中图版必修1第一节 大气的热状况与大气运动第2课时教案及反思

第2课时　热力环流与大气的水平运动——风

学习目标：1.知道常见热力环流的形式和近地面风向。2.理解热力环流形成的原理和大气运动的根本原因。(重点)　3.运用等压线分布图判断近地面或高空的风向和风力大小。(难点)

一、热力环流

1．概念：热力环流是由地面冷热不均引起的大气运动，它是大气运动的最简单的形式。

2．过程

(1)A地受热，空气上升，形成低压；D处空气密度增大，形成高压。

(2)B、C地冷却，空气下沉，形成高压；F、E处空气密度减小，形成低压。

(3)同一水平面上，气流由高压流向低压。

二、大气水平运动——风

1．风形成的过程

2．风形成的原因

(1)直接原因：水平气压梯度力。

(2)根本原因：地面受热不均。

3．三种作用力

(1)图中A是水平气压梯度力，其特征是垂直于等压线，并由高气压区指向低气压区，是形成风的直接原因。

(2)图中B是摩擦力，摩擦力与风向相反，可降低风速。

(3)图中C是地转偏向力，其特征是始终与风向垂直，使风向在北半球右偏，南半球左偏。

4．作用效果

(1)若只受A作用，风向垂直于等压线，由高气压区指向低气压区。

(2)若只受A和C的作用，风向最终与等压线平行，这种情况一般出现在高空(高空或近地面)。

(3)A、B、C三力共同作用，风向与等压线之间成一夹角，这种情况一般出现在近地面(高空或近地面)。

(1)气温高，气压高；反之，气温低，气压低。 (　　)

(2)热力环流是大气运动的最简单的形式。 (　　)

(3)水平气压梯度力是形成风的根本原因。 (　　)

(4)在同一幅等压线分布图上，等压线密集处风速大。 (　　)

(5)关于近地面风及其力的叙述正确的是 (　　)

A．风向与等压线平行

B．水平气压梯度力始终垂直于风向

C．地转偏向力始终垂直于等压线

D．摩擦力方向始终与风向相反

【提示】　(1)×　近地面在水平方向上，气温高、气压低，气温低、气压高。

(2)√

(3)×　水平气压梯度力是形成风的直接原因。

(4)√

(5)D

在我国南方有句谚语：“雷雨不过江”，说的是水面一侧若出现雷雨，雷雨区向前移动时一般不会跨过水面到达对面地区。

问题1　(区域认知)该现象一般出现在我国南方的什么时间？

提示：夏季午后。

问题2　(综合思维)为什么会出现“雷雨不过江”？

提示：雷雨是空气温差大而造成空气强对流形成的，而大江水域在夏季比热容远大于陆地，升温慢，导致其水面与高空温差较小，对流不显著，不易形成雷雨云。

1．热力环流的形成

由于地面冷热不均而形成的空气环流称为热力环流。热力环流的形成过程如下图所示：

2．理解热力环流的形成，关键抓住以下五点关系：

(1)温压关系

(2)风压关系：水平方向上，风总从高压吹向低压。

(3)等压面凸凹关系：近地面与高空等压面凸起方向相反。等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”，如下图。

(4)气压高低关系：近地面的气压总是高于高空气压。

(5)气温高低关系：近地面的气温总是高于高空气温。

3．常见的热力环流形式

(1)海陆风

(2)山谷风

(3)城市热岛环流

1．读下图，回答(1)～(2)题。

(1)如果此图为热力环流侧视图，则以下说法正确的是(　　)

A．引起热力环流的原因是地面冷热不均

B．温度：A>B

C．热力环流是大气运动最复杂的形式

D．气压：D>A>B>C

(2)如果此图是城市热岛环流侧视图，在②处进行植树造林，对城市空气起到的作用是(　　)

A．增温和增湿

B．净化和增温

C．净化和增湿

D．减湿和减温

(1)A　(2)C　[第(1)题，热力环流是地面冷热不均引起的，它是大气运动最简单的形式；从图中可知A处气流下沉，B处气流上升，故温度为B>A。根据“海拔越高，气压越低”，可知A、B两地气压高于C、D两地，根据水平气流由高压流向低压可知气压A>B、C>D，故四地气压为A>B>C>D。第(2)题，若图示为城市热岛环流侧视图，在②处植树造林，可以对城市空气起到净化和增湿作用。]

风——李峤(唐)

解落三秋叶，能开二月花。

过江千尺浪，入竹万竿斜。

这是一首描写风的小诗，它是从动态上对风的一种诠释和理解。

问题1　近地面风的形成受哪些力的影响？

【提示】　近地面风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的影响。

问题2　“过江千尺浪”说明风力较大，影响风力大小的最根本因素是什么？

【提示】　影响风力大小的最根本因素是水平气压梯度力的大小。水平气压梯度力越大，风力就越大；水平气压梯度力越小，风力就越小。

1．风向的判断方法

第一步：定水平气压梯度力。在等压线图中，按要求画出过该点的切线，并过切点作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)表示水平气压梯度力的方向。

第二步：定地转偏向力。分清图示是哪个半球，面向水平气压梯度力的方向，若是北半球，风向向右偏；若是南半球，风向向左偏。

第三步：定最终风向。

(1)近地面：在三力作用下，最终风向与等压线成一夹角(30°～45°)。

(2)高空：风向与等压线平行。

按以上步骤绘出的风向(绘成实线箭头)如下图(以北半球为例)：

2．风速的判断方法

(1)在同一幅等压线分布图上，等压线密集的地方，水平气压梯度力大，风速大；反之，等压线稀疏的地方，水平气压梯度力小，风速小。

(2)相同图幅、相同等压距的地图相比，比例尺越大，表示单位距离间的等压线就越密集，风力越大；反之，比例尺越小，风力就越小。

(3)相同图幅、相同比例尺的地图相比，相邻两条等压线数值差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；反之，数值差越小，风力就越小。

(4)在水平气压梯度力相同的情况下，摩擦力越小，风速就越大；反之，就越小，如海面上的风力大于沿海陆地、内陆荒漠地区的风力大于绿洲。

2．下图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。读图，回答(1)～(2)题。

(1)若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为(　　)

A．⑥或⑦　　　　 B．②或⑥

C．④或⑧   D．③或④

(2)若此图表示高空等高面，PM< PN，则O点风向为(　　)

A．③或④   B．②或③

C．③或⑦    D．⑥或⑦

(1)A 　(2)C　[第(1)题，若此图表示北半球，PM > PN，则O点风向应考虑两种情况，近地面为⑥，高空由于忽略摩擦力的作用，向右偏转至与等压线平行，即⑦。第(2)题，高空空气不考虑摩擦力，所以风向应与等压线平行。由于不确定此图所在半球，所以在北半球高空应为③，在南半球高空应为⑦。]

地理实践力——模拟热力环流

请利用以下材料模拟大气热力环流实验：长方形玻璃缸(长100cm，宽30cm，高40cm左右)、胶合板(或塑料薄膜)、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等。

实验步骤：

1．将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端；

2．用平整的胶合板(或塑料薄膜)把玻璃缸靠口盖严；

3．在胶合板(或塑料薄膜)的一侧(装冰块的盆的上方)开一小洞；

4．将一束香点燃，放进小洞内。

观察烟雾在玻璃缸内如何飘动，请画出烟雾飘动的简图。由此试验可以得出什么结论？

提示：

结论：冷热不均是引起大气运动根本原因。

(教师用书独具)

题组1　热力环流

下图为“城市热岛环流示意图”。读图回答1～2题。

1．关于城市热岛环流的叙述，正确的是(　　)

A．市区近地面气温高，气压高

B．不利于城市大气污染物的扩散

C．市区降水少于郊区

D．绿化带可以改善市区的大气环境

2．下列减轻城市热岛效应的措施，正确的是(　　)

A．增加城市硬化路面的面积

B．减少城市绿化面积

C．提高空调使用率

D．提高能源利用效率

1.D　2.D　[第1题，城市热岛环流中，市区近地面气温高，气压低，A错。有利于城市大气污染物的扩散，B错。市区气流上升，郊区气流下沉，市区降水多于郊区，C错。绿化带能够吸烟滞尘，可以改善市区的大气环境，D对。第2题，减轻城市热岛效应，应减少城市硬化路面的面积，A错。增加城市绿化面积，B错。应降低空调使用率，C错。应提高能源利用效率，减少污染气体排放，D对。]

右图为“对流层大气某要素等值面垂直分布图”。据此回答3～4题。

3．若a、b、c、d、e为不同温度值，则气压值的大小比较正确的是   (　　)

A．甲>乙>丙>丁

B．乙>甲>丁>丙

C．甲>乙>丁>丙

D．乙>甲>丙>丁

4．若a、b、c、d、e为不同气压值，则甲、乙、丙、丁四地的气流运动方向是(　　)

A．甲→乙→丁→丙→甲

B．丁→丙→甲→乙→丁

C．乙→甲→丙→丁

D．乙→甲→丙→丁→乙

3．C　4.D　[第3题，若a、b、c、d、e为不同温度值，根据气温垂直分布规律可知气温是a>b>c>d>e，由此可知乙地气温高、气压低，甲地气温低、气压高，结合热力环流原理可知四地气压值大小为甲>乙>丁>丙。第4题，若a、b、c、d、e为不同气压值，则乙地为高压，甲地为低压，根据热力环流原理可知四地气流运动方向为乙→甲→丙→丁→乙。]

题组2　大气的水平运动——风

下图为某气象科学家绘制的局部地区某时气压分布图(单位：hPa)。读图，回答5～6题。

5．图中风速最大的点为(　　)

A．甲　　　　　 B．乙

C．丙   D．丁

6．甲、乙、丙、丁四点的风向依次是(　　)

A．西北、东北、东南、西北

B．东南、西南、东南、西南

C．西北、东北、西北、东南

D．东南、西南、东南、西北

5．A　6.A　[第5题，从图中可以看出，甲处附近的等压线最密集，水平气压梯度力最大，因而风速最大。第6题，分别过甲、乙、丙、丁四点作垂直于四点切线的垂线，以垂线为基准北半球向右偏、南半球向左偏30°～45°角，即为风向。]

(教师用书独具)

教材P32探索

发现当开灯相同的一段时间后，干沙的温度较高，而水的温度较低；关灯一段时间后，干沙温度降低的比水温降低的快，并最终温度相等。

这是因为干沙的比热较小，吸热较快，放热也较快，而水的比热较大，吸热慢，放热也慢。

教材P35读图

气温低，空气冷却，收缩下沉，近地面形成高压区；气温高，空气膨胀上升，近地面形成低压区。

教材P45复习题

(1)风的形成：地表相对较热，则近地面大气受热上升，在近地面形成低压，在高空形成高压；地表相对较冷，则近地面大气收缩，在近地面形成高压，在高空形成低压。这样，在近地面和高空同一海拔高度上出现气压差异，便产生了由高压指向低压的水平气压梯度力，在水平气压梯度力的作用下，形成了由高压吹向低压的风。

(2)风向的确定：在近地面大气中，风向是由水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的合力决定的。因此，判断某点的风向可采用这样的方法：首先，画出该点的水平气压梯度力的方向，水平气压梯度力始终由高压指向低压，且与等压线垂直。其次，在水平气压梯度力的基础上，北半球向右、南半球向左偏转一定的角度(一般为30°～45°)，偏转以后的箭头指向即为该地的风向。