自然地理(選講)第二講大氣的熱狀況和大氣的運動(上課用件)

自然地理（選講）第二講大氣的熱狀況和大氣的運動中國地圖出版社SINOMAPSPRESS第二講大氣的熱狀況與大氣運動大氣的受熱過程與熱力環(huán)流考綱展示大氣受熱過程?？键c闡釋地球大氣的能量來源是太陽輻射，大氣的受熱過程主要表現(xiàn)為大氣對太陽輻射的削弱作用和大氣對地面的保溫作用，地表冷熱不均引起大氣的運動，注重基本原理在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。太陽輻射一、大氣的受熱過程1．受熱能量的根本來源：2．大氣對太陽輻射的削弱作用代號名稱起作用的大氣成分特點①

作用云層和較大塵埃無選擇性②

作用空氣分子和細小塵埃部分選擇性③

作用臭氧、水汽和

.選擇性反射散射吸收CO23.大氣對地面的保溫作用

是大氣主要的直接熱源，即大氣主要是吸收A

而增溫。(2)保溫原理：大氣輻射大部分以B

的形式把熱量返還地面，對地面起到了保溫作用，人們通常稱之為大氣的“

”。

地面地面輻射大氣逆輻射逆輻射

“太陽暖大地”：太陽輻射能是地球上最主要的能量來源，雖然需要穿過厚厚的大氣層，但大氣直接吸收的太陽輻射能量很少，只有臭氧和氧原子吸收一部分波長較短的紫外線，水汽和二氧化碳吸收波長較長的紅外線，而能量最強的可見光被吸收得很少，絕大部分透過大氣射到地面，地面因吸收太陽輻射能增溫。

“大地暖大氣”：地面增溫的同時向外輻射熱量。相對于太陽短波輻射，地面輻射是長波輻射，除少數(shù)透過大氣返回宇宙空間外，絕大部分（75%～95%）被近地面大氣中的水汽和二氧化碳吸收，使大氣增溫。

“大氣返大地”：大氣在增溫的同時，也向外輻射熱量，既向上輻射，也向下輻射，其中大部分射向地面，稱為大氣逆輻射，大氣逆輻射把熱量還給地面，在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量，對地面起到了保溫作用。4．意義：

大氣的受熱過程影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣的運動狀況。大氣的受熱過程練習：1、下圖中各箭頭及序號表示太陽、地面、大氣、宇宙空間之間的熱力作用，其中包括太陽輻射、地面輻射、大氣輻射、大氣逆輻射、大氣的削弱作用(吸收、反射和散射)，讀圖回答(1)～(2)題。(1)四川盆地的緯度與青藏高原相差不大，但年平均氣溫卻比青藏高原高得多，與此現(xiàn)象有關(guān)的熱力作用主要是

A．①

B．②

C．④

D．⑤C（2）長江中下游平原比華北平原緯度低，但年太陽輻射總量卻比華北平原少。與此現(xiàn)象有關(guān)的熱力作用主要是

A．①B．②C．④D．⑤

A2、（2010·江蘇）大氣中二氧化碳含量增多導(dǎo)致全球氣候變化，已成為全球關(guān)注的熱點問題。下圖為地球熱量平衡示意圖。讀圖，回答（1）～（2）題。（雙選）（1）二氧化碳含量增多，導(dǎo)致大氣對地面保溫作用增強。下列數(shù)字所示環(huán)節(jié)與大氣保溫作用直接相關(guān)的有

A．①B．②C．③D．④AC（2）全球氣候變化會對糧食生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響，其主要原因是

A．作物的生長發(fā)育受到影響

B．旱澇災(zāi)害增多

C．某些物種滅絕

D．土壤肥力下降A(chǔ)B

電視劇《闖關(guān)東》中的場景：“主人公朱開山為了避免所種的莊稼遭受霜凍危害，在深秋的夜晚帶領(lǐng)全家人及長工們在田間地頭點燃了柴草……”結(jié)合大氣受熱過程示意圖回答3～4題。3．關(guān)于圖中a、b、c所代表的內(nèi)容敘述正確的是

A．a(chǎn)代表大氣的直接熱源

B．a(chǎn)、b、c所代表的輻射波長的大小關(guān)系是a＜b＜cC．b代表的輻射主要被大氣中的臭氧吸收

D．c代表的輻射與天氣狀況無關(guān)B4．朱開山一家燃燒柴草防御霜凍的做法，有利于

A．增強a輻射B．增強b輻射

C．增強c輻射

D．改變b的輻射方向C二、大氣運動太陽輻射對各緯度加熱不均，造成高低緯度間的熱量差異是引起大氣運動的根本原因。1、熱力環(huán)流的形成熱力環(huán)流形成原理及應(yīng)用（1）熱力環(huán)流的成因及其等壓面的形態(tài)變化

由于地面冷熱不均而形成的熱力環(huán)流圖解如下：（2）熱力環(huán)流形成過程中，等壓面發(fā)生了如下的形態(tài)變化：注意：

3、高壓、低壓是針對同一水平面而言的，但不同高度上的高壓數(shù)值不一定比低壓數(shù)值大。2、高低空的氣壓和氣流的運行方向相反。1、高空的氣壓高低與地面相反，同一水平面上，等壓面凸起的地方是高壓區(qū)，等壓面下凹的地方是低壓區(qū)。特別提醒：

①高壓的數(shù)值并不一定大于低壓的數(shù)值。在同一水平面上高壓的數(shù)值大于低壓；在垂直方向上，近地面的低壓反而高于對應(yīng)高空的高壓。

②氣流并不總從高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)。在同一水平面上氣流總從高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)；在垂直方向上，氣流卻是由低氣壓區(qū)流向高氣壓區(qū)。（1）海陸風：由于海陸熱力性質(zhì)差異，導(dǎo)致海陸間溫差的變化，形成了白天由海洋吹向陸地的海風，夜晚由陸地吹向海洋的陸風，如圖:2、常見的熱力環(huán)流形式

（2）山谷風：山谷地區(qū)白天山坡比同高度的大氣溫度高，暖空氣沿山坡上升，形成谷風，夜間山坡比同高度的大氣溫度低，冷空氣沿山坡下滑，形成山風，如下圖。山谷風

下圖是某一時刻山峰和山谷之間冷熱不均形成的一種熱力環(huán)流，叫做山谷風。據(jù)此回答5～6題。5．關(guān)于該圖的說法正確的是

A．山谷風的產(chǎn)生是由于海拔高度的差異

B．此時表示的是夜晚

C．此時的風從山谷吹向山頂

D．此時的風從山頂吹向山谷

C6．如果下圖的兩側(cè)表示山峰，中間表示山谷，則能表示夜晚時等壓面的是C

狹管效應(yīng)：地形的狹管作用，當氣流由開闊地帶流入地形構(gòu)成的峽谷時，由于空氣質(zhì)量不能大量堆積，于是加速流過峽谷，風速增大。當流出峽谷時，空氣流速又會減緩。這種地形峽谷對氣流的影響稱為“狹管效應(yīng)”。由狹管效應(yīng)而增大的風，稱為峽谷風或穿堂風。

液體在管中流動，經(jīng)過狹窄處時流速加快。氣流在地面流經(jīng)狹窄地形時類似液體在管中的流動，流速也會加快，并因氣體具有可壓縮性，密度也會增大。地球上山地的許多風口和許多地方出現(xiàn)的地形雨都與氣流經(jīng)過狹窄地形密切相關(guān)。烏魯木齊開往阿克蘇的5807次旅客列車遭到13級狂風襲擊，造成車輛脫軌，人員傷亡，南疆線被迫中斷行車9小時。13級狂風是如何將列車掀翻的？13級風屬于颶風，風速達37米/秒左右，在一定的天氣系統(tǒng)和局地地形的相互配合下，狂風將列車掀翻是完全可能發(fā)生的。首先是天氣系統(tǒng)影響，如寒潮、沙塵暴、臺風等，會引起大范圍、大規(guī)模的空氣流動，但這只會出現(xiàn)大風，還不能造成這么激烈的破壞現(xiàn)象。第二個條件就是當?shù)氐匦瘟?。此次出事地點是天山南北向的峽谷地區(qū)，大風經(jīng)過這一地形也就是風口時，經(jīng)過“狹管效應(yīng)”的迅速放大，風力將成倍加大，其破壞力十分驚人。這種自然界中出現(xiàn)的“狹管效應(yīng)”現(xiàn)象，在我們的生活中也會出現(xiàn)。如我們打開室內(nèi)對開的兩扇窗戶，會感覺風有所加大，這就是我們常說的“穿堂風”。在高樓大廈林立的城市，兩座毗鄰的高樓之間也會出現(xiàn)這種情況，高層樓宇間的狹窄地帶風力比起平地要強得多，科學家曾經(jīng)通過物理風洞試驗經(jīng)過數(shù)值模擬后發(fā)現(xiàn)：平地上3—4級的風，在城市高樓之間，經(jīng)過“狹管效應(yīng)”放大后，可達10級以上。

(3)城市風：由于城市人口集中并不斷增多，工業(yè)發(fā)達，居民生活和工業(yè)生產(chǎn)、交通工具消耗大量燃料，釋放出大量的人為熱量，導(dǎo)致城市氣溫高于郊區(qū)，形成城市熱島。由于熱島存在，引起空氣在城市上升，在郊區(qū)下沉，在城市和郊區(qū)之間形成了小型的熱力環(huán)流，叫做城市風，如圖所示。為了減少城市大氣污染，如何合理布局郊區(qū)工業(yè)及衛(wèi)星城市？一般應(yīng)將綠化帶布置在氣流下沉距離以內(nèi)，而將對大氣污染較重的工廠及衛(wèi)星城布置在氣流下沉距離之外。3、熱力環(huán)流的基本規(guī)律（1）在垂直方向上，海拔越高，氣壓越低。（2）在水平面上，高壓區(qū)等壓面向上凸，低壓區(qū)等壓面向下凹。（3）近地面與對應(yīng)高空的氣壓狀況與水平氣流方向正好相反。（4）近地面因受熱氣流上升而形成低壓，多陰雨；近地面因受冷氣流下沉而形成高壓，天氣晴朗。4.等壓面的判讀與應(yīng)用

（1）判讀：等壓面是空間氣壓相等的各點所組成的面，其常用來表示同一水平面上不同區(qū)域的氣壓差異。對其判讀時關(guān)鍵抓住以下三點：

①氣壓的垂直遞減規(guī)律。由于大氣密度隨高度增加而降低，不同高度的大氣所承擔的空氣柱高度不同，導(dǎo)致在垂直方向上隨著高度增加氣壓在降低，如下圖，在空氣柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在L2中，PB>PB′，PC′>PC

②等壓面的凹凸與氣壓高低的關(guān)系。因地面冷熱不均，導(dǎo)致同一水平面出現(xiàn)氣壓差異，進而等壓面發(fā)生彎曲，即等壓面凸向高處的為高壓，凹向低處的為低壓，可形象記憶為“高凸低凹”。（如下圖所示）③近地面與高空等壓面凸起方向相反。（如下圖所示）（2）綜合應(yīng)用：以等壓面為背景，結(jié)合氣壓的分布規(guī)律，等壓面主要有以下應(yīng)用：7、下圖中氣壓狀況由熱力作用引起。讀圖，回答下列問題：（1）圖中近地面何處是高氣壓區(qū)？何處是低氣壓區(qū)？（2）在圖中畫箭頭完成熱力環(huán)流。（3）若該區(qū)域位于北半球，B點吹__________風。（4）A、B、C三點都位于北半球同一緯度上，此時若地球位于遠日點，則A點處在__________(陸地或海洋)。CA西北陸地讀北半球某地面水平氣壓分布圖，回答問題。

8.讀下圖完成：(1)就氣壓狀況而言，圖中A與B中低壓中心是____，B與C中高壓中心是___。

(2)若該地氣壓只受溫度影響，則A、B、C中地面溫度最高的是____。BCB(3)下圖為沿AB作的剖面圖，完成AB間的熱力環(huán)流示意圖。

氣壓值PA、PB、PA′、PB′的大小順序是

，氣溫值TA、TB、TA′、TB′的大小順序是

。(4)下列圖中能正確表示AB高空等壓面狀況的示意圖是(5)在圖中甲處畫出風向及其所受的力。

PA＞PB＞PB′＞PA′TB＞TA＞TB′＞TA′B9．讀資料和圖，根據(jù)所學知識完成下列問題。

資料一：左下圖是北京近地面多年平均氣溫分布圖(單位：℃)；右下圖是北京城市大氣環(huán)流模式圖。年份常住人口(萬人)工業(yè)生產(chǎn)總值(億元)用電量(億千瓦小時)消費零售額(億元)商品住宅銷售額(億元)19991257651143.2742.123220051538

1782.42092902.81758.8資料二：北京市1999年、2005年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報部分數(shù)據(jù)。資料三：在積極地進行2008年奧運會籌備中，北京市提出了“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的奧運會舉辦理念，大力開展環(huán)境治理，大搞植樹造林活動。2005年，全市共完成綠化造林16萬畝，植樹1792萬株，全市林木覆蓋率達到50.5%。(1)觀察左上圖，說出北京市近地面多年平均氣溫分布狀況(特點)是：_______，你認為產(chǎn)生這種狀況的原因是：

_______。

(2)根據(jù)左上圖所示信息，用箭頭在右上圖畫出北京市的熱島環(huán)流。城區(qū)高，郊區(qū)低

城市人口集中、工業(yè)發(fā)達，居民生活、工業(yè)生產(chǎn)等每天要消耗大量的燃料(能源)，釋放出大量的廢熱，導(dǎo)致近地面城區(qū)的氣溫高于郊區(qū)(3)根據(jù)城市熱島環(huán)流的特點，你認為北京市規(guī)劃的造林重點應(yīng)選在右上圖的A、B、C三地中的____地，其對北京市環(huán)境治理的主要作用是：____________。(4)同期，北京市要把大氣污染嚴重的某大型企業(yè)從城區(qū)遷出。根據(jù)城市熱島環(huán)流的特點，你認為最適合該企業(yè)的新廠址應(yīng)選在右上圖的A、B、C三地中的____地，該新廠址布局對北京市環(huán)境保護的主要意義

.(5)受局部熱島環(huán)流的影響，右上圖中A處的風向為__風。B

林地處在城市熱島環(huán)流中，清新空氣可以通過近地面流向北京城區(qū)，起到凈化空氣的作用。C

新廠址選在城市熱島環(huán)流之外，避免了工廠排放的大氣污染物從近地面流向北京城區(qū)。

東南4、大氣的水平運動——風（1）影響大氣水平運動的力作用力產(chǎn)生原因風向、風力特點風向風力水平氣壓梯度力高低壓之間存在的氣壓梯度垂直于等壓線，并由高壓指向低壓與水平面上的氣壓梯度成正比(等壓線密則大，稀則小)地轉(zhuǎn)偏向力由于地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的一種促使沿地表作水平運動的物體偏離其運動方向的力垂直于風向，北半球向右，南半球向左與運動速度成正比4、大氣的水平運動——風（1）影響大氣水平運動的力作用力產(chǎn)生原因風向、風力特點風向風力摩擦力地面與空氣之間以及運動狀況不同的空氣層之間產(chǎn)生的阻力與風向相反與摩擦系數(shù)成正比4、大氣的水平運動——風（2）高空和近地面大氣的水平運動作用力最終風向（V風）圖解北半球南半球高空水平氣壓梯度力(F梯)地轉(zhuǎn)偏向力(F偏)平行于等壓線；北半球向右，南半球向左4、大氣的水平運動——風（2）高空和近地面大氣的水平運動作用力最終風向（V風）圖解北半球南半球近地面水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力摩擦力(F摩)斜穿等壓線；由高壓指向低壓受力情況圖示風向水平氣壓梯度力垂直于

，由高壓指向低壓水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力等壓線平行斜交4．大氣的水平運動——風（以北半球為例）與等壓線與等壓線4、大氣的水平運動——風（2）高空和近地面大氣的水平運動

①風向是指風的來向。即風從哪個方向來，就以此來命名風向。例如我國東部地區(qū)夏季風主要從東南方向吹來，因此說夏季吹東南風。

②影響風力大小最根本因素是水平氣壓梯度力的大小，水平氣壓梯度力大，則風力大。同一等壓線圖上等壓線密集，水平氣壓梯度力大，風力大；不同等壓線圖上，要根據(jù)單位距離間的氣壓差，判斷水平氣壓梯度力的大小，單位距離間的氣壓差大則水平氣壓梯度力大，風力大。4、大氣的水平運動——風（2）高空和近地面大氣的水平運動

③風力大小還考慮摩擦力的大小，地面摩擦力大，地面障礙多，阻擋作用強，風力減小。4、大氣的水平運動——風（2）高空和近地面大氣的水平運動一般摩擦力的影響可達離地面1500米左右的高度，在這范圍內(nèi)的風向都斜穿等壓線，摩擦力愈大，風向與等壓線之間的夾角愈大，摩擦力愈小，其夾角愈小。當摩擦力為零時（高空的情況），風向便平行等壓線了。因此，在實際大氣中，因摩擦力隨高度增加而逐漸減小，即愈往高空，風向與等壓線之間的夾角愈小。最后，風向與等壓線平行，這就是風向隨高度變化最一般的規(guī)律，風速則隨高度增加而加大。4、大氣的水平運動——風（2）高空和近地面大氣的水平運動陸地表面和海洋表面的摩擦力不同，陸地摩擦力大，海洋摩擦力小，所以在相同的氣壓條件下，陸地表面的風與等壓線間的夾角大，風速小，海洋表面的風與等壓線的夾角小，風速大。方法1：依據(jù)風向可判斷高低壓中心的方位。即若已知風向可推斷高低壓區(qū)（中心）在觀測者的什么方向，如圖:風壓定律：觀察者若在北半球，背風而立，可得之：高壓在右后方；低壓在左前方。觀察者若在南半球，背風而立，可得之：高壓在左后方；低壓在右前方。氣壓、風與天氣形勢：由高緯吹向低緯的風——寒冷干燥；由低緯吹向高緯的風——溫暖濕潤；低氣壓——多陰雨天氣；高氣壓——天氣晴朗。第一步，在等壓線圖中，按要求畫出過該點的切線并作垂直于切線的虛線，箭頭由高壓指向低壓，但并非一定指向低壓中心，用來表示氣壓梯度力的方向。方法2：依據(jù)等壓線圖判斷任一地點的風向第二步，確定南、北半球后，面向水平氣壓梯度力方向向左或向右偏轉(zhuǎn)30°～45°角，畫出實線箭頭，即過該點的風向。以北半球為例，如圖:方法3：等壓線圖的判讀（1）等壓線的排列和數(shù)值①低壓中心：類似于等高線圖中的盆地（中心為上升氣流）；②高壓中心：類似于等高線圖中的山頂（中心為下沉氣流）；③高壓脊（線）：類似于等高線圖中的山脊（線）；④低壓槽（線）：類似于等高線圖中的山谷（槽線）。（2）等壓線的疏密程度①等壓線密集→氣壓梯度力大→風力大；②等壓線稀疏→氣壓梯度力小→風力小。練習：1、下圖陰影部分表示林地、空白部分表示均質(zhì)裸地，若此圖反映的是北半球中緯度某地區(qū)冬季的情況，據(jù)此回答（1）～（3）題。（1）圖中甲、丙兩處的風向分別是

A.西北風和東南風B.東北風和西南風

C.東南風和西北風D.西南風和東北風A（2）目前，有部分城市在城郊建設(shè)人工生態(tài)林，此舉的意義在于

①減少風沙對城市的侵襲②避免郊區(qū)工廠的污染物帶入城市③避免城市的污染物帶到郊區(qū)④避免城市出現(xiàn)“熱島效應(yīng)”

A.③④B.①②C.①②③D.①③④B（3）下面四圖中正確表示乙處等壓面的是C

2、下圖為某城市某年12月13日20時氣溫(單位：°C）實況圖，讀圖回答下列問題。（1）此圖反映了城市具有______效應(yīng)。在這種效應(yīng)的作用下，如不考慮其他因素，當晚城市的風向特點應(yīng)該是：熱島從郊區(qū)吹向城市中心。（2）形成此圖所示效應(yīng)的原因是

A.城市生產(chǎn)和消費活動釋放大量廢熱

B.城市建筑對太陽輻射的反射率大

C.城市高層建筑的不斷增多

D.城市上空云量少，對太陽輻射的削弱作用小A（3）治理此效應(yīng)的理想措施是__________________。（4）考慮到城市的這一效應(yīng)及產(chǎn)生的空氣運動特點，為了減輕大氣污染，在城市規(guī)劃時一定要注意研究

的距離，把_______和

布局在這一距離之外，以避免污染物回流和相互污染。增加市區(qū)綠地面積城市上空的風到郊區(qū)下沉衛(wèi)星城大氣污染嚴重的工業(yè)企業(yè)

3、（2010·全國文綜Ⅰ）自某城市市中心向南、向北分別設(shè)若干站點，監(jiān)測城市氣溫的時空分布。監(jiān)測時間為8日（多云）9時到9日(晴)18時。監(jiān)測結(jié)果如下圖所示。據(jù)此，完成（1）～（3）題。（1）圖示最大溫差可能是A．4℃

B．12℃C．16℃D．18℃C（2）監(jiān)測時段被監(jiān)測區(qū)域氣溫

A．最高值多云天高于晴天

B．白天變化晴天比多云天劇烈

C．從正午到午夜逐漸降低

D．白天變化比夜間變化平緩B（3）下列時間中熱島效應(yīng)最強的是

A．8日15時左右B．8日22時左右