2021高考地理一輪總復習學案2-2熱力環(huán)流

第二講熱力環(huán)流__掌握熱力環(huán)流的成因及應用__(一)熱力環(huán)流的形成1．大氣運動的根本原因：太陽輻射的緯度分布不均，造成高低緯間的熱量差異。2．熱力環(huán)流的概念：由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流。3．形成過程：要抓住“一個過程、兩個方向、三個關(guān)系”。(1)一個過程：近地面冷熱不均引起,空氣的垂直運動(上升或下沉)造成,同一水平面上出現(xiàn)氣壓差異導致,空氣的水平運動形成,熱力環(huán)流。(2)兩個氣流運動方向：垂直運動空氣受熱上升，冷卻下沉水平運動氣流從高壓流向低壓(3)三個關(guān)系：①溫壓關(guān)系：下墊面熱低壓，冷高壓，即地面冷的地方形成高壓，熱的地方形成低壓。②風壓關(guān)系：水平方向上，風總是從高壓吹向低壓。③近地面和高空的氣壓性質(zhì)相反。正確理解上述三個關(guān)系，要特別注意：無論是近地面還是高空，高壓和低壓總是在同一水平面上相對而言的，而在垂直方向上，隨著海拔升高，氣溫逐漸降低，氣壓也降低。(二)常見的熱力環(huán)流形式1．海陸風成因示意圖：(1)成因分析——海陸熱力性質(zhì)差異是前提和關(guān)鍵。(2)影響與應用：海陸風使海濱地區(qū)氣溫日較差減小，夏季氣溫低，空氣較濕潤，是避暑的好地方。2．山谷風成因示意圖：(1)成因分析——山坡的熱力變化是關(guān)鍵。(2)影響與應用：山谷和盆地常因夜間冷的山風吹向谷底，使谷底和盆地內(nèi)形成逆溫層，大氣穩(wěn)定，易造成大氣污染。所以，山谷地區(qū)不宜布局有污染的工業(yè)。3．城市與郊區(qū)之間的熱力環(huán)流圖：(1)成因分析——“城市熱島”的形成是突破口。(2)影響與應用：一般將綠化帶布置在氣流下沉處以及下沉距離以內(nèi)，而將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布置在下沉距離之外。海陸風、山谷風的風向變化實質(zhì)上不在于白天還是晚上，而在于不同下墊面區(qū)域的溫度對比關(guān)系。不同的下墊面之間，只要存在熱力性質(zhì)差異，就存在氣溫差異，就會形成熱力環(huán)流。特朗勃墻是一種依靠墻體獨特的構(gòu)造設(shè)計，無機械動力、無傳統(tǒng)能源消耗、僅僅依靠被動式收集太陽能為建筑供暖的集熱墻體。其冬季白天工作原理如下圖，回答1～2題。1．冬季白天特朗勃墻向室內(nèi)供暖的原理是()A．地面的直接熱源是太陽輻射B．空氣隔層的溫室效應C．室內(nèi)空氣的直接熱源是地面輻射D．不同物體的比熱容差異2．下列說法正確的是()A．集熱墻可能為白色B．乙氣流為下降氣流C．甲氣流為冷氣流，流出空氣隔層D．丙氣流為暖氣流，流進空氣隔層解析：1.B2.B第1題，冬季白天特朗勃墻向室內(nèi)供暖是利用空氣隔層的溫室效應原理，室內(nèi)地面的直接熱源不是太陽輻射，而是集熱墻的熱輻射；室內(nèi)空氣的直接熱源也是集熱墻的熱輻射。所以選B。第2題，白色吸熱效果最差，黑色吸熱效果好，所以集熱墻可能為黑色；乙氣流為下降氣流；甲氣流為冷氣流，流入空氣隔層；丙氣流為暖氣流，流出空氣隔層。所以選B。我國南方某地新建一小型水庫，某日兩時刻測得水庫及其東西兩側(cè)氣溫分布如圖所示。據(jù)此回答3～5題。3．讀圖可知()A．水庫中心區(qū)的氣溫日變化最大B．水庫中心區(qū)的氣溫日變化最小C．一天中水庫中心區(qū)的氣溫始終高于東西兩側(cè)地區(qū)的氣溫D．一天中水庫中心區(qū)的氣溫始終低于東西兩側(cè)地區(qū)的氣溫4．水庫與周圍地區(qū)存在著氣溫差異，導致水庫與周圍地區(qū)之間形成了熱力環(huán)流。則()A．熱力環(huán)流的方向整日不變B．水庫中心區(qū)始終存在上升氣流C．白天風由水庫吹向四周D．晚上風由水庫吹向四周5．下列圖中與15：00水庫東西兩側(cè)高空等壓面的剖面線相符的是()解析：3.B4.C5.C第3題，根據(jù)氣溫分布曲線可知，3：00東西兩側(cè)氣溫較低，水庫中心區(qū)的氣溫較高；15：00水庫中心區(qū)的氣溫較低，東西兩側(cè)氣溫較高，所以水庫中心區(qū)的氣溫日變化最小。第4題，白天，水庫比熱容大，升溫慢，氣溫較周邊地區(qū)低，形成下沉氣流；周邊地區(qū)升溫快，氣溫高，盛行上升氣流，近地面氣流由水庫流向四周。夜晚，水庫氣溫較高，盛行上升氣流；周邊地區(qū)降溫快，氣溫較低，氣流下沉，近地面氣流由四周流向水庫。第5題，15：00近地面水庫中心氣溫低，形成高氣壓，高空形成低氣壓，等壓面向下彎曲。東西兩側(cè)近地面氣溫高，形成低氣壓，高空形成高氣壓，等壓面向上彎曲。下圖為城市中心與郊區(qū)垂直方向上的氣壓分布圖(圖1)及城郊間高空等壓面示意圖(圖2)。據(jù)此完成6～7題。6．根據(jù)熱力環(huán)流的原理，城郊之間正確的環(huán)流方向是()A．E→F→H→G→E B．G→E→F→H→GC．G→E→H→F→G D．G→H→F→E→G7．關(guān)于城市中心與郊區(qū)大氣狀況的敘述，屬實的是()A．EF代表城市中心氣壓垂直變化規(guī)律B．各點間的熱力環(huán)流，晝夜方向相反C．甲位于郊區(qū)高空，氣流下沉D．乙、丙間氣流流動方向如箭頭所示解析：6.D7.C第6題，由題圖1可知，G、E在近地面，F(xiàn)、H在高空。G為近地面的低壓，中心氣流上升，高空相應出現(xiàn)高壓H；E為近地面高壓，中心氣流下沉，高空相應出現(xiàn)低壓F；在水平方向上，氣流從高壓流向低壓，即從H流向F，E流向G；綜合起來，該熱力環(huán)流方向是G→H→F→E→G，選D。第7題，城市中心的溫度高于郊區(qū)，所以城市中心近地面形成低壓，E的氣壓較高，對應郊區(qū)，EF代表郊區(qū)氣壓垂直變化規(guī)律，A錯誤；無論晝夜，溫度都是城市中心大于郊區(qū)，因此熱力環(huán)流的方向沒有晝夜的變化，B錯誤；由于題圖2中甲處等壓面向下彎曲，丙處等壓面向上拱起，所以甲處氣壓小于丙處氣壓，郊區(qū)空氣下沉，高空為低壓，所以甲為郊區(qū)高空，氣流下沉，C正確；乙、丙之間的氣流應該由高壓流向低壓，不會沿等壓面流動，D錯誤。故選C。__掌握大氣的受力狀況與風向的關(guān)系__1．影響風的三種力方向大小對風的影響風速風向水平氣壓梯度力始終與等壓線垂直，由高壓指向低壓等壓線越密集，水平氣壓梯度力越大水平氣壓梯度力越大，風速越大垂直于等壓線，由高壓指向低壓地轉(zhuǎn)偏向力始終與風向垂直大小隨緯度增加而增加，赤道上為零不影響風速的大小北半球向右偏，南半球向左偏，赤道上不偏轉(zhuǎn)摩擦力始終與風向相反大小與下墊面性質(zhì)有關(guān)。下墊面越粗糙，起伏越大，摩擦力越大；反之越小使風速減小與其他兩力共同作用，使風向斜穿等壓線2.風的受力狀況與風向高空風近地面風圖示(北半球)受力F1(水平氣壓梯度力)和F2(地轉(zhuǎn)偏向力)共同影響F1(水平氣壓梯度力)、F2(地轉(zhuǎn)偏向力)和F3(摩擦力)共同影響風向與等壓線平行與等壓線成一夾角1摩擦力越大，風向與等壓線的夾角越大。2隨著海拔的升高，風向與等壓線的夾角越來越小。在地球低層大氣中，同一地點不同高度上的風并不完全相同。其主要原因是空氣在水平運動時所受的摩擦力隨高度的增加而減小。這樣，在氣壓梯度力作用下不同高度的風向和風速都會發(fā)生變化。讀圖回答1～2題。1．若某地不同高度上的風向、風速投影到同一水平面上，則四幅圖中能夠表示北半球地表到高空的風向隨高度變化而形成的曲線圖是()A．①圖 B．②圖C．③圖 D．④圖2．在①圖中，按地圖的一般方向判斷，其高空大氣高氣壓可能位于該地的()A．東方 B．南方C．西方 D．北方解析：1.A2.B第1題，隨著高度上升，摩擦力減小，風速增大，風向右偏。因此①圖符合題意。第2題，高空大氣的摩擦力較小，風向基本與等壓線平行，①圖為北半球，地轉(zhuǎn)偏向力垂直風向并向右偏，所以水平氣壓梯度力由南指向北，該地南側(cè)為高壓，北側(cè)為低壓，因此高空大氣高氣壓可能位于該地南方。3．讀某半球大氣水平運動示意圖，回答下列問題。(1)形成風的直接原因____________________________________________________。(2)圖甲表示的是________(高空或近地面)風，受兩力作用(水平氣壓梯度力＋__________)，風向與等壓線________，背風而立，左低壓右高壓。(3)圖乙表示的是________(高空或近地面)風，受三力作用(水平氣壓梯度力＋地轉(zhuǎn)偏向力＋________)，風向與等壓線________，背風而立，左前低壓，右后高壓。(4)兩圖均位于____(南、北)半球；理由是_____________________________________________________________________。(5)仔細觀察發(fā)現(xiàn)，水平氣壓梯度力始終________于等壓線，并指向________；地轉(zhuǎn)偏向力始終________于風向(或摩擦力方向)；摩擦力方向始終與風向________。解析：本題主要考查風的成因、兩種風的受力過程及其對風向的影響，重點考查考生對基礎(chǔ)知識的掌握程度，難度較小。答案：(1)水平氣壓梯度力(2)高空地轉(zhuǎn)偏向力平行(3)近地面摩擦力斜交(4)北風向右偏(5)垂直低壓垂直相反分點突破一如何掌握等壓面圖的判讀技巧如圖為甲地所在區(qū)域某時刻高空兩個等壓面P1和P2的空間分布示意圖，圖中甲、乙兩地經(jīng)度相同。此時甲地近地面的風向為()A．東南風 B．西南風C．東北風 D．西北風[解析]根據(jù)圖中等壓面P2在38°N高空向上凸，可以推斷出38°N高空為高壓，其近地面為低壓，在水平方向上大氣由甲地向38°N方向運動，再結(jié)合北半球水平運動的物體向右偏，可判斷此時甲地近地面的風向為西南風。[答案]B等壓面的判讀方法1．判斷氣壓高低(1)氣壓的垂直遞減規(guī)律。由于對流層大氣密度隨高度增加而降低，在垂直方向上隨著高度增加氣壓降低，如下圖，在空氣柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在L2中，PB>PB′，PC′>PC。(2)同一等壓面上的各點氣壓相等。如上圖中PD′＝PC′、PA′＝PB′。綜上分析可知：PB>PA>PD>PC。2．判斷等壓面的凸凹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”。另外，近地面與高空等壓面凸起方向相反。3．判斷下墊面的性質(zhì)(1)判斷陸地與海洋(湖泊)：夏季，等壓面下凹者為陸地、上凸者為海洋(湖泊)；冬季，等壓面下凹者為海洋(湖泊)、上凸者為陸地。(2)判斷裸地與綠地：裸地類似陸地，綠地類似海洋。(3)判斷城區(qū)與郊區(qū)：等壓面下凹者為城區(qū)、上凸者為郊區(qū)。4．判斷近地面天氣狀況和氣溫日較差(1)等壓面下凹者，多陰雨天氣，日較差較小。(2)等壓面上凸者，多晴朗天氣，日較差較大。如圖為某季節(jié)我國東部沿海某區(qū)域近地面和高空等壓面示意圖。讀圖回答1～2題。1．關(guān)于圖示的判斷，正確的是()A．圖中氣壓：丙地＞丁地＞甲地＞乙地B．甲地氣溫高于乙地C．甲地多晴朗天氣D．乙地盛行下沉氣流2．關(guān)于圖中氣流的說法，正確的是()A．甲、丙兩地之間氣流產(chǎn)生的直接原因是氣壓差B．乙、丁兩地之間氣流受地轉(zhuǎn)偏向力的影響C．水平氣壓梯度力只影響甲、乙兩地之間的風速D．產(chǎn)生四地間環(huán)流的主要原因是海陸熱力性質(zhì)差異解析：1.C2.D第1題，甲、乙、丙、丁四地氣壓由高到低的排序是甲地、乙地、丁地、丙地；甲地為高壓，氣溫低，因此氣溫低于乙地；甲地是高壓，氣流下沉，天氣晴朗；乙地是低壓，氣流上升。第2題，甲、丙兩地之間氣流產(chǎn)生的直接原因是空氣遇冷收縮下沉；乙、丁兩地之間氣流在垂直方向上運動，故不受地轉(zhuǎn)偏向力的影響；風速的大小取決于水平氣壓梯度力的大小，水平氣壓梯度力既影響甲、乙兩地之間的風速，也影響丙、丁兩地之間的風速；四地之間熱力環(huán)流形成的主要原因是海陸熱力性質(zhì)的差異。3．讀北半球某地的氣壓分布圖，完成下列問題。(1)判斷甲、乙、丙、丁四地氣壓的大小關(guān)系；并在圖中用箭頭標出環(huán)流模式。(2)甲、乙兩地中氣溫較高的是________地，其對應的天氣狀況常為________天氣，氣溫日較差較大的是________地。(3)圖中甲、乙兩地之間的風向是________；假若圖示環(huán)流為城市熱島環(huán)流，則表示郊區(qū)的是________地。(4)在圖中畫出高空的等壓面彎曲狀況。解析：該題以北半球某地的氣壓分布圖為背景，綜合考查熱力環(huán)流的形成原理。解答本題可按如下思路進行：答案：(1)甲>乙>丙>丁。畫圖略。(呈逆時針運動)(2)乙陰雨甲(3)西南風甲(4)略。(與近地面彎曲方向相反)分點突破二如何判定風向和風力如圖示意我國某地區(qū)14日6時的氣壓形勢，L為低壓。圖中天氣系統(tǒng)以200km/d的速度東移。讀圖，完成下題。圖中甲地14日6～9時的風向為()A．偏東風 B．偏南風C．東北風 D．西北風[解析]根據(jù)題干材料可知，低壓L向東移動的速度為200km/d，結(jié)合圖上距離和比例尺，可以估算出L和甲之間的距離，進而計算出9時時L相對于甲的位置，由此判定14日6～9時低壓系統(tǒng)L位于甲地以西，甲地吹偏南風或東南風。[答案]B(一)風向的判定1．在等壓線圖上判定風向(1)繪圖法：依據(jù)水平氣壓梯度力，畫出任意一點的風向。第一步：在等壓線圖中，按要求畫出過該點且垂直于等壓線的虛線箭頭(由高壓指向低壓，但并非一定指向低壓中心)，表示水平氣壓梯度力的方向。第二步：確定南、北半球后，面向水平氣壓梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏轉(zhuǎn)30°～45°角，畫出實線箭頭，即為經(jīng)過該點的風向。如下圖所示(北半球)：(2)“左右手”法在等壓線圖上判斷風向時可用“左右手”法則，北半球用右手，南半球用左手。具體方法：伸出右(左)手，手心向上，讓四指指向水平氣壓梯度力的方向，拇指指向就是風向。高空的風向與水平氣壓梯度力方向垂直；近地面風向與水平氣壓梯度力方向成一銳角。如下圖。2．根據(jù)風向標和風向玫瑰圖判定風向風向標由風桿和風尾組成，風桿(長線段)上繪有風尾(短線段)的一方指示風向。風尾上的橫杠表示風速，一橫表示風力二級，最多三橫，就是六級，風力再大就用風旗表示，例如“”就表示北風四級?！帮L向玫瑰圖”是一個給定地點一段時間內(nèi)的風向分布圖。通過它可以得知當?shù)氐闹鲗эL向和最小風頻。最常見的風向玫瑰圖是一個不規(guī)則的折線圖，折線上不同的點的方位即為該地區(qū)的風向，與原點之間的距離與這個方向的風頻成正比。(二)風力的判定1．同一等壓線圖上，等壓線密集，風力大；等壓線稀疏，風力小，如下圖中甲處風力大于乙處。2．不同圖中，“相同比例尺”，相鄰兩條等壓線數(shù)值差越大，風力越大，如下圖中B處風力大于A處。3．不同圖中，比例尺越大，風力越大，如下圖中C處風力大于D處。(2019·北京高考)下圖為某日08時亞洲局部海平面氣壓分布圖。讀圖，回答下題。1．圖示區(qū)域()A．①地的風向為東南 B．②地有大霧出現(xiàn)C．③地未來有強降水 D．④地寒暖流交匯解析：選C根據(jù)①地周圍的等壓線的分布，①地的風向為偏北風，A不對；大霧出現(xiàn)需要大量的水汽、降溫和靜風天氣，②地此時受到大風天氣影響，不會有大霧出現(xiàn)，B不對；③地在未來幾日要受到臺風影響，臺風會帶來狂風、暴雨、風暴潮天氣，因此未來有強降水，C對；④地為日本暖流流經(jīng)的地區(qū)，D不對。故選C。(2019·海南高考)山谷風是山區(qū)晝夜間風向發(fā)生反向轉(zhuǎn)變的風系。白天太陽輻射導致山坡上的空氣增溫強烈，暖空氣沿坡面上升，形成谷風；反之，則形成山風。祁連氣象站位于祁連山中段的山谷中，山谷風環(huán)流較為強盛。下圖示意2006年8月24日該氣象站記錄的山谷風風向、風速的變化。據(jù)此完成2～3題。2．祁連氣象站所在地谷風的風向是()A．偏南風 B．偏東風C．偏北風 D．偏西風3．祁連氣象站所處山谷段的大致走向及地形特征是()A．南北走向，西高東低 B．東西走向，北高南低C．南北走向，東高西低 D．東西走向，南高北低解析：2.C3.D第2題，從材料可以分析出，谷風主要形成于白天，從圖示信息尤其是11時以后的風向、風速信息可以看出，白天主要是北風，即當?shù)毓蕊L的風向是北風。故選C。第3題，從圖文材料可知該地夜間主要是南風，白天主要是北風，可判斷出該山谷為東西走向；從風速來看，南風強于北風，說明該山南高北低，南風在下坡運動過程中受重力加速作用而導致風速加強。故選D。下面兩圖為青藏高原隆起前、隆起后1月和7月海平面等壓線分布狀況模擬示意圖。讀圖完成下題。4．青藏高原隆起前后M地風向和N地風速變化正確的是()A．冬季，M地由盛行西南風變?yōu)槲鞅憋LB．冬季，N地風速變大C．夏季，M地由盛行東北風變?yōu)闁|南風D．夏季，N地風速變小解析：選A根據(jù)等壓線走向確定風向，根據(jù)等壓線疏密判斷風速。圖1中高壓控制陸地，為冬季，M地由盛行西南風變?yōu)槲鞅憋L；N地處等壓線由密變?yōu)槭?，N地風速變小。圖2中低壓控制陸地，為夏季，M地由盛行西南風變?yōu)槠珫|風；N地處等壓線由疏變?yōu)槊?，N地風速變大。故選A。等壓線的判讀技巧(2019·天津高考)讀圖1和圖2，回答(1)～(2)題。圖1全國某日降水量分布圖甲乙丙丁圖2不同日期某時刻海平面氣壓分布圖(1)在形成圖1所示降水分布狀況的當天，最有可能出現(xiàn)的氣壓場分布形勢是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁(2)圖2中所示的氣壓場分布形勢，最可能出現(xiàn)在我國冬季的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁[解析]第(1)題，從圖中可以看到，當天我國東北地區(qū)和長江中下游地區(qū)有較強的降水分布。高壓區(qū)不能形成鋒面，多干燥天氣；只有在低壓區(qū)，或者低壓的低壓槽部位才能形成鋒面，形成陰雨區(qū)。相對應的區(qū)域中心應該是低壓分布，結(jié)合選項只有丙符合題意。甲處長江中下游附近此時是受高壓控制，晴天無降水，A錯；乙處長江中游處于高壓脊控制，也無降水，B錯；丁此時的高壓中心在海洋上，雖然東北地區(qū)有低壓氣旋分布，存在降水可能，但是長江中下游處于高壓脊控制，無降水，D錯。故選C。第(2)題，北半球受海陸熱力性質(zhì)差異的影響，1月亞歐大陸上形成亞洲高壓，切斷了副極地低氣壓帶，使低壓保留在海洋上，太平洋上形成阿留申低壓。符合上述的氣壓場只有乙。故選B。[答案](1)C(2)B在同一水平面上氣壓相等的各點的連線就是等壓線。等壓線分布圖表示同一高度上氣壓的水平分布狀況。“高壓”和“低壓”是針對同一水平面上的氣壓差異而言的。1．氣壓場的判讀(1)高氣壓中心：中心氣壓高，周圍氣壓低，如A處。(2)低氣壓中心：中心氣壓低，周圍氣壓高，如B處。(3)高壓脊：等壓線由高壓中心向外凸出的部分，如C處。(4)低壓槽：等壓線由低壓中心向外凸出的部分，如D處。2．等壓線圖的判讀(1)根據(jù)氣壓狀況判斷近地面氣溫：氣壓高的地方一般氣溫低，氣壓低的地方一般氣溫高。(2)根據(jù)氣壓分布狀況判斷天氣：低壓中心和低壓槽盛行上升氣流，多陰雨天氣；高壓中心和高壓脊盛行下沉氣流，多晴朗天氣。(3)根據(jù)等壓線分布狀況判斷風向：風從高值線吹向低值線，順著風向，氣壓值越來越小(高空風向與等壓線平行)。(4)風向的應用：根據(jù)風向與等壓線的關(guān)系可以定南北半球、定氣壓高低、定三力、定近地面或高空。(5)風力大小判定：在同一幅圖中，等壓線密集風力大，等壓線稀疏風力小。在不同地圖中，相同圖幅、相同等壓距的地圖相比，比例尺越大，表示單位距離間的等壓線越密集，風力越大；比例尺越小，表示單位距離間的等壓線越稀疏，風力越小。3．季節(jié)或月份的判讀大陸上空出現(xiàn)高壓中心或海洋上空出現(xiàn)低壓中心為冬季，反之為夏季。4．冷暖鋒位置的判讀鋒面一定存在于低壓槽上，冷鋒在鋒面氣旋的西部，暖鋒在鋒面氣旋的東部。(湖北省荊州中學、宜昌一中、龍泉中學2019屆高三聯(lián)考)細顆粒物(PM2.5)的排放超過大氣循環(huán)能力和承載度，細顆粒物濃度將持續(xù)積聚，此時如果受靜穩(wěn)天氣等影響，極易出現(xiàn)大范圍的霧霾。2016年12月，入冬以來最持久霧霾天氣來臨，全國多個城市達到嚴重污染。下圖是我國南方局部區(qū)域該時段某日海平面與相應5000m高空等氣壓差分布示意圖(單位：hPa)。據(jù)下圖回答1～3題。1．此時，下列城市近地面氣壓最高的是()A．長沙 B．重慶C．南昌 D．武漢2．此時，南昌近地面的風向最有可能為()A．偏東風 B．偏西風C．偏南風 D．偏北風3．若僅考慮天氣因素，此時下列地區(qū)出現(xiàn)霧霾天氣的說法正確的是()A．武漢風力較小，霧霾持續(xù)時間較長B．重慶風力較大，霧霾持續(xù)時間較短C．武漢盛行上升氣流，霧霾持續(xù)時間較長D．重慶盛行下沉氣流，霧霾持續(xù)時間較長解析：1.B