高一上学期地理湘教版（2019）必修1第三章地球上的大气第3节大气热力环流学案

2020-2021 学年高一上学期地理 湘教版（2019）必修 1 第三章地球上的大气 第 3 节大气热力环流学案 【热点链接】 2019 年 12 月 8 日，《郑州市通风廊道专项规划》在郑州市召开。由气象学、城市规 划、建筑设计等方面专家组成的评审委员会，听取相关成果汇报，并进行讨论和认真评审，认为该《规划》 对改善郑州城市通风环境、缓解城市热岛、打造宜居城市环境具有重要作用，一致同意通过评审。郑州城 市热岛产生的主要原因是什么，城市通风廊道有什么作用？ 提示 原因：城市人口增多，产业发展迅速，人为热量排放多，通风条件差，导致热量聚集。作用： 提升城市的空气流动性；缓解热岛效应；改善人体舒适度；改善城市环境等。 课程标准 学业质量标准 核心素养定位 运用示意图等，说明热力环流原 理，并解释相关现象。 水平 1：通过资料归纳大气运动的 基本形式、热力环流形成的原因。 水平 2：能够根据示意图说明热力 环流形成的过程，认识地面温压的 基本关系。 水平 3：能够通过图表等资料，解 释常见热力环流形成的原因。 水平 4：能够运用热力环流解释相 关地理现象；能够根据等压面图判 读热力环流。 人地协调观：探讨城市热岛效应与 人类活动的关系。 综合思维：分析气温、气压的关系， 影响气温、气压的因素。 地理实践力：能够利用热力环流原 理指导生产、生活实践。 一 大气热力环流的形成 1．引起大气运动的原因 01 太阳辐射在地球表面的差异分布，造成不同地区 02 气温不同，并导致水平方向上各地间的 03 气 压差异，引起大气运动。 2．大气热力环流形成的原理 (1)概念：由于地面 04 冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。 (2)形成过程 ①受热不均：A 地 05 受热，B、C 两地接受热量 06 少。 ②空气垂直运动：A 地近地面空气 07 膨胀上升，B、C 两地空气 08 收缩下沉。 ③同一水平面上气压差异：A 地上空空气聚集，空气密度 09 增大，形成 10 高气压；近地面空气密 度 11 减小，形成 12 低气压。B、C 两地上空的空气密度 13 减小，形成 14 低气压；近地面空气密度 15 增大，形成 16 高气压。 ④空气水平运动：在上空，空气便从 17 气压高的 A 地向 18 气压低的 B、C 两地扩散，近地面的空 气从 B、C 两地 19 流回 A 地，以补充 A 地上升的空气，从而形成了热力环流。 1．判断正误。 (1)近地面冷的地方形成高压，热的地方形成低压。(√) (2)气流都是从高压流向低压。(×) 2．炎热的夏季，当人们走到大型商场门口的时候，总能感觉到凉风习习，下列说法合理的是( ) A．风由商场内吹向商场外，是因为商场内温度高于商场外温度 B．风由商场内吹向商场外，是因为商场内气压高于商场外气压 C．风由商场外吹向商场内，是因为商场外温度高于商场内温度 D．风由商场外吹向商场内，是因为商场外气压高于商场内气压 答案 B 解析 夏季，商场内因开空调使气温低于室外，在门口处就会形成热力环流。商场内气温低，气流下 沉，近地面形成高压，商场外气温高，气流上升，近地面形成低压，故近地面风由商场内吹向商场外。 3．如何比较近地面和高空的气压高低？ 提示 同一水平面上的气压高低是相对的。在垂直方向上，由于大气密度随高度增加而降低、不同高 度的大气所承担的空气柱高度不同，导致气压在垂直方向上随高度增加而降低。 二 自然界的大气热力环流 1．山谷风 山谷风是在天气晴朗的山地区域，风向 01 昼夜间发生反向转变的风。白天一般形成 02 谷风，夜晚 一般形成 03 山风。 2．海陆风 海陆风是近海地区风向昼夜间发生反向转变的风。 3．城市热岛环流 城市每天要释放出大量的 04 废热，导致城市的气温 05 高于郊区，使城市犹如一个温暖的“岛屿”， 人们称之为“城市热岛”。“城市热岛”会形成城市与郊区之间的大气热力环流。 1．判断正误。 (1)有污染的工业应布局在山谷地区。(×) (2)白天的谷地盛行上升气流。(×) 2．关于大气热力环流的说法，不正确的是( ) A．白天出现海风 B．夜间出现谷风 C．城市盛行上升气流 D．海陆风可调节气候 答案 B 解析 白天出现海风；夜间出现山风；城市盛行上升气流；海陆风可调节气候。 3．解释“巴山夜雨涨秋池”这一现象的成因。 提示 “巴山夜雨”指巴山地区的谷地在夜间易出现降雨。夜晚，山坡比同高度的山谷降温快，气流 下沉，冷空气沿山坡下滑，使山谷气流抬升，随着气流上升，气温降低，水汽凝结容易形成降水。 主题探究 大气热力环流的形成 孔明灯(见右图)又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛亮发明的。当年，诸葛孔明被司马懿围困于平阳， 无法派兵出城求救。孔明制成会漂浮的纸灯笼，系上求救的信息，其后果然脱险，于是后世就称这种灯笼 为孔明灯。 据此探究下列问题： (1)诸葛孔明发明的天灯是怎么升空的？ (2)孔明灯里面蕴涵着什么样的大气原理？ (3)判断下图可体现孔明灯上天位置的点，比较 A、B、C、D 四点的气压大小，将四点按气压由高到低 的顺序排序。用箭头表示大气运动方向。 [成果展示] (1)孔明灯里的空气受热后膨胀上升。 (2)热力环流。 (3)D 处。PA＞PD＞PC＞PB。 1．大气热力环流的形成原理 理解大气热力环流的形成，关键抓住以下三点关系： (1)温压关系： (2)风压关系：水平方向上，风从高压吹向低压。 (3)等压面凹凸关系：高压处等压面上凸，低压处等压面下凹。近地面与高空等压面弯曲方向相反。 2．等压面的判读方法 (1)根据等压面的弯曲状况判断气压的高低 ①同一等压面：气压值相等。如图中 Pa＝Pb＝1 000 hPa，Pc＝Pd＝500 hPa。 ②垂直方向：气压随高度的升高而降低。如图中 Pd③ C．①>④ D．②>③ (2)图中①②③④四点的空气运动方向，正确的是( ) A．②→① B．①→④ C．③→④ D．③→② [科学思维] 等压面的判读思路 类题透析 思路点拨 气压 比较 垂直方向，海拔越高，气压越 01 低；水平方向，等 压面向 02 上(下)弯曲，形成 03 高(低)压。 垂直方向，①＜②，③＞④；水平方向， ①＜④，②＞③。 空气 运动 水平方向，由 04 高压流向 05 低压；垂直方向，受 热 06 上升，受冷下沉。 水平方向， 07 ④→①，②→③；垂直方 向， 08 ①→②，③→④。 [答案] (1)D (2)C 主题探究 自然界的大气热力环流 夜雨寄北 李商隐 君问归期未有期，巴山夜雨涨秋池。 何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。 据此探究下列问题： (1)诗中的巴山指我国什么地区？ (2)产生夜雨的原因主要是什么？ [成果展示] (1)巴山泛指四川、重庆地区。 (2)受山谷风的影响，山谷夜晚多上升气流。 1．海陆风 (1)形成：海陆热力性质差异，白天陆地增温快，海洋增温慢，陆地气温高于海洋，陆地气压低于海 洋，风由海洋吹向陆地；夜晚陆地降温快，海洋降温慢，陆地气温低于海洋，陆地气压高于海洋，风由陆 地吹向海洋。 (2)影响：调节滨海地区气候，降低气温日较差。 2．城市热岛环流 (1)形成：城市人口、产业集中，排放热量多；城市建筑物增多，增温快；城市形成上升气流。 (2)影响：可能加大城市环境污染，有利于城市局部气候的改善；造成城市降水比郊区多，形成城市 雨岛效应。 3．山谷风 (1)形成：白天，山坡增温快，空气沿山坡爬升；夜晚，山坡降温快，空气沿山坡下降。 (2)影响：山谷或盆地地区多夜雨。 海子写过一首诗《面朝大海，春暖花开》，现在影视剧中往往让女主角面朝大海，在海风吹拂下让头 发向后飘逸以反映女主角的快乐心情。甲、乙两图分别是“北半球某滨海地区海陆环流图”和“气温变化 特征图”。完成(1)～(2)题。 (1)甲图中①②③④四处气温最高的是( ) A．①处 B．②处 C．③处 D．④处 (2)为了完成女主角面朝大海头发向后飘逸的场景，如果你是导演，你会选择什么时间段完成拍摄 ( ) A．16 时至次日 8 时 B．8 时至 16 时 C．18 时至次日 6 时 D．6 时至 18 时 [科学思维] 温压关系的分析思路 类题透析 思路点拨 气温 判断 热力环流中，气温低，气压 01 高，水平 方向，气流由 02 高压流向 03 低压。 海拔较低的两个地点为 04 ①④；近地面，气流由 05 ①流向 06 ④，则 07 ④处气温最高。 温压 关系 风由海洋吹向陆地，为海风，海洋气压较 08 高。 海洋气温较 09 低，时间段约为 10 8 时到 16 时。 [答案] (1)D (2)B 教材活动巧点拨 [教材第 79 页探究] 思路点拨 1．热气球升空借助于空气的浮力。空气对热气球的浮力大小等于热气球所排开空气的重 力。只要热气球(连同所携带的重物)的平均密度小于空气，它就能够浮起来。热气球升空前需加热，气球 内的空气加热后体积膨胀，密度变低、内外密度差变大，从而可载人平稳升空。 2．点蜡烛会使周围空气变热，热空气呈上升状态将切洋葱时产生的刺激性气体带入上层(超过人体高 度)空气中，再加之空气的流动而扩散，故点蜡烛切洋葱是可以有效减轻流泪的。 [教材第 81～82 页活动] 思路点拨 1．(1)白天呈顺时针方向，理由：白天陆地增温快、气温高，气流上升，近地面形成低压， 高空形成高压；海洋升温慢、气温低，气流下沉，近海面形成高压，高空形成低压；近地面风从海洋吹向 陆地，高空风从陆地吹向海洋。 夜间呈逆时针方向，理由：夜间陆地降温快、气温低，气流下沉，近地面形成高压，高空形成低压； 海洋降温慢、气温高，气流上升，近地面形成低压，高空形成高压；近地面风从陆地吹向海洋，高空风从 海洋吹向陆地。 (2)白天陆地比海洋增温快，形成海风，气流湿润，水汽充足，且陆地盛行上升气流，水汽被携带至 高空冷却凝结形成降水；夜间陆地比海洋降温快，形成陆风，气流干燥，且陆地上盛行下沉气流，因而多 晴朗天气。 (3)白天，近地面风由水域吹向陆地；夜间，近地面风由陆地吹向水域。 2．(1)城市人口集中，产业发达，居民生活、工业生产和交通工具释放大量的废热，导致市区气温高 于郊区，市区空气受热膨胀上升，近地面形成低压；郊区气温低，近地面气压高，近地面风由郊区吹向市 区，形成热岛环流。 (2)将大气污染较重的工业企业布局在城市热岛环流下沉距离之外。 (3)应将大气污染较重的工业企业布局在盛行风向的下风向或与盛行风向垂直的郊外，且在城市热岛 环流下沉距离之外。 核心素养速提升 素养提升 1 综合思维 读某地高空等压面示意图，完成 1～2 题。 1．关于图中 a、b、c、d 四点气压的比较，正确的是( ) A．Pa＜Pb B．Pa＝Pc C．Pb＝Pd D．Pd