2024-2025學(xué)年新教材高中地理第二單元從地球圈層看地表環(huán)境第一節(jié)第三課時熱力環(huán)流學(xué)案魯教版必修1

PAGE16-第三課時熱力環(huán)流【熱點(diǎn)鏈接】2019年12月8日，《鄭州市通風(fēng)廊道專項(xiàng)規(guī)劃》在鄭州市召開。由氣象學(xué)、城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等方面專家組成的評審委員會，聽取相關(guān)成果匯報，并進(jìn)行探討和仔細(xì)評審，認(rèn)為該《規(guī)劃》對改善鄭州城市通風(fēng)環(huán)境、緩解城市熱島、打造宜居城市環(huán)境具有重要作用，一樣同意通過評審。鄭州城市熱島產(chǎn)生的主要緣由是什么，城市通風(fēng)廊道有什么作用？提示緣由：城市人口增多，產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，人為熱量排放多，通風(fēng)條件差，導(dǎo)致熱量聚集。作用：提高城市的空氣流淌性；緩解熱島效應(yīng)；改善人體舒適度為目的；改善城市環(huán)境等。課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)核心素養(yǎng)定位運(yùn)用示意圖等，說明熱力環(huán)流原理，并說明相關(guān)現(xiàn)象。水平1：通過資料歸納大氣運(yùn)動的基本形式、熱力環(huán)流形成的緣由。水平2：能夠依據(jù)示意圖說明熱力環(huán)流形成的基本過程，相識地面溫壓的基本關(guān)系。水平3：能夠通過圖表等資料，說明常見熱力環(huán)流形成的緣由。水平4：能夠運(yùn)用熱力環(huán)流說明相關(guān)地理現(xiàn)象；能夠依據(jù)等壓面圖判讀熱力環(huán)流。人地協(xié)調(diào)觀：探討城市熱島效應(yīng)與人類活動的關(guān)系。綜合思維：分析氣溫、氣壓的關(guān)系，影響氣溫、氣壓的因素。地理實(shí)踐力：能夠利用熱力環(huán)流原理指導(dǎo)生產(chǎn)、生活實(shí)踐。1.概念：由于地面eq\o(□,\s\up3(01))冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，是大氣運(yùn)動最基本的形式。2．形成過程(1)冷熱不均促進(jìn)垂直運(yùn)動注：虛線代表地面受熱勻稱時的等壓面，實(shí)線代表地面受熱不勻稱時的等壓面。A地eq\o(□,\s\up3(02))受熱，空氣膨脹eq\o(□,\s\up3(03))上升，近地面形成eq\o(□,\s\up3(04))低氣壓，上空形成eq\o(□,\s\up3(05))高氣壓；B、C兩地eq\o(□,\s\up3(06))冷卻，空氣收縮eq\o(□,\s\up3(07))下沉，近地面形成eq\o(□,\s\up3(08))高氣壓，上空形成eq\o(□,\s\up3(09))低氣壓。(2)氣壓的水平差異促進(jìn)大氣水平運(yùn)動近地面的空氣從B、C兩地流向A地；eq\o(□,\s\up3(10))高空的空氣從A′流向B′、C′。1.推斷正誤。(1)熱力環(huán)流中，高壓氣壓必定高于低壓氣壓。(×)(2)氣溫越低，氣壓越高。(×)2．依據(jù)大氣運(yùn)動方向的差異，大氣運(yùn)動可劃分為()A．水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動B．上升運(yùn)動和下沉運(yùn)動C．水平運(yùn)動和上升運(yùn)動D水平運(yùn)動和下沉運(yùn)動答案A解析依據(jù)大氣運(yùn)動方向的差異，大氣運(yùn)動可劃分為水平運(yùn)動和垂直運(yùn)動。3．舉出熱力環(huán)流的典型實(shí)例。提示海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、城市風(fēng)等。主題探究eq\a\vs4\al()熱力環(huán)流的形成孔明燈(見右圖)又叫天燈，相傳是由三國時期的諸葛亮獨(dú)創(chuàng)的。當(dāng)年，諸葛孔明被司馬懿圍困于平陽，無法派兵出城求救?？酌髦瞥蓵频募垷艋\，系上求救的信息，其后果真脫險，于是后世就稱這種燈籠為孔明燈。據(jù)此探究下列問題：(1)諸葛孔明獨(dú)創(chuàng)的天燈是怎么升空的？(2)孔明燈里面蘊(yùn)涵著什么樣的大氣原理？(3)推斷下圖可體現(xiàn)孔明燈上天位置的點(diǎn)，比較A、B、C、D四點(diǎn)的氣壓大小，將四點(diǎn)按氣壓由高到低的依次排序。用箭頭表示大氣運(yùn)動方向。[成果展示](1)孔明燈里的空氣受熱后膨脹上升。(2)熱力環(huán)流。(3)D處。PA＞PD＞PC＞PB。1．熱力環(huán)流的形成過程2．熱力環(huán)流中三個關(guān)系的判讀方法(1)氣溫與氣壓的關(guān)系：近地面氣溫高，空氣膨脹上升，形成低壓，高空形成高壓；近地面氣溫低，空氣冷卻下沉，形成高壓，高空形成低壓。如上圖中甲、乙、丙三地所示。(2)風(fēng)與氣壓的關(guān)系：水平方向上，風(fēng)總是從高壓吹向低壓。如上圖中①②③④所示。(3)等壓面的凸凹與氣壓凹凸的關(guān)系：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．等壓面圖的判讀(1)比較氣壓大小垂直方向上，海拔越高，氣壓越低，如a處氣壓高于c處。同一水平面上，等壓面對上彎曲，氣壓高，如圖中a處；等壓面對下彎曲，氣壓低，如圖中b處。近地面和高空的氣壓分布狀況相反，近地面為高壓，則高空為低壓，圖中a處氣壓高于b處，甲處氣壓低于乙處。(2)推斷氣流運(yùn)動方向水平方向上，氣流總是由高壓流向低壓。垂直方向上，近地面氣壓高，為下沉氣流；近地面氣壓低，為上升氣流。(3)比較近地面氣溫凹凸近地面氣壓高，氣溫低；近地面氣壓低，氣溫高。(4)推斷下墊面的性質(zhì)等壓面近地面對上彎曲，高空向下彎曲近地面對下彎曲，高空向上彎曲氣壓近地面高壓，高空低壓近地面低壓，高空高壓氣流下沉上升氣溫近地面氣溫低近地面氣溫高地面性質(zhì)白天海洋，夜晚陸地；郊區(qū)；白天山谷，夜晚山坡白天陸地，夜晚海洋；城市；白天山坡，夜晚山谷(5)推斷近地面天氣狀況和氣溫日較差近地面低壓，上升氣流，多陰雨天氣，氣溫日較差較小。近地面高壓，下沉氣流，多晴朗天氣，氣溫日較差較大。讀熱力環(huán)流示意圖，回答(1)～(2)題。(1)圖中①②③④四點(diǎn)的氣壓大小比較，正確的是()A．①>② B．①>③C．①>④ D．②>③(2)圖中①②③④四點(diǎn)的空氣運(yùn)動方向，正確的是()A．②→① B．①→④C．③→④ D．③→②等壓面的判讀思路類題透析思路點(diǎn)撥氣壓比較垂直方向，海拔越高，氣壓越eq\o(□,\s\up3(01))低；水平方向，等壓面對eq\o(□,\s\up3(02))上(下)彎曲，形成eq\o(□,\s\up3(03))高壓(低壓)。垂直方向，①＜②，③＞④；水平方向，①＜④，②＞③?？諝膺\(yùn)動水平方向，由eq\o(□,\s\up3(04))高壓流向eq\o(□,\s\up3(05))低壓；垂直方向，受熱eq\o(□,\s\up3(06))上升，受冷下沉。水平方向，eq\o(□,\s\up3(07))④→①，②→③；垂直方向，eq\o(□,\s\up3(08))①→②，③→④。[答案](1)D(2)C主題探究eq\a\vs4\al()常見的熱力環(huán)流夜雨寄北李商隱君問歸期未有期，巴山夜雨漲秋池。何當(dāng)共剪西窗燭，卻話巴山夜雨時。據(jù)此探究下列問題：(1)詩中的巴山指我國什么地區(qū)？(2)產(chǎn)生夜雨的緣由主要是什么？[成果展示](1)巴山泛指四川、重慶地區(qū)。(2)受山谷風(fēng)的影響，山谷夜晚多上升氣流。1．海陸風(fēng)(1)形成：海陸熱力性質(zhì)差異，白天陸地增溫快，海洋增溫慢，陸地氣溫高于海洋，陸地氣壓低于海洋，風(fēng)由海洋吹向陸地；夜晚陸地降溫快，海洋降溫慢，陸地氣溫低于海洋，陸地氣壓高于海洋，風(fēng)由陸地吹向海洋。(2)影響：調(diào)整濱海地區(qū)氣候，降低氣溫日較差。2．城市風(fēng)(1)形成：城市人口、產(chǎn)業(yè)集中，排放熱量多；城市建筑物增多，增溫快；城市形成上升氣流。(2)影響：可能加大城市環(huán)境污染，有利于城市局部氣候的改善；造成城市降水比郊區(qū)多，形成城市雨島效應(yīng)。3．山谷風(fēng)(1)形成：白天，山坡增溫快，空氣沿山坡爬升；夜晚，山坡降溫快，空氣沿山坡下降。(2)影響：山谷或盆地地區(qū)多夜雨。海子寫過一首詩《面朝大海，春暖花開》，現(xiàn)在影視劇中往往讓女主角面朝大海，在海風(fēng)吹拂下讓頭發(fā)向后飄逸以反映女主角的歡樂心情。甲、乙兩圖分別是“北半球某濱海地區(qū)海陸環(huán)流圖”和“氣溫改變特征圖”，讀圖回答(1)～(2)題。(1)甲圖中①②③④四處氣溫最高的是()A．①處 B．②處C．③處 D．④處(2)為了完成女主角頭發(fā)向后飄逸的場景，假如你是導(dǎo)演，你會選擇什么時間段完成拍攝()A．16時至次日8時 B．8時至16時C．18時至次日6時 D．6時至18時溫壓關(guān)系的分析思路類題透析思路點(diǎn)撥氣溫推斷熱力環(huán)流中，氣溫低，氣壓eq\o(□,\s\up3(01))高，水平方向，氣流由eq\o(□,\s\up3(02))高壓流向eq\o(□,\s\up3(03))低壓。海拔較低的兩個地點(diǎn)為eq\o(□,\s\up3(04))①④；近地面，氣流由eq\o(□,\s\up3(05))①流向eq\o(□,\s\up3(06))④，則eq\o(□,\s\up3(07))④處氣溫最高。溫壓關(guān)系風(fēng)由海洋吹向陸地，為海風(fēng)，海洋氣壓較eq\o(□,\s\up3(08))高。海風(fēng)時，海洋氣溫較eq\o(□,\s\up3(09))低，時間段為eq\o(□,\s\up3(10))8時到16時。[答案](1)D(2)B教材活動巧點(diǎn)撥[教材第31～32頁活動]思路點(diǎn)撥1.依據(jù)熱力環(huán)流原理進(jìn)行分析，見下表。2．白天，地表受太陽輻射而增溫，由于陸地比熱容比海水比熱容小，陸地氣溫上升快，近地面氣壓低；海洋氣溫上升慢，海面氣壓高，風(fēng)由海洋吹向陸地，形成海風(fēng)。夜晚，陸地氣溫下降快，近地面氣壓高；海洋氣溫下降慢，海面氣壓低，風(fēng)由陸地吹向海洋，形成陸風(fēng)。3．城市人口集中，工業(yè)發(fā)達(dá)，居民生活、工業(yè)生產(chǎn)、交通工具大量消耗礦物燃料，釋放大量的人為熱量；城市建筑層數(shù)高而密，不易通風(fēng)散熱。近地面空氣由郊區(qū)流向城市。畫圖略。核心素養(yǎng)速提升素養(yǎng)提升1人地協(xié)調(diào)觀由于城市人口集中，工業(yè)發(fā)達(dá)，釋放出大量的人為熱，導(dǎo)致城市氣溫高于郊區(qū)，從而引起城市和郊區(qū)之間的小型熱力環(huán)流，稱之為城市風(fēng)。讀圖回答1～2題。1．假如要在圖中布局化工廠，為了削減城市風(fēng)對市區(qū)空氣的污染，應(yīng)選擇()A．甲 B．乙C．丙 D．丁答案C解析工廠應(yīng)布局在城市熱力環(huán)流圈外側(cè)。2．依據(jù)城市風(fēng)的原理，今后城市造林的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在()A．市區(qū) B．郊區(qū)C．遠(yuǎn)郊 D．農(nóng)村答案B解析在郊區(qū)植樹造林，通過城郊熱力環(huán)流，利于改善城市環(huán)境質(zhì)量。素養(yǎng)提升2綜合思維伊朗古城亞茲德古老的“風(fēng)塔”是建筑物中用來通風(fēng)降溫的建構(gòu)。風(fēng)塔高過屋頂?shù)牟糠炙拿骁U空，懸空連接到室內(nèi)大廳(左圖)，塔下中心建有一個水池(右圖)。據(jù)此完成1～2題。1．“風(fēng)塔”頂部四面鏤空的主要目的是()A．便于室內(nèi)空氣流出 B．便于室外空氣流入C．便于室內(nèi)熱量散發(fā) D．便于采光答案B解析由材料可知，伊朗古城的“風(fēng)塔”是用來通風(fēng)降溫的建構(gòu)，塔下中心建有一個水池，水池的比熱容較大，氣溫較低，空氣收縮下沉，高層空氣由四周向塔中心流，則“風(fēng)塔”頂部四面鏤空的主要目的是便于室外空氣流入，B項(xiàng)正確。2．白天室內(nèi)大廳的空氣運(yùn)動()A．從四周流向水池 B．從水池流向四周C．中心為上升氣流 D．四周為下沉氣流答案B解析水的熱容量較大，即汲取相同的熱量水溫相對較低，白天室內(nèi)水池使溫度降低，氣壓增高，則垂直方向上空氣向下運(yùn)動，水平方向上空氣由水池流向四周，B正確。素養(yǎng)提升3地理實(shí)踐力1．在校內(nèi)找出因熱力性質(zhì)差異造成的氣溫差異。2．用氣溫計(jì)測量學(xué)校所在城市(或城市環(huán)境)、郊區(qū)(或郊區(qū)環(huán)境)氣溫，感受城市熱島效應(yīng)。3．利用長方形玻璃缸、膠合板、一盆熱水、一盆冰塊、一束香、火柴等模擬熱力環(huán)流。eq\a\vs4\al()時間：45分鐘eq\a\vs4\al()滿分：100分探究點(diǎn)題號熱力環(huán)流的形成1，2，3，4，13常見的熱力環(huán)流5，6，7，8，9，10，11，12，14一、選擇題(共12小題，每小題4分，共48分，每小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求)讀熱力環(huán)流示意圖，完成1～3題。1．(綜合思維)大氣運(yùn)動的能量來源是()A．地面輻射 B．大氣輻射C．太陽輻射 D．大氣逆輻射答案C解析太陽輻射在地表分布不均而導(dǎo)致的凹凸緯度之間的熱量差異，是導(dǎo)致大氣運(yùn)動的根本緣由，故大氣運(yùn)動的能量來源為太陽輻射。2．(綜合思維)圖中①②③④處，氣壓最高的是()A．①處 B．②處C．③處 D．④處答案B解析依據(jù)氣壓分布的一般規(guī)律：垂直方向上，越往高空氣壓越低；同一水平面上，氣流由高壓吹向低壓，故推斷氣壓最高的是近地面的②處。3．(綜合思維)圖中①②③④處，氣溫最高的是()A．①處 B．②處C．③處 D．④處答案A解析熱力環(huán)流中氣溫分布的一般規(guī)律：垂直方向上，越往高空氣溫越低；近地面氣溫高盛行上升氣流，故推斷①處氣溫最高。孔明燈(如圖)俗稱許愿燈。據(jù)此完成4～5題。4．(綜合思維)孔明燈燈口收攏主要是因?yàn)?)①集聚熱氣利于上升②防止大風(fēng)吹滅燭火③集聚氧氣幫助燃燒④上大下小形態(tài)可愛A．①② B．①③C．②③ D．③④答案A解析孔明燈燈口收攏主要是因?yàn)榧蹮釟饫谏仙?，①正確；燈口小，利于防止大風(fēng)吹滅燭火，②正確；空氣進(jìn)出都在底部燈口，不能集聚氧氣，③錯誤；上大下小形態(tài)可愛不是主要緣由，④錯誤。5．(地理實(shí)踐力)受海陸風(fēng)影響，夜晚在海邊升起的孔明燈飄飛方向一般是()A．垂直上升 B．背離海面C．迎向海面 D．沿海岸線答案C解析海洋的比熱容大，陸地的熱容量小，夜晚海洋溫度比陸地溫度高，近地面同一水平方向上，海洋形成低壓，陸地形成高壓，風(fēng)由陸地吹向海洋，孔明燈迎向海面飄飛，C項(xiàng)正確。山谷風(fēng)是局地性的大氣運(yùn)動，對小尺度區(qū)域的氣候、農(nóng)業(yè)影響較大。昆明某中學(xué)地理學(xué)習(xí)小組歷經(jīng)一年時間對旁邊山區(qū)進(jìn)行山風(fēng)與谷風(fēng)的觀測，從而得出一些結(jié)論。下圖示意該中學(xué)旁邊山區(qū)某時刻旗子的飄向。據(jù)此完成6～7題。6．(地理實(shí)踐力)學(xué)習(xí)小組觀測發(fā)覺，利于山谷風(fēng)形成的天氣條件是()A．陰雨天氣 B．晴朗天氣C．降溫天氣 D．大風(fēng)天氣答案B解析晴朗天氣，白天太陽輻射強(qiáng)，山坡上的空氣增溫快，利于谷風(fēng)的形成；夜間大氣保溫作用弱，山坡上的空氣降溫快，利于山風(fēng)的形成。7．(地理實(shí)踐力)圖中旗子的飄向，說明此時該地區(qū)()A．山風(fēng)勢力較強(qiáng) B．谷風(fēng)勢力較強(qiáng)C．大氣對流顯著 D．受山谷風(fēng)影響小答案D解析讀圖可知，圖中不同山坡、山頂旗子的飄向一樣，說明此時該地區(qū)受較大規(guī)模同一來向的風(fēng)限制，受山谷風(fēng)影響小，D項(xiàng)正確。在沙漠和綠洲之間的過渡帶，由于沙漠和綠洲地表熱力性質(zhì)差異，形成了沙漠和綠洲之間的局地環(huán)流，出現(xiàn)了近地面的氣流運(yùn)動——“綠洲風(fēng)”。如圖示意“綠洲風(fēng)”的運(yùn)動。據(jù)此完成8～10題。8．(區(qū)域認(rèn)知)關(guān)于圖中風(fēng)向出現(xiàn)的時間及近地面氣壓說法正確的是()A．白天綠洲近地面為高壓B．白天綠洲近地面為低壓C．晚上綠洲近地面為高壓D．晚上綠洲近地面為低壓答案A解析由于綠洲比沙漠的熱容量較大，白天綠洲升溫慢，沙漠升溫快，綠洲氣溫比沙漠低，綠洲空氣冷卻下沉，近地面形成高氣壓，沙漠空氣受熱上升，近地面形成低氣壓，近地面的風(fēng)從綠洲吹向沙漠，與圖中風(fēng)向相同，A項(xiàng)正確。9．(綜合思維)依據(jù)沙漠和綠洲間局地環(huán)流過程，推斷沙漠沙塵被揚(yáng)起最劇烈大多發(fā)生在當(dāng)?shù)氐胤綍r的()A．0～4時 B．6～10時C．14～18時 D．20時～次日2時答案C解析地面溫度越高，空氣上升越劇烈，越利于地表沙塵揚(yáng)起；沙漠與綠洲氣溫差異越大，兩地水平氣壓梯度力越大，水平風(fēng)力越大，越簡潔產(chǎn)生沙塵暴。白天，沙漠升溫快，綠洲升溫慢，沙漠一般在午后2時氣溫達(dá)到最高值，沙漠和綠洲間氣溫差異最大，上升氣流強(qiáng)，故C項(xiàng)符合題意。10．(人地協(xié)調(diào)觀)“綠洲風(fēng)”的主要生態(tài)意義是()A．抑制地表風(fēng)沙輸移改變B．增加綠洲地區(qū)水汽含量C．增加沙漠地區(qū)物種數(shù)量D．減小沙漠地區(qū)晝夜溫差答案A解析“綠洲風(fēng)”從綠洲吹向沙漠，氣流比較潮濕，能夠增加綠洲四周地區(qū)空氣濕度，則能抑制地表風(fēng)沙輸移改變，A項(xiàng)符合題意；“綠洲風(fēng)”是把綠洲地區(qū)的水汽輸送到綠洲四周地區(qū)，不會增加綠洲地區(qū)水汽含量，解除B項(xiàng)；“綠洲風(fēng)”帶來的水汽可能利于沙漠植被的生長，但不肯定會增加沙漠地區(qū)物種數(shù)量，解除C項(xiàng)；“綠洲風(fēng)”影響的范圍有限，對沙漠地區(qū)晝夜溫差影響不大，解除D項(xiàng)。熱力環(huán)流是大氣運(yùn)動最簡潔的形式。據(jù)此回答11～12題。11．(綜合思維)地面上不同地區(qū)的熱量差異會引起空氣流淌。下面示意圖中符合熱力環(huán)流原理的是()答案B解析熱力環(huán)流主要是由地表冷熱不均形成的，氣溫高，空氣膨脹上升；氣溫低，空氣收縮下沉，故D項(xiàng)錯誤。白天陸地增溫快，空氣上升，形成低壓，海洋增溫慢，空氣下沉，形成高壓，故A項(xiàng)錯誤。受熱島效應(yīng)影響，近地面風(fēng)一般由郊區(qū)吹向市區(qū)，故C項(xiàng)錯誤。夜晚山坡氣溫下降快，冷空氣沿坡面流向谷底形成山風(fēng)，而山谷中的空氣則被迫上升，故B項(xiàng)正確。12．(綜合思維)市區(qū)和郊區(qū)之間形成熱力環(huán)流的緣由是()①市區(qū)比郊區(qū)氣溫高②郊區(qū)比市區(qū)氣溫高③近地面氣壓市區(qū)比郊區(qū)高④近地面氣壓市區(qū)比郊區(qū)低A．①③ B．①④C．②③ D．②④答案B解析市區(qū)人口密集，生產(chǎn)、生活及交通排放大量的人為熱，形成熱島，氣流上升，近地面形成低壓；郊區(qū)比市區(qū)氣溫低，氣流下沉，形成高壓，近地面氣流由郊區(qū)流向市區(qū)。二、綜合題(共2小題，共52分)13．讀北半球熱力環(huán)流示意圖，完成下列要求。(22分)(1)熱力環(huán)流是指由于__________________而形成的空氣環(huán)流，它是大氣運(yùn)動________的形式。(8分)(2)A地氣溫比B、C兩地________，氣壓比B、C兩地________。D、E、F中，屬高壓區(qū)的是________。(6分)(3)在圖中用“→”畫出地面與高空之間的大氣水平運(yùn)動方向。(8分)答案(1)地面冷熱不均最簡潔(2)高低E(3)解析第(1)題，熱力環(huán)流是因地面冷熱不均而形成，是大氣運(yùn)動最簡潔的形式。第(2)題，氣溫高的地方近地面空氣上升，導(dǎo)致近地面氣壓低。氣溫低的地方則空氣收縮下沉，近地面形成高壓。第(3)題，大氣的水平運(yùn)動是由高壓區(qū)流向低壓區(qū)。14．我國東南一濱海城市的中學(xué)地理愛好小組開展了“海陸風(fēng)現(xiàn)象及影響”小課題探討。甲圖是學(xué)生繪制的該濱海城市的海陸氣溫日改變圖