2020届一轮复习通用版专题2-1冷热不均引起的大气运动学案

2020届一轮复习通用版专题2-1冷热不均引起的大气运动学案

高三一轮复习第二章地球上的大气 第1讲 冷热不均引起的大气运动 课前扩展：【大气圈结构】‎ 自下到上依次分为：对流层、平流层和高层大气。‎ ‎（一）对流层：上界因纬度和季节而不同。‎ ‎【纬度】:低纬度地区其上界为17-18公里；在中纬度地区为10-12公里；‎ 高纬度地区仅为8-9公里。‎ ‎【季节】:夏季的对流层厚度大于冬季。‎ 地面是近地面大气最主要、最直接的热源。‎ 记住最根本的原理：同一地点，海拔越高，气温越低，气压越低。‎ ‎（二）平流层：水平运动为主，故称为平流层。‎ 臭氧层在集中在此。‎ ‎（三）高层大气：电离层在该层。‎ 学习大气的知识核心是掌握大气的运动。大气运动的过程本质是物质与能量的交换，在学习中要将这个理念贯穿。而产生大气运动的主要原因是由于地面受热不均。‎ 一、大气的受热过程：‎ 图示：厘清太阳、地面、大气三者之间热量的传递过程。‎ ‎1.大气层的削弱作用：‎ ‎（1）吸收作用：主要是看大气中成分的吸收作用 对流层中的对太阳辐射吸收的比较少；‎ 平流层中的臭氧吸收太阳紫外线而增温。‎ ‎（2） 反射作用：主要体现为云层对太阳辐射的反射。晴天辐射强，阴天辐射较弱。（联系昼夜温差）‎ ‎（3） 散射作用：太阳光中的可见光容易被散射。（天的蓝色，太阳未出天已亮等）‎ ‎2. 地面的吸收作用 绝大部分太阳辐射到达地面，地面吸收而增温。增温后又以地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量。‎ 地面吸收热量的多少除了辐射量，还取决于下垫面状况。‎ 大气的下垫面指地球表面，包括海洋、陆地及陆上的高原、山地、平原、森林、草原、城市等等。‎ 海洋和陆地是性质差异最大的下垫面。‎ 下垫面的性质和形状，对大气的热量、水分、干洁度和运动状况有明显的影响，在气候的形成过程中起着重要的影响。‎ ‎3.大气增温及大气逆辐射 对流层中的CO2和水汽能强烈吸收地面的长波辐射而增温。‎ 大气增温后向外传递热量，分别向高层大气和向地面。向地面那部分称之为大气逆辐射。对地面起保温作用。‎ 注意：大气逆辐射在一天中都有，地面温度越高，大气逆辐射越强。但夜间大气的保温作用比较明显。‎ CO2和水汽作为大气增温的主要助力。CO2变多啦，联系全球气候变暖；水汽多，联系晴天和阴天、沿海和内陆的昼夜温差。保温作用的一些相应的保温措施要从这两个要素（CO2、水汽）的变化量入手。‎ 农业生产的运用：利用温室大棚生产反季节蔬菜，利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或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等。‎ ‎（二）正温和逆温现象 ‎1.原理：正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。‎ ‎2.形成条件 类型 发生的条件 出现的地区 辐射逆温 经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢 中高纬度大陆冬季黎明前 平流逆温 暖空气水平移动到冷的地面或气团上 中纬度沿海地区 地形逆温 主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地中夜间 锋面逆温 锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著 锋面活动地区 ‎3.辐射逆温的形成及消失过程图解 ‎4.逆温的利与弊 ‎ ‎①阻碍空气的对流运动，妨碍烟尘、污染物和水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使能见度变低，导致大气污染更为严重。 ‎ ‎②逆温并不是只有弊端，它的出现会阻碍空气垂直对流运动，带来以下好处： ‎ a.抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动； ‎ b.逆温若出现在高空，对飞机的飞行极为有利，使飞机在飞行中不会有大的颠簸，同时也提高了能见度，使飞行更加安全。 ‎ 二、 热力环流 ‎（一）热力环流的形成过程分析 ‎1.受热均匀 假设地表均一且受热均匀，则大气得到同等的热量，气温、气压相等，形成与地面平行的等温线和等压面。‎ 但地面是受热不均的。‎ ‎2.热力环流的形成过程：‎ 受热不均——（导致）大气的垂直运动[热胀冷缩]——（使得）同一水平面产生气压差——（引发）大气的水平运动[风]——（形成）热力环流 ‎【等值线的弯曲】：‎ 由于同一水平面产生气压差，等压线不再保持水平状态，产生弯曲。‎ 规律：等压面凸向高空为高压区，凸向近地面为低压区。‎ 运用：高压区的等压线会向气压变小的方向弯曲，‎ ‎ 低压区的等压线会向气压变大的方向弯曲。‎ 简记：适用于任何等值线 大（高值区）的凸小（变小的方向）；‎ 小（低值区）的凸大（变大的方向）。‎ ‎3.等压面的判断运用：‎ ‎（1）海拔与气压结合的等压面图判读：‎ 第一类：高程剖面图 第二类：等压面高程图 ‎500百帕等压面高程（单位：米）‎ a. 等压线（面）向高空凸为高压区；向近地面凹为低压区。‎ 在第二类图中，没有剖面图直观，但根据数值也可以知道海拔的相对高低，即向高空凸还是向近地面凹。‎ b. 高空和近地面气压相反。‎ 注意高空气压和近地面气压的区别：‎ 如果没有告知等压线图是表示近地面还是高空时，可借助等压线气压值的大小确定：一般等压线气压值在1000百帕左右为近地面，低于800百帕为高空。‎ 高空和近地面没有明确规定的高度，但是一般以1500米为参考数值。‎ （2） 判断下垫面的性质 把握原则：“温高压低，高凸低凹”‎ a. 判断陆地与海洋(湖泊)：夏季，等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。冬季，等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。‎ b. 判断裸地与绿地：裸地同陆地，绿地同海洋。‎ c. 判断城区与郊区：等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。‎ ‎（3）判断近地面天气状况和气温日较差 等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小。‎ 等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大。‎ ‎（二）常见的热力环流及其影响 ‎ ‎1. 海陆风：‎ a. 成因分析：海陆热力性质差异是前提和关键。‎ b. 风向：白天吹海风，晚上吹陆风。‎ c. 影响：使滨海地区气温日较差减小，降水增多 ‎ ‎2. 山谷风:‎ a.成因分析:山坡的热力变化是关键 b.风向:白天吹谷风,晚上吹山风 c.影响：‎ 在山谷和盆地常因夜间的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染 ‎ ‎③市区与郊区之间的热力环流 a.成因分析：“城市热岛”的形成是突破口 b.风向：近地面由郊区吹向城市。城市风环流的方向不随时间而变化，因为市区的气温总是高于郊区。‎ c.影响与应用 一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉地带距离之外。‎ 注意：‎ ‎① 在海陆风（湖陆风）、山谷风的复习中，要注意其风向的变化实质不在于白天还是晚上，而在于不同下垫面区域的温度对比关系。‎ ‎② 常见的热力环流中，海陆风（湖陆风）、山谷风等的风向存在着昼夜的差异，而城市风的风向不存在这种差异。‎ 二、 大气的水平运动 （一） 风形成的过程分析 ‎1.影响主要受三个力的影响：‎ ‎（1）直接影响其形成力——水平气压梯度力 由于同一水平面差生气压差，气流就会有从高压流向低压的趋势。这个促使气流由高压流向低压的力称之为水平气压梯度力，是形成风的直接原因。‎ 特点：与等压线垂直，由高压指向低压 ‎（2）改变方向力——地转偏向力 只改变风运动的方向，不改变大小。‎ ‎（3）既改变方向，主要影响大小的力——摩擦力 ‎2.风的形成过程：‎ 高空的风vs近地面的风：‎ 高空的风主要受水平气压梯度力和地转偏向力影响，最终风向和等压线平行。‎ 近地面风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响，最终风向斜穿等压线。‎ ‎【注意】 读图判断等压线图上的风向时，要注意区分近地面与高空：近地面要考虑摩擦力，风向与等压线斜交；高空一般不考虑摩擦力，风向与等压线平行；随着高度的增加，风向与等压线的夹角逐渐减小。‎ ‎（二）风向和风力大小的判断方法 ‎1．根据等压线图确定任一地点的风向 ‎①在等压线图中，按要求画出过该点的切线，并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。 ‎ ‎②确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向左或向右偏转30°～45°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。(以北半球气压场为例)‎ ‎2.根据风向标和风向玫瑰图判断风向 风向标由风杆和风尾组成，风杆(长线段)上绘有风尾(短线段)的一方指示风向。风尾上的横杠表示风速，一横表示风力二级，最多三横，就是六级，风力再大就用风旗表示，例如“‎ ‎”就表示北风四级。‎ ‎“风向玫瑰图”是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向和最小风频。最常见的风向玫瑰图是一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与原点之间的距离与这个方向的风频成正比。‎ ‎3.风力大小的分析与描述 风力大小影响因素 常考分析语句 水平气压梯度力大小 冬季南北温差大，气压梯度力大，西风强，降水多 距高压远近 距离亚洲高压(冬季风源地)近，风力大 摩擦力大小 地面起伏大，风力小；地面平坦开阔，风力大；海面上摩擦力小风力大 植被多少 冬季植被少，风力大 地形起伏大小 高原起伏和缓，风力大；山谷口，狭管效应，风力大；‎ 地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致，风力强劲 ‎【拓展】"狭管效应"也叫"峡谷效应"，地形的狭管作用，当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时，由于空气质量不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大。当流出峡谷时，空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响;称为"狭管效应"。由狭管效应而增大的风，称为峡谷风或穿堂风。‎ 焚风效应是指当气流经过山脉时，沿迎风坡上升冷却，在所含水汽达饱和之前按干绝热过程降温，达饱和后，按湿绝热直减率降温，并因发生降水而减少水分。过山后空气沿背风坡下沉，按干绝热直减率增温，故气流过山后的温度比山前同高度上的温度高得多，湿度也显著减少。‎ ‎‎ ‎4.风内容的思维导图 ‎【扩展】等压线的判读运用：‎ ‎1.气压分布的判读：‎ 会找出：高压中心；低压中心；高压脊；低压槽。‎ ‎2.判断风向的步骤 ‎ ‎(1)确定水平气压梯度力；(2)确定地转偏向力；(3)确定风向(注意区分近地面和高空)。 ‎ ‎3.判断风力(风速)大小的方法 ‎ ‎①风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等压线密集处，水平气压梯度力大，风力大。‎ ‎②不同图中，比例尺相同，相邻两条等压线数值差越大，风力越大。‎ ‎③不同图中，等压线疏密和等压差相同时，比例尺越大，风力越大。‎ ‎4.判断季节 ‎ ‎(1)夏季(北半球7月、南半球1月)：大陆内部一般为低压。 ‎ ‎(2)冬季(北半球1月、南半球7月)：大陆内部一般为高压。 ‎ ‎5.判断天气状况 ‎ ‎(1)由高纬吹向低纬的风——寒冷干燥。 ‎ ‎(2)由低纬吹向高纬的风——温暖湿润。 ‎ ‎(3)低气压过境时，多阴雨天气；高气压过境时，多晴朗天气。 ‎ ‎(4)低压中心和低压槽控制区多阴雨天气 ‎【课堂练习】‎ ‎（2019年新课标全国卷Ⅱ）积云为常见的一类云，其形成受下垫面影响强烈。空气在对流过程中，气流携带来自下垫面的水汽上升，温度不断下降，至凝结温度时，水汽凝结成云。水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度。据此完成1—3题。‎ ‎1．大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布，因此积云常常呈 A．连续层片状 B．鱼鳞状 C．间隔团块状 D．条带状 ‎2．积云出现频率最高的地带是 A．寒温带针叶林地带 B．温带落叶阔叶林地带 C．亚热带常绿阔叶林地带 D．热带雨林地带 ‎3．在下垫面温度决定水汽凝结高度的区域，积云的云底高度低值多出现在 A．日出前后 B．正午 C．日落前后 D．午夜 ‎【答案】1．C 2．D 3．A ‎【解析】引导学生关注生活、思考生活、热爱生活，引导中学地理教学要教会学生运用地理知识和原理，分析生活现象，培养和提高学生运用地理学的视角和观点看待、分析和解决现实生活中问题的素养。试题以积云为切入点，“看云识天气”，身边地理无处不在。‎ ‎6．大气对流过程中，温度较高、受热的地区空气膨胀上升，温度较低、冷却的地区空气收缩下沉，上升气流与下沉气流在不同的地区相间分布；气流上升，随海拔升高，气温降低，水汽渐渐冷却凝结形成积云；气流下沉，随海拔降低，气温升高，水汽难以冷却凝结，云层少。因此气流上升地区天空形成积云，而下沉地区天空无云（云量极少），而上升气流与下沉气流在不同的地区相间分布，使积云的分布被无云天空分割，分布呈间隔的团块状，没有连续分布，A错、C对；鱼鳞状、条带状都不是间隔分布的，B、D错。故选C。‎ ‎7．积云由气流上升运动（对流运动）产生，而气流上升运动与下垫面气温相关，近地面气温越高，空气越容易受热膨胀上升从而使空气中的水汽冷却凝结成云，即积云出现的频率越高；寒温带针叶林地带处于高纬寒带地区，全年气温较低，上升气流弱，积云极少出现，A错；温带落叶阔叶林地带和亚热带常绿阔叶林地带处于中低纬温带地区，夏季气温高，容易出现积云，但冬半年低温较低，积云出现频率小，B、C错；热带雨林地带处于低纬热带地区，全年气温高，盛行上升气流，积云出现的频率高，D对。故选D。‎ ‎8．积云云底高度为“水汽开始凝结的高度”‎ ‎，当水汽的凝结高度由下垫面温度决定时，则下垫面温度越低，水汽开始冷却凝结的高度越低，积云云底的高度值也就越低。一天中，通常正午太阳高度角大，获得的太阳辐射较多，下垫面温度较高；日落前后，太阳辐射减弱、消失，下垫面温度较低，从日落到半夜再到日出前后，因没有太阳辐射（或极微弱）下垫面温度一直呈下降趋势，直到日出后太阳辐射逐渐增强，下垫面温度才开始慢慢回升。因此一天中，下垫面温度最低的时间多在日出前后，即积云的云底高度低值多出现在日出前后。故选A。‎ 下图示意北半球中纬度某地景观。据此完成下列4-5题。‎ ‎4．此时天气最可能是 A．晴朗、无风 B．阴雨、无风 C．晴朗、大风 D．阴雨、大风 ‎5．图示大气现象 A．由近地面大气强烈上升引起 B．可能使近地面大气污染加剧 C．由近地面大气强烈下沉引起 D．有利于近地面大气污染扩散 ‎【答案】4．A 5．B ‎【解析】‎ 图片中阳光充足,炊烟、山岚明亮。无风,炊烟竖直升起。阴雨天炊烟、山岚是灰暗的，大风时炊烟是倾斜的。静风天气，空气流动速度慢，可能使近地面大气污染加剧。‎ ‎4．图片中炊烟、山岚明亮，说明阳光充足。炊烟竖直升起，说明无风。此时天气最可能是晴朗、无风，A对。阴雨天能见度不高，炊烟、山岚是灰暗的，大风 时炊烟是倾斜的，B、C、D错。‎ ‎5．图示大气现象是一种静风天气，空气流动速度慢，可能使近地面大气污染加剧，B对。可能是由近地面逆温现象引起，A错。近地面大气强烈下沉，炊烟不能上升，会积聚在近地面，C错。不利于近地面大气污染扩散，D错。‎ ‎（北京市朝阳区2019年高三二模地理试题）下图中①②③④‎ 四点间存在热力环流。据此，完成第6题。‎ ‎①②③④四点中 A．②比③气温低，气压高 B．③位于近地面，④位于高空 C．①处气体受热膨胀，气压低 D．气流运动方向为③→④→①→②→③‎ ‎【答案】6.D ‎【解析】‎ 越靠近高空，大气密度越小，气压值越低。读图可知，①②③④四点中，③④气压值远高于①②，故③④位于近地面，①②位于高空。③④相比，③气压值高，对应近地面高压，应为近地面的受冷地带空气受冷收缩下沉形成；④处气温高，空气受热膨胀上升，形成近地面的低压；①②相比，①的气压值高于②，则①为高空的高压，②为高空的低压。高空与近地面的气压性质相反，故①对应近地面的④，为④处气流上升集聚形成，②对应近地面的③，是因③受冷，高空气流下沉形成的。大气总是由近地面气压高处向气压低处运动，故该热力环流的气流运动方向为③→④→①→②→③，选D。‎ ‎（2019年海南卷）山谷风是山区昼夜间风向发生反向转变的风系。白天太阳辐射导致山坡上的空气增温强烈，暖空气沿坡面上升，形成谷风；反之，则形成山风。祁连气象站位于祁连山中段的山谷中，山谷风环流较为强盛。下图示意2006年8月24日该气象站记录的山谷风风向、风速的变化。据此完成7—8题。‎ ‎7．祁连气象站所在地谷风的风向是 A．偏南风 B．偏东风 C．偏北风 D．偏西风 ‎8．祁连气象站所处山谷段的大致走向及地形特征是 A．南北走向，西高东低 B．东西走向，北高南低 C．南北走向，东高西低 D．东西走向，南高北低 ‎【答案】7．C 8．D ‎7．从材料可以分析出，谷风主要形成于白天，从图示信息尤其是11时以后的风向、风速信息可以看出，白天主要是北风，即当地谷风的风向是北风。故选C。‎ ‎8．从图文材料可知该地夜间主要是南风，白天主要是北风，可判断出该山谷为东西走向；从风速来看，南风强于北风，说明该山南高北低，南风在下坡运动过程中受重力加速作用而导致风速加强。故选D。‎ ‎9.阅读图文资料，完成下列要求。‎ 材料一　新疆的博斯腾湖是中国最大的内陆淡水湖，河水补给占入湖水总量的94.8%，蒸发占出湖水总量的60.45%，但蒸发总量有上升的趋势。湖区水位季节变化很大，但近年有减小的趋势。湖区内湖陆风现象较显著(湖陆风是在较大水域和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性天气现象)。多年平均数据显示，博斯腾湖夏半年陆风转湖风的时间为上午11～12时，比冬半年提前两小时左右。‎ 材料二　博斯腾湖区域图和湖区湖陆风风速月变化图。‎ ‎(1)根据材料，找出博斯腾湖湖陆风最弱的季节，并分析原因。‎ ‎(2)概述夏半年陆风转湖风的时间比冬半年早的原因。‎ ‎(3)试分析在湖边大规模兴建城市对湖陆风的影响，并说明理由 ‎【答案】　（1）冬季。冬季博斯腾湖水量最小，湖陆热力性质差异最小；冬季湖面结冰，湖陆温差小；冬季太阳高度角小，昼长短，湖区获得的热量少，湖陆温差小；靠近冬季风源地，冬季风强劲，湖陆风不显著。‎ ‎（2）夏季，日出较冬季早，陆地升温时间早；太阳高度角较冬季大，获得的太阳辐射量多，陆地升温快；湖泊水量较冬季大，湖面升温慢，所以陆风转湖风时间早。‎ ‎（3）使湖风加强，陆风减弱。　由于城市的热岛效应，白天增大了湖陆之间的温差，使湖风加强；晚上减弱了湖陆之间的温差，使陆风减弱。‎ ‎【解析】　（1）结合图示可直接判断博斯腾湖湖陆风最弱的季节为冬季。结合冬季博斯腾湖与湖岸的温差及冬季风的影响分析原因。‎ ‎（2）结合夏半年陆、湖热力性质差异及温差转变分析原因。‎ ‎（3）结合城市热岛效应判断影响并分析原因。‎ ‎（四川省成都市第七中学2019届高三二诊模拟考试文科综合地理试题）下图为 2018 年 12 月某日两时刻我国某区域海平面气压分布图。受某种常见天气系统的影响，该区域局部有降水过程。据此完成下列10-12题。‎ ‎10．当日 14 时，下列地点中气压最低的是 A．① B．② C．③ D．④‎ ‎11．当日 2 时至 14 时，下列地点中风向变化最小的是 A．① B．② C．③ D．④‎ ‎12．当日 2 时至 14 时，下列地点中阴晴变化最明显的是 A．① B．② C．③ D．④‎ ‎【答案】10．C 11．D 12．B ‎【解析】‎ ‎10．根据14时等压线，结合风向，风由高压区吹向低压区。当日 14 ‎ 时，选项地点中气压由高到低，依次是 ①②④③，气压最低的是③，C对。A、B、D错。‎ ‎11．根据图示等压线的分布，当日 2 时至 14 时，选项地点中风向变化最小的是④，一直是东风，D对。①由西北风转为东北风，A错。②地可能由偏南风转为偏北风，B错。③地可能由东北风转为西北风，C错。‎ ‎12．结合等压线形态，当日 2 时至 14 时，选项地点中阴晴变化最明显的是②，由受低压槽控制转化为受高压脊控制，B对。①、④始终受高压脊控制， ③始终受低压槽控制，天气变化小，A、C、D错。‎