资源简介

第8讲　大气运动
必备知识 学科素养
1.热力环流的形成过程，常见的热力环流。2．影响风的几个力的特点及对风的影响。3．高空风和近地面风的形成。 1.区域认知：比较南北半球近地面风和高空风的风向差异，学会分析区域多风的原因。2．综合思维：结合材料分析热力环流的形成过程及其影响。3．地理实践力：结合热力环流在实际生活中的应用，学会观察并能设计实验验证热力环流及风的形成过程。
一、大气热力环流
1．形成原因：地面冷热不均。
2．形成过程
具体如下图所示：
　“君问归期未有期，巴山夜雨涨秋池”，请说明巴山地区夜雨较多的原因。
提示：夜晚，山顶空气冷却下沉，沿山坡下沉至谷底，谷地中的暖湿气流被迫抬升，气温下降，水汽凝结，形成降水。白天，谷地盛行下沉气流，不易形成降水。
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．风的受力状况与风向
类型 高空风 近地面风
图示(北半球)
受力 F1(水平气压梯度力)和F2(地转偏向力)共同影响 F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(摩擦力)共同影响
风向 与等压线平行 与等压线斜交
［技法］巧用左右手法则判断风向
(1)北半球用右手，南半球用左手。
(2)伸出左(右)手，手心向上，让四指指向水平气压梯度力的方向，拇指指向就是气流偏转方向。高空的风向与水平气压梯度力方向垂直；近地面的风向与水平气压梯度力方向斜交。如下图：
　热力环流
(2019·高考全国卷Ⅱ)积云为常见的一类云，其形成受下垫面影响强烈。空气在对流过程中，气流携带来自下垫面的水汽上升，温度不断下降，至凝结温度时，水汽凝结成云。水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度。据此完成1～3题。
1．大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布，因此积云常常呈(　　)
A．连续层片状　　　　　 B．鱼鳞状
C．间隔团块状 D．条带状
2．积云出现频率最高的地带是(　　)
A．寒温带针叶林地带
B．温带落叶阔叶林地带
C．亚热带常绿阔叶林地带
D．热带雨林地带
3．在下垫面温度决定水汽凝结高度的区域，积云的云底高度低值多出现在(　　)
A．日出前后 B．正午
C．日落前后 D．午夜
【解题流程】
【尝试解答】　1.C　2.D　3.A
1．热力环流的形成
(1)一个过程
(2)两个方向
垂直方向 与冷热差异有关，热上升，冷下沉
水平方向 与气压差异有关，从高压流向低压
(3)三个关系
①温压关系(如上图中甲、乙两地所示)
②风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。
③等压面的凹凸关系
a．受热：低空下凹、高空上凸。
b．变冷：低空上凸、高空下凹。
2．常见的热力环流形式
(1)海陆风
影响：使滨海地区气温日较差减小，降水增多。
(2)山谷风
影响：在山谷和盆地地区，常因夜间的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，阻碍空气的垂直运动，易造成大气污染。
山谷风对山坡农业的影响
(3)城市风
影响：一般将绿化带布局于气流下沉处或下沉距离以内，将卫星城或污染较重的工厂布局于气流下沉距离之外。
(2022·广州高三期末)德克塔火洞是由美洲原住民发明的一种燃烧效率高、热量集中、隐蔽性好的火灶，深受户外生存者和野外单兵的喜爱。下图是德克塔火洞剖面图。据此完成1～2题。
1．德克塔火洞燃烧效率高，下列对此分析合理的是(　　)
A．甲处气流受热上升，燃烧充分
B．空气通过铁架处流入，燃烧充分
C．底部气流乙处流向甲处，燃烧充分
D．燃烧时空气快速补充，燃烧充分
2．德克塔火洞隐蔽性好的主要原因是(　　)
A．燃烧时少烟，不易被人发现
B．燃烧时火焰都位于地下，不易被人发现
C．可快速灭火，避免森林火灾
D．多选在人烟稀少的森林，不易被人发现
解析：第1题，由图可知，乙处为燃烧室，空气遇热上升，乙处气压下降，内部甲处空气下沉，从甲处流向乙处，空气循环流动，新鲜空气补充及时，燃烧充分。故选D。第2题，由上题可知，德克塔火洞燃烧充分，燃烧时烟少，不易被发现，隐蔽性好，A正确。烧柴时容易被发现的原因是木柴燃烧不充分，出现浓烟，和其他要素无关，B、C、D错误。故选A。
答案：1.D　2.A
　等压(温)面图的判读
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)。据此完成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．动力　辐合上升　　　　 B．热力　辐合上升
C．动力　下沉辐散 D．热力　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
【解题流程】
【尝试解答】　1.B　2.D
1．等压面图的判读
(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，在垂直方向上气压随着高度增加而降低，如图，在空气柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在空气柱L2中，PB>PB′，PC′>PC。
②同一等压面上的各点气压相等。如图中PD′＝PC′、PA′＝PB′。
综上分析可知，PB>PA>PD>PC。
(2)判读等压面的凸凹
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的凸出方向相反。
(3)判断下垫面的性质
①判断陆地与海洋(湖泊)：夏季，等压面下凹处为陆地、上凸处为海洋(湖泊)。冬季，等压面下凹处为海洋(湖泊)、上凸处为陆地。
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：等压面下凹处为城区，上凸处为郊区。
(4)判断近地面天气状况和气温日较差
①等压面下凹处，多阴雨天气，气温日较差较小。
②等压面上凸处，多晴朗天气，气温日较差较大。
2．等温面图的判读
等温面图与等压面图的判读有很多相似之处，可借用等压面图的判读方法来判读等温面图。
(1)随着海拔升高，等温面的温度数值逐渐降低。
(2)等温面向下凹的地区，气温较同高度其他地区低；等温面向上凸的地区，气温较同高度其他地区高。如上图中甲地为低温中心，乙地为高温中心。
(3)夏季：陆地上等温面向上凸，海洋上等温面向下凹；城市市区等温面一般向上凸。
(2022·湖北期末)下图为北半球近地面冷热不均引起的等压面变化状况示意图。据此完成1～2题。
1．图中气压最高的点是(　　)
A．① B．②
C．③ D．④
2．下列能正确表示乙地大气运动状态的是(　　)
解析：第1题，如图为北半球近地面冷热不均引起的等压面变化状况，①③④位于同一等压面上，气压值相同；②④位于同一垂直面，由于同一垂直面近地面气压值大于高空气压值，因此气压值②大于④。故选B。第2题，如图为北半球近地面冷热不均引起的等压面变化状况，四点气压值大小顺序是②>①＝③＝④。甲、乙、丙三地，乙地等压线向上凸出，乙地气压高于甲、丙，则乙是近地面高压，应该是下沉气流且两侧气流均下沉。故选A。
答案：1.B　2.A
(2022·启东月考)如图为30°N亚洲大陆和太平洋之间的气温、气压分布图，近地面A对应亚洲大陆，B对应太平洋，其中①为5 500 m等高面，②为1月份500 hPa等压面，③为7月份500 hPa等压面。据此完成3～4题。
3．关于图中A、B气温(T)、气压(P)判断正确的是(　　)
A．1月份：TA＞TB
B．1月份：PA＞PB
C．7月份：PA＜PB
D．气温年较差：ΔTA＞ΔTB
4．7月份A、B间的风向为(　　)
A．正西风 B．西北风
C．正北风 D．东南风
解析：第3题，由图文资料可知，近地面A对应亚洲大陆，B对应太平洋，1月份北半球为冬季，陆地气温低于同纬度的海洋，TA＜TB，故A错误。同样，冬季陆地近地面气压高于海洋，高空相反，A、B位于5 500 m等高面，属于高空，故PA＜PB，B错误。7月份北半球为夏季，陆地近地面气压低于海洋，高空则相反，故C错误。受海陆热力性质差异的影响，气温年较差海洋低于陆地，故D正确。故选D。第4题，7月份北半球为夏季，在近地面气压梯度力由海洋指向陆地(指向西)，A、B位于高空，所以A、B间的气压梯度力与近地面相反，指向东，高空不考虑地面摩擦力，风向大致右偏90度，最终指向正南，为正北风。故选C。
答案：3.D　4.C
　大气的水平运动
(2020·高考江苏卷)下图为亚欧大陆某时刻海平面等压线分布示意图。读图回答1～2题。
1．下列四地中，吹偏南风的是(　　)
A．①　　　　　　　　 B．②
C．③ D．④
2．此时①地最可能(　　)
A．暴雨倾盆水难排
B．细雨蒙蒙衣难干
C．烈日炎炎似火烧
D．黄沙满天车难行
【解题流程】
【尝试解答】　1.C　2.A
1．形成风的力
作用力 方向 大小 对风的影响 备注
风速 风向
水平气压梯度力 始终与等压线垂直，由高压指向低压 等压线越密集，水平气压梯度力越大 水平气压梯度力越大，风速越大 垂直于等压线，由高压指向低压 原动力
地转偏向力 始终与风向垂直 随纬度增高而增加，赤道为零 不影响风速的大小 北半球使风右偏，南半球使风左偏，赤道上不偏转 无风无此力
摩擦力 始终与风向相反 与下垫面性质有关，下垫面越粗糙、起伏越大，摩擦力越大；反之越小 使风速减小 与其他两力共同作用，使风向斜穿等压线 无风无此力
2.判断风力大小
(1)看水平气压梯度力大小
①同一幅等压线图上，根据等压线疏密情况判断：等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；等压线稀疏，水平气压梯度力小，风力小。
②不同等压线图上，若比例尺相同，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不同等压线图上，若相邻两条等压线数值差相等，则比例尺越大，风力越大。如下图中C处风力大于D处。
④根据温差判断：一般温差越大，水平气压梯度力越大，风力越大。
(2)看距风源地远近：距风源地近，则风力大，如我国西北地区距冬季风源地近，冬季风力大。
(3)看摩擦力大小
①平原、高原地面平坦开阔，阻挡作用弱，风力大，如内蒙古高原；风由陆地吹向海面或湖面，摩擦力变小，风力变大。
②摩擦力随海拔变化
原理分析 图示
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(如右图)，南半球逐渐向左偏转
(4)看植被多少：植被茂密，阻力大，风力小；植被稀疏，阻力小，风力大。
(5)看地形因素：地形(河谷、山谷)延伸方向与盛行风向基本一致，受狭管效应影响，风力大。原理如下所示：
3．等压线图中近地面风向的判断方法
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°，画出实线箭头，即经过该点的风向。如下图所示(以北半球为例)：
如何根据风向判断气压高低和南北半球
(1)根据风的来向为高压一侧可知：图中南侧为高压，北侧为低压。
(2)根据水平气压梯度力垂直于等压线且由高压指向低压可绘出水平气压梯度力F水。
(3)从图中可知风向比F水偏右，可知该地位于北半球，然后在风向的右侧绘出地转偏向力F地，并且垂直于风向。
(4)根据摩擦力方向始终与风向相反，绘出摩擦力F摩。
(2022·广州模拟)下图为某时刻北太平洋局部地区海平面等压线(单位：hPa)分布示意图。读图完成1～2题。
1．济南与高知之间的气压差可能为(　　)
A．16 hPa B．20 hPa
C．24 hPa D．28 hPa
2．下列城市中，风力最小的是(　　)
A．长崎 B．首尔
C．平壤 D．上海
解析：第1题，读图可知，等压线的等值距为2 hPa，根据等值线变化规律，济南的气压值为1 032～1 034 hPa，高知的气压值为1 012～1 014 hPa，故两地的气压差为18～22 hPa。故选B。第2题，读图可知，选项所列四个城市中，上海附近等压线分布最为稀疏，水平气压梯度力最小，风力最小。故选D。
答案：1.B　2.D
(2022·佛山月考)如图为南半球某地5 000 m等高面上的稳定风向轨迹示意图，近地面与高空的气压差异形成原因仅考虑气温因素，且近地面不考虑地形起伏。读图结合所学知识，完成3～4 题。
3．此时与甲地相对应的近地面风向是(　　)
A．偏北风 B．偏东风
C．偏南风 D．偏西风
4．下列此时甲至乙相对应近地面的相关气象要素分布状况示意图中，正确的是(　　)
解析：第3题，图文信息表明，图中风向为南半球某地高空风向，高空气流不考虑摩擦力，因此高空风向与等压线平行，甲处风向是水平气梯度力向左偏转90°所致，由此判断，甲地高空水平气压梯度力大致由东南指向西北，高空和近地面气压形势相反，则甲地近地面水平气压梯度力大致由西北指向东南，受摩擦力和地转偏向力影响，风向向左偏转一个锐角，应形成偏西风。故选D。第4题，高空风向与等压线平行，图中风向轨迹可近似看成等压线分布形态，由前题判断可知，甲处高空水平气压梯度力大致由东南指向西北，表明高空甲、乙两处中间为高压脊，高空和近地面气压形势相反，甲、乙两地近地面处于低压槽两侧，该低压槽向西延伸，易形成冷锋天气系统，由于位于南半球，甲位于暖气团一侧，乙位于冷气团一侧，冷锋降水集中于冷气团一侧，因此甲到乙之间云量和降水量较大，且云量和降水量最大值偏向乙地一侧，B正确，C错误；甲位于暖气团一侧，乙位于冷气团一侧，因此从甲到乙气温降低，气压呈上升趋势，A、D错误。故选B。
答案：3.D　4.B
一、选择题
(2022·济宁期末)某中学地理兴趣小组根据当地实测数据，绘制了该地的沥青路面、草地和近地面空气温度(近地面空气温度为该区域均温)日变化曲线(下图)。据此完成1～2题。
1．图中甲、乙、丙三条曲线分别代表(　　)
A．沥青路面、草地、近地面空气
B．草地、沥青路面、近地面空气
C．沥青路面、近地面空气、草地
D．近地面空气、草地、沥青路面
2．若该日沥青路面与草地之间存在热力环流，正确表示白天环流的是(　　)
解析：第1题，根据材料及图中信息，该图反映的是该地的沥青路面、草地和近地面空气温度，沥青路面比热容小，升温快，降温也快，温差最大，甲为沥青路面；近地面空气温度为该区域均温，因各区域有森林植被、水域等的调节作用，导致平均气温低，丙为近地面空气；草地比热容较大，升温较慢，降温也较慢，温差比沥青路面小，乙为草地。故选A。第2题，沥青路面与草地的比热容不一致，白天沥青路面升温快，空气受热膨胀上升，在近地面形成低压，高空形成高压；草地升温较慢，与沥青路面相比，气流收缩下沉，在近地面形成高压，高空形成低压。所以近地面气流从草地流向沥青路面，高空则相反；草地气流下沉，沥青路面气流上升。故选B。
答案：1.A　2.B
(2022·福州高二期末)白天，陆地增温快于海洋，沿海出现海风，不断向陆地推进，随着海风风力的加强，在近海岸的内陆地区与大陆气团相遇，通常会出现一条平行于海岸线的狭窄的辐合带，具有类似锋面的特征，被称为海风锋。下图示意2011—2014年上海夏季海风锋触发对流频数的月变化。据此完成3～4题。
3．海风锋触发对流活动一般发生于一天中的(　　)
A．6—8时　　　　　 B．10—12时
C．14—16时 D．18—20时
4．关于海风锋触发对流的描述，正确的是(　　)
A．海风锋触发的对流活动呈现弱局地性
B．海风锋触发的对流天气多为短时弱降水
C．当副高控制上海时，海风锋不易触发对流
D．城市热岛效应强是海风锋触发对流的原因之一
解析：第3题，根据材料信息可知，海风锋的形成主要是由于海风与内陆气团相遇，正午时太阳辐射最强，陆地快速增温，到午后(14—16时)气温达到一天中最高，气流上升作用强，易出现对流，此时陆地和海洋气温差也达到最大，此时海风最强，最易形成海风锋，并触发对流。故选C。第4题，海风锋触发的对流活动所带来的降水量地域分布不均，在海风锋对流附近最强，所以海风锋触发的对流活动呈强局地性，A错误；海风锋触发的对流天气多为强对流雷暴天气，并非弱降水，B错误；据所学可知，7、8月份上海受副热带高压带控制，结合图示信息，此时海风锋触发对流天气频率明显高于6月和9月，说明副高控制上海时，海风锋易触发对流，C错误；热岛效应强使内陆地区气温更高，气流上升作用更强，陆地与海洋温差增大，海风锋更容易触发对流，D正确。
答案：3.C　4.D
(2022·福州月考)下图为某时刻我国部分地区500 hPa等压面高度(单位：m)分布图。据此完成5～6题。
5．石家庄在5 600 m高空的风向是(　　)
A．东北风 B．东南风
C．西北风 D．西南风
6．与广州相比，石家庄(　　)
①高空风力较大 ②高空风力较小
③近地面气压较高 ④近地面气压较低
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
解析：第5题，从图中看，石家庄500 hPa等压面高度西南高东北低，可知在5 600 m高空，石家庄高空西南气压高于东北，可先画出水平气压梯度力，由高压指向低压，垂直等压线，北半球风向向右偏，最终与等压线平行，可知石家庄高空风向为西北风。故选C。第6题，从图中看，与广州相比，石家庄高空等压线密集，风力较大，①正确，②错误。高空与近地面气压状况相反，与广州相比，石家庄高空气压较低，则近地面气压较高，③正确，④错误。故选A。
答案：5.C　6.A
(2022·石家庄模拟)小华同学登录中央气象台网站，通过查询相关信息，绘制了我国某年10月16日5时的海平面等压线分布图(单位：hPa)。读图，完成7～9题。
7．此时P等压线以内区域出现了阴雨天气，小华标注P等压线的数值应该是(　　)
A．1 010 B．1 015
C．1 012.5 D．1 017.5
8．小华根据等压线图分析得出的天气状况是(　　)
A．东北地区东北风强 B．山东半岛风力较大
C．云贵高原雨雪连绵 D．江汉平原晴朗少云
9．小华绘制好图后，还对图中四地进行了比较，发现这天(　　)
A．①地和②地同步日落
B．②地与③地日出方位相同
C．①地比④地白昼稍长
D．③地比④地正午日影要短
解析：第7题，P等压线以内区域此时出现了阴雨天气，可判断P等压线内部为低压中心；根据等压线分布图可知，等压距为2.5，P附近相邻等压线数值为1 015，故P等压线数值为1 012.5，C正确。第8题，读图可知，东北地区应该为西北风强劲，A错误。山东半岛等压线稀疏，风力较小，B错误。云贵高原受低压控制，阴雨连绵，10月降雪较少，C错误。江汉平原位于高压脊上，晴朗少云，D正确。故选D。第9题，10月16日太阳直射点位于南半球，北半球昼短夜长，纬度越高夜越长，故此时较高纬度的②地日落时间较①地早，A错误。②地与③地同位于北半球，此时太阳直射点位于南半球，因此日出方位皆为东南方向，B正确。此时北半球昼短夜长，纬度越高昼越短，①地比④地纬度高，故①地白昼短于④地，C错误。该日正午太阳高度③地比④地低，③地比④地日影长，D错误。故选B。
答案：7.C　8.D　9.B
二、非选择题
10．(2022·济南高三月考)阅读图文材料，完成下列要求。
城市热岛是指城市温度高于周围乡村温度的现象。由城市热岛激发出的次级环流，称作城市热岛环流，城市热岛环流在低层表现为由郊区吹向城市的气流，称为乡村风。目前国内外对于城市热岛环流的产生原因、结构特点已有部分认识。研究表明，城市热岛环流的产生是由于城乡地表热量平衡存在差异。下图为某日某时刻重庆市自动气象观测站观测的2 m高度温度分布和等高线地形图。
(1)分析图示时刻重庆市热岛环流的分布特征。
(2)推测重庆市城市热岛环流的日变化状况。
(3)简述城市热岛环流对区域降水的影响。
解析：(1)东南部热岛环流强；东北部及西南部热岛环流弱。城市热岛是指城市温度高于周围乡村的现象，城市热岛效应导致近地面气流由郊区吹向城市。据图可知，东南方向与城市中心温差大，故热岛环流强；东北部及西南部与城市中心温差最小，因此东北部及西南部热岛环流弱。(2)一天中重庆市市区与周围乡村的温差先减小后增大；城乡温差越大，热岛强度越大，热岛环流越强，因此热岛环流的日变化是先减弱后增强。(3)在城市热岛环流中，城市气温变高，盛行上升气流，易产生降水；周围乡村气温较低，盛行下沉气流，不利于水汽的凝结，降水出现的频率降低。
答案：(1)此刻该地区热岛环流在低层整体由郊区吹向主城区及其东部地区，在主城区东北、西南也形成局部热岛环流。
(2)夜间热岛环流显著，白天热岛环流与之相比减弱。夜间由郊区吹向城市的乡村风风力更大。
(3)城市热岛使城市多上升气流，增强空气对流，加之城市空气中水汽、尘埃较多，降雨增多。
11．(2022·南京期末)阅读材料，完成下列要求。
材料一　祁连山绵亘于青藏高原东北边缘，由几条呈西北—东南走向的平行山岭和谷地组成，长约1 000 km，宽200～500 km，平均海拔4 000～4 500 m，许多地方终年积雪，发育着现代冰川。祁连县位于祁连山的狭窄河谷中，受地形的影响，云量明显多于周围地区。
材料二　下图为2004—2013年祁连县风速、风向和云量日变化曲线图。
(1)判断云量最大时的风向。
(2)描述祁连县山谷风一天内转换变化的一般特征。
(3)说明该地夜间云的形成过程。
解析：(1)先找到云量曲线上最高的位置，向下做垂线，与风速变化曲线的交点所在位置即云量最高时的风向，为西北风。(2)特征主要从风速(最大值、最小值)、风向两方面描述。由图可知，最大值出现在19：00前后，最小值出现在6：00前后；根据图中风向出现明显转折的时间可知，山风转谷风时间为9：00—10：00，谷风转山风时间为19：00—20：00；山风控制时间长于谷风。(3)云的形成需要具备三个条件：凝结核、水汽、降温过程。水汽：白天河谷气温较高，蒸发较强，大气比较暖湿。降温过程：夜晚山上空气温度低于同高度河谷上空自由大气的温度，吹山风；受山风影响，河谷暖湿空气被迫抬升；在抬升过程中气温降低，水汽凝结成云。
答案：(1)西北风。
(2)风速最大值出现在19：00前后，最小值出现在6：00前后；山风转谷风时间为9：00—10：00，谷风转山风时间为19：00—20：00；山风控制时间长于谷风。
(3)白天河谷气温较高，蒸发较强，大气比较暖湿；夜晚山上空气温度低于同高度河谷上空自由大气的温度，吹山风；受山风影响，河谷暖湿空气被迫抬升；在抬升过程中气温降低，水汽凝结成云。

展开更多......

收起↑