2.1-冷熱不均引起大氣運動(共三課時)

PAGE第二章地球上的大氣2.1冷熱不均引起大氣運動第4頁共13頁第二章地球上的大氣2.1冷熱不均引起的大氣運動大氣的熱力作用主要包括：①大氣對太陽輻射的削弱作用②大氣的保溫作用補充：大氣的垂直分布依據(jù)溫度、密度、大氣運動狀況，將大氣分為：對流層、平流層和高層大氣對流層對流層平流層高層大氣-80oC-50oC-10oC20oC溫度/oC20oC20oC20oC20oC5012高度/Km低緯:17—8千米對流層的高度中緯:10—12千米高緯:8—9千米原因：大氣熱量主要來自地面輻射大氣溫度隨高度變化曲線密度高度特點原因與人類活動關(guān)系對流層高低緯：17～18km中緯：10～12km高緯：8～9km氣溫隨高度增加而遞減。2、對流運動顯著。3、天氣現(xiàn)象復雜多變。1、地面是大氣主要的直接熱源。2、上熱下冷，有利于對流運動。3、近地面水汽和固體雜質(zhì)隨氣流上升氣溫下降，易成云致雨。大氣中與人類關(guān)系最密切的一層。我們生活在對流層的底層，各種天氣現(xiàn)象都發(fā)生在該層，與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)。平流層由對流層頂至50～55km高度下層氣溫隨高度變化很??；30km以上，氣溫隨高度增加而迅速上升。大氣以水平運動為主。氣溫不受地面影響，來自臭氧吸收紫外線增溫。上部熱下部冷，不易形成對流，大氣穩(wěn)定以水平運動為主。臭氧層（22～27km）臭氧吸收太陽紫外線，成為人類生存環(huán)境的天然屏障。能見度好，大氣平穩(wěn)，有利于高空飛行高層大氣低由平流層頂至2000～3000km氣壓低，密度小，有空氣質(zhì)點散逸到宇宙空間。受地球引力小電離層反射無線電波對無線通信有重要作用。流星、極光、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等▲規(guī)律：1、氣溫垂直遞減率：氣溫隨海拔高度升高而遞減，平均每升高1000米，氣溫下降6℃，稱氣溫垂直遞減率。例題：同一緯度“高處不勝寒”，原因是到達的地面輻射少。2、逆溫現(xiàn)象：對流層由于熱量主要直接來自地面輻射，所以海拔越高，氣溫越低。一般情況下，海拔每上升1000米，氣溫下降6°C。有時候出現(xiàn)下列情況：=1\*GB3①海拔上升，氣溫升高；=2\*GB3②海拔上升1000米，氣溫下降幅度小于6°C。這就是逆溫現(xiàn)象。造成的原因：1、輻射逆溫。常出現(xiàn)在冬季晴朗的早晨。2、鋒面逆溫。冷空氣南下，冷鋒過境。3、地形逆溫。常出現(xiàn)在盆地和谷地。影響：逆溫現(xiàn)象使空氣對流運動減弱，大氣中的污染物不易擴散，大氣環(huán)境較差。但能抑制沙塵暴的發(fā)生。例題1：在風速大致相同，而氣溫垂直分布不同的A、B、C、D四種情況中，最有利于某工廠68米高的煙囪煙塵擴散的是（C）20m40m60m80m100mA16.3°C16.6°C16.8°C17.0°C17.1°CB21.0°C21.0°C20.9°C20.9°C21.0°CC20.9°C20.8°C20.6°C20.2°C20.0°CD15.2°C14.8°C14.7°C14.9°C15.2°C例題2：形成沙塵暴的條件主要是干旱、大風、較旺盛的上升流，若大氣對流層中出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象，可抑制沙塵暴。讀圖9，做(1)—(2)題：(1)．若E處的高度為1000米，氣溫為－10℃，要抑制沙塵暴的發(fā)生，F(xiàn)地的氣溫至少應降到（D） A．16℃ B．－6℃ C．4℃ D．－4℃(2)．圖9右側(cè)是F地某日氣溫變化曲線圖，該地最有可能出現(xiàn)沙塵暴的時段是（C） A．①時段 B．②時段 C．③時段 D．④時段(3)．若只考慮風力與沙源因素，我國北方地區(qū)的沙塵暴以冬春季最多，若再考慮地面狀況及空氣對流因素，則尤以初春最多，原因主要有（C） ①初春與冬季比較，初春的土質(zhì)更加松軟干燥 ②初春與冬季比較，初春的大風天氣顯著增多 ③初春與冬季比較，初春出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象的時數(shù)增加 ④初春與冬季比較，初春出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象的時數(shù)縮短 A．①③ B．②④ C．①②④ D．②③例題3：圖2為北半球中緯度某地某日5次觀測到的近地面氣溫垂直分布示意圖。當日天氣晴朗，日出時間為5時。讀圖回答3～4題。(2010山東高考卷)3.由圖中信息可分析出(A)A.5時、20時大氣較穩(wěn)定B.12時、15時出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象C.大氣熱量直接來自太陽輻射例：日出前的黎明、日落后的黃昏天空依然是明亮的(散射作用)。例：晴朗的天空呈蔚藍色是因為可見光中波長較短的藍光最易被空氣分子散射(因為可見光中波長較短的藍光最易被空氣分子散射)。例：白天坐在教室里能看到黑板上的字，而在月球上則見不到（散射作用）。例：人造煙幕能起到防御霜凍的作用（增強大氣逆輻射）。▲、大氣對太陽輻射的削弱作用與太陽高度大小有關(guān)：太陽高度越大——太陽輻射經(jīng)過大氣的距離越短，被大氣削弱得越少，到達地面的太陽輻射越多。太陽高度越小——太陽輻射經(jīng)過大氣的距離越長，被大氣削弱得越多，到達地面的太陽輻射就越少。這是太陽輻射由低緯向高緯遞減的原因之一。（二）、大氣的溫室效應大氣對太陽短波輻射幾乎是透明體，而對地面長波輻射是隔熱層，大氣把地面輻射放出的熱量絕大部分截留在大氣中，并通過大氣逆輻射又將熱量還給地面。大氣的這種作用稱為大氣的溫室效應，又稱為大氣的保溫作用?！疤柵蟮兀蟮嘏髿?，大氣還大地”例題1：“十霧九晴”是為什么？答：晴天大氣逆輻射弱，地面氣溫低，水汽易凝結(jié)成霧。例題2：晚秋或寒冬，多云的夜晚為什么不易出現(xiàn)霜凍？答：因為天空多云時，大氣逆輻射加強，地面溫度不至于過低?！綪29活動內(nèi)容】（1）大氣逆輻射的存在，對地面有什么作用？如果“用大氣保溫作用”概括，你認為合適嗎？答：合適。因為大氣對地面的長波輻射幾乎全部吸收，同時又以大氣逆輻射的方式還給地面，對地面起了極為重要的保溫作用。地球表面及大氣層里保存著的這部分熱量，成為地理環(huán)境里許多自然現(xiàn)象及其過程的能量源泉。（2）為什么月球表面的晝夜溫度變化比地球表面劇烈？答：有大氣的地球，白天一部分太陽輻射在穿過大氣層時被大氣反射、吸收和散射，到達大氣上界的太陽輻射不能全部到達地面，使地面溫度不致上升太高，夜間大部分地面輻射被近地面大氣吸收，然后以輻射和對流的方式層層上傳，使地面放出的熱量絕大部分保留在大氣中，散失到宇宙的熱量很少。更重要的是大氣在增溫的同時，又以大氣逆輻射的方式，把熱量還給地面，在一定程度上補償了地面輻射的熱量的損失，使地表夜間的降溫減速，正是由于大氣對太陽輻射的削弱作用的對地面的保溫作用，使地面溫度變化比較緩和。沒有大氣的月球，白天太陽輻射全部到達月面，使月面溫度迅速升高。夜間，月球表面輻射強烈。沒有大氣對月面的保溫作用，溫度下降速度很快。所以月面的溫度晝夜變化比地球劇烈得多。小結(jié)：1．地球大氣最重要的能量來源是太陽輻射能。2．輻射熱交換是大氣增溫的最重要方式3．地面是近地面大氣主要、直接的熱源。4．物體的溫度越高，輻射中最強部分的波長越短；反之則越長。由于地球表面的溫度比太陽低得多，所以地面輻射和大氣輻射的波長比太陽輻射長得多。相對于太陽短波輻射來說，地面輻射為長波輻射。5．大氣在增溫的同時，也向外輻射熱量。大氣輻射的方向既有向上的，也有向下的。大氣輻射中向下的部分，因為與地面輻射方向相反，稱為大氣逆輻射。例題1：下圖中，晝夜溫差最小的是（D）陸地陸地陸地海洋海洋晝晝晝晝夜夜夜夜ABCD補充：一、氣溫日變化和年變化1、日變化：①、一天中氣溫最高值出現(xiàn)在午后2時左右或14時②、一天中氣溫最低值出現(xiàn)在日出前后2、年變化：太陽輻射最強出現(xiàn)在6月，最弱出現(xiàn)在12月。陸地上的氣溫最高值出現(xiàn)在7月，最低值出現(xiàn)在1月。海洋上的氣溫最高值出現(xiàn)在8月，最低值出現(xiàn)在2月。二、氣溫的水平分布1、在南北半球上，無論7月或1月，氣溫都是從低緯度向兩極遞減。2、南半球的等溫線比北半球平直。3、北半球，1月份大陸上的等溫線向南（低緯）凸出，海洋上則向北（高緯）凸出，7月份正好相反。符合“高高低低”規(guī)律：同一緯度，溫度高，等溫線向高緯凸，溫度低，等溫線向低緯凸。4、7月份，世界上最熱的地方是20°N30°N大陸的沙漠地區(qū)，撒哈拉是全球的炎熱中心。1月份，西伯利亞形成北半球的寒冷中心。世界極端氣溫出現(xiàn)在冰雪覆蓋的南極洲大陸上。例題1:下圖能正確反映南半球七月份等溫線分布特點的是：（①）例題2：自某城市市中心向南、向北分別設若干站點，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)果如圖2所示。據(jù)此完成6～8題。(2010全國文綜Ⅰ卷)圖26．圖示的最大溫差可能是(C) A．4℃B.12C.16℃D.18℃7．監(jiān)測時段被監(jiān)測區(qū)域氣溫(B) A．最高值多云天高于晴天B.白天變化晴天比多云天強烈 C．從正午到午夜逐漸降低D.白天變化比夜間變化平緩8．下列時間中熱島效應最強的是(B) A.8日15時左右B.8日22時左右C.9日15時左右D.9日18時左右二、熱力環(huán)流大氣運動實現(xiàn)水熱輸送，引起各種天氣變化。大氣運動的能量來源是太陽輻射。由于各緯度獲得的太陽輻射能多少不均勻，造成高低緯度間溫度的差異，引起大氣運動的根本原因。1、概念：由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流。是大氣運動的一種最簡單的形式。2、形成過程：等壓面（線）等壓面（線）受熱受熱冷卻高低高ABCD低高低垂直氣流近地面氣壓高空氣壓水平氣流受熱（A）上升低壓高壓高壓低壓冷卻（B、C）下沉高壓低壓同一水平面上氣壓高低是空氣水平運動的直接原因注意：通常所說的高氣壓和低氣壓是指同一水平高度上的氣壓高低狀況。3、氣壓、氣溫、高度三者之間的關(guān)系。一般情況一般情況同一高度氣溫高、氣壓低氣溫低、氣壓高不同高度越往高、氣壓越低近地面氣壓的高低與高空相反近地面氣壓的高低與高空相反補充：▲垂直方向等壓線（面）的判讀▲垂直方向等壓線（面）的判讀：1、氣壓值在垂直方向上高度越高，氣壓值越低。(近地面的氣壓數(shù)值永遠大于高空)（E＞D＞A）2、近地面的氣壓與高空氣壓高低值正好相反。3、不論是高空或低空，等壓面凸的地方為高壓區(qū)，等壓面凹的地方為低壓區(qū)。（A＞B＞C）即符合高高低低規(guī)律：高壓區(qū)，等壓線向高處彎曲，低壓區(qū)，等壓線向低處彎曲。小結(jié)：太陽輻射太陽輻射冷熱不均空氣垂直運動空氣水平運動同一水平面氣壓差異根本原因直接原因熱力環(huán)流大氣運動最簡單形式例題：讀下面四幅“氣壓分布圖”，回答3～4題。3、如果四圖都位于北半球，a、b、c、d四地風向都正確的是（B）A.西北風東北風東南風南風 B.東北風西北風西南風西南風C.東南風西南風東北風西北風 D.西南風東南風西北風東北風4、四幅氣壓分布圖中，風力最大的點是（A）A.a B.b C.c D.d4、熱力環(huán)流的典型例子：（1）城市與郊區(qū)之間的熱力環(huán)流——城市風A．城市工業(yè)、居民、交通等釋放大量的人為熱，使城市溫度高于郊區(qū)B．市風在大的環(huán)流微弱時，表現(xiàn)得明顯。C．市規(guī)劃時,為減輕大氣污染：解決方法：A、將污染嚴重的工業(yè)企業(yè)布局在下沉距離之外，避免這些工廠排出的污染物從近地面流向城區(qū)。B、應將衛(wèi)星城建在城市熱島環(huán)流之外，以避免相互污染。C、城市綠地應建在市區(qū)與郊區(qū)之間，這樣會使經(jīng)綠地凈化的空氣流向市區(qū)，并且使市區(qū)的氣溫降低，濕度增大，改善局部小氣候。熱力環(huán)流還可存在于海陸之間（海陸風）、陸上水面與周圍地區(qū)、綠地與裸地之間、盆地、坡地（山谷風）等地區(qū)。（2）▲海陸風：白天風由海洋吹向大陸（海風），晚上風由大陸吹向海洋（陸風）。1.成因：海陸熱力性質(zhì)不同，海洋熱容量大，陸地熱容小，因此海洋升溫降溫較慢，陸地升溫降溫則較快。2.白天：陸地受熱升溫較快，海洋受熱升溫較慢，從而產(chǎn)生了冷熱差異，近地面風由海洋吹向陸地。3.夜晚：陸地降溫較快，海洋降溫較慢，從而產(chǎn)生了冷熱差異，近地面風由陸地吹向海洋。（3）▲山谷風：白天因山坡上的空氣增溫強烈，于是暖空氣沿坡上升，形成谷風(如下圖a)。（白天風從谷底吹向山頂（谷風））夜間因山坡空氣迅速冷卻，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山風(如下圖b)。（晚上風從山頂吹向谷底（山風））谷風谷風山風例題1：下列各圖所示的熱力環(huán)流中畫法正確的是（B）海風乙圖2—7℃251510海風乙圖2—7℃25151060121824時甲①②24．有關(guān)甲圖描述正確的是:（B）A．曲線①表示的是海洋氣溫曲線B．曲線②表示的是海洋氣溫曲線C．曲線①所示日溫差大的主要原因是晝夜長短所致D．曲線②所示日溫差小的主要原因是緯度所致25．由圖甲推斷，圖乙中海風出現(xiàn)時間約為（B）A．18時—次日7時B．8時—當時16時C．16時—次日8時 D．6時—次日18時（hPa（hPa）氣壓梯度力1000風向10021004地轉(zhuǎn)偏向力1006100810041008(hPa)100010061002F1F2f風向F1水平氣壓梯度力F2地轉(zhuǎn)偏向力f摩擦力(F1、F2共同作用下形成的風)（北半球）（近地面大氣中的風向）（圖四）（圖五）（一）、基本概念1、氣壓梯度：同一水平面上，單位距離間的氣壓差叫氣壓梯度。2、水平氣壓梯度力：同一水平面上存在的氣壓梯度，產(chǎn)生了促使大氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū)的力，這個力就是水平氣壓梯度力。它是風形成的原動力。也是形成風的直接原因。方向：垂直于等壓線，由高壓指向低壓；大小：與氣壓梯度成正比；3、地轉(zhuǎn)偏向力：地球上直線運動的物體，將會受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用。背風而立，北半球右偏、南半球左偏；地轉(zhuǎn)偏向力只改變風的方向，不能改變風的速度。它永遠與風向垂直。4、摩擦力：近地面風的流動將會受到摩擦力的作用。摩擦力的方向與風的方向相反，可以減小風速，同時影響風向。（二）、對比三力：作有力產(chǎn)生原因特點對風的影響作用方向大小風速風向水平氣壓梯度力高低壓之間存在氣壓梯度垂直于等壓線并由高壓指向低壓與氣壓梯度成正比,水平面單位距離氣壓梯度越大,水平氣壓梯度力越大影響影響形成風的直接原因地轉(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運動方向,北半球向右\南半球向左與運動速度成正比,赤道地區(qū)為零,向兩極逐漸增大不影響影響只改變風向,北半球右偏,南半球左偏,不改變風速的大小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,與下墊面狀況有關(guān),與風速的大小有關(guān)影響（降低）影響減小風速,改變風向,對近地面大氣的運動影響顯著方向?qū)︼L的影響水平氣壓梯度力高壓指向低壓，與等壓線垂直。它不因風向而變化風形成的直接原因影響風向、風速地轉(zhuǎn)偏向力與風向垂直北半球—右南半球—左只改變風向，不改變風速摩擦力與風向相反可減風速，影響風向（三）、風的形成1、單一水平氣壓梯度力影響下：由高壓指向低壓，并與等壓線垂直。2、高空大氣中的風向：高空大氣中的風向，是水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力共同作用的結(jié)果，風向與等壓線平行。3、近地面大氣中的風向：近地面大氣中的風向，是水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力共同作用下的結(jié)果，風向與等壓線之間成一夾角。三力共同作用下的風向如圖：北半球背風而立，低壓在左前方，高壓在右后方。摩擦力越大風向與等壓線夾角越大，摩擦力越小風向與等壓線夾角越小，摩擦力為零風向與等壓線平行。水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力地轉(zhuǎn)偏向力摩擦力垂直等壓線高壓指向低壓平行于等壓線斜穿等壓線風壓定理：北半球，背風而立，左前低壓，右后高壓。例題1：圖1示意某一等高面。M、N為等壓線，其氣壓值分別為PM、PN，M、N之間的氣壓梯度相同。①～⑧是只考慮水平受力，不計空氣垂直運動時，O點空氣運動的可能方向?；卮?～8題。(07海南地理卷)6、若此圖表示北半球，PM＞PN，則O點風向為（A）A.⑥或⑦B.②或⑥C.④或⑧D.③或④7、若此圖表示高空等高面，PM＜PN，則O點風向為（C）A.③或④B.②或⑧C.③或⑦D.⑥或⑦8、近地面，空氣作水平運動時，所受摩擦力與地轉(zhuǎn)偏向力的全力方向（D）A.與空氣運動方向成180°角B.與空氣運動方向成90°角C.與氣壓梯度力方向成90°角D.與氣壓梯度力方向成180°角【P32頁活動內(nèi)容】（1）、甲乙兩地，哪里的氣壓梯度大？簡要說明判斷理由：答：甲地，因為甲地的等壓線密集，氣壓梯度大，水平氣壓梯度力也大，風力大。（2）在圖上畫出甲、乙地的風向。答：甲地為西北風；乙地為東南風.例題1：北半球一飛機向西飛，飛行員左側(cè)是高氣壓，右側(cè)是低氣壓，下列敘述正確的是（A）A．飛機逆風飛行 B．飛機順風飛行C．風從南側(cè)吹來