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第8讲
大气运动
2024高考一轮复习
高考考向分析
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}考点
真题统计
考向分析
热力环流
2023山东卷、
2023湖北卷、
2022全国乙卷、
2022广东卷、
2022湖南卷、
2022天津卷、
2021北京卷、
2020全国卷Ⅱ、
2019海南卷
纵观近五年各地区的高考命题内容和趋向，热力环流与大气的水平运动是考察的重点。热力环流的考察主要考察它的形式并进行原理过程的引申。大气的水平运动单独考察较少，常见于与等压线相结合，融入到天气系统中进行综合判断与分析。
大气的水平运动
2023浙江卷、
2022北京卷、
2022浙江、
2022全国乙卷、
2022湖南卷、
2022浙江6月、
2022山东卷、
2021、2020江苏卷
一、热力环流
由地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动的一种最简单的形式。
生活中实例
形成原理
1
点燃的一根火柴，火苗引发附近的空气升温，受热的空气膨胀，密度（物理常识）会变小，暖而轻的空气上升，而周边较远的空气仍较冷，上升的空气流走的部分就由较冷空气来填补，从而产生了一个微小的空气环流。（如图）
生活中到处存在热力环流，比如人身体周围、小区阳光照到的广场和被楼房遮挡的阴影之间、城市和郊区之间、陆地和海洋之间、赤道和两级之间。我们要深刻的理解生活中的热力环流如何存在，产生的原因，才能应用于复杂问题的分析。
1.概念辨析
气压：单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量，单位一般为百帕（hPa）。
②高压：在同一高度上，空气密度越大，气压值越大，称为高压。
③低压：在同一高度上，空气密度越小，气压值越小，称为低压。
注意事项：高压与低压是相对概念，不是绝对概念；
气压的大小除了受气温，还受垂直方向上海拔的影响；
形成原理
没有外在温度影响的情况下
图中的每个平面就可以看成一个等压面，与地面（水平面）平行
地面受热均匀
热
高压
低压
低压
低压
高压
高压
冷
冷
由于地面冷热不均形成的空气垂直运动和水平运动，即为热力环流。由于水平方向空气密度(气压)发生改变导致原本水平分布的等压面发生形变(如下图)。
高空
空气分子数少
近地面
空气分子数多
地面
形成原理
等压面
同一水平面内空气分子数(密度)发生改变，气压随之改变，二者呈正相关。温度只是通过改变密度从而影响气压。
地面受热不均
高空
形成原理
热力环流状态
热
高压
低压
低压
低压
高压
高压
冷
冷
地面
等压面
近地面等压面弯曲情况与高空相反。也可以简单看成：地面热，地面和高空的等压面向上下两个方向“胀”；地面冷，就“缩”。
高空
空气密度比之前减小，在垂直方向上原有密度只能出现在该点的下方。所以等压面向下弯。
空气密度比之前增大，在垂直方向上原有密度只能出现在该点的上方。所以等压面向上弯。
等压面
等高面
①
②
③
④
⑤
热
低压
冷
高压
上升
雨
下沉
晴
上升气流容易形成降水，下沉气流往往晴朗
等压面上弯说明该处是高压，下弯则是低压
地面气压状况与高空相反【地面与高空等压面相反】
气压值：① > ( ②=③=④) > ⑤
等压面的判读技巧
（1）一个过程
地面冷热不均——大气垂直运动——同一水平面上产生气压差异——大气水平运动
（2）两个方向
注意：①水平方向的气压梯度产生于大气在垂直方向的上升及下沉运动，大气在水平方向的运动（即风）是其结果
②受重力作用，垂直方向上，近地面的气压永远高于高空。热力环流中气压的高低，是同一水平面的比较。同一水平面由气压高低差异所形成的力，即水平气压梯度力。
①垂直方向：与冷热差异有关，受热上升，遇冷下沉
②水平方向：与气压差异有关，从高压区流向低压区
（3）三个关系
温差关系：近地面两地有温差
风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压
等压面的凹凸关系：气温高的地方（近地面下凹、高空上凸）
气温低的地方（近地面上凸、高空下凹）
注意事项
热力环流中，大气的运动一定是先垂直运动，后水平运动；

垂直方向上近地面与高空的气压性质不同，水平方向上气压性质不同
等压面的判读
（1）判读技巧规律
①垂直递减规律:在垂直方向上随着高度增加气压降低。
PA>Pa>Pc，PB>Pd>Pb
Pa>Pc=Pd>Pb
等压面：是指空间气压相等的各点所组成的面。一般情况，由于同一高度各地气压不相等，等压面在空间不是平面，而是像地形一样起伏不平。
②水平凸凹规律：同一水平面上，等压面上凸处气压高；下凹处气压低
③近地面与高空等压面凸凹方向相反
（2）综合应用
判断气压高低
甲
乙
丁
丙
甲>乙>丁>丙
等高面
甲
乙
1000m
等压面
等压面
980hPa
丙
丁
下垫面性质判断：白天（夏季）下凹为陆地，上凸为海洋，晚上（冬季）相反；
白天下凹为沙漠，上凸为绿洲，晚上反之；
下凹为城市市区，下凹为郊区
天气与温差判断：
等压面下凹地区多阴雨天气,气温日较差小;
等压面上凸地区多晴朗天气,气温日较差大。
（2）综合应用
热
冷
（2）综合应用
500百帕等压面的高度分布图（单位：米）
近地面与6000米高空垂直气压差分布图
综合思维之空间综合（图图转换）
500百帕等压面的高度分布图（单位：米）
近地面与6000米高空垂直气压差分布图
综合思维之空间综合（图图转换）
根据环流规律：白天地面增温快，蒸发旺盛，加上海风携带水汽，到了晚上，陆地降温快使白天形成的水汽冷却凝结成雾（日出前后气温最低），且夜晚下沉气流，风力较弱，大气较稳定，利于雾的形成。（注意区别海雾）
应用：
上升气流伴随蒸发
海风携带水汽
白天：提供水汽
夜晚：提供降温
下沉气流大气稳定
滨海地区多雾的原因
城市风
中心区与郊区之间的温度差异，导致空气在中心区上升，在郊区下沉；高空气流由中心区流向郊区，近地面气流由郊区流向中心区
中心区与郊区之间形成热力环流，这种热力环流称为“城市热岛环流”
气温低
低气压
高气压
气温高
高气压
低气压
气温低
低气压
高气压
常见的热力环流
城市风
应用：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。
绿化带
绿化带
污染工业
污染工业
常见的热力环流
城市的五岛效应
城市热岛效应：指的是城市中心比郊区温度高的现象。 城市热岛效应是因城市大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素，造成城市“高温化”。
②城市雨岛效应：雨岛效应，城市中林立的高楼大厦比喻为“钢筋水泥的森林”。而随着“森林”密度不断地增加，尤其一到盛夏，建筑物空调、汽车尾气更加重了热量的超常排放，使城市上空形成热气流，热气流越积越厚，最终导致降水形成。
③城市湿岛效应：指某个时间段，城市空气湿度大于周围地区的现象，包括“凝露湿岛、雨天湿岛、雾天湿岛、结霜湿岛和雪天湿岛”等。
④城市干岛效应：由于城市的主体为连片的钢筋水泥筑就的不透水下垫面，城市近地面的空气就难以像其他自然区域一样，从土壤和植被的蒸发中获得持续的水分补给。这样，城市空气中的水分偏少，湿度较低，形成孤立于周围地区的“干岛”。
⑤城市浑浊(雾）岛效应：由于城市大气中的污染物比郊区多，凝结核也多，低空的各类湍流又比较强，因此造成城市接受到的太阳辐射被削弱，日照时数减少，能见度小于郊区的现象。
下图为北半球某平原城市冬季等温线分布图。读图回答1～2题。
1.该城市可能位于(　　)
A.回归线附近大陆西岸
B.40°N附近大陆西岸
C.回归线附近大陆东岸
D.40°N附近大陆东岸
A.降水的可能性较郊区大
B.降雪的可能性较郊区大
C.大气污染物不易扩散至郊区
D.不易受郊区燃烧秸秆烟雾的影响
2.市中心与郊区的气温差异导致市中心
真题：
D
　A
解析：
1.读图，该城市冬季气温在0℃以下，说明位于温带地区。回归线附近大陆东西两岸是热带或亚热带气候类型，最冷月均温大于0 ℃，故A、C项错误。40°N附近大陆西岸是地中海气候或温带海洋性气候，最冷月气温大于0 ℃，故B项错误。40°N附近大陆东岸是温带季风气候或温带大陆性气候，最冷月均温小于0 ℃，故D项正确。
2.市中心与郊区的气温差异导致市中心热岛效应强，且市中心水域面积大，提供了充足的水汽，所以市区降水的可能性较郊区大，故A项正确。由于市中心气温高，郊区气温低，因此市中心降雪的可能性比郊区小，故B项错误。通过城市热岛环流，大气污染物容易扩散至郊区，故C项错误。近地面风由郊区吹向城市，若郊区燃烧秸秆的地点位于城市热力环流之内，则城市中心易受郊区燃烧秸秆烟雾的影响，故D项错误。
（2)山谷风
正确分析：如图中作水平基线（比较温差的前提是同一水平面），山顶A点与谷底对应的高空B点气温存在差异，白天地面(包括山顶和谷底)升温快形成上升气流，而谷底对应的高空升温慢而形成下沉气流。
A
B
形成原理
某中学地理学习小组在读到诗句“君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池。……”(唐·李商隐)时,对巴山多夜雨这一现象展开了讨论。下图为该小组绘制的当地夜晚热力环流示意图(n,p拔相同)。据此完成7一9题。
7.关于该小组绘制的示意图及气流运动成因,说法正确的是A.画法正确 n地气温较m地低,气流沿坡面下沉
B.画法正确 n地气温较p处低,气流沿坡面下沉C.画法错误 m地气温较n地低,气流应垂直下沉D.画法错误 m地气温较p处低,气流应垂直下沉
2).山谷风
形成条件
4.昼夜温差：气温日较差越大，山谷风越明显。
1.天气：晴朗少云的静稳天气条件下，易形成山谷风。
2.植被覆盖率：稠密深林的地区，山谷风一般都比较弱，出现频率也比较少。
3.形态和坡度：山谷形状越完整，高差越大山坡越陡，山谷风越强。较浅的山沟，山谷风形成不了闭合环流。
某中学地理学习小组在读到诗句“君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池。……”(唐·李商隐)时,对巴山多夜雨这一现象展开了讨论。下图为该小组绘制的当地夜晚热力环流示意图(n,p拔相同)。据此完成7一9题。
9.同一山坡植被覆盖率大幅度提高后,一天中山谷风
A.出现时间滞后,风速变小
B.出现时间提前,风速变大
C.出现时间滞后,风速变大
D.出现时间提前,风速变小
山谷风与巴山夜雨
四川盆地位于我国西南地区，水汽较充足。周围山地环绕，盆地内地势相对较低，气温较高，空气湿度也大。晚上，气温下降，山顶的冷空气下沉，将盆地上的湿热空气挤压抬升，湿热空气在抬升过程中受冷凝结致雨。
拓展：
拉萨河流域拥有丰富的物质文化和非物质文化资源，拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧。下图为拉萨7月降水量日平均变化图。有关拉萨7月降水日变化成因的叙述，正确的是(　　)
A.夜晚地面降温迅速，近地面水汽易凝结成雨
B.夜晚近地面形成逆温层，水汽易凝结成雨
C.白天盛行下沉气流，水汽不易凝结成雨
D.白天升温迅速，盛行上升气流，水汽不易凝结成雨
真题：
解析　根据图中降水量的特征可以判断白天降水量小，夜间降水量大。根据热力环流的原理，山谷地带白天吹谷风，山谷两侧气流上升，谷地中央气流下沉(夏季白天拉萨河相对陆地气温较低，盛行下沉气流)，水汽不易凝结成雨；夜间吹山风，谷地中央气流上升(夜间拉萨河相对陆地气温较高，盛行上升气流)，水汽容易凝结成雨。
答案　C
C
拓展：
山谷风作为局地小尺度环流，必然受到行星尺度及大尺度大气环流的影响与制约。当山谷受到大尺度天气系统影响时，山谷风环流会遭受破坏，如有高压系统控制该山谷时，盛行下沉气流，山谷风环流很难发育；再如我国受季风（冬季风和夏季风）影响时，山谷风环流也会受到影响。
高压控制
季风影响
热力环流应用
4
(1)空调和地热
空调和地热安装位置不同的原因？
夏季室温较高，空调应安装到高处，冷气下沉降温效果好，节省电能。
冬季室温较低，地热和暖气应安装到低处，暖气上升增温效果好，节省热能。
（2)穿堂风
人们在房屋院落设计上，利用热力环流原理布置房前屋后形成穿堂风效果，夏季天然降温。
真题：
“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，在炎热的夏季能取得较好的纳凉效果。下左图为我国某地区的传统民居景观图，右图为该民居穿堂风示意图。
(1)说明屋前石质地面、屋后种植林木对“穿堂风”的影响。
(2)该地区房屋后的山林“夏遮荫、冬挡风”，试推测该山林的植被类型。
（1）石质地面和林地的比热容不同，石质地面比热容较林地小，石质地面增温快，林木增温慢，（前石质后林木）增加房屋前后的温差；从而导致房屋前地面气压降低，屋后气压升高，即水平气压梯度力增大，气流由屋后向屋前的运动增强，即增强了“穿堂风”。
（2）房屋后的山林既要在夏季遮荫，又需要在冬季挡风，则要求四季常绿，应该为常绿阔叶林。
（3）最有利于我国南方山区房屋形成“穿堂风”的是
A．房屋朝向东，房前石质地面，屋后河流
B．房屋朝向西，房前河流，屋后山林
C．房屋朝向南，房前石质地面，屋后山林
D．房屋朝向北，房前山林，屋后河流
3．由材料及所学知识可知，由于在北半球，房屋朝向南则房前是阳面，石质地面升温快，气流上升形成低压；屋后是阴面，山林升温慢，形成高压，房屋前后气压梯度大，易形成“穿堂风”，C正确。
2)穿堂风
犬鼠也利用热力环流原理布置自己的洞穴，形成穿堂风效果，降温解暑，同时交换新鲜空气。
犬鼠（土拨鼠）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），使地面上的风吹进洞穴，形成了“穿堂风”。据此完成下面小题。
1．关于犬鼠洞穴的“穿堂风”的
说法正确的是
A．甲洞口为气流出口
B．甲洞口地面气流流速较快
C．乙洞口气温较低
D．甲洞口气压比乙洞口高
2．与“穿堂风”成因一致的地理原理是
A．热力环流 B．阳伞效应
C．焚风效应 D．温室效应
真题
D
【解析】1．由材料信息可知，水平气流经过乙洞口处的土堆时，被抬升形成上升气流，气压较低，故甲洞口气压比乙洞口高，为气流进口，A错误。D正确。两个洞口地面气流流速相当，B错误。受洞内的上升气流影响，乙洞口气温较高，C错误。故D正确。。
2．由第1题分析可知，乙洞口形成上升气流，使洞内气压降低，气流在甲处下沉补充，故而形成“穿堂风”。与“穿堂风”成因一致的地理现象是热力环流，A正确。
（3)冷却塔
世界最高的冷却塔位于我国内蒙古锡林浩特市的胜利电厂（右图）
作为火电厂的必要设备，大部分冷却塔使用 冷水给机组降温，胜利电厂的冷却塔与传统冷却塔不同，它可以根据所在地寒冷、风大、干旱的地理环境，采用自然通风冷却的方式，将进入凝汽器中的蒸汽冷凝成水，供机组循环利用。这样大大减少了机组的用水量。因为独特的冷却方式这种冷却塔也被行业称为---空冷塔。
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，悬空连接到室内大厅（上图），塔下中央建有一个水池（下图）。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。据此完成下面小题。
1．“风塔”顶部的气流运动方向是（ ） A．辐合上升 B．辐合下沉
C．辐散上升 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．水流运动
C．气温的日变化
D．库区比周边降水少
真题：
B
D
2．库区比周边降水少是因为水库气温比周围地区低，库区为高压，以下沉气流为主，降水少，D正确。温室大棚气温较高是因为棚内热量不易散出，A错误。水流运动是因为太阳辐射，B错误。气温日变化与天气、日照时间、太阳高度角等相关，C错误。故答案选D。
【解析】1．伊朗古城亚兹德古老的“风塔”位于在热带沙漠气候区，塔下中央建有一个水池，水池表面气温低，空气冷却下沉，塔顶空气减少，形成低压，四周气压相对高，气体从四周流向中间，辐合，垂直方向下沉，B正确。故答案选B。
下图是R湖区域略图。R湖是发源于高山地区的L河被冰川沉积物所阻断，在幽深的峡谷中汇水成湖。湖面海拔300多米，面积近600km2，平均水深150m。注入湖泊的河流以冰川融水补给为主。R湖水温稳定，在世界众多湖泊中年温差和日温差明显偏小，终年不冻。夏季午后，湖泊周边地区云雨天气多见，令人称奇的是，周边云雨越盛湖泊上空越是云雨少见。
结合R湖水温稳定的特点，归纳R湖上空夏季午后云雨少见的原因。
真题：
解析：夏季午后周边区域气温上升快，空气受热膨胀上升，近地面形成低压；R湖面积大，湖水温度稳定，气温偏低，空气遇冷收缩下沉，湖面形成高压；由于气压差异，湖陆间形成热力环流，湖面区域受下沉气流影响，多晴天。
答案：夏季午后周边区域气温高,（2分)R湖（因湖水稳定）气温偏低，（2分)形成热力环流，（2分)湖面区域受下沉气流影响少云雨。（2分)
1
大气的水平运动
1.形成原因
水平气压梯度力：
气压梯度：同一水平面上，单位距离间的气压差。
水平气压梯度力：形成风的直接原因（根本原因：地面冷热不均）
1020hPa
1000hPa
980hPa
960hPa
甲
与等压线垂直，由高压指向低压；
等压线越密，水平气压梯度力越大，风速越大；
既影响风向，又影响风力
水往低处流；风往低压吹
②地转偏向力力：
方向：与风向垂直；
南左北右，赤道不偏；
纬度越高地转偏向力越大
影响：只改变风向，不改变风力
1020hPa
1000hPa
980hPa
960hPa
甲
水平气压梯度力
水平气压梯度力
风向
地转偏向力
③摩檫力：
方向：与风向相反
影响：既改变风向，又改变风力
摩擦力
形成原因
风的种类
理想状态风
Ledil state wind
……
A
高空风
High wind
……
B
近地面风
Near surface wind
……
C
水平气压梯度力
水平气压梯度力
地转偏向力
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
风的形成
理想状态下的风：
形成条件：水平气压梯度力
风向：垂直于等压线，由高压指向低压。
1020hPa
1000hPa
980hPa
960hPa
甲
如果没有其他外力的作用，风向应该与水平气压梯度力的方向一致，即风向也垂直于等压线。
②高空的风：
形成条件：水平气压梯度力；
地转偏向力
风向：与等压线平行。
北半球顺时针旋转90°方向，与等压线平行；
南半球逆时针旋转90°方向，与等压线平行
1030hPa
1010
990
970
950
930
北半球高空
风向
水平气压梯度力
地转偏向力
风的形成
③近地面的风：
形成条件：水平气压梯度力；
地转偏向力；
摩擦力
风向：与等压线斜交
1020hPa
1000hPa
980hPa
960hPa
甲
水平气压梯度力
水平气压梯度力
风向
地转偏向力
摩擦力
风的形成
风向的判断与绘制
风的判断
风向判断：根据风向标判断风向
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，
风向是指风的来向，
如东北风是从东北方向吹向西南方向的风。
风玫瑰图
它是根据某一地区多年平均统计的各个风向的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用8个或16个罗盘方位表示，由于形状酷似玫瑰花朵而得名。
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，
频率最高的方位，表示该风向出现次数最多；
通过它可以得知当地的主导风向和最小风频
风的判断
②风力判断：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}影响因素
具体影响
水平气压
梯度力大小
冬季南北温差大,水平气压梯度力大,风力强;
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
距高压远近
距亚洲高压(冬季风源地)近,风力大
摩擦力大小
平原、高原地面平坦开阔,阻挡作用弱,风力大;海面上摩擦力小,风力大
植被多少
冬季植被少,阻力小,风力大
地形因素
山谷口,狭管效应,风力大;地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致,风力大
风的判断
②风力判断--狭管效应
地形的狭管作用，当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时，由于空气质量不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大。当流出峡谷时，空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响；称为“狭管效应”。由狭管效应而增大的风，称为峡谷风
山
山
风的判断
本节必备知识
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

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