2024-2025學年新教材高中地理第2單元從地球圈層看地表環(huán)境第1節(jié)第2課時大氣的運動學案魯教版必修第一冊

PAGE13-第2課時大氣的運動課程標準素養(yǎng)目標任務(wù)設(shè)定運用示意圖等資料，說明大氣受熱過程與熱力環(huán)流原理，并說明相關(guān)現(xiàn)象1.運用熱力環(huán)流示意圖，說明大氣的熱力環(huán)流過程，進而理解風的形成原理。(綜合思維、地理實踐力)2.說明生活中的熱力環(huán)流現(xiàn)象，并能夠在等壓線圖上推斷風力的大小及風的方向。(綜合思維、地理實踐力)1.什么是熱力環(huán)流？2.簡述熱力環(huán)流的形成過程。3.什么是水平氣壓梯度力？其產(chǎn)生的緣由是什么？方向有何特點？4.高空中的風主要受哪些力的影響？其運動方向有何特點？5.近地面的風主要受哪些力的影響？風向有何特點？一、熱力環(huán)流1．概念：由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，它是大氣運動最基本的形式。2．形成過程(1)垂直運動(2)水平運動[特殊提示](1)氣流的垂直運動是由近地面冷熱不均引起的，而水平運動是由同一水平面上的氣壓差異引起的。(2)“熱低壓、冷高壓”僅適用于同一水平面上兩地區(qū)相比較；不適用于垂直方向上。在垂直方向上，氣溫隨海拔上升而降低，氣壓也隨海拔上升而降低。[微思索]氣流肯定由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)嗎？提示：不肯定。在同一水平面上，氣流總是從高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)；但在垂直方向上氣流運動主要受地面溫度變更影響，有可能由低氣壓區(qū)流向高氣壓區(qū)。二、大氣的水平運動1．水平氣壓梯度：水平方向上單位距離間的氣壓差。2．水平氣壓梯度力：因水平面上存在的氣壓梯度而產(chǎn)生，促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)，從而形成空氣的水平運動，即風。3．主要作用力及特征(1)水平氣壓梯度力：垂直于等壓線，并指向低壓區(qū)。(2)摩擦力：始終與風向相反，使風速減小。(3)地轉(zhuǎn)偏向力：始終與風向垂直。4．風的受力狀況與風向(以北半球為例)與等壓線平行圖示受力狀況風向志向風向只受F（水平氣壓梯度力）影響垂直于等壓線并指向低壓高空風向受F和P（地轉(zhuǎn)偏向力）共同影響與等壓線平行近地面風向受F、P和f(摩擦力)共同影響與等壓線斜交[名師點撥](1)讀圖推斷等壓線圖上的風向時，要留意區(qū)分近地面與高空：近地面要考慮摩擦力，風向與等壓線斜交；高空一般不考慮摩擦力，風向與等壓線平行；隨著高度的增加，風向與等壓線的夾角漸漸減小。假如沒有告知等壓線圖是表示近地面還是高空時，可借助等壓線氣壓值的大小確定：一般等壓線氣壓值在1000百帕左右為近地面，低于800百帕為高空。(2)風向與半球位置及氣壓分布有親密關(guān)系。無論高空還是近地面，風的來向為高壓一側(cè)的方向；風向向右偏轉(zhuǎn)的處于北半球，向左偏轉(zhuǎn)的處于南半球。推斷下列說法的正誤。1．冷熱不均是形成風的干脆緣由。 ()2．摩擦力阻礙風速但不影響風向。 ()3．海面上的風力往往比陸地上大。 ()4．北半球高空的風與等壓線平行并向左運動。 ()提示：1.×水平氣壓梯度力是形成風的干脆緣由，地面的冷熱不均是形成風的根本緣由。2．×摩擦力既影響風的速度也影響風向。3．√海洋表面與陸地表面的摩擦力不同，陸地表面摩擦力大，海洋表面摩擦力小，所以相同氣壓條件下，海洋表面上的風力往往比陸地上大。4．×在高空，風基本不受地面摩擦力的影響，風向主要取決于水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力。在以上兩個力的共同作用下，風向漸漸偏離水平氣壓梯度力的方向，在北半球向右偏轉(zhuǎn)，最終可偏轉(zhuǎn)至平行于等壓線。熱力環(huán)流孔明燈又叫天燈，相傳是由三國時期的諸葛孔明獨創(chuàng)的。當年，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h浮的紙燈籠，系上求救的信息，其后脫險，于是后世就稱這種燈籠為孔明燈。問題1(綜合思維)諸葛孔明獨創(chuàng)的這種設(shè)施是怎么升空的呢？孔明燈里蘊涵著什么樣的大氣原理呢？提示：孔明燈里的空氣受熱后膨脹上升。熱力環(huán)流。問題2(地理實踐力)假如你在家鄉(xiāng)山東的除夕夜放了一個孔明燈，孔明燈升空后一般會飄向哪個方向？為什么？提示：向東南方向飄。因為山東冬季多吹西北風，故孔明燈會飄向東南方向。問題3(地理實踐力)我國南方有“稻草燒塔”祈求來年豐收的習俗。稻草燃燒過程中塔中心火勢猛，靜風條件下灰燼會落在火塔的外圍。稻草燃燒過程中氣流運動的緣由是什么？提示：地面冷熱不均。1．熱力環(huán)流形成過程駕馭熱力環(huán)流的形成過程，關(guān)鍵把握以下兩點關(guān)系：(1)溫壓關(guān)系——甲、乙、丙三地(2)風壓關(guān)系——水平方向上，風總是從高壓吹向低壓——①②③④處風向。2．等壓面圖的判讀(1)推斷氣壓大小①大氣密度隨高度增加而降低，不同高度的大氣所擔當?shù)目諝庵叨炔煌瑢е略诖怪狈较蛏想S著高度增加，氣壓降低。如圖，PA>PC，PB>PD。②因地面冷熱不均，導致同一水平面上出現(xiàn)氣壓差異，進而等壓面發(fā)生彎曲；同一水平面上，等壓面上凸處氣壓高，下凹處氣壓低。如圖，PC>PD，PB>PA。③同一垂直方向上，近地面和高空的氣壓類型相反，若近地面為高壓，則高空為低壓。(2)推斷下墊面的性質(zhì)①推斷陸地與海洋(湖泊)：夏季，等壓面下凹處為陸地，上凸處為海洋(湖泊)；冬季，等壓面下凹處為海洋(湖泊)，上凸處為陸地。②推斷裸地與綠地：裸地同陸地，綠地同海洋。③推斷城區(qū)與郊區(qū)：等壓面下凹處為城區(qū)，上凸處為郊區(qū)。(3)推斷近地面天氣狀況和氣溫日較差大小等壓面下凹處，多陰雨天氣，氣溫日較差較小，如上圖中甲地；等壓面上凸處，多晴朗天氣，氣溫日較差較大，如上圖中乙地。3．常見的熱力環(huán)流熱力環(huán)流是一種簡潔的大氣運動形式。海陸熱力性質(zhì)的不同，山谷、山坡的受熱不均，人類活動等都可能導致熱力環(huán)流的形成，詳細分析如下。(1)海陸風白天陸地比海洋增溫快，近地面陸地氣壓低于海洋，風從海洋吹向陸地，形成海風夜晚陸地比海洋降溫快，近地面陸地氣壓高于海洋，風從陸地吹向海洋，形成陸風(2)山谷風白天山坡比同高度的山谷升溫快，氣流上升，氣壓低，暖空氣沿山坡上升，形成谷風夜晚山坡比同高度的山谷降溫快，氣流下沉，氣壓高，冷空氣沿山坡下滑，形成山風(3)市區(qū)與郊區(qū)之間的熱力環(huán)流①成因分析——“城市熱島”的形成②影響與應(yīng)用一般將綠化帶布置在氣流下沉處或下沉距離以內(nèi)，而將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布置在下沉距離之外。1．下圖是某建筑設(shè)計院為我國北方地區(qū)設(shè)計的一幢高效利用太陽能的房屋模型。讀圖，回答(1)～(2)題。(1)冬季的白天，房間甲和乙之間的空氣流淌方向是()A．冷氣流從通風口1進入甲，暖氣流從通風口2進入乙B．冷氣流從通風口1進入乙，暖氣流從通風口2進入甲C．暖氣流從通風口1進入甲，冷氣流從通風口2進入乙D．暖氣流從通風口1進入乙，冷氣流從通風口2進入甲(2)該房屋模型能夠提升室內(nèi)溫度，所利用的地理學問是()A．氣流輻合下沉 B．大氣環(huán)流C．氣流輻合上升 D．熱力環(huán)流(1)D(2)D[第(1)題，冬季的白天，房間甲溫度高，盛行上升氣流，房間乙溫度低，為下沉氣流，因此空氣流淌方向是暖氣流從通風口1進入乙，冷氣流從通風口2進入甲。第(2)題，由上題可知，該房屋模型利用熱力環(huán)流原理提升了室內(nèi)溫度。]大氣的水平運動——風風——李嶠(唐)解落三秋葉，能開二月花。過江千尺浪，入竹萬竿斜。這是一首描寫風的詩，它是從動態(tài)上對風的一種詮釋和理解。問題1(綜合思維)風的形成受哪些力的影響？提示：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力。問題2(綜合思維、地理實踐力)“過江千尺浪”說明風力較大，影響風力大小的最根本因素是什么？提示：影響風力大小的最根本因素是水平氣壓梯度力的大小。水平氣壓梯度力越大，風力就越大；水平氣壓梯度力越小，風力就越小。1．形成風的三種力作用力方向大小對風的影響風速風向水平氣壓梯度力垂直于等壓線，由高壓指向低壓eq\a\vs4\al(等壓線越密,集，水平氣,壓梯度力越,大)eq\a\vs4\al(水平氣,壓梯度,力越大，,風速越,大)eq\a\vs4\al(大氣水平運,動的原動力，,使風沿水平,氣壓梯度力,方向運動)地轉(zhuǎn)偏向力與風向垂直，北半球向右偏轉(zhuǎn)，南半球向左偏轉(zhuǎn)大小隨緯度增加而增加，赤道上為零不影響風速使風向漸漸偏離氣壓梯度力的方向摩擦力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摩擦力越大，風向與等壓線之間的夾角越大；反之，夾角越小2．風向和風力的推斷(1)風向是指風吹來的方向。如西北風是指從西北吹向東南的風，南風是指從南向北吹的風。(2)風向表示方法：可用四種方法表示風向，如下圖所示。(3)在氣壓場中畫風向的方法①畫水平氣壓梯度力：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)，表示水平氣壓梯度力的方向。②畫出實際風向：北半球向右偏轉(zhuǎn)，南半球向左偏轉(zhuǎn)。近地面偏轉(zhuǎn)30°～45°，高空偏轉(zhuǎn)90°。③下圖所示為北半球近地面風向的畫法。(4)風力大小判定：在同一幅圖中，等壓線密集，單位距離間的氣壓梯度力大，風力大；等壓線稀疏，風力小。在不同等壓線圖中，相同圖幅、相同等壓距的地圖相比，比例尺越大，表示單位距離間的氣壓梯度力越大，風力越大；比例尺越小，表示單位距離間的氣壓梯度力越小，風力越小。(5)風向的應(yīng)用：依據(jù)風向與等壓線的關(guān)系可以定南北半球、定氣壓凹凸、定三力、定近地面或高空。2．讀北半球某地近地面氣壓分布(單位：百帕)示意圖，回答(1)～(2)題。(1)四地中風力最大的是()A．①地 B．②地C．③地 D．④地(2)①地的風向為()A．偏北風 B．偏東風C．西北風 D．西南風(1)C(2)B[第(1)題，同一幅圖中，等壓線越密集，水平氣壓梯度力越大，風力越大。據(jù)圖可知，③地等壓線最為密集，風力最大。第(2)題，在水平方向上，氣壓梯度力垂直于等壓線，由高壓指向低壓，北半球風向向右偏轉(zhuǎn)。依據(jù)圖示等壓線分布推斷，①地的風向為偏東風。]地理實踐力：穿堂風穿堂風也叫過堂風，是氣象學中一種空氣流淌的現(xiàn)象，是流淌于建筑物內(nèi)部空間的風。我國很多地區(qū)民居設(shè)計都充分考慮了穿堂風。下圖為我國西南山區(qū)的傳統(tǒng)民居景觀圖和該民居穿堂風示意圖。小明暑假到威海某農(nóng)村姥姥家度假，發(fā)覺堂屋雖沒有空調(diào)，但白天因有“穿堂風”而感覺涼快。下圖為房屋布局圖。據(jù)此回答1～2題。1．與“穿堂風”形成有關(guān)的地理原理最符合的是()A．熱力環(huán)流形成原理 B．大氣受熱過程原理C．溫室效應(yīng)原理 D．熱脹冷縮原理2．此時，“穿堂風”近地面的氣流運動方向是()A．由西向東 B．由東向西C．由北向南 D．由南向北1.A2.C[第1題，因堂屋北側(cè)的植被和南側(cè)的水泥地熱力性質(zhì)不同，所以白天和夜晚受熱不均，從而形成熱力環(huán)流。故選A。第2題，白天，南側(cè)的水泥地氣溫高，氣壓低；北側(cè)的植被氣溫低，氣壓高，所以近地面的氣流由北向南流淌。故選C。]本題組通過“穿堂風”現(xiàn)象，考查了熱力環(huán)流在建筑設(shè)計中的應(yīng)用，體現(xiàn)了地理學科的地理實踐力。小明姥姥家南側(cè)是水泥地，白天氣溫高，氣壓低；北側(cè)是植被，氣溫低，氣壓高，所以近地面的氣流由北向南流淌形成“穿堂風”。課堂小結(jié)課堂速記1．地面冷熱不均形成熱力環(huán)流，它是大氣運動最基本的形式。2．地區(qū)間的冷熱不均→空氣的垂直運動→同一水平面上形成氣壓差異→空氣的水平運動→形成熱力環(huán)流。海陸風、山谷風、城市風都是常見的熱力環(huán)流。3．地表受熱不均，導致同一水平面上產(chǎn)生氣壓差異。水平方向上單位距離間的氣壓差叫作水平氣壓梯度。水平面上存在的氣壓梯度產(chǎn)生了水平氣壓梯度力。水平氣壓梯度力垂直于等壓線，并指向低壓區(qū)。4．近地面，風在水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力的共同作用下，風向與等壓線斜交。5．高空，風基本不受地面摩擦力的影響，風向平行于等壓線。題組1熱力環(huán)流下圖是某中學生繪制的不同地區(qū)熱力環(huán)流示意圖。讀圖，回答1～2題。①②③④1．圖中所示熱力環(huán)流正確的是()A．① B．②C．③ D．④2．形成熱力環(huán)流的根本緣由是()A．不同地區(qū)間的熱量差異B．不同地區(qū)間的氣壓差異C．不同地區(qū)間的海陸差異D．水平氣壓梯度力的存在1.B2.A[第1題，結(jié)合熱力環(huán)流的形成原理可知，地面受熱，氣流膨脹上升，受冷氣流收縮下沉，故①圖錯誤。白天裸地升溫快，氣溫高，氣流上升；草地升溫慢，氣溫低，氣流下沉，②圖正確。夜晚沿海地區(qū)應(yīng)當吹陸風，③圖錯誤。城市氣溫高，氣流上升，郊區(qū)氣溫低，氣流下沉，故④圖錯誤。第2題，熱力環(huán)流形成的根本緣由是地表冷熱不均。]題組2大氣的水平運動讀圖，回答3～4題。3．圖中正確指示北半球近地面風向的是()A．A B．BC．C D．D4．從圖示來看()A．水平氣壓梯度力不影響風速B．地轉(zhuǎn)偏向力只變更風的速度C．高空大氣運動受摩擦力作用不明顯D．摩擦力只影響風速，不影響風向3.D4.C[第3題，近地面空氣運動受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力的共同影響，風向與等壓線斜交。北半球右偏，南半球左偏。第4題，近地面的水平氣壓梯度力與摩擦力既影響風速又影響風向，A、D項錯誤；地轉(zhuǎn)偏向力只影響風向，不影響風速，B項錯誤；高空大氣運動可忽視摩擦力的影響，風向與等壓線平行，C項正確。]下圖是北半球某地近地面等壓線分布示意圖(單位：hPa)。讀圖，完成5～6題。5．①處的風向不行能為()A．東南風 B．西南風C．偏南風 D．偏西風6．關(guān)于圖中①②兩處的描述正確的是()A．②處的風速較大，因其水平氣壓梯度力較大B．②處的風速較大，因其大氣運動時地面的摩擦力較大C．②處的風速較大，因其氣壓值較高D．①處的風速較大，因其水平氣壓梯度力較大5.A6.A[第5題，依據(jù)①處在等壓線圖中的位置，過①點作垂直于等壓線的水平氣壓梯度力，由高壓指向低壓，北半球受地轉(zhuǎn)偏向力的作用，向右偏轉(zhuǎn)，①處的風向應(yīng)為西南風，故①處風向不行能為東南風，A正確。第6題，等壓線越密集，水平氣壓梯度力越大。讀圖可知，②處等壓線密集，水平氣壓梯度力大，