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221冷热不均引起大气运动
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.aB.bC.cD.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.①B.②C.④D.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 A.③或④B.②或⑧ C.③或⑦D.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。 资料二 辐射雾与平流雾的比较 概念与特征 形成条件 辐 射 雾 是由地面辐射冷却,使近地面大气降温而形成的雾。 多出现在冬半年晴朗、微风的夜间和清晨。 ①近地面空气中水汽充沛;②地面辐射使近地面气温降低,利于水汽凝结;③风力弱,近地面大气稳定,水汽积存下来;④有充足的凝结核。 平 流 雾 暖而湿的空气作水平运动,经过寒冷的地面或水面,逐渐冷却而形成的雾。 海洋上四季皆可出现。 ①下垫面与暖湿空气的温差较大;②暖湿空气的湿度大;③适宜的风向(由暖向冷)和风速(2~7m/s);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500hPa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 A.①③B.②③C.①④D.②④ 读图,回答6~7题: 6.若图示为热力环流形势,则a地与b地的气压(P)和气温(T)的大小关系是( ) A.Pa>Pb;Ta>TbB.Pa 7.若图示地区在北半球。 理论上, c、d两地间的稳定水平气流方向(风向)为( ) A.东风B.东北风C.南风D.西南风 8.如图中a、b、c、d 四点间存在热力环流,根据四点气压数值判断下列说法正确的是( ) A.由于a处气压低于c处,所以a处气温比c处高 B.由于c处气压高于a处,所以气流由c处流向a处 C.由于b处为高压 d处为低压,所以气流由b处流向d处 D.由于c处为高压,d处为低压,所以c处为晴朗天气,d处为阴雨天气 读图,沿甲图E——F,A——B所作出的海平面气压变化图分别为乙图和丙图,回答9~10题: 9.①地比②地( ) A.气压高,风速大B.气压高,风速小C.气压低,风速大D.气压低,风速小 10.④地此时的风向为( ) A.偏西风B.偏东风C.东北风D.东南风 二、综合题 11.我国南海一滨海城市的学校开展了“海陆风的现象及其影响”地理课题研究。 根据所学知识,回答问题: (1)海陆风是滨海地区在一天之中,由于 的差异,风向以一天为周期,随昼夜交替而转换的大气运动。 (2)完成海陆风气流(箭头)示意图。 (3)分析海风对该滨海城市气候的影响。 2.1冷热不均引起大气运动 例一: (1)B (2)低 云的反射减少了到达地面的太阳辐射 (3)高 有云的夜晚,大气逆辐射更强,补偿了地面损失的热量 (4)晴天夜间大气逆辐射弱,地面降温幅度大 例二: (1)A (2)C 例三: (1)④ ⑤ (2)B 受热膨胀 A 下沉 (3)近地面由A流向B,高空由B地的高空流向A地的高空;垂直方向是A地下沉,B地上升。 画图略 例四: (1)b近地面空气密度大 (2)海洋(3)↑→↓← (4)夏 陆地为低压,仅考虑热力因素,低压是因为大气受热膨胀上升而产生的,所以陆地气温高于海洋,为夏季。 例五: (1)水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 (2)垂直于等压线 高压 低压 (3)等压线 (4)并不完全平行,而是有个交角 例六: (1)水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力 (2)南 (3)略(西北风) (4)高 (5)乙 课堂作业: 1.A2.B3.C4.B 5.C 6.B7.A 8.C9. (1)南 (2)北 (3)东 课后作业 (一) 1.D 2.B3.D4.C5.A 6.C 7. (1)辐射 (2)平流 (3)辐射 (4)辐射雾。 形成原因: ①位于我国的湿润区(位于河流交汇处),水汽充足(空气湿润);②夜晚地面辐射强(夜晚温度低或夜晚降温快);③位于四川盆地,空气比较稳定(近地面水汽积存);④城市附近尘埃多,凝结核多。 课后作业 (二) 1.D 2.D3.D4.A 5.B6.D 7.A8.D9.B 10.A 11. (1)海陆热力性质 (2)如图。 (3)海风从海上吹来,缓解城市“热岛效应”,增加空气湿度,改善该城市的空气质量。
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