新湘教版必修一第三章3 第三节 大气热力环流

一、大气热力环流的形成

1．定义：由于地面冷热不均而形成的空气环流。 2．形成过程

(1)A地受热较多，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；D处空气聚积，密度增大，形成高气压。

(2)B、F地受热较少，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成高气压；C、E处空气密度减小，形成低气压。

(3)水平运动：在同一水平面上，空气由高气压流向低气压大气的水平运动即是风。

二、自然界的大气热力环流 白天：多吹谷风

1．山谷风

夜间：多吹山风白天：多吹海风

2．海陆风

夜间：多吹陆风

3．城市风：白天和夜间近地面风均从郊区吹向市区。

1．注意一些规律使用的前提。例如，“越接近地面气压越高”，这个规律一定

要注意是在同一地点。“气温越高气压越低”，这个规律一定要注意是在只考虑热力因素的情况下才成立。

2．气压的高低是相对于同一水平面而言的，因而高压的数值并不一定大于低压的数值。同一水平面上，高压区的气压值大于低压区；同一垂直方向上，近地面低压的数值要高于对应高空高压的数值。

3．气流不一定由高气压区流向低气压区。同一水平面上，气流总是从高气压区流向低气压区；但在垂直方向上气流则有可能由低气压区流向高气压区。

4．地球表面比热容大的地方(如海洋)，白天气温较低，夜晚气温较高；地球表面比热容小的地方(如陆地)，白天气温较高，夜晚气温较低。在判断热力环流时，一定要关注相邻两地的比热容大小。陆地<海洋(湖泊、水库)、裸地<绿地(林地、草地等)、沙漠<绿洲等。

5．常见的热力环流中，海陆风、山谷风等的风向存在着昼夜差异，而城市风的风向不存在这种差异。

6．城市“热岛”效应的成因

(1)城市中的工厂、交通工具、家庭炉灶及空调等排放大量热量。 (2)城市中的建筑物对太阳辐射的吸收强。 (3)城市中的水面、绿地少。 (4)城市建筑物密集，热量不易散失。

[预习效果自测]

一、判断题

1．随着高度的升高，大气温度和气压越来越低。( ) 2．低气压中心的数值一定低于高气压中心的数值。( ) 3．自下而上，空气密度越来越小。( ) 4．一般地，谷风的风速小于山风。( )

5．一般地，沿海地区空气中水汽含量白天大于夜晚。( ) 答案：1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 二、选择题

6．在热力环流中，近地面气温高的地区( ) A．低空形成高气压 C．低空形成低气压 答案：C

7．下列海陆间热力环流示意图中，正确的是( )

B．高空形成低气压 D．高空气压大于低空气压

A．①② C．③④

B．②③ D．①④

解析：选D。白天，陆地气温高，空气上升，海洋气温低，空气下沉，近地面风从海洋吹向陆地。夜晚，海洋气温相对较高，空气上升，陆地气温低，空气下沉，近地面风从陆地吹向海洋。

读图，回答8～9题。

8．如果此图为热力环流侧视图，则以下说法正确的是( ) A．引起热力环流的原因是地面冷热不均 B．温度：A>B>C>D

C．热力环流是大气运动最复杂的形式 D．气压：D>A>B>C

9．如果此图表示的是山谷风示意图，那么上升气流③表示的可能是( ) ①白天的谷地 ③夜晚的谷地 A．①② C．③④

②白天的山坡 ④夜晚的山坡 B．②③ D．①④

解析：第8题，由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流，是大气运动最简单的形式，A正确。A处空气冷却收缩下沉，近地面形成高压；B处空气受热上升形成低压。因此，就气压来看，应是A>B>C>D；就温度而言，应为B>A>C>D。第9题，在山区，白天山坡上的空气增温强烈，暖空气沿坡上升，形成谷风；夜晚山坡上的空气因为热量散失多，温度降低幅度大，密度增大，沿坡下沉流入谷地，形成山风。

答案：8.A 9.B

热力环流

阅读材料，探究下列问题。

材料一 电视剧《三国演义》第76集“火熄上方谷”讲述了这样一个故事：公元234年春，诸葛亮在上方谷设伏兵，安排大将魏延诱敌深入。当司马懿等人追进上方谷时，山上士兵即投下石块堵塞谷口，同时引燃谷内干柴。刹那间，上

方谷硝烟弥漫，火海一片。正当司马懿父子以为必死无疑时，天空竟然乌云密布，接着就下起大雨，司马懿感谢苍天保佑，趁机逃脱。该战十分惨烈，打扫战场时发现四周山顶覆盖着未烧尽的衣服和草木灰。诸葛亮叹道：“谋事在人，成事在天。”

材料二 下图为热力环流形成示意图。

(1)探究近地面气温与气压的关系。

(2)探究同一地区近地面气压与高空气压的关系。 (3)气流是否总是从高气压区流向低气压区？ (4)探究“火熄上方谷”与热力环流的关系。

提示：(1)近地面气温高，形成低气压，近地面气温低，形成高气压。 (2)近地面与高空的气压状况相反。

(3)不是。水平方向上的气流总是从高气压区流向低气压区，垂直方向上可能从低气压区流向高气压区。

(4)引燃谷内干柴后，近地面气温升高，气流上升，空气上升过程中气温下降，水汽凝结而形成降水，降水浇灭山谷中的大火。

1．热力环流的形成

2．几种常见的热力环流形式

热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同、山谷和山坡受

热不均、人类活动等都可能导致热力环流的形成。具体分析如下。

(1)海陆风

白天陆地比海洋增温快，近地面夜晚陆地比海洋降温快，近地面形成 陆地气压低于海洋，风从海洋吹陆地气压高于海洋，风从陆地吹向陆地，形成海风 影响 (2)山谷风

向海洋，形成陆风 海陆风使滨海地区气温日较差减小，降水增多

白天山坡比同高度的山谷升温形成 夜晚山坡比同高度的山谷降温快，暖空气沿山坡上升，形成谷快，冷空气沿山坡下沉，形成山风 风 影响 (3)城市风

在山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底和盆底，使山谷和盆地内形成逆温层，阻碍空气的垂直运动，易造成大气污染

形成 城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”，引起空气在城市上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，在城市与郊区之间形成城市热岛环流 影响

读热力环流示意图，回答1～2题。

一般绿化带布局在气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布局于下沉距离之外

1．热力环流产生的根本原因是( ) A．相邻地区存在气流升降运动 B．不同地区之间近地面存在冷热差异 C．同一等压面上存在气压差异 D．相邻地区的地面状况存在差异 2．图中①②③④处，气压最高的是( ) A．① C．③

B．② D．④

解析：第1题，热力环流是由不同地区间地面冷热不均引起的空气环流。由于冷热不均，垂直方向上产生大气运动，不同地区同一高度上的气压差异又产生水平方向上的大气运动。因此热力环流产生的根本原因是不同地区之间存在冷热差异。第2题，垂直方向上，近地面气压高于高空，②地空气下沉，而①地空气上升，所以②地比①地气压高。

答案：1.B 2.B

(2020·河南省实验中学期中)下图为某地理老师拍摄的一组模拟对流运动的演示实验照片。读图回答3～4题。

3．下列照片的排序，能正确说明对流运动先后过程的是( ) A．①②③ C．②①③

B．①③② D．③①②

4．下列现象的产生与对流运动有密切关系的是( ) A．极光 C．流星 答案：3.D 4.B

在水库及其周围，由于热容量的差异，产生了局部小气候。据此回答5～6题。

5．若该水库旁建有一度假村，下列四幅图中，能正确反映该水库与度假村之间风向的是( )

B．雨雪 D．磁暴

A．①② C．①④

B．③④ D．②③

6．下列关于水库对库区周边的影响，叙述正确的是( ) A．风力减弱

B．雷电、阵雨等天气现象增加 C．气温的年较差增大，日较差减小 D．增加周边地区空气湿度

解析：第5题，若该水库旁建有一度假村，根据湖陆热力性质差异，白天水库升温慢，温度较低，气压较高，风由水库吹向度假村，结合图中风向，①错，

③对。夜晚水库降温慢，气温高，气压低，风由度假村吹向水库，②错，④对。B对。第6题，水库建设，产生了湖陆热力性质差异，周边的风力增强，A错。水库面积小，对雷电、阵雨等天气现象影响不明显，B错。气温的年较差、日较差都减小，C错。水域面积增大，增加了周边地区空气湿度，D对。

答案：5.B 6.D

等压面图的判读

1．等压面图的基本规律

(1)随着海拔的升高，等压面数值越来越小，如图甲中等压面数值①＞②＞③。 (2)地面冷热均匀时，等压面与地面平行，即与等高面一致，如图甲。 (3)地面冷热不均时，等压面发生弯曲，如图乙和图丙。

(4)高压处的等压面向高空凸，如图丙中B、C处；低压处的等压面向近地面凸，如图丙中A、D处。

(5)近地面和高空等压面的凸向相反，如图乙中A与C、B与D。

(6)图乙中A、B、C、D四地气压高低为B＞A＞C＞D，四地气温高低为A＞B＞C＞D。

2．等压面图的判读

以等压面为背景，结合气压的分布规律，等压面图有以下三个重要用途：

(1)判断气压高低

①比较同一地点在不同高度上的气压值

判断依据：由近地面向高空，气压值递减，如图中PA>Pa>Pc，PB>Pd>Pb。 ②比较同一水平面上不同点的气压值

判断依据：等压面高凸低凹，如Pa>Pb。

Pa高⇒PA低

⇒PB>PA。 近地面与高空气压相反，如，

Pb低⇒PB高(2)判断近地面的气温高低

判断依据：近地面温压相反，如Pa高⇒PA低⇒TA高，Pb低⇒PB高⇒TB低(A地热，B地冷)。

(3)判断下垫面性质

①判断陆地与海洋、季节或月份

判断依据：夏季热，陆地比海洋更热，形成低压；冬季冷，陆地比海洋更冷，形成高压。

例如，若上图为北半球7月份图⇒北半球为夏季⇒近地面气压低的为陆地，则Pa高⇒PA低⇒A为陆地，B为海洋；若图中B为陆地，则Pb低⇒PB高⇒TB低⇒陆地冷，为冬季⇒为南半球7月份或北半球1月份。

②判断城区与郊区

判断依据：城区是热岛，气温高。例如，上图中Pa高⇒PA低⇒TA高(A地热)⇒A为城区。

③判断绿地与裸地

判断依据：绿地同海洋，裸地同陆地。

读某地等压线剖面分布图，回答1～2题。

1．对图中A、B、C、D四点气压高低的比较，正确的是( ) A．B>A>C>D B．A>D>C>B C．B>A>D>C D．B>D>A>C

2．关于A、B、C、D之间大气状况的叙述，正确的是( )

A．因为B地温度较高，造成大气由B向A运动 B．因为B地温度较高，大气受热膨胀上升 C．因为D地气压高于C地，大气由D向C运动 D．垂直方向上，大气由D运动到A

解析：第1题，同一等压面上的气压值相等，等压面向上凸处气压高，向下凹处气压低。同一竖直面上，海拔越高，气压越低，据图，B>A，A>D，B>C，D>C。故选C。第2题，由于地面冷热不均而形成的空气环流，它是大气运动最简单的形式。受热地区近地面气压低，受冷地区近地面气压高，高压处等压面向上凸起，低压处等压面向下凹陷。据图，因为B地温度较低，大气冷却下沉，造成大气由B向A运动；因为D地气压高于C地，大气由D向C运动。故选C。

答案：1.C 2.C

下图为某季节我国东部沿海某区域近地面和高空等压面示意图。读图，回答3～4题。

3．关于图示的判断，正确的是( ) A．图中气压：丙>丁>甲>乙 B．甲地气温高于乙地 C．甲地多为晴朗天气 D．乙地盛行下沉气流

4．关于图中气流的说法，正确的是( ) A．甲、丙之间气流产生的直接原因是气压差 B．乙、丁之间气流受地转偏向力的影响 C．水平气压梯度力只影响甲、乙之间的风速 D．产生四地间环流的根本原因是海陆热力性质差异

解析：第3题，甲与乙相比，甲地气压大于乙地，丙与丁相比，丁地气压大于丙地，乙地与丁地相比，乙地气压大于丁地，故图中气压排序是甲>乙>丁>丙，故A项错误；甲地气流下沉，气温低，乙地气流上升，气温高，故甲地气温低于乙地，故B项错误；甲地气流下沉，不易产生降水，多晴朗天气，故C项正确；乙地等压面向下弯曲，气压低，因此有上升气流，故D项错误。第4题，甲、丙之间气流产生的直接原因是气体遇冷收缩下沉，故A项错误；乙、丁之间气流是垂直方向上的流动，不受地转偏向力的影响，故B项错误；水平气压梯度力的作用形成了风，风速的大小取决于水平气压梯度力的大小，既影响甲、乙之间的风速，也影响丙、丁之间的风速，故C项错误；受热不均是引起热力环流的直接原因，根本原因是海陆热力性质的差异，故D项正确。

答案：3.C 4.D

[学考合格练]

暑假期间，济南市的某同学到威海市旅游，她发现当地风向具有明显的昼夜变化，并绘制如下示意图。读图，回答1～2题。

1．图示时间( )

A．陆地气温较低 B．正值白天 C．海面气压较低 D．正值夜晚

2．造成上述大气运动的根本原因是( ) A．高低纬之间的热量差异

B．海陆之间的热量差异 C．水平气压梯度力 D．地转偏向力

解析：第1题，白天，陆地气温高，气压低，海洋气温低，气压高，风从海洋吹向陆地。第2题，图示大气运动形式为热力环流，其根本原因是海陆之间的热量差异。

答案：1.B 2.B

读甲、乙两地等压面分布示意图，回答3～4题。

3．下列说法正确的是( ) A．乙地可能出现阴雨天气 B．气压值①>②

C．若甲、乙代表夏季的陆地和海洋，则乙地为海洋 D．若甲、乙代表城市和乡村，则甲地为城市

4．下列四幅热力环流示意图中，与上图中所示气压分布状态相符的是( )

解析：第3题，图中乙地气流上升，容易出现阴雨天气，故A项正确；气压值①<②，故B项错误；若甲、乙代表夏季的陆地和海洋，则甲地为海洋，故C项错误；若甲、乙代表城市和乡村，则甲地为乡村，故D项错误。第4题，根据图中气压大小的关系，甲地气流下沉，为高气压，乙地气流上升，为低气压，近

地面气流从甲地流向乙地，高空气流从乙地流向甲地，故B项正确。

答案：3.A 4.B

(2020·天津六校高一期中)读大气热力环流示意图，回答5～6题。

5．下列说法正确的是( )

A．该环流若发生在沿海地区，则a是陆地，b是海洋 B．该环流若发生在沿海地区，则b是陆地，a是海洋 C．该环流若发生在城市地区，则b是城区，a是郊区 D．该环流若发生在城市地区，则a是城区，b是郊区 6．图中a、b、c、d四地的气压值由大到小排序，应为( ) A．a>c>b>d C．c>a>b>d

B．a>b>c>d D．c>d>a>b

解析：第5题，该环流若发生在沿海地区，若是白天环流，则a是海洋，b是陆地；若是夜晚环流，则a是陆地，b是海洋。该环流若是发生在城市地区，则b气流上升，是城区，a气流下沉，是郊区。第6题，在水平方向上，空气由高压吹向低压。近地面气压大于高空气压。结合箭头方向，图中a、b、c、d四地的气压值由大到小排序，应为a>b>c>d。

答案：5.C 6.B

(2020·北京四中高一期末)读某自然地理过程模拟实验示意图，回答7～8题。

7．该模拟实验过程中，烟的运动轨迹是( )

A．① C．③

8．该实验主要模拟的是( ) A．冷空气过境 C．热力环流 答案：7.A 8.C

9．阅读图文材料，回答下列问题。

用一个长、宽、高分别是1 m、60 cm、50 cm的透明玻璃柜，在柜内底面两侧分别放置一盆热水(A盆)和一盆冰块(B盆)，然后用塑料薄膜把柜的顶部密封，在塑料薄膜的一侧开一个小孔，点燃一束香，放进小孔内(如下图所示)。一段时间之后，你能看到烟雾在玻璃柜内A、B、C、D之间形成一个环流。

B．水循环 D．大气受热过程 B．② D．④

(1)这个小孔应当开在装有________(填“冰块”或“热水”)的盆子上方。 (2)这个实验要验证的是________环流，这个环流形成过程中各个环节发生的先后顺序，排列正确的是( )

①地面冷热不均 ②空气发生水平运动

③同一水平面产生气压差异，形成水平气压梯度力 ④空气垂直运动，引起同一水平面气压的差异 A．①②③④ C．②①③④

B．①④③② D．①②④③

(3)下图中的甲、乙、丙三幅图中，能正确反映地面冷热不均引起的环流(箭头表示空气流动方向)及其等压面弯曲形态的是________图。图中B、D两点，气压

较低的是________点；A、B两点的气压相比，气压更高的是______点。若A、B分别表示海洋和陆地，则图示时间应当是________(填“白天”或“夜晚”)。

解析：(1)冰块处气温低，空气下沉，所以，应该把孔开在冰块上方，使香放出的烟雾下沉进入热力环流圈。(2)这个实验验证的是冷热不均引起的热力环流。热力环流产生的根本原因是地面冷热不均，冷热不均引起空气的垂直运动，由于空气垂直运动，引起同一水平面气压的差异，形成水平气压梯度力。水平气压梯度力是空气发生水平运动的直接原因。所以B正确。(3)热力环流中，热的地区气流上升，近地面为低压，等压面向地面方向凹陷，对应高空为高压，等压面向高空方向凸起；冷的地区气流下沉，近地面为高压，等压面向高空方向凸起，对应高空为低压，等压面向地面方向凹陷。所以甲图正确。同一地点的近地面气压比高空气压高，所以B点气压高于D点气压。同一水平高度的A、B两点，A点气温高，空气上升，形成低压，即A点气压低于B点。夜晚，陆地相对于海洋形成高压，风从陆地吹向海洋，因此图示时间应当是夜晚。

答案：(1)冰块 (2)热力 B (3)甲 D B 夜晚

[学考等级练]

太阳能烟囱发电是一种新能源发电技术，以热气流推动涡轮发电机运转发电。下图为太阳能烟囱发电示意图。据此回答1～2题。

1．图中发电系统空气运动方向标注正确的组合是( ) A．a、c C．b、d

B．a、d D．c、d

2．太阳能烟囱利用空气运动推动涡轮发电机发电，不需冷却水源，适宜太阳能资源丰富而又缺水的地区。从自然条件分析，下列省级行政区最适宜布局该类发电系统的是( )

A．海南 C．福建

B．宁夏 D．辽宁

解析：第1题，覆盖层之间的空气，使集热棚内空气温度升高、密度下降，并沿着烟囱上升，因此c正确、d错误；集热棚周围的冷空气进入系统，从而形成空气循环流动。由于集热棚内的空间足够大，当集热棚内的空气流到达烟囱底部的时候，在烟囱内将形成强大的气流，利用这股强大的气流推动装在烟囱底部的涡轮机，带动发电机发电，因此烟囱处的气流向外，a正确、b错误。第2题，由材料可知，该地“适宜太阳能资源丰富而又缺水的地区”，海南、福建、辽宁都位于季风气候区，降水较多，属于湿润和半湿润区，水源丰富，不符合题意；宁夏位于我国的内陆地区，降水少，水资源短缺，且晴天多，太阳能资源丰富。

答案：1.A 2.B

在下图中，甲图表示的是某滨海地区陆地和海洋表面气温日变化的曲线图，乙图表示的是该地区海陆之间气流的变化图。读图回答3～4题。

3．有关甲图描述正确的是( ) A．曲线①表示的是海洋气温曲线 B．曲线②表示的是海洋气温曲线 C．曲线①所示日温差大是昼夜长短所致 D．曲线②所示日温差小是纬度所致

4．由甲图推断，乙图中海风出现时间为( ) A．18时至次日7时 C．16时至次日8时

B．7时至当日16时 D．6时至次日18时

解析：第3题，水的比热容大，其气温的日变化小，陆地比热容小，其气温的日变化大，故曲线①表示的是陆地气温曲线，A错；曲线②表示的是海洋气温曲线，B对；曲线①所示日温差大是比热容小所致，C错；曲线②所示日温差小是比热容大所致，D错。第4题，海风出现的时间应该是海洋上气温小于陆地气温的时间，结合甲图可知7时至当日16时海洋气温低于陆地气温，选择B。

答案：3.B 4.B

下图表示甲、乙、丙、丁四地之间的热力环流。读图回答5～6题。

5．能够正确表示环流方向的是( ) A．甲→丙→丁→乙→甲 B．乙→甲→丁→丙→甲 C．甲→乙→丙→丁→甲 D．乙→丁→丙→甲→乙

6．关于图示热力环流的叙述，正确的是( ) A．热力环流使沿海地区气温日较差增大 B．若表示海陆间的热力环流，甲为海洋 C．若表示山谷间的热力环流，乙为山顶 D．若表示特大城市热力环流，甲为郊区

解析：第5题，在水平方向上，气流总是从高压流向低压，故丙→丁、甲→乙；在垂直方向上，近地面气流上升形成低压，气流下沉形成高压，故乙→丙、丁→甲，结合选项可知C项正确。第6题，热力环流使沿海地区气温日较差减小，故A项错误；因题干中未表明白天或夜晚，故B、C项无法判断；若表示特大城市热力环流，则甲为郊区，故D项正确。

答案：5.C 6.D

下图为我国某山间河谷某时段等温面和等压面分布剖面示意图。读图回答7～8题。

7．下列能正确反映图示情况的是( ) ①该时段为夜间 ③该时段吹谷风 A．①③ C．②③

②该时段为白天 ④该时段吹山风 B．①④ D．②④

8．下列古诗蕴含的原理与图中现象相关的是( ) A．两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山 B．人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开 C．何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时 D．山重水复疑无路，柳暗花明又一村

解析：第7题，从图中等压面和等温面的分布状况可以看出，该时段河谷等温面向高处凸，等压面向低处凹，说明该时段河谷温度较高，气压较低，根据山谷风的热力环流原理，可以判断该时段为夜间，吹山风。第8题，夜间河谷温度高，气流上升，在上升过程中遇冷凝结，容易成云致雨，所以夜雨较多。

答案：7.B 8.C

9．(2020·北京西城区高一期末)某同学利用自己制作的学具(左图)，在教室中模拟演示热力环流过程。读图，回答下列问题。

实验开始前(左图)，学生观察到学具中间悬挂的锡纸条没有明显的水平摆动。实验开始后，学生点燃蜡烛，并在纸杯中放入冰块，观察到两张锡纸条有明显的摆动(右图)。多次重复实验，发现结果相同。

(1)该实验结果可以说明________________________________________。 (2)依据左图、右图及实验过程，请在下图中连续绘出热力环流的形成过程，并在环节3中标出近地面气压状况。

(3)为了更好地观察实验现象，参与实验的学生想让锡纸条的摆动幅度更大，请提出你的建议。

解析：(1)热力环流是温度高低不同引起的大气环流形式，锡纸条一侧为点燃的蜡烛，一侧为冰块，温度差异明显，冷热不均会引起大气的运动。(2)在点燃蜡烛与放入冰块前，锡纸条两侧温度相同，没有明显的大气运动；锡纸条左侧蜡烛

点燃，升温；右侧放入冰块，降温；气温高，气流上升；气温低，气流下沉；气流上升，近地面形成低压；气流下沉，近地面形成高压；高空与近地面气压性质相反，在水平方向上，风从高压吹向低压。(3)想让锡纸条的摆动幅度更大，则应使风力更大，因此应从增大锡纸条两侧的温差，减少外界的影响等方面考虑。增大锡纸条两侧的温差可以选择增加蜡烛与冰块的数量，也可以在不改变蜡烛与冰块数量的前提下，缩小空间范围。

答案：(1)冷热不均会引起大气的运动

(2)

(3)选择更轻薄的纸进行实验；增加蜡烛与冰块的数量；缩小学具尺寸；增加学具的密封性等。(任答两点即可)