【课堂设计】高中地理湘教版必修1学案 第二章 自然环境中的物质运动和能量交换 3.2 热力环流与大气的水平运动[书利华教育网].doc

第2课时　热力环流与大气的水平运动 [学习目标]　1.理解大气热力环流形成的原理。2.结合图示理解水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对大气水平运动的影响。3.分析生活中常见的大气运动现象；运用等压线分布图判断某地的风向，比较两地的风速。 一、热力环流形成的原理 1．大气运动的根本原因：①____________在地表的差异分布，造成不同地区②______________不同，导致水平方向上的③________差异，引起大气运动。 2．热力环流的形成 (1)A地受热较多时，近地面形成④____气压，其高空形成⑤____气压；同时B、C两地受热较少，空气冷却下降在⑥________形成低气压，在⑦__________形成高气压。⑧____________出现弯曲。 (2)水平气压差异产生⑨____________________，并造成空气的⑩________运动：在高空，空气从A地向B、C两地⑪________；在近地面，空气则由B、C两地流向A地，这样就形成了⑫____________。 二、大气的水平运动 1. 2．不同受力情况下的风向 受力情况 风向与等压线的关系 只受水平气压梯度力作用 垂直等压线由高压指向低压 在高空，只受⑯________________力和⑰______________力的影响 与等压线平行，在北半球向右偏、南半球向左偏 在近地面，受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用 与等压线⑱____________ 探究点一　热力环流的形成及应用 【探究材料】 实验探究·热力环流的形成原理 1．实验器材：长方形的玻璃缸1个(长100厘米，宽30厘米，高40厘米)、胶合板盖一个(一侧开有一个小洞)、一盆黄沙、一盆枝叶茂密的草皮、一束香、一个打火机、两个1 000瓦的电灯、电源。 2．实验步骤 (1)将一盆黄沙和一盆草皮分别放置在玻璃缸两端。 (2)用平整的胶合板把玻璃缸上部开口处盖严。 (3)将一束香点燃，放进小洞内。 (4)将电灯打开。 3．实验探究 (1)观察烟雾的飘动情况，绘制出其简明示意图，并简要说明原理。 (2)利用这一原理，谈谈在城市发展中如何改善大气质量。 (3)古诗云：“何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。”你能理解巴山为何多夜雨吗？ 【规律总结】 1．热力环流的形成 热力环流是由于地面冷热不均而形成的一种环流形式，结合等压面示意图对其形成过程分析如下： 可简单归纳为：近地面冷热不均→气流的垂直运动(上升或下沉)→近地面和高空在水平面上气压差异→大气的水平运动→形成高低空热力环流。 2．常见的热力环流形式 (1)海陆风：白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海洋上高，近地面，陆地气压低于海洋，空气由海洋流向陆地，形成海风(如图a)。夜间，陆地降温快，气温比海洋上低，近地面气压比海洋高，使近地面空气由陆地流向海洋，形成陆风(如图b)。 (2)山谷风：白天因山坡上的空气增温强烈，于是暖空气沿坡上升，形成谷风(如图c)。夜间因近山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山风(如图d)。 (3)城市风：由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放出大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。在城市和郊区之间形成了小型的热力环流(如下图)。 【考例探究1】　下图是“等高面与等压面关系示意图”。读图，完成下列问题。 (1)图中①～⑤点，气压最高的是________，气压最低的是________。 (2)A、B两地受热的是________地，空气________；冷却的是________地，空气________。 (3)用“→”画出图中的热力环流。 (4)若该热力环流发生于城区与郊区之间，则A、B中代表城区的是________，说明判断依据。 　 (5)若图中A处为海洋，B处为陆地，则该热力环流出现在________(白天或夜间)。 探究点二　大气的水平运动 【探究材料】 2009年由吴宇森担任导演的《赤壁》(上、下)在全国各大影院热播，影片的中心是魏、蜀、吴三个诸侯国发生在赤壁的一场战争。蜀吴取得战争胜利的关键是诸葛亮(金城武饰)借来“东风”火烧曹营。 1．此次战争时“东风”难借，说明当时正值________季(季节)，赤壁地区盛行________风。 2．从诸葛亮借东风火烧曹营成功，可知两军中________军位于赤壁东侧。 3．试分析火烧赤壁当天赤壁附近的气压状况，等压线走向。 　 　　 【规律总结】 影响大气水平运动的三种力的比较 力的名称 产生原因 方向 大小 作用 水平气压梯度力 高低压之间存在气压梯度 垂直于等压线并由高压指向低压 水平面单位距离气压梯度越大，水平气压梯度力越大 形成风的直接原因 地转偏向力 由于地球自转产生的一种促使沿地表做水平运动的物体偏离其运动方向的力 垂直于风向，北半球向右偏，南半球向左偏 赤道地区为零，向南北两极逐渐增大 只改变风向，北半球右偏，南半球左偏，不改变风速的大小 摩擦力 地面与空气之间，以及运动状况不同的空气层之间产生的阻力 与风向相反 与下垫面状况有关，与风速的大小有关 减小风速，也改变风向，对近地面大气的运动影响显著 【考例探究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。完成下列问题。 　　　　　　　　　　　　　　　　　 (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⑧ C．③或⑦ D．⑥或⑦ (3)近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向(　　) A．与空气运动方向成180°角 B．与空气运动方向成90°角 C．与气压梯度力方向成90°角 D．与气压梯度力方向成180°角 答案 课前准备区 ①太阳辐射　②气温　③气压　④低　⑤高　⑥高空　⑦近地面　⑧等压面　⑨水平气压梯度力　⑩水平　⑪扩散　⑫热力环流　⑬水平气压梯度　⑭地转偏向　⑮摩擦 ⑯水平气压梯度　⑰地转偏向　⑱成一夹角 课堂活动区 探究点一 本题组以实验的形式考查热力环流的形成原理及应用。实验中1 000瓦的电灯相当于白昼的太阳光照，香烟的飘动方向即为热力环流方向，因草皮的热容量较大，所以其升温较慢，气温相对黄沙偏低，附近气流下沉，气压偏高；黄沙相反，故会形成顺时针热力环流。城市和郊区有类似情况，也会形成城市风，所以在布局时应加以考虑，并试图减弱其影响。 3．(1)烟雾顺时针方向飘动，如下图所示： 成因：黄沙比草皮的比热容小，增温快，温度高。附近的气流膨胀上升；草皮增温慢，温度低，附近的气流冷却下沉；底部气流从草皮流向黄沙，顶部相反，进而带动烟雾顺时针飘动。 (2)措施：①增加绿地面积，减少水泥地面的比重； ②减少人为热源，减轻热岛效应； ③有污染大气的工业布局在远郊地区。 (3)巴山地区谷地众多，晚间风从山坡吹向谷地，而山谷中气流则垂直上升，将水汽带到高空，受冷凝云致雨。 考例探究1　(1)④　⑤ (2)B　膨胀上升　A　收缩下沉 (3)图略(其热力环流的画法应是近地面A→B，高空B→A，垂直方向A地下沉，B地上升)。 (4)B　B地受热，空气上升，为市区。 (5)白天 解析　思考时可按下列思路进行： ↓ ↓ ↓　　　↓　　　　↓ 　　 ↓ 探究点二 赤壁之战的关键是“东风”，若在难得“东风”的盛行西北风的冬季时节借到“东风”，需明察天气变化，知道气压分布规律。上知天文下知地理的诸葛亮根据经验得知其情况，东风形成时，若背风而立，高气压应在东北，低气压应在西南，再加上地转偏向力和摩擦力的共同作用才会形成东风。 1．冬　西北　2.吴、蜀 3．赤壁东北方为高气压，西南为低气压，等压线是东南西北走向。 考例探究2　(1)A　(2)C　(3)D 解析　(1)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。(2)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。(3)在近地面，水平气压梯度力，地转偏向力、摩擦力共同影响风向和风速。两力的合力与另一力的方向成180°角。