（課標版）2022高中地理 第2章 地球上的大氣 第1節(jié) 冷熱不均引起大氣運動學案 必修1

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1、（課標版）2022高中地理 第2章 地球上的大氣 第1節(jié) 冷熱不均引起大氣運動學案 必修1 學習目標：1.能夠運用圖表分析說明大氣受熱過程及大氣保溫作用的基本原理。(重點、難點)2.理解熱力環(huán)流的形成過程及生活中常見的熱力環(huán)流形式。(難點)3.理解大氣水平運動的規(guī)律，并能在等壓線圖上判斷風向及風力大小。(難點)4.能夠運用大氣受熱過程、熱力環(huán)流的相關原理解釋有關自然現(xiàn)象。(重點、難點) [自 主 預 習·探 新 知] 一、大氣的受熱過程 1．能量來源：太陽輻射能。 2．直接熱源：地面是近地面大氣主要的、直接的熱源。 3．受熱過程 4．兩大作用 (1)大氣對太陽輻射的削弱

2、作用：主要包括吸收、反射和散射。 (2)保溫作用：大氣逆輻射對近地面大氣熱量的補償作用。 5．意義 [特別提醒]　(1)大氣對太陽輻射的吸收具有選擇性：臭氧強烈吸收紫外線；水汽和二氧化碳主要吸收紅外線。 (2)大氣逆輻射是大氣輻射的一部分，白天和晚上是始終存在的，并且白天輻射更強。 二、熱力環(huán)流 1．大氣運動 (1)能量來源：太陽輻射。 (2)根本原因：太陽輻射能的緯度分布不均，造成高低緯度間的熱量差異。 (3)意義 2．熱力環(huán)流——大氣運動的最簡單形式 (1)概念：由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流。 (2)形成過程 ①A地受熱，空氣膨脹上升，近地面空氣密度減小，

3、形成低氣壓；D處空氣聚集，密度增大，形成高氣壓。 ②B、F地冷卻，空氣收縮下沉，近地面空氣密度增大，形成高氣壓；C、E處空氣密度減小，形成低氣壓。 ③水平運動：在同一水平面上，空氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)。 [特別提醒]　(1)垂直方向上的氣壓值總是近地面大于高空，同一水平面上的氣壓值是高壓大于低壓。 (2)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。 三、大氣的水平運動 1．風的形成過程 ??? 2．風形成的原因 (1)直接原因：水平氣壓梯度力。 (2)根本原因：地面受熱不均。 3．高空中的風和近地面的風比較 類型 受力 風向

4、 圖示(北半球) 高空中的風 水平氣壓梯度力和地轉偏向力 與等壓線平行 近地面的風 水平氣壓梯度力、地轉偏向力、摩擦力 與等壓線之間成一夾角 [特別提醒]　(1)影響風力大小的最直接因素是水平氣壓梯度力，水平氣壓梯度力越大，風力越大。 (2)風力大小還要考慮摩擦力的大小，地面障礙越多，阻擋作用越強，摩擦力越大，風力越小。 (3)地轉偏向力不影響風力大小，只影響風向，北半球右偏，南半球左偏。 [自主診斷] 1．太陽輻射是大氣能量的根本來源。(　　) 2．大氣的絕大部分成分都可以直接吸收太陽輻射。(　　) 3．垂直方向上的氣壓差異是會隨大氣運動而變化的。(　

5、　) 4．大氣運動的方向總是由高壓指向低壓。(　　) 5．地轉偏向力既影響風速也影響風向。(　　) 6．植樹造林可有效減弱風速。(　　) 【提示】　1.√　大氣的能量主要來源于太陽輻射能。太陽輻射將熱量傳給地面，地面再將熱量傳給大氣，因此大氣能量的根本來源是太陽輻射能。 2．×　太陽輻射透過厚厚的大氣層時，大氣中只有臭氧等少數(shù)成分可以直接吸收太陽輻射。 3．×　垂直方向上，總是近地面的氣壓高于高空的氣壓。 4．×　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。 5．×　地面受熱不均，產生水平氣壓差異，形成了水平氣壓梯度力，促使風由高壓吹向低

6、壓。 6．√　植樹造林可增大地面摩擦力，使風力減弱。 [合 作 探 究·攻 重 難] 大氣的受熱過程 2018年年底，我國將發(fā)射“嫦娥五號”月球探測器，實現(xiàn)區(qū)域軟著陸及采樣返回，全面實現(xiàn)月球探測工程“三步走”戰(zhàn)略目標。 但民間熱議的“月球移民”難度依然較大。這是因為月球表面晝夜溫差很大，白天陽光垂直照射的地方溫度高達127 ℃；夜晚，溫度可降到－183 ℃。 【思考交流】 1．請在下圖中合適的位置標注太陽輻射、吸收(大氣對太陽)、反射(大氣對太陽)、地面輻射、大氣逆輻射。 【提示】 2．月球上的氣溫變化為什么會如此劇烈？ 【提示】　月球上沒有大氣層，不能對晝

7、夜溫度進行調節(jié)。 3．地球、月球與太陽的距離相當，為什么地球上的氣溫比較穩(wěn)定呢？ 【提示】　地球上有大氣層，白天，大氣層削弱太陽輻射，使到達地面的太陽輻射減少，溫度上升緩慢；夜晚，大氣逆輻射對地面有保溫作用，使地面溫度下降緩慢。 4．運用“大氣的受熱過程”原理，分析塔里木盆地晝夜溫差大的原因。 【提示】　塔里木盆地晴天多，白天，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，到達地面的太陽輻射多，氣溫高；夜晚，大氣逆輻射弱，保溫作用弱，氣溫低，故晝夜溫差大。 [歸納總結]　 1．大氣的受熱過程和

8、保溫作用 大氣通過對太陽短波輻射和地面長波輻射的吸收，實現(xiàn)了受熱過程，而大氣對地面的保溫作用是大氣受熱過程的延續(xù)。具體圖解如下： 2．大氣受熱過程在生活中的應用 (1)解釋溫室氣體大量排放對全球變暖的影響 →→→→ (2)在農業(yè)中的應用：利用溫室大棚生產反季節(jié)蔬菜；利用煙霧防霜凍；果園中鋪沙或鵝卵石不但能減少土壤水分蒸發(fā)，還能增加晝夜溫差，有利于水果的糖分積累等。 (3)利用大氣的削弱作用原理分析某一地區(qū)太陽能的多寡，如高海拔區(qū)，空氣稀薄，大氣的削弱作用弱，太陽能豐富；內陸地區(qū)，晴天多、陰雨天氣少，大氣的削弱作用弱，太陽能豐富。 1．下圖為太陽輻射、地面輻射和大氣輻射關系

9、示意圖。讀圖，完成(1)～(2)題。 (1)對流層大氣熱量主要直接來源于(　　) A．①　 B．②　　　C．③　　　D．④ (2)深秋時節(jié)，用煙熏防御霜凍，主要是因為煙霧可增強(　　) A．① B．② C．③ D．④ (1)C　 (2)B　[ 第(1)題，由示意圖可以直接看出對流層大氣的熱量主要直接來源于③地面輻射。第(2)題，深秋時節(jié)，用煙熏防御霜凍，主要是因為煙霧可增強②大氣逆輻射，從而起到對地面的保溫作用。] 2．溫室大棚是目前進行蔬菜反季節(jié)種植的主要技術手段。菜農們有時會設法增加棚內CO2濃度?；卮?1)～(2)題。 (1)若溫室大棚中CO2增加，可提高蔬菜

10、生長速度，原因是(　　) A．CO2能防止病蟲害發(fā)生 B．CO2的保溫作用可提高夜間溫度 C．CO2可提高土壤的肥力 D．CO2是蔬菜光合作用的主要原料 (2)在夏季，菜農有時會給大棚覆蓋黑色尼龍網(wǎng)，其目的是(　　) A．增加大氣逆輻射，降低棚內溫度 B．阻止地面輻射，防止夜間溫度過低 C．削弱太陽輻射，減少農作物水分蒸騰 D．增加地面輻射，提高農作物存活率 (1)B　 (2)C　[第(1)題，CO2屬于溫室氣體，能夠強烈吸收地面長波輻射，并通過大氣逆輻射將地面損失的熱量返還地面，起到保溫的作用。第(2)題，夏季太陽輻射強烈，給蔬菜大棚覆蓋黑色尼龍網(wǎng)可削弱太陽輻射，避免

11、大棚內溫度過高，減少作物水分蒸騰。] 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發(fā)明的。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〉募垷艋\，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。 【思考交流】 1．諸葛孔明發(fā)明的如此簡陋的設施是怎么升空的呢？ 【提示】　孔明燈里的空氣受熱后膨脹上升。 2．孔明燈里面蘊涵著什么樣的大氣原理呢？ 【提示】　熱力環(huán)流。 [歸納總結] 熱力環(huán)流的形成 1．熱力環(huán)流的形成——“一個關鍵、四個步驟” (

12、1)“一個關鍵”是確定近地面兩點的冷熱。 熱容量大的地球表面，白天氣溫較低，夜晚氣溫較高；熱容量小的地球表面，白天氣溫較高，夜晚氣溫較低。 (2)“四個步驟” ①熱上升、冷下沉——近地面熱空氣上升，近地面冷空氣下沉。 ②熱低壓、冷高壓——近地面冷的地方形成高壓，近地面熱的地方形成低壓。 ③近地面和高空氣壓性質相反——近地面為高壓，其高空為低壓；近地面為低壓，其高空為高壓。 ④水平氣流從高壓流向低壓。 2．理解熱力環(huán)流的形成，關鍵抓住以下三點關系 (1)溫壓關系(如上圖中甲、乙、丙三地所示)： (2)風壓關系：水平方向上，風總從高壓吹向低壓(如上圖中①②③④處風向所示)

13、。 (3)等壓面凸凹關系：近地面與高空的等壓面凸起方向相反。 3．常見熱力環(huán)流形式的圖示分析及應用 (1)海陸風 ①成因分析——海陸熱力性質差異是前提和關鍵 ②影響與應用 海陸風使海濱地區(qū)氣溫日較差減小，夏季氣溫低，空氣較濕潤，是避暑的好地方。 (2)山谷風 ①成因分析——山坡的熱力變化是關鍵 ②影響與應用 山谷(小盆地)常因夜間冷的山風吹向谷底(盆地)，使谷底(小盆地)內形成逆溫層，大氣穩(wěn)定，易造成大氣污染。所以，山谷(小盆地)地區(qū)不宜布局污染工業(yè)。 (3)城市熱島效應 ①成因分析——“城市熱島”的形成是突破口 ②影響與應用 一般將綠化帶布置在氣流下沉

14、處以及下沉距離以內，而將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布置于下沉距離之外。 [方法技巧]　等壓面圖的判讀方法 等壓面是空間氣壓值相等的點組成的面，等壓線是同一水平面上氣壓值相等的點組成的線。等壓面圖表示氣壓的垂直分布狀況，等壓線圖表示氣壓的水平分布狀況。 (1)在同一地點不同海拔上，海拔越高，氣壓越低。如圖PA>PE。 (2)在近地面，氣溫越高，氣壓越低；氣溫越低，氣壓越高。如圖PA

15、．讀下圖，回答(1)～(2)題。 (1)如果此圖為熱力環(huán)流側視圖，則以下說法正確的是(　　) A．引起熱力環(huán)流的原因是地面冷熱不均 B．溫度：A>B>C>D C．熱力環(huán)流是大氣運動最復雜的形式 D．氣壓：D>A>B>C (2)如果此圖表示的是山谷風示意圖，那么上升氣流③表示的可能是(　　) ①白天的谷地?、诎滋斓纳狡隆、垡雇淼墓鹊亍、芤雇淼纳狡? A．①②　　　　 B．②③ C．③④ D．①④ (1)A　(2)B　[第(1)題，由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流，是大氣運動最簡單的形式。A處空氣冷卻收縮下沉，近地面形成高壓；B處空氣受熱上升形成低壓。因此，就氣

16、壓來看，應是A>B>C>D；就溫度而言，應為B>A>C>D。第(2)題，在山區(qū)，白天山坡上的空氣增溫強烈，暖空氣沿坡上升，形成谷風；夜晚山坡上的空氣因為熱量散失多，溫度降低幅度大，密度增大，因而沿坡下沉流入谷地，形成山風。] 4．讀下圖，回答(1)～(2)題。 (1)四點中氣壓最高的是(　　) A．A點 B．B點 C．C點 D．D點 (2)有關圖中各點大氣運動和天氣的敘述正確的是(　　) A．A點為下沉氣流 B．高空大氣由D點流向B點 C．近地面大氣由A點流向C點 D．C點在高壓控制下，是晴朗天氣 (1)C　(2)D　[第(1)題，根據(jù)高空等壓面的彎曲情況可判斷出

17、近地面A和C兩地的氣壓和氣溫狀況。A處高空等壓面向高處凸出，說明A處的氣流為上升運動，氣溫較C處高，氣壓則較C處低。第(2)題，從上題解析可知，A處氣溫高于C處，氣流上升，氣壓較低；C處氣溫低，氣流下沉，氣壓較高；水平方向氣流從高壓流向低壓，即近地面氣流由C處流向A處，高空氣流由B處流向D處。氣流上升的地區(qū)往往形成陰雨天氣，氣流下沉的地區(qū)，天氣是晴朗的，C處氣流下沉形成高壓，為晴朗的天氣。] 大氣的水平運動 比較不同力作用下的風向示意圖，共同探討問題。 【思考交流】 1．高空的風和近地面的風在受力上有什么不同？最終風向有何差異？ 【提示】　高空的風受水平氣壓梯度力和地轉偏

18、向力兩個力作用，最終風向與等壓線平行。近地面的風受水平氣壓梯度力、地轉偏向力和摩擦力三個力共同作用，最終風向與等壓線斜交。 2．水平氣壓梯度力、地轉偏向力、摩擦力各有什么特征？ 【提示】　(1)水平氣壓梯度力：始終垂直于等壓線，由高壓指向低壓，當單位距離上水平氣壓差相等時，水平氣壓梯度力大小不變。(2)地轉偏向力：始終與風向垂直，隨著風速的增大而逐漸增大。(3)摩擦力：方向始終與風向相反。 3．利用所學知識和下面的三個風向圖，判斷有關問題并說明判斷依據(jù)。 風向 甲 乙 丙 判斷近地面還是高空 判斷所在半球 判斷高壓區(qū)位置 【提示】　

19、根據(jù)風向與等壓線的關系可判斷近地面的風和高空的風；根據(jù)風向向左偏還是向右偏可判斷南、北半球；風一定由高壓吹向低壓。 風向 甲 乙 丙 判斷近地面還是高空 近地面 近地面 高空 判斷所在半球 南半球 北半球 南半球 判斷高壓區(qū)位置 B A A [歸納總結]　 1．三種不同受力情況對風向的影響比較 受力狀況 風向 風壓規(guī)律 圖示 只受水平氣壓梯度力影響時 風向由高壓指向低壓且與等壓線垂直 風的來向為高壓 受水平氣壓梯度力與地轉偏向力共同影

20、響時 風向與等壓線平行 在北半球背風而立，右邊為高壓，左邊為低壓；南半球反之 受水平氣壓梯度力、地轉偏向力和摩擦力共同影響時 風向與等壓線成一個夾角 在北半球背風而立，左前方為低壓，右后方為高壓；南半球反之 2.風向的應用 (1)判斷氣壓的大小：順著風向，氣壓值越來越小。 (2)判斷南、北半球：向右偏→北半球；向左偏→南半球。 (3)判斷近地面和高空(高空忽略摩擦力)：風向與等壓線的關系：成一夾角(或斜交)→近地面；平行→高空。 (4)判斷高壓和低壓：觀測者背風而立，北半球高壓中心位于其右后方，南半球高壓中心位于其左后方。 [方法技巧]　在等壓線圖上確定某一地點風

21、向的方法 第一步，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，但并不一定指向低壓中心)，表示水平氣壓梯度力的方向。 第二步，確定南、北半球后，面向水平氣壓梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏轉30°～45°角，畫出實線箭頭，即為經(jīng)過該點的風向。如下圖(以北半球為例，單位hPa)所示。 在等壓線圖上判斷風向時，可用“左右手法則”，北半球用右手，南半球用左手。具體方法：“伸出右(左)手，手心向上，讓四指指向水平氣壓梯度力的方向，拇指指向就是氣流偏轉方向”。高空的風向與水平氣壓梯度力方向垂直；近地面的風向與水平氣壓梯度力方向成一銳角。如下圖：

22、 5．讀形成某半球近地面的氣壓及各種力的示意圖，回答(1)～(2)題。 (1)下列說法正確的是(　　) A．圖示氣壓場位于北半球 B．圖中F2是使風力增強的地面摩擦力 C．圖中等壓線數(shù)值L1>L2 D．圖中F3 是使風向向左偏的地轉偏向力 (2)圖中促使大氣產生水平運動的原動力是(　　) A．F1　　　 B．F2 C．F3 D．F2、F3的合力 (1)D　 (2)A　[本題組主要考查風和氣壓的關系。在近地面，大氣運動受水平氣壓梯度力、地轉偏向力和摩擦力共同作用，風向與等壓線斜交。由圖可知，F(xiàn)l是水平氣壓梯度力，它與等壓線垂直，且始終由高壓指向低壓，因此

23、等壓線數(shù)值L2>L1; F2是使風力減弱的摩擦力，其方向與風向相反；F3是使風向向左偏的地轉偏向力，因此應位于南半球。水平氣壓梯度力是促使大氣產生水平運動的原動力即圖中Fl。] 6．讀北半球近地面風向示意圖，分析回答下列問題。 (1)力的名稱：a _______，c _______，d _______。 (2)a力的指向與等壓線之間呈現(xiàn)什么關系？_______________，其方向由_______指向________。 (3)若無d，只受a、c影響，b最終將與____平行。 (4)在實際大氣中，b與等壓線之間_________。 【解析】　從圖中可以看出，箭頭a是垂直于等壓線

24、，并且從高壓指向低壓，所以是水平氣壓梯度力。箭頭b是大氣實際水平運動的方向(風向)。由圖可見，風向與等壓線或水平氣壓梯度力(a)之間有一個交角，與地轉偏向力(c)呈90°夾角，與摩擦力(d)的方向相反，在實際大氣中，b同時受到三種力的作用，它與等壓線斜交(北半球向右偏)，假設b只受到水平氣壓梯度力和地轉偏向力兩種力的作用，b的方向將最終與等壓線平行。 【答案】　(1)水平氣壓梯度力　地轉偏向力　摩擦力 (2)垂直于等壓線　 高壓　低壓 (3)等壓線 (4)并不完全平行，而是有個交角 [課堂小結] [當 堂 達 標·固 雙 基] 讀下面大氣受熱過程圖，回答1～2題。 1

25、．使近地面大氣溫度升高的熱量傳遞過程順序是(　　) A．①—②—③　　 B．①—④—② C．②—③—④ D．③—④—② 2．近地面大氣溫度隨高度升高而遞減，其影響因素是箭頭(　　) A．①　 B．② C．③　　　D．④ 1．B　2.B　[第1題，近地面大氣增溫的過程是大部分①太陽輻射穿過大氣層到達地面，地面增溫后又以②地面輻射的形式將熱量傳遞給大氣，大氣吸收地面輻射后增溫。第2題，近地面大氣的直接、主要熱源是②地面輻射。] 讀圖，回答3～4題。 3．若圖示為熱力環(huán)流形式，則a地與b地的氣壓(P)和氣溫(T)狀況是(　　) A．Pa > Pb；Ta > Tb B．Pa

26、 < Pb；Ta＜Tb C．Pa < Pb；Ta > Tb D．Pa > Pb；Ta < Tb 4．若圖示地區(qū)在北半球，理論上c、d之間的穩(wěn)定水平氣流方向(風向)為(　　) A．東風 B．東北風 C．南風 D．西南風 3．D　4.A　[第3題，由圖中垂直氣流方向可知，a地氣流下沉，b地氣流上升，故氣壓Pa > Pb，氣溫Ta

27、 6．圖中四處風力最大的是(　　) A．①　 B．② C．③　　　D．④ 5．C　6.C　[第5題，該圖是北半球等壓線分布圖，風是由高壓吹向低壓，且與等壓線斜交，根據(jù)圖中風向情況，由高壓吹向低壓的只有箭頭③。第6題，從圖看出，③點附近的等壓線最密集，單位距離內氣壓差最大，水平氣壓梯度最大，故其風力最大。] [教材活動點撥] 教材P29活動 (1)大氣對地面的長波輻射幾乎全部吸收，同時又以大氣逆輻射的方式向地面輸出能量，對地面起了極為重要的保溫作用。地球表面及大氣層里保存著的這部分熱量，是地理環(huán)境中發(fā)生的眾多自然現(xiàn)象及其過程的能量源泉。 (2)有大氣的地球，白天一部分太陽輻射在穿過大氣層時被大氣反射、散射和吸收，到達大氣上界的太陽輻射不能全部到達地面，使地面溫度不致上升太高。夜間大部分地面輻射被近地面大氣吸收，然后以輻射和對流的方式層層上傳，使大氣溫度不至于降得太低。更重要的是大氣在吸收熱量的同時，又以大氣逆輻射的方式，把熱量還給地面，在一定程度上補償了地面輻射熱量的損失，使地表夜間的降溫速度減慢。正是由于大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用，使得地表溫度變化比較緩和。 沒有大氣的月球，白天太陽輻射全部到達月面，使月面溫度迅速升高。夜晚，月球表面輻射強烈，沒有大氣對月面的保溫作用，溫度下降速度很快。所以月面溫度晝夜變化比地球劇烈得多。