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第 9 讲 大气运动
双基回归
一、热力环流
由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。近地面受热状况不同即冷（受）热不均是其形成的根本原因。
1．形成过程（如右图所示）：地面受热不均→空气做垂直运动（热上升，冷下沉）→同一海拔高度形成高、低气压中心，产生水平气压差（上升运动在近地面形成低压，高空形成高压。下沉运动在近地面形成高压。高空形成低压）→大气做水平运动，形成风，热力环流形成。
综上所述，近地面空气的受热或冷却，引起气流的上升或下沉运动。空气的上升或下沉，导致同一水平面上气压的差异，气压差异又形成大气的水平运动。可见，大气运动首先是垂直运动，其成因是受热不均（热力原因），其次是水平运动，其运动原因是同一水平面上有气压差（动力原因）；近地面高低气压形成的原因是受热不均即热力原因，高空高低压形成的原因是动力原因。
2．等压面图是等值线图的重要组成部分，而热力环流原理的深刻掌握必须以这两种等值线（面）图的学习为基础。其中学习的关键点包括：⑴明确同一地点气压值的垂直变化规律：海拔越高，气压越低。⑵明确高空气压与近地面气压之间的关系：高、低气压状况正好相反。⑶等压面的凸向变化规律（如图所示）：凸高（压）为低（压），凸低（压）为高（压）。即：在高空的同一海拔高度上，B地上空的气压高于A、C两地上空的气压，等压面应向气压低的一侧（高空）凸出；A、C 两地上空的气压低于 B 地山空，等压面
应向气压高的一侧（近地面）突出。近地面等压面的凸向变化情况以此类推。
3．明确高、低气压与天气的关系：气温相对冷的地方，近地面形成高压，即反气旋，多晴朗天气。气温相对热的地方，近地面形成低压，即气旋，多阴雨天气。
4．试比较ABDE四地气压和气温的高低：⑴气压：必须明确在垂直方向上近地面的气压要高于高空的气压，所以四地气压值的大小排序是 A>B>D>E。⑵气温：按照一般规律，在对流层中近地面气温高于高空气温，且每上升100米气温平均降低0.6℃。按此规律判断，四地气温值的大小排序是B>A>D>E。
二、几种常见的热力环流实例
1．山谷风：由于山谷与其附近空气之间的热力差异而引起。白天因山坡上的空气增热强烈，于是暖空气沿坡上升，风从山谷吹向山坡，这种风称“谷风”；到夜晚，因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑流入谷底，风从山坡吹向山谷称“山风”。山风和谷风总称为山谷风。（如下图）
2．海陆风：因海洋和陆地受热不均匀而在海岸附近形成的一种有日变化的风系。在基本气流微弱时，白天风从海上吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋。前者称为海风，后者称为陆风，合称为海陆风。
3．城市风：由于城市人口集中，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放出大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛” 。当大气环流微弱时，市区中心空气受热不断上升，四周郊区相对较冷的空气向城区辐合补充，而在城市热岛中心上升的空气又在一定高度向四周郊区辐散下沉以补偿郊区低空的空缺，这样就形成了一种局地环流，称为城市热岛环流，又叫城市风。城市上空气流上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，所以污染严重的企业应布局在城市风下沉距离以外，绿化带应布局在城市风下沉距离以内。
三、大气的水平运动——风
1．作用于空气上的力
（1）水平气压梯度力。是风形成的原动力，既影响风速，又影响风向。
（2）水平地转偏向力。使风向发生偏转的力，有4个特点：①水平地转偏向力只相对地面有运动时才有，静止的空气，不受地转偏向力影响。②水平地转偏向力只改变方向，不改变速度。③在北半球偏向运动方向的右方，在南半球偏向运动方向的左方。④纬度越高，偏向力越大，赤道等于零。
（3）摩擦力：阻碍风前进的力，既影响大小，又影响方向。随高度增高，摩擦力减小。在自由大气中，摩擦力可以忽略不计。
2．大气的水平运动——风
（1）水平气压梯度力是大气水平运动的原动力。这个力的特点是：垂直于等压线，并且从高压指向低压。水平气压梯度力决定风的方向和大小（如图甲）。
（2）高空风：水平气压梯度力垂直于等压线，指向低压。如果没有其他力的影响，风向应该与气压梯度力的方向一致，即垂直于等压线。但是，当风一旦形成,马上就会受到地转偏向力的作用， 风向逐渐偏离气压梯度力的方向，北半球向右偏转，南半球向左转。高空大气在水平气压梯度力和地转偏向力二力的共同作用下， 当二力的大小相等，方向相反，合力为零时，风将作匀速运动，风向最终与等压线平行（如图乙）。
（3）近地风：近地面的风，还受到摩擦力的影响。摩擦力是指地面与空气之间，以及运动状况不同的空气层之间互相作用而产生的阻力。摩擦力对风有阻碍作用，可减小风速。近地面大气在气压梯度力、地转偏向力与摩擦力的共同作用， 当这三个力的合力为零时，风将作匀速运动，风向最终与等压线之间成一夹角（如图丙）。
细说例话
例 1：下图中正确的大气运动为（箭头为空气运动方向）
解析：本题考查了对热力环流的正确的理解和掌握情况，热力环流的具体应用有城市风、海陆风和山谷风等。D选项在不知道南北半球和气压高低的前提下，风向是无法确定的。
答案：A
例 2：下图为“海陆风形成示意图” ，根据所学知识分析回答⑴～⑵题。
⑴此图表示的时间应该是（ ）
A．白天 B．夜晚 C．冬季 D．全天
⑵比较A、B、C、D四点的气压高低顺序应该是（ ）
A．A＞B＞C＞D B．A＜B＜C＜D
C．D＞C＞A＞B D．C＜D＜B＜A
解析：⑴根据陆地是上升气流，说明陆地气温高，因此应该是在白天。⑵本题主要考查学生对气压分布的判断、分析能力。我们知道，气压是由地面向高空递减的，因此判断 A、B 是大于 C、D 的。另外根据大气流动的方向可以判定A大于B，而D大于C。因此，总体来看选项D是正确的。
答案：⑴A ⑵D
例 3：右图为北半球 1006 百帕等压面分布的高程示意图（其中 a、b、c、d 的高程分别是 50 米、100米、150米、200米），分析回答⑴～⑵题。
⑴图中M地风向为
A．东南风 B．西北风 C．东北风 D．西南风
⑵影响M地风向形成的力是
A．水平气压梯度力
B．水平气压梯度力与摩擦力
C．水平气压梯度力与地转偏向力
D．水平气压梯度力、地转偏向力与摩擦力
解析：本题组考查了风向的判断、影响风向的作用力和空间想像能力，解答的关键是理解等压面与等高线的空间关系。第⑴题，注意理解题意， a、b、c、d的高程分别是50米、100米、150米、200米，他们的压强是相等的，都是 1006 百帕。也就是说，d 点在海拔 200 米的时候压强为 1006 百帕，如果该点降低至50米的时候压强肯定会变大，可以推导出该气压中心为高气压，所以M地的风向为西南风。第⑵题，M地的高程为50米，应属于近地面风，所以受水平气压梯度力、地转偏向力与摩擦力等三个力的影响。
答案：⑴D ⑵D
方法归纳
等压面与等压线的空间关系
等压面是指在垂直方向上气压相等的面，反映出垂直方向上的气压差异（同高度相比，等压面向高空凸出气压高，向低空凸出气压低）。等压线是指同一水平面上气压相等的各点连线，反映出水平方向上的气压差异。某一高度的水平面切割等压面而得到的交线即为等压线。如下图中甲、乙两图的上部分别是1008百帕、1007百帕、1006百帕、1005百帕的几个等压面分布，甲图中的等压面上凸，乙图中的等压面下凹。气压的分布是用等高面上的等压线的分布来表示的，等压线是某一海拔高度相等的等高面与空中若干不同等压面相割，在等高面上形成的许多交线，如甲、乙两图的下部等压线。可以看出，等压面上凸区对应等压线的高值区，即为高气压区；等压面下凹处，对应等压线的低值区，即为低气压区。
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例 1： (07宁夏新课程卷)图甲为美国某城市某年8月某日22时等温线图。回答⑴～⑶题。
⑴O、P两点的温差最大可超过
A．4℃ B．3℃ C．2℃ D．1℃
⑵若只考虑温度因素，则近地面N点的风向为
A．东北风 B．东南风 C．西北风 D．西南风
⑶图乙中与M、P、N一线上空等压面的剖面线相符合的示意图为
解析：第⑴题，图甲中的O、P两点的气温分别是：25℃答案：⑴A；⑵B；⑶C
例 2： (07海南新课程卷) 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。回答⑴～⑶题。
⑴若此图表示北半球，PM＞PN，则O点风向为
A．⑥或⑦ B．②或⑥ C．④或⑧ D．③或④
⑵若此图表示高空等高面，PM＜PN，则O点风向为
A．③或④ B．②或⑧ C．③或⑦ D．⑥或⑦
⑶近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向
A．与空气运动方向成180°角 B．与空气运动方向成90°角
C．与气压梯度力方向成90°角 D．与气压梯度力方向成180°角
解析：第⑴题，PM＞PN，水平气压力应垂直等压线，有高压指向低压，因此⑤为气压梯度力，北半球，受地转偏向力影响，风向偏右，如果是高空，风向与等压线平行，为⑦，近地面又受摩擦力影响，风向与等压线斜交，为⑥。第⑵题， 高空等高面，PM＜PN，气压梯度力为①，高空风向与等压线平行，南北半球不同，受地转偏向力不同，因此答案为③或⑦。第⑶题，近地面空气受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三力作用，地转偏向力、摩擦力的合力应与水平气压梯度力方向相反，成180°角。
答案：⑴A；⑵C；⑶D
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一、单项选择题
大气是人类生存的必要条件， 大气每时每刻都处在不停的运动和变化之中。 根据所学知识回答1—2题。
1．大气运动最简单形式是（ ）
A．垂直运动 B．水平运动 C．大气环流 D．热力环流
2．关于热力环流的叙述，正确的是 （ ）
A．热力环流中气温越低的地方，气压一定越高
B．近地面气温高，空气作上升运动，气压较低
C．近地面大气气温低的地方，高空的等压面向上拱起
D．热力环流与气旋、反气旋一样都是大气运动最简单的形式
3．下图能正确反映北半球近地面和高空等压线与风向关系的图是 （ ）
4．下列有关热力原因引起的大气运动的说法，错误的是（ ）
A．山谷风：白天吹谷风，夜晚则相反
B．海陆风：白天吹海风，夜晚则相反
C．城市热岛环流：白天风由郊区吹向城市，夜晚则相反
D．季风：夏季风由海洋吹向陆地，冬季则相反
读甲、乙两地等压面分布示意图，回答5～6题。
5．关于甲、乙两地等压面分布示意图的叙述，正确的是（ ）
A．甲地为海洋，乙地为陆地 B．乙地可能出现阴雨天气
C．①处气压比②处高 D．甲地可能形成台风
6．下列四幅热力环流示意图中，与上图所示气压分布状态相符的是 （ ）
7．正确地表示某地风速最大时空气质点受力示意图的是
青藏高原与周围同高度自由大气之间存在着与陆地和海洋相似的热力性质差异。回答8～10题。
8．与周围同高度自由大气相比青藏高原近地面存在
①1月，冷低压 ②8月，暖低压 ③1月，冷高压 ④ 8月，暖高压
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
9．受高原近地面气压场影响，青藏高原
①冬季、夏季风向相反，形成独特的高原季风 ②青藏高原近地面气温日较差、年较差比同纬度四川盆地大 ③干湿季分明，冬季多雨 ④雨季多对流天气和气旋活动
A．①② B．③④ C．①④ D．②③
10．正确表示青藏高原与同高度自由大气之间大气运动的是
A．① B．② C．③ D．④
读下图完成11—12题。
11．导致图示现象发生的大气运动形式，最有可能是
A．热力环流 B．海陆风 C．季风环流 D．山谷风
12．图中大气污染危害较大的是
A．春季 B．秋季 C．白天 D．黑夜
读“某地近地面风形成示意图” ，已知地转偏向力与风向始终垂直。据此完成13—15题。
13．图中表示风向的是
A．a B．b C．c D．d
14．该地一定位于
A．日本 B．澳大利亚 C．印度 D．德国
15．当南非的开普敦盛行图示风向时，上海市与开普敦
A．盛行风向一致 B．白昼长短一致 C．均为高温期 D．均为多雨期
二、综合题
16．如图所示为热力环流图，完成下列有关问题。
（1）比较A、B两地的气温高低。
（2）比较A、B、C、D四点的气压高低。
（3）判断A、B两地的天气状况。
（4）在图中画出近地面和高空面的等压线。
（5）近地面高压，高空面______（高、低）压；近地面低压，高空面______（高、低）压；
（6）垂直面等压线，高压处等压线向______（高空、地面）凸出；低压处等压线向______（高空、地面）凸出。
（7）垂直面等温线，高温处等温线向______（高空、地面）凸出；低温处等温线向______（高空、地面）凸出。注：近地面高压对应低温，低压对应高温，只有在热力成因条件下才成立。
17．下图是某城市及郊区年平均气温分布图，读图回答下列问题：
（1）图中现象被称为_________，该现象对城市大气质量的影响是______________。
⑵城市上空多云和多雾的原因是_____________________________________________。
⑶图中A和B气压值高的是________________。
⑷试分析在城郊之间建设环境绿地的意义是什么？
⑸如果某天该城市的烟囟中的烟都向下飘，则可能是出现______________________现象，此时图示环流会消失，对城市大气环境的影响有哪些？
18．根据下面风的形成示意图，回答问题：
（1）该图表示近地面还是高空风向图＿＿＿＿＿＿，判断依据是＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）此风是＿＿＿＿＿半球，判断理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）图中的a表示＿＿＿＿＿＿，b表示＿＿＿＿＿＿，c表示＿＿＿＿d表示＿＿＿。
（4）图中a的特征是＿＿＿＿，b的特征是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（5）图中A、B两地中，风速度较大的是＿＿＿＿＿＿＿，原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
第 9 讲 大气运动
一、单项选择题
1．D 热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流，它是大气运动最简单的形式。
2．B 热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流，它是大气运动最简单的形式。近地面气温高，空气作上升运动，气压较低，高空气压与近地面相反，垂直方向上气压符合“高高低低”原则。
3．A 近地面受三种力作用，风向与等压线斜交；高空受两种力的作用，与等压线平行，排除BD选项；而风形成的直接原因是水平气压梯度力，因此风从高压吹向低压区，排除C选项。
4．C 城市热岛环流不论白天还是夜晚均为由郊区吹向城市。
5．B 从图中无法判断是陆地还是海洋；但是能够判断甲地近地面为高压，多晴朗天气，乙地近地面为低压，多阴雨天气；①处气压比②处低；乙地可能形成台风。
6．B 根据甲近地面为高压，气流下沉，乙近地面为低压，气流上升即可判断。
7．B 风速最大时即合力为零时。
8．D 9．C 10．D 解析：本题组考查热力环流的应用。8 月，因陆地升温快，因此在青藏高原近地面形成暖低压；1 月，陆地迅速降温，在青藏高原近地面形成暖低压。因同一水平面上存在气压差异，因此在冬夏形成风向相反的高原季风；夏季近地面上升气流旺盛，因此多对流天气。青藏高原气温日较差较大，但年较差较小。
11．B 图示地区位于沿海地区，从烟囱中冒出的烟的飘向可判断白天风从海洋吹向陆地，晚上风从陆地吹向海洋，因此该图反映的大气运动形式，最有可能是海陆风。
12．C 白天风从海洋吹向陆地，将污染物吹向居民区，此时大气污染危害较大。
13．D 根据三种力与风向之间的关系即可判断，a、b 、c、d分别代表地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力、风向。
14．B 该图地转偏向力向左偏转，说明位于南半球，只有B符合题意。
15．D 南非的开普敦为地中海气候，当盛行图示风向时，受南半球西风带（西北风）控制，温和多雨；此时为北半球夏季，上海炎热多雨，因此两地多雨期一致。
二、综合题
16．解析：热力环流产生的原因是近地面的受热不均匀。A处受热，所以气流上升，近地面形成低压，为阴雨天气；B 处受冷，所以气流下沉，近地面形成高压，为晴朗天气；高空与近地面恰好相反。同时，注意等压面的画法即可。
答案：（1）A>B （2）B>A>D>C （3）A阴雨，B晴朗
（4）省略 （5）低 高 （6）高空 地面 （7）高空 地面
17．解析：本题考查城市热岛的形成原因及带来的影响。回答时要注意气流运动方向对大气环境等带来的影响。
答案：⑴ 城市热岛效应 利于低空污染空气的对流扩散
⑵空气对流上升运动, 凝结核多水汽容易凝结。 ⑶A
⑷能净化流向市内的空气,改善城市的大气质量（从调节大气温度和温度酌情给分）
⑸逆温 不利于低空污染空气的扩散，进而加重城市的大气污染
18．解析：本题考查三种力与风的关系。
答案：（1）近地面 风向与等压线有较大的夹角 （2）北 地转偏向力向右偏 （3）水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力 （4）与等压线垂直，高压指向低压，决定风的大小与趋向 方向与风向垂直，北半球向右偏，南半球向左偏 （5）B 等压线较A处密集，水平气压梯度力较A处大。
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