新课标2023版高考地理一轮总复习第三章地球上的大气第三节大气受热过程热力环流原理与人类生产生活创新应用教师用书

第三节　大气受热过程、热力环流原理与人类生产生活(创新应用)

命题视角(一)　大气受热过程原理在农业生产中的应用

[典题感悟]　(2017·全国卷Ⅰ)我国某地为保证葡萄植株安全越冬，采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间)，效果显著。下图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。据此完成(1)～(2)题。

(1)图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是(　 )

A．①        B．②         C．③          D．④

(2)该地寒冷期(　 )

A．最低气温高于－16 ℃

B．气温日变化因积雪状况差异较大

C．膜内温度日变化因积雪状况差异较大

D．膜内温度日变化与气温日变化一致

[解题指导]

第(1)题：

第(2)题：

[答案]　(1)B　(2)C

[思维建模]

1．趋利措施

(1)采用塑料大棚发展反季节农业；利用玻璃温室育苗。塑料薄膜、玻璃能使太阳短波辐射透射进入棚内或室内，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃把热量传递出去，从而使热量保留在塑料大棚或玻璃温室内。

(2)果园中铺鹅卵石，不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累。

(3)华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植，可以提高地温。

2．避害措施

[针对训练]

为做好苹果花期冻害防御工作，陕西果农设计了一种熏烟防冻的新方式——土坑式防冻窖。使用该方法可在短时间内形成大量烟雾。该方法具有烟雾大、持续时间长、易操作等优点，可有效防御苹果花期低温冻害。下图示意土坑式防冻窖。据此回答1～2题。

1．土坑式防冻窖能有效防御苹果花期低温冻害，原因是其能(　 )

A．加热土地，提高地温

B．加热空气，提高气温

C．产生烟雾，增强大气逆辐射

D．产生热源，增强地面辐射

2．为使防冻效果达到最佳，果农大面积点燃土坑式防冻窖的时间可能是(　 )

A．日出之前  B．正午前后

C．日落之后  D．午夜时分

解析：1.C　2.A　第1题，由材料可知，土坑式防冻窖具有烟雾大、持续时间长等优点，烟雾可以增强大气逆辐射，减少热量损失，达到防御低温冻害的目的。选C。第2题，由材料可知，使用土坑式防冻窖可在短时间内形成大量烟雾。一天之中，日出前后温度最低，故果树在日出前后遭受低温冻害的可能性最大，因此需要在日出之前点燃土坑式防冻窖，产生烟雾，使防冻效果达到最佳。选A。

下图示意荷兰某农场全新革命性节能温室。其窗户尺寸为普通温室的两倍，屋顶和侧壁使用双层玻璃结构，四个玻璃侧面均设有防反射涂层。节能温室可节省约60%的能源，但仍需要利用地热能装置加热。据此完成3～4题。

3．温室中利用大气热力作用原理实现节能的设施有(　 )

①双层玻璃　②两倍尺寸窗户　③防反射涂层　④地热能装置

A．①②  B．③④ 

C．①③  D．②④

4．该地温室仍需要利用地热能装置加热的原因是(　 )

A．冬季气温低  B．多阴雨天气

C．地热能丰富  D．受海洋影响

解析：3.C　4.A　第3题，大气热力作用原理表现为大气对太阳辐射的削弱作用以及大气吸收截留地面长波辐射而增温。双层玻璃可以更多地截留地面长波辐射，增加温室内温度。但双层玻璃会更多地削弱进入温室内的太阳辐射，于是在玻璃上涂防反射涂层，可以减弱玻璃对太阳辐射的反射，增加其透光性，使更多的太阳辐射进入温室内。故C正确。第4题，荷兰地处中高纬地区，为温带海洋性气候，冬季气温较低且光照少，温室内热量条件不足，需要利用地热能装置提高温室效果。故A正确。

命题视角(二)　热力环流在生产生活中的应用

 [典题感悟]　穿堂风也叫过堂风，是气象学中一种空气流动的现象，是流动于建筑物内部空间的风。我国许多地区民居设计都充分考虑了穿堂风。下图为我国西南山区的传统民居景观图和该民居穿堂风示意图。据此完成(1)～(3)题。

(1)图中庭院石质地面在增强穿堂风方面的主要作用是(　 )

A．增加地面的平整度，便于通风

B．减少下渗，增强湿度

C．增大房屋前后温差

D．降低夜晚时庭院温度，便于纳凉

(2)现代民居建筑若想利用穿堂风，以下设计合理的是(　 )

A．利用厨房、卫生间作进风口

B．房屋的朝向设计为东西向

C．减小东西向墙面的长度

D．在前后居室的墙上设窗或门洞

(3)与空调冷风相比，大多数人更喜欢穿堂风，主要是因为穿堂风(　 )

A．不消耗能源　　 B．风频与人体自然频率接近

C．风力恒定　　　 D．风向恒定

[解析]　第(1)题，由题图知，房屋背面是植物(升温慢)，前面庭院是石质地面(石头比热容小，升温快)，可增大房屋前后的温差，有利于形成穿堂风，C选项正确。第(2)题，由材料可知，形成穿堂风需要风从一侧门、窗进入，无遮挡穿过房屋后由另一侧门、窗流出，达到降温的目的，因此，在前后居室的墙上设窗或门洞最有利于穿堂风的形成，D选项正确。第(3)题，自然形成的风其风向和风力都是不稳定的，相反，空调冷气受人为控制，可以形成稳定的风力和风向，因此C、D错误；穿堂风不消耗能源，但这不是大多数人喜欢它的主要原因，主要原因在于穿堂风是自然形成的风力，对人体健康更有利，更舒服，因此A错，B对。

[答案]　(1)C　(2)D　(3)B

[思维建模]

热力环流原理在生产生活中得到科学利用，可达到改善生活环境、提高生产效率的目的。

1．生活中利用热力环流的案例

(1)空调安装在房间的高处，有利于冷空气的下沉，通过热力环流，使房间气温降低。

(2)暖气片安装在房间的低处，或者采用地暖，利用了热力环流原理升高房间温度。

(3)孔明灯、热气球利用了热力环流原理加热，垂直上升气流推动孔明灯或热气球升空运动。

(4)穿堂风也叫过堂风，是气象学中一种空气流动的现象，是流动于建筑物内部空间的风。我国西南某些山区民居设计时，利用地面设计差异，形成热力环流环境和穿堂风，有利于降低室内温度。

2．农业生产中对热力环流的应用

利用温室大棚发展农业的地区，晴天的中午一段时间，有时棚内温度过高，农民会在大棚不同部位设置若干个风口，打开棚顶的出风口和棚体低处的进风口，它们之间形成空气流动，把棚内多余热量带走，这就是对热力环流的利用。

3．城市规划中的热力环流

(1)在城市规划时，城市内部由于人类活动排放大量余热，与郊区相比呈现热岛效应，城市与郊区之间会形成热力环流。为保护城市大气环境，在城市规划时，要研究城市风的下沉距离。一方面将大气污染严重的工业布局在城市风下沉距离之外，以避免工厂排放的污染物流向城区；另一方面，应将工业卫星城建在城市风环流之外，以避免相互污染。

(2)在城市规划建设中，为了缓解城市热岛效应，应合理扩大城区绿地、湿地面积。

[针对训练]

读太阳墙全新空调系统工作原理示意图，完成1～2题。

1．太阳墙全新空调系统核心组件是太阳墙板，图示太阳墙板所涉及的地理原理是(　 )

A．风从高气压区吹向低气压区

B．热力环流

C．气流辐合上升

D．大气环流

2．图示气流的动力主要来自(　 )

A．气压梯度力  B．地转偏向力

C．风能  D．太阳辐射

解析：1.B　2.D　第1题，室内气温与室外气温存在差异，这样会导致空气的垂直运动，进而导致空气的水平运动，即形成热力环流。第2题，热力环流形成的根本原因是太阳辐射对地面加热不均。

伊朗古城亚兹德古老的“风塔”是建筑物中用来通风降温的结构。“风塔”高过屋顶的部分四面镂空(图1)，悬空连接到室内大厅，塔下中央建有一个水池(图2)。据此完成3～4题。

3．“风塔”顶部四面镂空主要是(　 )

A．为了室内空气流出  B．为了采光

C．为了室内热量散发  D．为了室外空气流入

4．有关室内空气的流动状况的说法，正确的是(　 )

A．从四周流向水池  B．从水池流向四周

C．中央为上升气流  D．四周为下沉气流

解析：3.D　4.B　第3题，由材料可知，伊朗古城的“风塔”位于热带沙漠地区，塔下中央建有一个水池，水的比热容较大，使周围气温降低，空气收缩下沉，高层空气由四周向塔中心流，则“风塔”顶部四面镂空主要是为了室外空气流入，D正确。第4题，由上题可知，室内水池使周围气温降低，气压增高，则垂直方向上空气向下运动，水平方向上空气由中心流向四周，B正确。

(2022·济南期末)温室大棚(图a)是利用透明覆盖材料和环境控制设备影响大气的受热过程(图b)，有利于作物生长发育的一种特殊设施。我国农民会依据时节和蔬菜不同生长阶段，在大棚表面再覆盖可伸缩的遮阳网，对小气候进行微调，以达到最佳的种植效果。据此完成1～2题。

1．与室外相比，透明的温室大棚内(　 )

A．①增强  B．②减弱

C．③增强  D．④减弱

2．推测温室大棚使用遮阳网的主要时段在(　 )

A．冬季正午  B．盛夏正午

C．春季清晨  D．秋季傍晚

解析：1.C　2.B　第1题，根据所学可知，①为太阳辐射，②为被大气层吸收的太阳辐射，③为大气逆辐射，④为地面辐射。大部分太阳短波辐射可以进入温室大棚，但是长波辐射不能穿过温室大棚到达棚外，所以与室外相比，透明的温室大棚内③大气逆辐射增强，使得温室内温度比室外高，故C正确。第2题，温室大棚内温度比室外高，如果温室内温度过高则不利于蔬菜的生长，据此推测温室大棚使用遮阳网的主要时段在温度较高的盛夏正午，故B正确。

(2021·全国甲卷)增加屋顶的太阳辐射反射率可以减小建筑物增温幅度，降低城市气温，从而在一定程度上缓解城市热岛效应。据此完成3～4题。

3．下列功能区中，安装高反射率屋顶对城市热环境影响最大的是(　 )

A．高密度居住区  B．文教区

C．低密度居住区  D．工业区

4．安装高反射率屋顶对降低城市气温最明显的是夏季(　 )

A．冷锋过境日  B．低压控制期

C．暖锋过境日  D．高压控制期

解析：3.A　4.D　第3题，根据材料信息可知，屋顶面积越大，反射率越高，与文教区、低密度居住区和工业区相比，高密度居住区住房多，安装高反射率屋顶能最大限度减小建筑物增温幅度，降低城市气温，缓解城市热岛效应，对城市热环境影响最大。A正确。第4题，根据题意，安装高反射率屋顶对降低城市气温作用最明显的时间是气温最高、反射率最强的时候，冷锋、暖锋和低压过境时，多阴雨天气，气温较低，反射率较低，而高压控制期，天气晴朗，气温较高，反射率高，对降低城市气温最明显，A、B、C错误，D正确。

街谷由街道两侧建筑群和路面构成，研究街谷的空气运动和热力性质对缓解热岛效应和城市污染物扩散具有重要意义。我国某研究团队在北京选择一街谷开展研究，该街谷为东西向街道，宽26米，南北两侧为长、宽、高40米×14米×20米的均质、长方体建筑，建筑物和街道都是正向排列。研究人员根据测量结果绘制了该街谷在夏至日13：00沿南北方向垂直剖面上的位温分布(下图)，其中位温表示同一标准气压时的温度，图示范围内位温数值大，则示意温度越高。据此完成5～6题。

5．图示时刻，街谷中①②③④四地温度从大到小的排列是(　 )

A．②①④③  B．③②①④

C．③①②④  D．②④③①

6．只考虑热力条件，关于图中③⑤两处相对方位及气流运动方向判断正确的是(　 )

A．③处偏南，气流下降  B．③处偏北，气流上升

C．⑤处偏北，气流下降  D．⑤处偏南，气流上升

解析：5.C　6.B　第5题，由材料可知，位温数值越大，则示意温度越高。从题图中看，垂直方向上，街谷中的气温随高度增加而下降，符合近地面大气温度垂直分布的规律。由此确定③地的位温为18～20 ℃，②地的位温为8～10 ℃。从水平方向上，街谷中左侧近楼温度高于右侧，这说明此图右侧朝南，为太阳辐射的来向，右侧楼北侧(街谷中右侧)缺少太阳辐射，因此位温低，由此确定④地的位温为2～4 ℃。①地位于朝阳的房顶，增温快，因此位温高于同海拔的大气，其位温为10～12 ℃。因此C项正确。第6题，结合上题，③地偏北，地面因太阳辐射强而增温，因此气流上升；⑤地偏南，因楼遮挡太阳辐射，地面温度低，空气冷却下沉。因此B项正确。

下图为城市通风系统图。读图，完成7～8题。

7．城市通风廊道的主要作用是(　 )

A．加快城郊热力环流

B．降低城市热岛效应

C．减少风沙天气频率

D．减少汽车尾气排放

8．城市通风廊道应(　 )

A．远离主要道路  B．靠近下风地带

C．限制汽车通行  D．降低建筑密度

解析：7.B　8.D　第7题，图示城市的热空气上升，郊区来的冷空气顺着通风廊道进入，从而降低城市气温。城市通风廊道的主要作用是降低城市热岛效应，B对。第8题，为保证城市通风廊道的气流通畅，城市通风廊道应降低建筑密度，D对。可以利用主要道路做通风廊道，不限制汽车通行，A、C错。通风廊道靠近上风地带，便于气流进入，B错。