1、第四讲冷热不均引起大气运动细化课标素养要求1.大气垂直分层及特点。2.理解大气的受热过程，理清热量的传递过程。3.结合生产、生活实际，解释大气受热原理的主要应用。4.理解热力环流的形成，会解释常见的热力环流现象。5.知道风的受力状况，会判读等压线分布图中的风向。1.综合思维：运用大气受热原理、热力环流原理、大气运动原理，分析解释有关温差大小、温室效应、海陆风、风向等实际问题。2.区域认知：结合实际图文材料，认识不同地区的热力差异和大气运动差异。3.地理实践力：结合实际观察海陆风、山谷风、温室生产、昼夜气温变化等现象，并运用相关知识加以解释。一、大气圈的组成与结构1大气的组成有哪些？各有何作用？
2、大气成分作用干洁空气N2地球生物体内蛋白质的重要组成部分O2人类和一切生物维持生命活动所必需的物质CO2绿色植物进行光合作用的原料O3能吸收太阳紫外线，对地球生物起保护作用水汽产生云、雨、雾、雪等天气现象，影响地面和大气温度固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件2.大气的垂直分层依据是什么？各层有何特点？(1)分层依据：大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。(2)垂直分层分层气温垂直变化大气运动状况与人类的关系对流层随高度增加而降低对流运动显著天气现象复杂多变，与人类关系最密切平流层随高度增加而增加水平运动为主有利于高空飞行，臭氧层有保护作用高层大气随高度增加先降低后增加80500
3、km有若干电离层，对无线电通信有重要作用特别提醒对流层的高度有纬度差异和季节差异，低纬度地区可达1718 km，高纬度地区仅89 km；同一地区，夏季高于冬季。二、大气的受热过程1大气的受热过程中能量的根本来源和直接来源是什么？(1)大气根本的能量来源：太阳辐射能。(2)近地面大气热量的主要、直接来源：地面辐射。特别提醒太阳辐射能为短波辐射，地面辐射和大气辐射为长波辐射。大气吸收的热量主要为长波辐射，对短波辐射吸收很少。因此，地面辐射是近地面大气热量的主要、直接来源。2大气的受热过程主要表现为哪两个过程？(1)地面的增温过程：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。(2)大气的增温过程：地
4、面以地面辐射的形式向大气传递热量。3大气的削弱作用和保温作用分别是指什么？(1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用。(2)保温作用：大气通过大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。易误点拨 大气逆辐射及其影响因素(1)大气逆辐射在白天和夜晚都存在，而且白天比晚上还要强烈，最强时为大气温度最高时，即午后两小时(14时)左右。(2)影响大气逆辐射的因素主要有：空中的云量多少，大气的洁净度、干燥度。一般情况下，云量越多、空气越浑浊、湿度越大，大气逆辐射越强。4大气受热的主要影响是什么？大气的受热过程影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气的运动状态。三、热力环流
5、1热力环流的成因及形成过程是什么？(1)形成原因：地面间冷热不均。(2)形成过程2完成下图，在图中填出近地面的冷热状况和气压高低。四、大气的水平运动1大气水平运动形成的原动力是什么？由水平气压差异产生的水平气压梯度力。2填写下表，理清风的受力状况与风向。类型高空风近地面风图示(北半球)受力F1(水平气压梯度力)和F2(地转偏向力)共同影响F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(摩擦力)共同影响风向与等压线平行与等压线斜交特别提醒(1)近地面摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角愈大；反之，夹角愈小。(2)风向与半球位置及气压分布有密切关系。无论高空还是近地面，风的来向为高压一侧的方向：风
6、向向右偏的处于北半球，向左偏的处于南半球。1读大气的热力作用图和太阳高度与太阳辐射经过大气路程长短的关系示意图，回答下列问题。(1)图中各序号表示的作用过程是：_辐射；_辐射；_辐射。(2)冬天多云的夜晚比晴朗的夜晚要暖和一些，其原因是_。(3)在低纬地区，太阳高度角较大，太阳辐射经过大气的路程较_，被大气削弱得较_，最后到达地面的太阳辐射较_。(4)下列自然现象是图中大气的什么作用的结果。白天多云时，气温比晴天低。_作用；地球上观察晴朗白天的天空是蔚蓝色。_作用。答案(1)太阳地面大气逆(2)云层吸收的地面辐射较多，大气逆辐射较强(3)短少多(4)反射散射2读我国东部沿海某地热力因素形成的高
7、空等压面示意图，完成下列要求。(1)高空C比D的气压_(填“高”或“低”)，地面A比B的气压_(填“高”或“低”)。(2)A比B的温度_(填“高”或“低”)。(3)ABCD之间的热力环流呈_(填“顺”或“逆”)时针方向流动。(4)如果A地是海洋，B地是陆地，则此时应该是_(填“白天”或“夜晚”)，此时A地与B地间吹_风。(5)此时高空C与D之间吹_风。答案(1)高低(2)高(3)顺(4)夜晚西北(5)南大气的受热过程(2020全国卷)对我国甘肃某绿洲观测发现，在天气稳定的状态下，会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。下图呈现该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化。据此完成(1)(3)
8、题。(1)图示观测时段内()A正午绿洲和沙漠长波辐射差值最大B傍晚绿洲降温速率大于沙漠C凌晨绿洲和沙漠降温速率接近D上午绿洲长波辐射强于沙漠(2)导致绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的主要原因是绿洲()白天温度低蒸发(腾)多空气湿度大大气逆辐射强ABCD(3)这种现象最可能发生在()A12月 B45月C78月 D1011月思维流程第一步：提取信息绿洲位于我国甘肃，在天气稳定的状态下，会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。图中显示该时段内绿洲的气温比沙漠低；相对而言，沙漠的气温昼夜变化比绿洲大。图中显示沙漠的最高气温接近40左右。第二步：调用知识大气热量的直接来源是地面，在大气的受热过程中，
9、大气通过吸收、反射和散射作用对太阳辐射起到削弱作用；通过大气逆辐射对地面起到保温作用。沙漠与绿洲相比，沙漠吸热快，放热也快。第三步：综合判断对信息综合分析可知：第(1)题，图中显示绿洲和沙漠长波辐射差值最大约在15：00左右；傍晚沙漠降温速率大于绿洲；凌晨这段时间绿洲和沙漠降温速率接近。温度越高物体辐射强度越大，上午绿洲温度低于沙漠，辐射强度也低于沙漠。第(2)题，绿洲夜间地表温度较沙漠低，主要是因为其白天地表温度较沙漠低得多，对；绿洲夜间地面水分蒸发和植物蒸腾较沙漠强，热量在水分蒸发和植物蒸腾过程中被吸收，夜间温度会持续降低，对；夜间空气湿度大，大气对地面长波辐射吸收强，大气逆辐射强，对绿洲
10、的保温作用强，绿洲地表温度下降较慢，故绿洲夜间地表温度低于沙漠与空气湿度、大气逆辐射无关，错误。第(3)题，由图中得出此时段内绿洲与沙漠温度均较高，沙漠地区最高气温甚至达到40，因此最可能是在夏季。结合选项，这种现象最可能发生在78月(夏季)。尝试解答(1)C(2)A(3)C1大气对太阳辐射的削弱作用的应用(1)分析某地太阳辐射能分布的多寡高海拔地区(如青藏高原地区)内陆地区(如我国西北地区)湿润内陆盆地(如四川盆地)(2)分析白天气温的高低2大气保温作用的应用主要看大气逆辐射的强弱(1)解释常在夜晚出现的一些自然现象(2)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响(3)分析农业实践中的一些现象
11、我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。干旱、半干旱地区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，有利于水果糖分的积累等。3大气受热过程与气温垂直分布(1)一般情况下，对流层的气温是随着海拔的升高而降低，每升高100 m气温降低0.6 ，即气温垂直递减率为0.6 /100 m。(2)在一定条件下，对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温，甚至是气温随高度的增加而升温的现象，称为逆温。逆温现象的形成及消失过程逆温对地理环境的影响成雾早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系，它使能见度降低，给人们的出
12、行带来不便，甚至出现交通事故大气污染由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康对航空造成影响逆温多出现在低空，多雾天气对飞机起降带来不便。如果出现在高空，对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大颠簸考向一结合示意图，考查大气的受热过程(2020湖湘名校3月联合检测)2019年9月以来，澳大利亚多地发生了近几十年来最严重的山林大火，总过火面积超过1 000万公顷。其中，新南威尔士州灾情最严重。下图分别是澳大利亚简图、大气热力作用示意图。据此完成12题。1与正常的晴天比，山火产生的烟霾最可能会使()a减弱c增强b减弱d增强A B C
13、D2新南威尔士州东部某山地植被几乎被山火烧光，推测该山地2020年的()降水量减少坡面径流增加蒸发(腾)量增加地下径流减少A B C D1D2.C第1题，山火产生的烟霾导致大气中的固体颗粒和二氧化碳含量上升，进而使得大气对太阳辐射的削弱作用(b)增强，到达地面的有效太阳辐射(a)减弱，地温较低，地面辐射(c)减弱，因此对，错；同时使得大气逆辐射(d)增强，保温作用增强，对。故选D。第2题，森林火灾导致当地植被覆盖率下降，植被的各项生态功能会出现不同程度的减弱。年降水量取决于当地气候，气候具有相对的稳定性，短期内不会因为森林火灾的发生而变化，因此该地年降水量不会明显减少，错；植被减少会导致其涵养
14、水源、保持水土的功能下降，且不利于地表水下渗，因此坡面径流增加，地下径流减少，对；植被减少会导致蒸发(腾)量减少，错。故选C。考向二利用大气受热过程原理解释相关自然现象(2020北师大附中模拟)下图示意华北某区域裸地和秸秆覆盖情况下土壤的冻结过程状况。据此完成34题。3与裸地相比，该地秸秆覆盖地土壤冻结厚度较薄的原因主要是秸秆()A增强了大气逆辐射B使到达地面的太阳辐射增加C使地面反射率变小D使土壤与大气的热交换减弱4与裸地相比，该地秸秆覆盖地土壤融化时间较迟的原因主要是土壤()A冻结时间较迟 B获得光照较少C水分蒸发较弱 D上空气温较低3D4.B第3题，与裸地相比，该地秸秆覆盖地土壤冻结厚度
15、较薄的原因主要是秸秆使土壤与大气的热交换减弱，地面辐射散失热量少，D对；秸秆不能改变大气逆辐射，A错；秸秆遮挡阳光，使到达地面的太阳辐射减少，B错；使地面反射率变小，但不是土壤温度较高的原因，C错。第4题，与裸地相比，该地秸秆覆盖地土壤融化时间较迟的原因主要是土壤因秸秆遮挡阳光，获得光照较少，B对；与冻结时间较迟无关，A错；水分蒸发较弱是土壤温度低的结果，C错；空气流通，同一地区上空气温差异不明显，不是主要原因，D错。考向三结合生产、生活实际，考查大气的受热过程原理的应用(2020长沙望城区模拟)地膜覆盖是一种现代农业生产技术，进行地膜覆盖栽培一般都能获得早熟增产的效果，其效应体现在增温、保温
16、、保水、保持养分、增加光效和防除病虫草等几个方面。 结合下图，完成56题。5我国华北地区在春播时进行地膜覆盖，可有效地提高地温，保障了农作物的正常发芽生长，其主要原理是()A减弱了射向膜外的地面辐射B增强了地膜对太阳辐射的削弱作用C增强了太阳辐射的总量D增强了对太阳辐射的吸收6山东省胶东地区的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，其主要的作用是()A减弱地面辐射，保持地温B反射太阳辐射，降低地温C反射太阳辐射，增加光效D吸收太阳辐射，增加地温5A6.C第5题，我国华北地区在春播时进行地膜覆盖，可有效地提高地温，保障了农作物的正常发芽生长，其主要原理是减弱了地面辐射，A对；地膜覆盖不是大棚生产，不能增
17、强大气逆辐射，B错；不改变太阳辐射的总量，C错；不能增强地面对太阳辐射的吸收，D错。故选A。第6题，山东胶东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，其主要的作用是反射太阳辐射，增加光效，给果实着色，C对；夏季地温高，不需要保持地温，A错；地膜覆盖不能降低地温，B错；地膜覆盖不能增加吸收太阳辐射，D错。故选C。热力环流与大气水平运动(2019全国卷)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
18、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午夜思维流程第一步：提取信息积云的形成受下垫面影响强烈。来自下垫面的水汽随对流上升运动，温度下降而凝结成云。水汽开始凝结的高度为积云的云底高度。下垫面温度决定水汽凝结高度的区域。第二步：调用知识对流层中气温随高度的增加而降低；地面的冷热不均产生热力环流，受热的一地空气受热产生对流上升运动，变冷的一地大气收缩下沉。第三步：综合判断第(1
19、)题，由信息可知，积云是大气对流上升运动使水汽凝结而形成的，因此存在对流上升运动的区域多云，而对流下沉运动的区域云层较少，如果上升气流与下沉气流相间分布则形成的积云往往呈间隔团块状。第(2)题，由信息可知，常出现对流上升运动的区域，积云出现的频率较高，热带雨林地带处于低纬度地区，全年气温高、盛行上升气流，积云出现的频率高。第(3)题，由信息可知，水汽开始凝结的高度为积云的云底高度，结合信息可知有些区域下垫面温度决定水汽凝结的高度，因此地面温度低的时段，形成的积云的云底高度较低，一天当中气温最低值往往出现在日出前后，因此这个时段形成的积云云底高度较低。尝试解答(1)C(2)D(3)A1热力环流形
20、成原理理论依据：大气的热胀冷缩。(1)一个过程地面冷热不均大气垂直运动水平气压梯度力大气水平运动(如图ABCD示意)。需要注意：水平方向的气压梯度产生于大气在垂直方向的上升及下沉运动，大气在水平方向的运动(即风)是其结果。受重力作用，垂直方向上，近地面的气压永远高于高空。热力环流中气压的高低，是同一水平面的比较。同一水平面由气压高低差异所形成的力，即水平气压梯度力。(2)两个方向垂直方向与冷热差异有关，受热上升，遇冷下沉水平方向与气压差异有关，从高压流向低压(3)三个关系温差关系：近地面两地有气温差。风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。等压面的凹凸关系a气温高的地方：近地面下凹、高空上
21、凸。b气温低的地方：近地面上凸、高空下凹。2常见的热力环流形式(1)海陆风影响：使滨海地区气温日较差减小，降水增多。(2)山谷风影响：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)城市风影响：一般将绿化带布局于气流下沉处或下沉距离以内，将卫星城或污染较重的工厂布局于气流下沉距离之外。3风向与风力分析(1)等压线图中风向的判断第一步：在等压线图中，画出等压线在拟求风向点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但不一定是指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。第二步：确定南、北半球后，顺着水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(
22、南半球)偏转3045(若为高空，则偏转90)，画出实线箭头，箭头所指即经过该点的近地面风向。如图所示(北半球)：(2)在等压线图上比较风力大小同一等压线图上，等压线密集的地方风力大；等压线稀疏的地方风力小。不同图中，相同比例尺，且相邻两条等压线图上距离相同，两条等压线数值差越大，风力越大。不同图中，若相邻两条等压线数值、图上距离相等，则比例尺越大，风力越大。考向一结合示意图，考查常见热力环流的形成与影响(2020吉林长春质量监测)云瀑是流云在垂直方向上的一种动态景观，是丰沛的降雨和上升的水汽在低温条件下形成的，随风沿山坡飞流直下。盛行风和山谷风是常见的云瀑形成的动力来源。下图为云瀑示意图。据此
23、完成13题。1云瀑现象多发生在山地的()A背风坡 B迎风坡C阳坡 D阴坡2受山谷风影响形成的云瀑出现时，可能存在的现象是()A山谷气温较低，谷风势力较强B山谷气温较高，暖空气沿山坡上升C山坡气温较低，山风势力较强D山坡气温较高，冷空气沿山坡下沉3观察云瀑的最佳时间是()A雨后的清晨 B晴朗的午后C晴朗的黄昏 D雨后的正午1A2.C3.A第1题，由材料信息可知，云瀑是流云随风沿山坡飞流直下形成的动态景观，而山地背风坡盛行下沉气流。第2题，根据云瀑的形成原理可以推知，当山地盛行山风时，有利于云瀑的形成。因此，当夜晚山坡气温较低时，冷空气沿山坡下沉，山风势力较强，为云瀑的形成提供了动力。第3题，由材
24、料可知，云瀑是丰沛的降雨和上升的水汽在低温条件下形成的。雨后的清晨空气中水汽充足，且气温较低，同时满足了水汽和低温两个条件，有利于云瀑的形成，是观察云瀑的最佳时间。考向二结合区域图，考查大气的水平运动(2020绵阳市模拟)下图中甲城的市区人口约290万，是所在国家的第三大城市，是著名的国际金融中心，被誉为摩天大楼的故乡。甲城因终年多风，被称为风城，当地人自嘲：甲城“一年一场风，从春刮到冬”。据此完成46题。4受密歇根湖影响，甲城夏季白天的主导风向应为()A偏东风B偏西风 C偏南风D偏北风5与密歇根湖沿岸的其他地区相比，甲城风力更强的主要原因是()A地面开阔 B高楼林立C距离风源地更近 D距离湖
25、泊更近6在甲城风力最强的季节，下列描述正确的是()A北京高温多雨 B旧金山炎热干燥C南极科考正忙 D巴西高原一片枯黄4A5.B6.C第4题，甲城东临密歇根湖，夏季白天湖面较陆地气温低，形成局部高压，甲地主要受湖风影响，为偏东风，A正确，B、C、D错误。第5题，由材料可知，甲城被誉为“摩天大楼的故乡”，城市中多高楼大厦，高楼之间易产生狭管效应，增强风力，故B正确；在地面开阔与否、距离风源地远近、距离湖泊远近方面，甲城与密歇根湖沿岸的其他地区相差不大，故A、C、D错误。第6题，甲城位于美国中部，地形平坦，北半球冬季，来自北极的冷空气长驱直入，甲城风力最强。南极此时为暖季，是科考的最佳时期，C正确；
26、北京的气候类型是温带季风气候，冬季寒冷干燥，A错误；旧金山的气候类型是地中海气候，冬季温和多雨，B错误；巴西高原的植被主要是热带草原，此时为湿季，草木葱绿，D错误。热力环流作用下的“岛”效应因两地受热不均而形成的热力环流中，受某区域的特殊地理环境的影响，产生了不同的“岛”效应。名称含义成因影响或对策热岛效应城市气温高于郊区气温城市人工建筑物热容量小，增温快；人口、产业集中，排放热量多；绿地、水域面积小，调节功能弱对策：增大城区绿地、水域面积；控制城市人口密度、建筑物密度；减少人为热的释放冷岛效应夏季绿洲、湖泊比其毗邻地区气温低戈壁、沙漠热容量小，增温快；戈壁、沙漠热空气上升被带到绿洲、湖泊上空
27、，形成上热下冷的逆温层，大气稳定绿洲、湖泊调节气温，形成比较凉爽、湿润的局部小气候湿岛、雨岛效应城市降水比郊区降水多受热岛效应的影响，上升气流增多；人类排放杂质多，使空气中凝结核多，利于形成降水；高楼林立，空气循环不畅“雨岛效应”集中出现在汛期和暴雨之时，加重城市内涝比湿是指一团湿空气中水汽质量与该团空气总质量(水汽质量加上干空气质量)的比值，通常用来表示空气的湿度。下图示意青海湖湖岸某年8月15日正午、午夜空气比湿分布状况。据此完成(1)(3)题。(1)图中信息显示青海湖()A白天呈现出干岛特征，夜间呈现出湿岛特征B白天和黑夜均呈现出湿岛特征C白天的湿岛特征比夜间更为显著D湖泊湿岛的垂直扰动
28、低于1 000 m(2)湖泊上空午夜等比湿线比正午弯曲的原因，最有可能是()A气流水平运动微弱 B地形封闭，外界气流难进入C气流垂直运动微弱D地势开阔，气流扩散能力强(3)在没有大尺度水平气流的条件下，图中甲处()A正午吹东南风B正午吹西北风C午夜吹西南风 D午夜吹东北风(1)B(2)A(3)B第(1)题，干岛是相对周边地区水分偏少，湿度较低的孤立区域；而湿岛则是相对周边地区水分偏多，湿度较大的孤立区域。依据图中信息可知，无论正午还是午夜青海湖湖区上空等比湿线的数值均高于同海拔的周边地区，说明青海湖白天和黑夜均呈现出湿岛特征，B对、A错；夜间青海湖湖区上空等比湿线数值更大，向上凸出更明显，说明
29、夜间青海湖的湿岛特征更显著，C错；湖泊湿岛的垂直扰动可达4 000 m，D错。故选B。第(2)题，考查影响等比湿线形态变化的因素。等比湿线形态的变化，取决于湖面水汽的补充状况，正午等比湿线较为平直，可推测此时气流垂直运动较弱，水汽水平输送作用较为强烈；午夜等比湿线弯曲度较大，可推测此时气流垂直运动较为显著，水汽水平输送作用微弱，A对、C错；正午和午夜两个时间点地形地势特征并未发生改变，由此可知B、D错。故选A。第(3)题，实质上考查热力环流。湖泊与周边陆地存在热力性质差异，常形成湖陆风；白天陆地增温快，湖泊增温慢，湖泊形成高压中心，风由湖泊吹向四周；夜晚陆地降温快，湖泊降温慢，湖泊形成低压，风由四周吹向湖泊。图中甲处位于湖泊东部，在没有大尺度水平气流的条件下，由于地转偏向力、摩擦力等的影响，甲地正午吹西北风，午夜吹东南风。故选B。常见的热力环流现象中，城市地带、山谷地带、沙漠中的绿洲地区，湖泊周围地区，均会因受热不均而产生特殊的天气现象，如多雨、多雾、风向频变等，分析时主抓热力环流的形成过程，垂直方向上主要看气流的上升或下沉，水平方向上则主要看风向的变化，气流上升处易显示雾岛、雨岛或湿岛效应，气流下沉处易出现干岛效应。