在锋面气旋的东部。

—————————————[迁移应用]—————————————————

读北极地区某年1月海平面气压分布图(单位：hPa)，据此完成1～3题。

1．图示L地区等压线发生弯曲，其主要影响因素为(　　)

A．海陆分布与纬度   B．洋流与海陆分布

C．海水温度与海拔   D．太阳高度与降水

2．G地的风向为(　　)

A．西北风   B．东北风

C．东南风   D．西南风

3．若L所在气压场等压线往东北延伸发展，则原极地冷空气(　　)

A．势力加强   B．挤压抬升

C．南下蓄积   D．变暖下沉

解析：1.B　2.D　3.C　第1题，读图，根据极圈和海陆轮廓判断，图示L地区位于欧洲西北部海域，沿岸有北大西洋暖流经过，等压线发生弯曲，其主要影响因素为洋流与海陆分布，B正确。L地区等压线与纬线延伸方向不一致，纬度不是主要因素，A错误。等压线位于海面，海拔没有差异，C错误。气压会影响降水，但降水不影响气压，D错误。第2题，水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压。图示为极地地区图，中心是北极点。根据G地的等压线，考虑北半球受地转偏向力影响风向向右偏转，G地风向为西南风，D正确。第3题，若L所在气压场等压线往东北延伸发展，则原极地冷空气应势力减弱，可能是南下蓄积，C正确。如果极地冷空气势力加强，L低压槽不会向东北扩展，A错误。极地冷空气气压高，高压不能被挤压抬升，B错误。变暖应是上升气流，D错误。

4．读北半球某地面水平气压分布图，回答下列问题。

(1)就气压状况而言，图中A与B中，低压中心是________，B与C中，高压中心是________。

(2)若该地气压只受温度影响，则A、B、C中，地面温度最高的是________。

(3)如图为沿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________。

(4)下列能正确表示AB高空等压面状况示意图的是(　　)

(5)在下边空白处画出甲处近地面风向及其所受力的示意图。

解析：第(1)题，结合气压的概念判断气压中心属性。第(2)题，根据温度与气压的关系判断温度高低。第(3)题，结合热力环流的形成判断气压高低；结合气压与温度的关系及气温随高度的变化判断气温的高低。第(4)题，结合近地面气压分布推测高空气压分布状况。第(5)题，根据风的形成过程及各种力在风形成中的作用画图。

答案：(1)B　C

(2)B

(3)图略(提示：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)

(4)B

(5)如下图所示：