2 2.1冷热不均引起大气运动 - 图文

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2.1 冷热不均引起大气运动

一、大气的受热过程

1．地球大气最重要的能量来源：太阳辐射能。 2．近地面大气主要和直接的热源：地面。 3. 受热过程

从大气的受热过程来看，地球大气对图中的A太阳短波辐射吸收较少，大部分能够透过大气射到地面；大气对图中的B地面长波辐射吸收较多，因此大气增温的最重要方式是辐射热交换。

4．影响：影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约大气的运动状态。思维拓展：

1、大气的受热过程

由图可知：

(1)“太阳暖大地”：

太阳辐射能是地球最主要的能量来源。太阳辐射在穿过大气层时，部分能量被吸收

(臭氧和氧原子吸收大部分波长较短的紫外线，水汽和二氧化碳吸收一部分波长较长的红外线)和反射(云层和大颗粒尘埃反射作用较强)；大部分透过大气层射到地面，地面因吸收太阳辐射能而增温。

(2)“大地暖大气”：

地面增温的同时向外辐射热量。相对于太阳短波辐射，地面辐射是长波辐射，除少

数透过大气返回宇宙空间外，绝大部分被近地面大气中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温。

(3)“大气还大地”：

大气在增温的同时，也向外辐射热量，既向上辐射，也向下辐射，其中大部分朝向

地面，称为大气逆辐射，大气逆辐射把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。

方法技巧

图示法记忆太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射与大气温度变化的关系

2.应用

①塑料大棚及玻璃温室；

②秋冬季节，北方的农民常用人造烟雾的办法来使地里的农作物免遭冻害；

思考：

1、一天中什么时候气温最高？什么时候气温最低？

2、昼夜温差晴天大还是阴天大？

3、雾多出现在晴朗的早晨还是阴天的早晨？

例一：下图是“我国某地区两天的气温日变化曲线图”，读图回答下列问题。

(1)A、B两条曲线中，表示阴天时气温变化的是。

(2)白天阴天，气温比晴天时较，这是由于。 (3)夜晚阴天，气温比晴天时较，这是由于。

(4)霜冻多出现在晴天夜里是因为__________________________________________。

例二：我国某边防站（海拔4900米）的驻防官兵在艰苦的条件下，为改善生活试种蔬菜。他们先盖起简易阳光房，但种的蔬菜仍不能生长。后来，他们有在简易阳光房中搭架，架上

盆载，终于有了收获，据此回答1～2题（1）．简易阳光方改造的自然条件主要（）

Ａ．热量Ｂ．水分Ｃ．土壤Ｄ．光照（2）．在简易阳光房中再搭架盆栽，蔬菜才能生长，解决的问题是（）Ａ．蒸发量大Ｂ．多虫害 C．地温低 D．太阳辐射强高考真题： 1、（2013北京）下图为地球大气受热过程示意图。大气中： A．臭氧层遭到破坏，会导致①增加 B．二氧化碳浓度降低，会使②减少 C．可吸入颗粒物增加，会使③增加 D．出现雾霾，会导致④在夜间减少 2、（2013安徽）下图表示我国某地某日测试记录的到达地面的太阳辐射日变化。该日日期及天气状况可能是

A. 3月12日晴朗 B. 6月5日晴朗 C. 3月22日多云 D. 6月20日多云

二、热力环流

1、大气运动的根本原因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异

2、热力环流的形成：

思维拓展热力环流是大气运动的一种最简单的形式，它是空气在立体空间的运动形式。这部分内容的难点在于对垂直方向上气压分布的分析。突破这一难点，需要牢记两点：第一，垂直方向上气压随高度增加而递减；第二，“高气压”和“低气压”是指同一水平面相比较。

例三：下图是“某地高空等高面与等压面关系示意图”。读后完成下列问题。

(1)图中点①至点⑤，气压最高的是，气压最低的是。

(2)A、B两地受热的是，该地空气垂直运动的原因是；冷却的是，该地空气垂直运动的方向是。

(3)用带有方向的箭头画出热力环流。

3、常见的热力环流

(1)海陆风

白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气膨胀上升，高空气压升高，空气由陆地流入海洋；近地面，陆地形成低气压，海洋上空因有空气下沉，形成高气压，使近地面空气由海洋流入陆地，形成海风(如图a)。夜间，陆地降温快，气温比海上低，空气冷却收缩，地面气压比海面高，使近地面空气由陆地吹向海洋，形成陆风(如图b)。

(2)山谷风

白天，山坡接受太阳辐射强，空气增温强烈，暖空气沿坡爬升，形成谷风(如图c)；夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷底，形成山风(如图d)。

(3)城市风

城市人口集中，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的煤、石油、天然气等燃料，释放出大量的人为热，因而导致城市气温高于郊区，使城市犹如一个温暖的岛屿，人们称之为“城市热岛”。由于城市热岛的存在，引起空气在市区上升，在郊区下沉，下沉气流又从近地面流向城市中心，在市区和郊区之间形成了小型的热力环流(如下图)，称为城市风。

例四：下图为“北半球某地区上空等压面状况图”，读图分析回答下列问题。

(1)a、b两个等压面中数值较大的是，理由是。

(2)在近地面，陆地与海洋比较，气压较高的是。 (3)仅考虑热力因素，在图中画出海陆间的热力环流。 (4)此时，北半球为季(节)，判断理由是。

拓展加深：逆温

1、概念：海拔越高，气温越高或者海拔每升高100m气温下降不到0.6℃。 2、形成原因： ①．辐射逆温：

在晴朗无风或微风的夜晚，地面辐射很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；离地面愈高，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温（见下图）。随着地面辐射冷却速度加快，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。

a．中午对流运动旺盛，有利于污然物的扩散，空气质量好 b．傍晚逆温逐渐形成

c．黎明前逆温最严重，对流运动受到抑制，污染物不易扩散，空气质量最差 d．日出后逆温开始消除 e．上午逆温全部消除

夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。 ②．平流逆温：

当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响而迅速降温，上层空气因距离较远，降温较慢，于是产生逆温。逆温的强弱，主要由暖空气和地面的温差决定。温差越大，逆温越强。冬半年，在中纬度的沿海地区，因为那里海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常出现平流逆温。 ③．地形逆温：

常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的，所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有两百多天出现逆温现象。 ④．锋面逆温：

对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区即锋面。在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较显著，也可出现逆温。如下图，从A点上空气温垂直分布的情况可见，由下面的冷空气到上面的暖空气，等温线通过锋面的区域时必有曲折，曲折的程度视两种气团间的

温度对比而决定，曲折段（如图中BC段）就出现了逆温层。由于锋面是从地面向冷空气上方倾斜的，逆温层也随锋面的倾斜而呈倾斜状态。因此逆温现象只能在冷空气所控制的地区内观察到。而且，逆温的高度与观测点相对于地面锋线的位置有关，观测点距地面锋线愈近，逆温高度愈低。 3、逆温的利与弊

利：由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展，所以逆温的好处有：

①可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。

②逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞

行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。

弊：不管是何种原因形成的逆温，对天气和大气污染的扩散都有相当大的影响，都会对空气质量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使能见度变差，使大气污染更为严重。高考真题： 1、（2013浙江）近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的4种情形。图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是( )

A．① B．② C．③ D．④ 2、（2010山东）下图为北半球中纬度某地某日5次观测到的近地面气温垂直分布示意图。当日天气晴朗，日出时间为5时。由图中信息可分析出( )

A.5时、20时大气较稳定 B.12时、15时出现逆温现象 C.大气热量直接来自太阳辐射 D.气温日较差自下而上增大 3、（2013浙江）拉萨河流域拥有丰富的物质文化和非物质文化资源，拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧。下图为拉萨7月降水量日平均变化图。有关拉萨7月降水日变化成因的叙述，正确的是( )

A．夜晚地面降温迅速，近地面水汽易凝结成雨 B．夜晚近地面形成逆温层，水汽易凝结成雨 C．白天盛行下沉气流，水汽不易凝结成雨

D．白天升温迅速，盛行上升气流，水汽不易凝结成雨

三、大气的水平运动 1．水平气压梯度力

(1)方向：垂直于等压线，从高压指向低压。

(2)影响：大气水平运动的原动力，既决定风向，又影响风速。只受水平气压梯度力的作用，风向垂直于等压线并指向低压(这种风仅在空气质点做水平运动的初始状态存在)。水平气压梯度力越大，风速越大。如右图：

2．地转偏向力

(1)方向：与风向垂直，北半球偏右，南半球偏左。

(2)影响：只影响风向，不影响风速；北半球右偏，南半球左偏。

高空中的风只受水平气压梯度了和地转偏向力的影响，最终与等压线平行。如右图：

3．摩擦力

(1)方向：与风向相反。

(2)影响：既减小风速，也影响风向。近地面的风在水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的共同作用下，风向与等压线之间成一夹角（约45°）。

思维拓展：

1、风向表示方法：风向标——箭头指风吹来的方向；风频图——坐标值表示风频率大小，方向表示风向；天气图上的风杆——画有风尾的一方，指示风向。一道风尾表示风力2级，一个风旗表示风力8级。

2、风力判断：依据水平气压梯度力大小，该力越大，风力越大。运用在同幅图中，等压线密集处，水平气压差异大，水平气压梯度力大，风力大。不同图幅中，计算水平气压梯度=两点气压差/两点水平距离=两点气压差/（两点图上距离÷比例尺） 3、在等压线图上，确定任一点的风向。

①画出水平气压梯度力即过某点作等压线的垂线(由高压指向低压，并非一定指向低压中心)

②确定南北半球

③画出风向（北半球风在水平气压梯度力的右侧，南半球在左侧，且近地表风与水平气压梯度力大概行成45°的夹角，高空风与水平气压梯度力成90°的夹角）

例五：读“北半球近地面风向示意图”，分析回答下列问题。 (1)力的名称：a ，c ，d (2)a力的指向与等压线之间呈现什么关系？，其方向由指向。

(3)若无d，只受a、c影响，b最终将与平行。 (4)在实际大气中，b与等压线之间_____________________ __________________________________________________ ______________________________________________。思维拓展：判断风向要注意以下几个要素：

（1）是高空还是近地面。（2）是北半球还是南半球。

（3）等压线的数值是如何变化的。

（4）等压线的疏密程度与风力大小的关系。

例六：读图，完成下列问题。

(1)图中甲点处的箭头表示甲点空气运动及受力状况，则各箭头分别表

示： A ，B ，C ，D 。 (2)该图分布在 (南、北)半球。 (3)画出图中乙点的风向。

(4)该气压系统为 (高、低)气压的一部分。 (5)甲、乙两地风力较大的是。高考真题：

1、下图为甲地所在区域某时刻高空两个等压面P1和P2的空间分布示意图，图中甲、乙两地经度相同。 8．（2014 山东）此时甲地近地面的风向为

A．东南风 B．西南风

C．东北风 D．西北风

2、下图示意我国某地区14日6时的气压形势，

L为低压，图中天气系统以200千米/天的速度东移。 9. （2013 课标1）图中甲地14日6～9时的风向为

A. 偏东风 B. 偏南风 C. 东北风 D. 西北风

课堂作业

1．近地面大气的直接热源是( )

A．地面辐射 B．大气辐射 C．太阳辐射 D．大气逆辐射 2．下列辐射中波长最短的是( )

A．地面辐射 B．太阳辐射 C．大气逆辐射 D．大气辐射

3．右图四个箭头能表示北半球近地面风向的是( )

A．a B．b C．c D．d

由于城市人口集中，工业发达，释放出大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，从而引起城市和郊区之间的小型的热力环流，称之为城市风。读“城市风示意图”，回答5～7题。

4．市区与郊区相比，近地面( )

A．气温高，气压高 B．气温高，气压低 C．气温低，气压低 D．气温低，气压高 5．若在图中布局化工厂，为了减少城市风对市区空气的污染，应选择( )

A.甲 B．乙 C．丙 D．丁

6．根据城市风的原理，今后城市造林的重点应该在( )

A．市区 B．近郊区 C．远郊 D．农村

下图中各箭头及其代表符号①、②、③、④、⑤表示太阳、地面、大气、宇宙空间之间的热力作用，其中包括太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射、大气对太阳辐射的削弱作用(吸收、反射和散射)。读图回答8～9题。 7．我国青藏高原的纬度比云贵高原高，但年太阳辐射总量比云贵高原大，其原因主要与图中的哪个因素数值大小有关( ) A．① B．② C. ③ D．④

8．四川盆地与青藏高原纬度相当，但年平均气温比青藏高原高得多，其原因与图中的哪个因素数值大小有关( )

A．① B．② C．④ D．⑤

9．读“等压线图”(单位：百帕)，回答问题。

(1)假设此图是近地面等压线图，A处吹东北风，则A点位于 (南或北)半球。

(2)假设此图是高空等压线图，A处吹正南风，则A点位于 (南或北)半球。

(3)如果此图位于中国河南省，在不考虑摩擦力和地转偏向力的情况下，A点吹风。

课后作业（一）

2009年3月15日晚到16日晨，北京市区出现大雾，大部分地区能见度小于500米，有些地方的能见度只有几十米。大雾严重影响了人们的户外活动。据此回答1～2题。 1．初冬时节北京等地区时有大雾的原因是( )

A．昼夜温差减小，水汽易凝结，但风力微弱，水汽不易扩散 B．昼夜温差减小，水汽不易凝结，直接悬浮于大气中 C．昼夜温差较大，水汽不易凝结，直接附着在地面上

D．昼夜温差较大，水汽易凝结，且该季节晴朗天气多，有利于扬尘产生 2．白天的大雾天气使空气能见度降低的主要原因是( )

A．大雾削弱了地面辐射 B．大雾对太阳辐射具有反射作用 C．大雾改变了太阳辐射的波长 D．大雾增强了大气逆辐射 3．下列四幅示意图中，正确的是( )

4．等压线是某一水平面上气压相同各点的连线。下列四幅等压线图中，P点所在位置风力最大的是( )

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。回答5～7题。

5．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

6．若此图表示高空等高面，PM

C. ③或⑦ D．⑥或⑦

7．我国四川盆地是有名的雾区，重庆冬季无云的夜晚或早晨，几乎80%是雾日，有时终日不散，有“雾都”之称。根据下述

资料，结合所学知识，回答(1)～(4)题。

资料一雾是悬浮于近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能见度小于1千米的现象。雾多出现在晴朗、微风、近地面水汽比较充沛且比较稳定或有逆温存在的夜间或清晨。

辐射雾平流雾资料二

辐射雾与平流雾的比较概念与特征形成条件是由地面辐射冷却，使近地面大气①近地面空气中水汽充沛；②地面辐射使近地面气降温而形成的雾。多出现在冬半年温降低，利于水汽凝结；③风力弱，近地面大气稳晴朗、微风的夜间和清晨。定，水汽积存下来；④有充足的凝结核。暖而湿的空气作水平运动，经过寒①下垫面与暖湿空气的温差较大；②暖湿空气的湿冷的地面或水面，逐渐冷却而形成度大；③适宜的风向(由暖向冷)和风速(2～7m/s)；的雾。海洋上四季皆可出现。 ④大气稳定。 (1)辐射雾和平流雾中，具有明显季节性特征的是______________雾。 (2)海洋上暖湿的空气流到冷的洋面上，一般形成______________雾。 (3)气象谚语“十雾九晴”中的“雾”一般指____________雾。 (4)重庆的雾大多属于辐射雾还是平流雾？分析形成原因。

课后作业（二）

一、单项选择题

烟流的扩散有爬升型、熏蒸型、波浪型、平展型等不同形态,大气对流运动对烟流的扩散具有很大的影响。据此回答1~2题:

1.下列四种烟流扩散形态,与其对应的大气状况图正确的是( )

2.波浪型烟流多出现在( )

A.晴朗的夜间 B.日出前后 C.多云的夜晚 D.晴朗的白天如图是某地区2011年1月8日某时500 hPa等压面分布图。读图, 回答第3题:

3.等压面上甲点的风向应是( ) A.东北风 B.东南风 C.西南风 D.西北风

读“亚洲大陆与太平洋因热力作用形成的高空等压面示意图”,回答4~5题:

4.有关甲、乙、丙、丁四地之间气压高低与气流运动的叙述正确的是( ) A.甲地气压高于乙地 B.甲地气压高于丙地 C.甲、丙之间气流下沉

D.丙、丁之间风从陆地吹向海洋

5.下列地理现象与图示季节相符的是( )

①塔里木河出现断流 ②长江处在汛期 ③中纬大陆上等温线北凸明显 ④中纬海洋上等温线都明显向高纬凸