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(共51张PPT)
第二章　地球上的大气
第一节　大气的组成和垂直分层
运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与人类生产、生活的联系
课标定位
1.结合生活、生产的实践经验,明确大气的组成成分及其与人类生产、生活的关系
2.绘制大气垂直分层示意图,掌握地球大气层的结构,理解各层的特点及其与人类的关系,培养综合思维能力
3.结合人类活动对大气中二氧化碳含量的影响,树立人地协调观
素养阐释
自主预习·新知导学
一、大气的组成
1.概括:如今的大气成分是地球长期演化的结果,短期内不会有明显的变化。
2.大气的成分及作用
3.人类活动对大气成分的影响
(1)概况:人类活动排放的污染物进入大气,会影响大气的
成分和含量,产生大气污染,对生态系统和人类生存造成不利影响。
(2)人类活动对大气中二氧化碳含量的影响。
在过去80万年的绝大多数时间里,大气中二氧化碳体积分数变化相对平缓。近几百年来增长迅速,其原因:①化石燃料的燃烧,释放二氧化碳;②土地利用的变化(主要是毁林),导致森林面积缩小,进而导致森林对二氧化碳的吸收量减少。
【思考感悟】 大气各组成成分的含量是一成不变的吗 试举例说明。
提示:不是。人类活动会改变大气的成分和含量,导致二氧化碳含量增加,臭氧总量减少等。
二、大气的垂直分层
1.依据:大气的温度、运动状况和密度。
2.分层
图中各大气层分别是:A对流层,B平流层,C高层大气。
【思考感悟】 飞机一般在平流层飞行,而不在对流层和高层大气飞行,你知道原因吗
提示:平流层大气以平流运动为主,无云雨现象,能见度好,适合航空飞行;对流层大气以对流运动为主,并且天气现象多变,不利于飞机飞行;高层大气密度极低,也不利于飞行。
合作探究·释疑解惑
探究一
探究二
探究一 大气的垂直分层
问题引领
材料一　2025年6月12日,一架从印度飞往英国的波音787型客机在起飞后不久坠毁,机上共有242人。
材料二　哥白尼大气监测服务(CAMS)指出,2025年南极臭氧层空洞于12月1日消散,这是自2019年以来最早的一次闭合。2025年的臭氧层空洞也是近五年来面积最小的一次。
结合材料探究:
(1)空难多数发生在飞行的哪个阶段 为什么飞得越高越安全
(2)臭氧层位于大气的哪一层 为什么臭氧层被誉为“地球生命的保护伞”
提示:(1)空难多发生在起飞或降落阶段,这两个阶段飞机处于对流层,大气对流旺盛,天气多变。当飞机穿越对流层进入平流层飞行后,无云雨现象,大气平稳,能见度好,飞行安全。
(2)平流层。臭氧能吸收大量太阳紫外线,保护地球上的生命免受过多紫外线的伤害。
归纳提升
大气的垂直分层及特点
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类的关系
①对 流层 大气圈的最底层 低纬: 17—18千米 中纬: 10—12千米 高纬: 8—9千米 气温随高度增加而递减(每升高100米,气温大约降低0.6 ℃) 地面是对流层大气的直接热源 人类生活在对流层的底部,该层与人类关系最密切
空气对流运动显著 该层上部冷、下部热
高度随纬度增加而递减 低纬度地区受热多,对流旺盛,对流层所达高度就高
天气现象复杂多变 几乎全部的水汽、固体杂质集中在该层,对流运动强烈,易成云致雨
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类
的关系
②平 流层 自对流层顶部至50—55 千米 气温随高度的升高而升高 该层中的臭氧吸收太阳紫外线 人类生存环境的天然屏障,适合航空飞行
22—27千米范围内形成臭氧层 臭氧含量达到最大值
以平流运动为主 该层大气上热下冷,大气稳定
天气晴朗,能见度好 水汽、杂质含量少,气流平稳
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类
的关系
③高 层大 气 平流层以上的大气 自平流层顶部,气温先随高度升高而递减,后随高度升高而升高 自平流层顶部开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温下降;随后,大气吸收了波长更短的太阳紫外线,温度持续上升 80—500千米高空有若干电离层,对无线电通信有重要作用
80—120千米的高空有流星 来自太空的流星体在此燃烧
大气密度很小 距地面远,受到的引力小
典型例题
下图示意大气垂直分层。读图,完成下列各题。
(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(　　)
A.① B.②
C.③ D.④
(2)对无线电通信具有重要意义的电离层位于(　　)
A.Ⅰ层顶部
B.Ⅱ层底部
C.Ⅱ层中部
D.Ⅲ层
答案:(1)B　(2)D
解析:根据图中信息可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层分别为对流层、平流层和高层大气。第(1)题,①曲线所示对流层顶的气温与实际不符,平流层上部气温变化与实际有差异;对流层气温随海拔增高而降低,排除④;平流层气温随海拔增高而增加,排除③。第(2)题,Ⅲ层为高层大气,在该层80—500千米的高空,有若干电离层,对无线电通信有重要作用。
规律总结 巧记大气圈的结构及其特征
大气垂直分三层,气温气流各不同。
对流层中对流旺,云雨雾雪此处成。
气温高处不胜寒,对流运动宇宙雄。
平流低冷高反暖,飞机航行在此间。
高层大气密度小,电离层多作用好。
80—500千米间,无线通信似面聊。
探究二 对流层逆温现象及其影响
问题引领
很多大气污染中毒事件与逆温有关,如果连续出现几天逆温,大气污染物就会大量积累,易发生大气污染中毒事件。如世界八大公害中的英国伦敦烟雾事件、比利时马斯河谷烟雾事件和美国洛杉矶光化学烟雾事件等均与逆温天气有关。
结合材料探究:
为什么逆温会加剧大气污染
提示:逆温现象出现时,对流层大气某一高度范围会出现上热下冷的状态,该状态阻碍了空气的垂直对流运动,使得烟尘、污染物、水汽凝结物不易扩散;几十米甚至几百米厚的逆温层像一层厚厚的被子罩在城市的上空,近地面的污染物“无路可走”,只好“原地不动”,越积越厚,烟尘遮天蔽日,空气污染势必加重。
归纳提升
对流层逆温现象及其影响
1.气温垂直递减率的变化
正常情况下,海拔每升高100米,气温下降约0.6 ℃,但在不同的地点和不同的时间,可能会小于0.6 ℃或者大于0.6 ℃。气温垂直递减率越大,大气对流运动越强烈。如下图表现为曲线变陡或变缓。在②情况下,大气的对流运动减弱,大气比较稳定;在①情况下,大气对流运动更加强烈。
2.逆温现象
在一定条件下,对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象(即下冷上热现象),这就是逆温现象。若由地面到高空气温垂直递减率每100米下降的温度低于0.6 ℃,也属逆温现象。
(1)辐射逆温。
这是最为常见的逆温类型,是由于地面辐射强烈冷却而形成,常出现在晴朗无云的夜间日出前,形成和消失过程如下图所示。
(2)平流逆温。
当暖空气水平移动到冷的地面或水面上时,会发生接触冷却的作用。越接近地表,降温越快,于是产生逆温现象。
3.逆温现象对人类生产、生活的影响
(1)出现多雾天气。
早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,它使能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至造成交通事故。
(2)加剧大气污染。
由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康,如果位于盆地内,大气污染会更加严重。
(3)对航空飞行造成影响。
逆温现象如果出现在低空,多雾天气不利于飞机起降。而逆温现象如果出现在高空,空气对流运动受阻,飞机飞行平稳,同时能见度提高,使飞行更加安全。
典型例题
下图是某地气温垂直分布图。读图,完成下列各题。
(1)甲、乙、丙、丁四图中最有利于大气污染物扩散的是
(　　)
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
(2)下列哪种地形易造成该地气温由甲到丁的演变(　　)
A.山地 B.谷地
C.平原 D.丘陵
答案:(1)A　(2)B
解析:从图中可以看出只有甲图气温是随海拔升高而不断递减,因此可以判断乙、丙、丁存在逆温现象,不利于大气对流运动;乙图从近地面开始出现逆温,丙图逆温层厚度进一步增大,丁图逆温从近地面开始渐渐消失;根据所学知识可知,这种演变易发生在谷地。
课 堂 小 结
随 堂 训 练
1.关于大气组成成分及其作用的叙述,正确的有(　　)
①二氧化碳对地面有保温作用　②干洁空气的主要成分是氧和氢　③水汽和杂质集中在高层大气　④臭氧能吸收大量太阳紫外线
A.①② B.①③
C.①④ D.②④
答案:C
解析:干洁空气的主要成分是氮和氧,水汽和杂质集中在对流层。
读下图,完成第2~3题。
2.下列叙述正确的是(　　)
A.大气垂直分层的依据是高度、
温度和气压的变化
B.随高度增加气温渐高,气压渐低
C.距地面20千米处气压降为地面
的一半
D.对流层垂直方向上温度变化范围
约为20 ℃至-60 ℃　
3.关于图中①②层大气的叙述,正确的是(　　)
A.①层大气厚度随纬度增加而增厚
B.②层因氧原子吸收紫外线而增温
C.冬季夜间,中纬度大陆地区①层大气易出现逆温现象
D.②层复杂的天气现象不利于航空飞行
答案:2.D　3.C
解析:第2题,大气垂直分层的依据是温度、密度和大气运动状况;随高度的增加,不同分层的温度变化不同;对流层气温随高度增加而降低,海拔每升高100米,气温下降约0.6 ℃;由图中对流层即①层可知其温度变化范围约为20 ℃至-60 ℃。第3题,①为对流层,②为平流层。对流层大气厚度随纬度增加而减小;平流层因臭氧吸收紫外线而增温;平流层大气以平流运动为主,利于航空飞行。中纬度冬季夜间,由于陆地降温快,所以近地面气温低,易形成逆温现象。
根据所学知识,完成第4~5题。
4.一般认为飞机在平流层中飞行是较为安全的,那么飞机在中纬度飞行的安全高度为(　　)
A.10千米以内
B.12—50千米
C.50千米以上
D.3 000千米以上
5.据统计,飞机失事多数发生在对流层中,以下解释最合理的是(　　)
A.气温随高度增加而降低
B.这一层集中了整个大气质量的3/4,空气密度最大
C.该层天气现象复杂多变,导致飞行环境不稳定
D.该层大气运动以平流运动为主
答案:4.B　5.C
解析:在大气垂直分层中,对流层因对流运动旺盛,天气现象复杂多变,因此不利于飞机飞行;而其上的平流层大气以平流运动为主,气流平稳,且天气晴朗,大气能见度高,利于飞机飞行。中纬度地区对流层高度范围为10—12千米,平流层范围自对流层顶部至50—55千米高空。
下图中的曲线为某工业城市某时期气温随高度的变化规律。读图,完成第6~7题。
6.下列叙述正确的是(　　)
A.①②为对流层,③为平流层
B.①是对流层,②是平流层,
③是高层大气
C.①③是逆温层
D.②是逆温层
7.这一时期,该地可能(　　)
A.空气对流旺盛,天气晴朗
B.由此引起地下水位下降
C.城市温室效应增强
D.呼吸道疾病发病率增高
答案:6.D　7.D
解析:图中的高度最高是30米左右,因此①②③都是对流层,在②层气温随高度增加而增加,是逆温层。出现逆温现象时,大气污染物不易扩散,易产生灰霾天气,呼吸道疾病发病率增高。
8.读大气垂直分层图,完成下列各题。
(1)A层主要的直接热源是　　　　。
(2)B层　　部冷　　部热,
气流以　　　　运动为主。
(3)在A、B、C三层中,与人类关系最
密切的是　　层;适合飞机飞行的是
　　　层,因为该层　　　　　　　　　　　　　　　　;　　层中有人类生存环境的天然屏障;　　层的电离层对无线电通信有重要作用。
答案:(1)地面
(2)下　上　平流
(3)A　B　天气晴朗,能见度好,大气平稳　B　C
解析:本题考查大气的垂直分层状况,要求熟练掌握对流层、平流层、高层大气的特点。(共75张PPT)
第二章　地球上的大气
第二节　大气受热过程和大气运动
运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象
课标定位
1.通过对大气受热过程和大气保温作用的学习,能够分析生活、生产中诸如“温室效应”等实际问题,培养综合思维能力
2.绘制简单示意图,理解并掌握热力环流的形成原理,能够运用原理解释自然界中的热力环流现象,培养综合思维能力
3.通过对热力环流的学习,能够模拟实验演示热力环流的形成过程,培养地理实践力
4.运用示意图解释风的形成,并掌握水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力对风的影响
素养阐释
自主预习·新知导学
一、大气的受热过程
1.能量来源:太阳辐射。
2.受热过程(如下图所示)
(1)A太阳短波辐射穿过大气的过程中,小部分被大气吸收或反射,大部分到达地球表面,并被地面吸收和反射。
(2)地面因吸收太阳辐射而增温,又以B地面长波辐射的形式把热量传递给近地面大气,使近地面大气增温,因此地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
“高处不胜寒”的含义,你知道多少
“高处不胜寒”即地理上的“海拔越高,气温越低”,其原因为地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源,距地面越近,大气对地面长波辐射吸收越多,气温越高,因此对流层大气随海拔的增加而气温降低,每上升100米,气温大约降低0.6 ℃。　
二、大气对地面的保温作用
1.对流层中的水汽、二氧化碳等吸收长波辐射的能力很强,大气在吸收地面长波辐射后会增温。
2.大气在增温的同时,也向外辐射长波辐射。大气辐射大部分向下射向地面,其方向与地面辐射方向相反,故称大气逆辐射(上图C所示),其将热量传给地面,对地面起保温作用。
【思考感悟】 为什么晴朗夜晚后的早晨,比多云夜晚后的早晨要更凉一些
提示:晴朗的夜晚大气的密度比较小,大气逆辐射比较弱,大气的保温作用比较差,所以夜晚降温幅度大,第二天早晨就更凉一些。
三、大气热力环流
1.大气运动
大气运动有垂直运动和水平运动之分,大气的水平运动即是风。
2.热力环流的形成过程
【思考感悟】 为什么城市中心区降水比郊区多一些 试从热力环流角度解释其原因。
提示:城市中心区建筑密集,地面硬化比例高,吸收太阳辐射后储存的热量多,向大气传送的热量也多;且城市中心区人口密集,居民生活、工业生产和交通工具释放出大量的废热和固体小颗粒,导致城市中心区气温高于郊区,大气多作垂直上升运动;空气中的水汽在上升的过程中易与固体小颗粒凝结而成云致雨。
四、大气的水平运动——风
1.形成风的三种作用力
2.风向
【思考感悟】 为什么台风在登陆后风力迅速减弱,而在海上风速变化不明显
提示:陆地上摩擦力远大于海面,台风登陆后摩擦力增大,使风力迅速减弱。
合作探究·释疑解惑
探究一
探究二
探究三
探究一 大气受热和保温过程
问题引领
在有太阳照射时,月球表面可以达到130 ℃的高温,在没有太阳照射时,温度下降到-180 ℃,离地球如此之近的月球与地球的气温差异竟然这么大!
结合材料探究:
(1)月球表面白天温度为什么高达130 ℃
(2)月球表面夜晚温度为什么低至-180 ℃
提示:(1)月球上几乎没有大气,白天太阳辐射到达月球表面时不会受到大气反射、吸收等削弱作用的影响,太阳辐射几乎可以全部到达月球表面,使月球表面迅速升温。
(2)月球上几乎没有大气,夜晚月球表面辐射强烈,没有大气对月球表面起保温作用,温度下降速度很快。
归纳提升
一、图表解析大气的受热和保温过程
由上图可知,大气的受热和保温过程可归纳如下表所示。
环节 具体过程 热量来源
“太阳暖大地” 太阳辐射到达地面,地面吸收后增温 太阳是地面的直接热源
“大地暖大气” 地面增温后形成地面长波辐射,大气吸收地面长波辐射后增温 地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源
“大气还大地” 大气增温后形成大气辐射,其中向下的部分称为大气逆辐射,它将大部分热量还给地面 通过大气逆辐射把热量传给地面,对地面起到了保温作用
二、大气受热过程原理在现实生产、生活中的应用
1.温室气体大量排放导致全球变暖的原理阐释。
2.秋冬季节,我国北方地区的农民常用人造烟幕的办法来预防霜冻,这一做法应用了什么原理
使用人造烟幕可以增加大气密度,进而增强大气逆辐射,大气的保温作用增强,使农作物免遭冻害。
3.利用大气的削弱作用原理分析某一地区太阳能的多寡。
(1)高海拔地区。
(2)内陆地区。
4.昼夜温差大小的原理分析。
(1)地势高低:地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。
(2)天气状况:晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。
典型例题
下图为地球大气受热过程示意图,据图判断下列说法正确的是(　　)
A.雾霾天气,④在夜间减少
B.新疆地区气候干旱,晴天多,
③将减少
C.青藏高原比同纬度其他地区
太阳辐射强,但气温低,主要是因为②较少
D.臭氧层遭到破坏,会导致①增加
C
解析:图示为大气受热过程示意图,表示了大气受热过程的三个环节:地面吸收太阳辐射增温、大气吸收地面辐射增温、大气逆辐射使地面增温。图中“①吸收”表示大气吸收太阳辐射,大气中的臭氧能够吸收紫外线,所以臭氧层破坏会使吸收的紫外线减少。图中“②吸收”表示大气吸收地面辐射使大气增温。青藏高原海拔高,空气稀薄,大气吸收的地面辐射少,气温低。图中③表示地面吸收太阳辐射,新疆天气晴朗,对太阳辐射的削弱作用弱,地面吸收的太阳辐射将会增多。图中④表示大气逆辐射,雾霾天气,大气逆辐射增强,④在夜间应增多。
规律总结 太阳辐射强≠气温高
太阳辐射强弱与纬度、海拔、天气状况、日照时数和大气透明度有关,而对流层气温高低取决于对流层大气中CO2和水汽对地面长波辐射的吸收量,因为地面长波辐射是对流层大气主要的、直接的热源。比如青藏高原,海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射强。但由于空气稀薄,大气吸收的地面辐射少,地面辐射能够保存在大气中的热量少,气温低。
探究二 热力环流的形成过程及原理
问题引领
三国时期,诸葛亮于农历六月的一天,在葫芦谷设下伏兵,打算用火攻全歼司马懿。这一天,晴空万里、暑热难耐,真乃火攻之良机。诸葛亮依计将司马懿之众诱入谷中,然而,正当大火冲天,司马懿全军行将覆灭之时,一场大雨不期而至,大雨浇灭了诸葛亮扶汉反魏的壮志,使他喊出了“谋事在人,成事在天,不可强也”的千古悲歌。
结合材料探究:
为什么该日会突降大雨,而使司马懿父子死里逃生呢
提示:谷底起火,气温升高,谷底空气迅速受热膨胀上升。当谷底大量热气流上升到一定高度时,空气中的水汽因气温降低而凝结成云雾;同时,柴草燃烧所产生的大量烟尘随空气上升到天空后,又为水汽凝结提供了理想的凝结核,从而加速了水汽的凝聚,最终导致大雨倾盆的局面,浇灭了谷内的大火,使得司马懿父子得以脱险。
归纳提升
一、热力环流的形成过程和原理
1.形成过程
地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上存在气压差异→空气的水平运动→形成热力环流。如下图所示。
2.“一个关键、四个步骤”归纳总结热力环流
(1)“一个关键”是确定地面两点的冷热状况。
热容量大的地球表面,白天气温较低,夜晚气温较高;热容量小的地球表面,白天气温较高,夜晚气温较低。
(2)“四个步骤”。
①热上升、冷下沉——近地面热空气上升,近地面冷空气下沉。
②热低压、冷高压——近地面冷的地方形成高压,近地面热的地方形成低压。
③近地面和高空气压性质相反——近地面为高压,其高空为低压;近地面为低压,其高空为高压。
④水平气流从高压流向低压。
二、细数生活中的热力环流
1.海陆风
(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,夏季气温较低,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,阻碍了大气的垂直运动,易造成大气污染。所以,山谷地区不宜布局有污染的工业。
3.城市风
(1)成因分析——城市热岛环流的形成。
(2)影响与应用。
一般将绿化带布局在气流下沉处以及城市热岛环流的范围以内,而将卫星城或污染较重的工厂布局在城市热岛环流的范围之外。
典型例题
读我国东部沿海地区高空等压面示意图,完成下列各题。
(1)有关①②③④四地气压和气温大小的比较,正确的有
(　　)
A.气压:④<③<①<② B.气压:②<①<③<④
C.气温:①<②<③<④ D.气温:④<③<②<①
(2)如果此图表示某一天的气压分布状况,则下列说法正确的是(　　)
A.此时为白天 B.此时为夜晚
C.③④间吹陆风 D.高空气流从②吹向①
答案:(1)B　(2)A
解析:第(1)题,图中①处等压面向高空凸出,说明此处为高压,①处对应的近地面③处为低压,进而判断③处气温较高。图中②处等压面向近地面弯曲,说明此处为低压,②处对应的近地面④处为高压,进而判断④处气温较低。在垂直方向上海拔越高,气压越低,气温也越低。所以,四地气压为:②<①<③<④,四地气温为:②<①<④<③。第(2)题,结合上题可知,这一天在图中气压分布状况时,陆地近地面为热低压,海洋近地面为冷高压,故此时应为白天,吹海风,高空气流从①吹向②。
规律总结 等压面图的判读技巧和规律
1.读气压数值
同一地点气压随高度的增加而降低,因此图中PA>PC,PB>PD;同一水平面上,等压面上凸者气压高,下凹者气压低,因此图中PB>PA,PC>PD。综合分析可得:PB>PA>PC>PD。
2.读高、低气压
同一水平面上,等压面凸向高处,则为高气压,如上图中B处或C处为高压;反之为低气压,如上图中A处或D处为低压。且在同一垂直方向上,近地面和高空的气压类型相反,若近地面为高压,高空则为低压。
3.判断下垫面性质和冷热状况
可按如下思路进行判断。等压面的弯曲状况→近地面气压高低→根据温压关系判读出气温高低→根据不同下垫面的热力差异判读出下垫面的性质。如上图中A地等压面下凹→低压区,气温高→夏季的陆地(冬季的海洋)、白天的裸地(夜晚的绿地)等,B地正好相反。
4.判断近地面天气状况及气温日较差
近地面等压面下凹者,为低压,多阴雨天气,气温日较差较小,如A地;近地面等压面上凸者,为高压,多晴朗天气,气温日较差较大,如B地。
探究三 大气的水平运动——风
问题引领
风
李峤(唐)
解落三秋叶,能开二月花。
过江千尺浪,入竹万竿斜。
这是一首描写风的小诗,它是从动态上对风的一种诠释和理解。
结合材料探究:
(1)近地面风的形成受哪些力的影响
(2)“过江千尺浪”说明风力较大,影响风力大小的最根本因素是什么
提示:(1)水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力。
(2)影响风力大小的最根本因素是水平气压梯度力。水平气压梯度力越大,风力就越大;反之,则越小。
归纳提升
1.影响风的三种力
作用力 方　向 大　小 对风的影响 图　示 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
作用力 方　向 大　小 对风的影响 图　示 备　注
风　速 风　向
地转偏向力 始终与风向垂直 大小随纬度增大而增加,赤道为零 不改变风速大小 北半球使风向右偏转,南半球使风向左偏转 无风无此力
作用力 方　向 大　小 对风的影响 图　示 备注
风　速 风　向
摩擦力 始终与风向相反 大小与下垫面性质有关,下垫面越粗糙,地势起伏越大,摩擦力越大,反之越小 使风速减小 在近地面,与其他两力共同作用,使风向与等压线斜交 无风
无此力;
高空的风无此力
2.风向与力的关系
3.风向的判断
在等压线图上,确定任一地点的风向分两步。
第一步,在等压线图上,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,由水平气压梯度力向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°—45°角,画出实线箭头,即为经过该点的近地面风向。如图所示(以北半球为例)。
4.风力大小的判读
风力的大小取决于水平气压梯度力的大小。因此,等压线密集处水平气压梯度力大,风力也大。但要注意不同的两幅图上等压线数值和比例尺的变化。
(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,风力:A>B>C>D。
(2)图幅相同,等压线疏密相同,等压距相同时,比例尺越大,水平气压梯度力越大,风力越大;比例尺越小,水平气压梯度力越小,风力越小。如下图(单位:hPa),风力:甲>丙。
(3)图幅相同,等压线疏密相同,比例尺相同时,等压距越大,水平气压梯度力越大,风力越大;等压距越小,水平气压梯度力越小,风力越小。如下图(单位:hPa),风力:②>①>③>④。
注:等压距为相邻两条等压线的数值差。
典型例题
读图,完成下列各题。
(1)若此图表示北半球,PM>PN,
则O点风向可能为(　　)
A.②或⑥ B.⑥或⑦
C.⑦或⑧ D.②或⑧
(2)若此图表示高空等高面,PMA.②或③ B.③或⑦ C.③或⑥ D.⑦或⑧
答案:(1)B　(2)B
解析:第(1)题,若题图表示北半球,则地转偏向力向右偏,并且包括高空和近地面两种情况。图中PM>PN,⑤表示水平气压梯度力,结合地转偏向力最终判断近地面风向为⑥,高空风向为⑦。第(2)题,若题图表示高空等高面,则最终风向与等压线平行,并且包括北半球和南半球两种情况。图中PM地 理 实 践
模拟热力环流
下图为热力环流模拟实验示意图。
1.实验器材
一个长约80厘米、高40厘米、宽40厘米的玻璃缸,塑料薄膜,一小盆热水,一小盆冰块,一支弯曲的玻璃管,几支香,一个打火机。
2.实验步骤
步骤一:把一小盆热水和一小盆冰块分别放入玻璃缸内的两侧,迅速在缸顶蒙上塑料薄膜,使塑料薄膜上的小孔对着装冰块的小盆。
步骤二:点燃几支香,借助玻璃管让烟通过小孔慢慢流进玻璃缸内。
步骤三:观察烟的运动方向。
3.实验记录
烟在冰块一方下沉,然后流向热水一方,再上升,在上空再流回冰块一侧。
4.实验反思
根据此实验总结冷热不均引起的热力环流原理。
答案:略
课 堂 小 结
随 堂 训 练
《齐民要术》中有文字记载:“凡五果,花盛时遭霜,则无子。常预于园中,往往贮恶草生粪。天雨新晴,北风寒切,是夜必霜。此时放火作煴,少得烟气,则免于霜矣。”下图为大气受热过程示意图。读图,完成第1~2题。
1.使近地面大气增温的热量传递过程主要是(　　)
A.①→②→③ B.①→②→④
C.②→③→④ D.②→④→③
2.“天雨新晴,北风寒切”导致“是夜必霜”的主要原因是(　　)
A.多雨的夜晚,云层反射地面辐射,气温降幅大
B.晴朗的夜晚,大气透明度高,大气逆辐射较弱
C.北方的冷空气,加速地面水分的蒸发,增强地面辐射
D.雨后的夜晚,空气湿度大,吸收大气辐射较少
答案:1.B　2.B
解析:第1题,大部分太阳辐射透过大气到达地面,地面则以长波辐射的形式向大气传递热量,且地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源,故B项正确。第2题,晴朗且吹寒冷北风的夜晚,云量少,大气逆辐射弱,大气对地面的保温作用弱,气温低,容易形成霜,故B项正确。
读北半球某地区的热力环流剖面示意图,完成第3~4题。
3.若①②③④处的气压分别为P1、P2、P3、P4,则(　　)
A.P1P4
4.下列判断正确的是(　　)
A.M处温度较N处高
B.环流方向为逆时针
C.a处气流自东向西运动
D.d处盛行上升气流
答案:3.D　4.B
解析:第3题,同一水平高度,等压面向上凸出的地方为高气压,向下凹的地方为低气压,所以P3>P4,P1>P2;垂直方向上,海拔越高,气压越低,所以P2>P3,P1>P4,即P1>P2>P3>P4。第4题,据等压面的凹凸情况可以判断,M处近地面形成高气压,垂直方向上气流下沉;N处近地面形成低气压,垂直方向上气流上升;说明M处气温低于N处气温,水平方向上a处气流自西向东流,最终形成逆时针的环流圈。
5.下图所示的大气环流形式中,正确的是(　　)
答案:C
解析:空气受热膨胀上升,遇冷收
缩下沉,故A项错误;白天陆地气
温高,空气上升,海洋气温低,空气
下沉,故B项错误;白天山谷升温
慢,气温低,空气下沉,故C项正确;
城市中心区由于热岛效应气温
高于郊区,空气上升,故D项错误。
6.读大气的保温作用示意图,完成下列各题。
(1)上图中A表示　　　　辐射,B表示　　　　辐射,C表示
　　　　　　辐射。
(2)由图可知,大气对地面具有保温作用,就是因为大气吸收
　　　　　　　　而增温,同时又以　　　　　　　　的形式把热量归还给地面。
(3)太阳辐射和地面辐射相对而言,辐射波长较长的是
　　　　　　　　,较短的是　　　　　　　　。
(4)在寒冷的冬天,农民往往在麦田边燃烧大量的稻草来防御寒潮,试用所学知识解释其原理。
答案:(1)太阳　地面　大气逆
(2)地面辐射　大气逆辐射
(3)地面辐射　太阳辐射
(4)燃烧大量的稻草,制造烟雾,增强大气吸收地面辐射的能力,使大气逆辐射增强,起到更好的保温作用。
解析:由于地球表面的温度比太阳低得多,所以地面辐射的波长比太阳辐射长得多。在寒冷的冬天,农民在麦田边燃烧大量的稻草,产生大量的烟雾,可增强大气吸收地面辐射的能力,使大气逆辐射增强。

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