【地理探究】高中地理中如何解读热力环流原理及应用

　　备考十余年，篇篇皆考点

　　热力环流

　　【背诵要点】

　　1.热力环流的概念、形成原因、形成过程、示意图、原理应用

　　2.海陆风（湖陆风）、山谷风、城市风的形成原因、示意图、影响

　　3.等压面（等温面）的判读：判断气压（气温）值大小、冷热、气流运动方向（风向）、天气状况、下垫面状况

　　4.气压的概念、影响因素；高压和低压的概念、形成原因

　　【基础知识】

　　一、热力环流原理

　　（一）概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。它是大气运动最简单的形式。

　　（二）形成原因：地面冷热不均。

　　（三）形成过程

　　（四）示意图

　　【思考探究】是不是气温越高热力环流越旺盛？

　　答案：不是。热力环流的旺盛程度取决于地区间冷热差异。地区间温差越大，空气垂直运动越旺盛，水平气压梯度力越大，热力环流越旺盛。

　　【特别提醒】

　　1、一个关键

　　“一个关键”是确定近地面两地点的冷热。热容量大的地球表面，白天气温较低，夜晚气温较高；热容量小的地球表面，白天气温较高，夜晚气温较低。两地温差越大，热力环流越旺盛。

　　2、两个气流运动方向：（（先有垂直运动，后有水平运动））

　　①垂直运动：与冷热差异有关，受热上升，冷却下沉。

　　②水平运动：与气压差异有关，从高压流向低压。

　　3、三个关系：

　　(1) 等压面的凹凸关系：（近地面和高空的气压类型相反）

　　受热：低空下凹、高空上凸。变冷：低空上凸、高空下凹。

　　通常所说的高压、低压是相对同一水平面气压状况而言的。在同一地点，气压随高度的增加而减小。

　　(2)温压关系：热低压、冷高压(如上图中甲、乙、丙三地所示)。

　　注意：关于热力环流，具有“气温越高，气压越低”的规律，切记该规律只适用于热力条件下的下垫面，受动力因素影响的大气环流或者高空不适用于该规律。

　　（3）风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。

　　（五）常见热力环流形式

　　1、海陆风

　　①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。（海洋的比热容大于陆地）

　　②影响与应用：海陆风使海滨地区气温日较差减小，空气较湿润。

　　2、山谷风

　　①成因分析——山坡的热力变化是关键。

　　②影响与应用：山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，大气稳定，易造成大气污染。所以，山谷地区不宜布局有污染的工业。山谷地区夜晚气流上升多夜雨。

　　3、市区与郊区之间的热力环流

　　①成因分析——“城市热岛”的形成是突破口。

　　②影响与应用：一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置在下沉距离以外。

　　4、其他地区的热力环流：湖陆风；绿洲和沙漠之间

　　（六）原理应用——解释地理现象

　　1、我国北方房间里的暖气一般都安装在房间下方，制冷用的空调一般都安装在房间的上方。这是为什么？

　　这种安装位置的区别主要利用了热力环流的原理，热空气密度小于冷空气密度，热空气上升，冷空气下沉，从而更好地达到取暖或降温的目的。

　　2、巴山夜雨涨秋池

　　二、等压面图的判读

　　（一）气压：大气压强的简称，是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气压大小与高度、温度等条件有关。国际上统一规定用百帕（hpa）作为气压单位。一般地说来,在海拔不太高的情况 (<3000m) 下，海拔每上升100米，气压大约下降 10 hpa左右。

　　（二）等压面、等高面和等高线、等压线

　　等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”。另外，近地面与高空等压面凸起方向相反。

　　（三）等压面的判读

　　1、判读气压高低（气压差）、气温高低

　　①气压的垂直递减规律。由于大气密度随高度增加而降低，在垂直方向上随着高度增加气压降低，如下图，在空气柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在L2中，PB>PB′，PC′>PC。

　　②同一等压面上的各点气压相等。如上图中PD′＝PC′、PA′＝PB′。

　　气压值大小比较：B>A>D>C。AD之间的气压差小于BC之间。

　　气压值大小比较：A>B>D>C

　　2、判断下垫面的性质

　　①判断陆地与海洋(湖泊)：夏季，等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。冬季，等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。

　　②判断裸地与绿地：裸地同陆地，绿地同海洋。

　　③判断城区与郊区：等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。

　　3、判断近地面天气状况和气温日较差

　　等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小；

　　等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大。

　　4、判断气流方向（风向）

　　高空风与等压线平行，近地面风与等压线斜交

　　三、等温面图的判读

　　等温面图与等压面图的判读有很多相似之处，可借用等压面图的判读方法来判读等温面图。随着海拔升高，等温面的温度数值逐渐降低。

　　1、等温面向下凹的地区，气温较同高度其他地区低；等温面向上凸的地区，气温较同高度其他地区高。如上图中甲地为低温中心，乙地为高温中心。

　　2、夏季：陆地上等温面向上凸，海洋上等温面向下凹；城市市区等温面一般向上凸。

　　与热力环流有关的等压面图的判读

　　在学习热力环流知识时应注意以下几个问题

　　一. 正确处理以下几个关系

　　①气温与空气垂直运动方向的关系：

　　②空气垂直运动与空气密度的关系：

　　③空气密度与气压的关系：

　　④气压分布与空气水平运动（风向）的关系：

　　二. 解决难点

　　①气压是指单位面积上空气柱的重量，故气压总是随着海拔高度上升而降低，所以气压值由低处向高处渐小，即在垂直方向上，高空气压值永远小于低空气压值。

　　②等压面是指空间气压值相等的各点连接而成的面。气压的高低只能在同一高度上进行比较，若等压面向上凸出，即表明该处气压值比同一海拔高度上的其他地方高，反之则低。

　　③水平方向上风总是由高压吹向低压。

　　④近地面的气压高低状况是由于热力原因（空气受热或受冷）形成的，而高空的气压分布（在同一高度状况）往往是因空气密度大小而引起的上升或下沉气流造成的，此属动力原因。

　　三. 理清知识线索

　　热量差大气上升或下降同一水平面上的气压差异大气水平运动。

　　四. 几种常见的热力环流

　　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、山谷山坡冷热不均、人类活动都有可能导致热力环流的形成。

　　①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、天然气等化石燃料，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”。由于城市热岛效应的存在，引起空气在城市地区上升，在郊区下沉，下沉气流又从近地面流向城市中心，因此在城市和效区之间形成了小型的热力环流（如上图），称为城市风。

　　②海陆风

　　白天，陆地增温比海洋快，陆面气温比海面高，陆地上的空气膨胀上升，近地面气压下降；海面因有下沉气流而气压升高，在水平气压梯度力作用下，空气由海洋吹向陆地，这就形成了海风。夜间，陆地冷却比海洋快，气温比海面低，近地面气压高于海面，空气由陆地吹向海洋，这就形成了陆风。（如上图）

　　③山谷风

　　白天，山坡上的空气增温强烈，于是暖空气沿坡爬升，形成谷风；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，形成了山风（如上图）。

　　④焚风

　　空气越过山脉后，沿坡下降，空气绝热增温，使背风坡空气温度比迎风坡高，这种现象叫焚风。

　　城郊间的热力环流

　　由于城市人工发热、水泥沥青路面的增加，导致城市”高温化“。而郊区的温度相对较低，因此城市与郊区形成了温度差，产生了热力环流。热力环流分为两部分：城市风、郊区风。

　　①形成的基础：1）城市的温度较高，气流受热上升，在高空聚集形成高压区；2）近地表由于空气流出，形成低压区；3）郊区温度较低，气流受冷下沉，在近地表形成高压区；

　　②城市风：城市高空的气压较高，因此只能向两侧的郊区流动，便形成了从城市流向郊区的风，即为城市风；

　　③郊区风：郊区近地表的气压较高，城市近地表的气压较低，因此郊区的气流会”涌“进城市近地表。便形成了从郊区流向城市的风，即为郊区风。

　　城郊间的热力环流，总体来看包括两部分：①在高空，气流由城市流向郊区；②在近地表，气流由郊区流向城市。

　　图1 城市风与郊区风

　　例题

　　图2 例题

　　答案：C、D

　　精讲精析：（1）分析“海面城市”的影响。①海绵城市通过减少水泥路面的面积，增加绿地面积，提高城市土壤的蓄水能力，增加雨水的下渗，补充地下水；②城市绿地的增多，会减少城市与郊区的温差，减弱城郊间热力环流；谭老师地理工作室综合整理③海面城市的建设，会补充地下水，减缓因过渡抽取地下水造成的地面沉降；④地下水水位的上升，可以防止海水入侵，而不是海水倒灌（倒灌发生在地表，入侵发生在地下）；⑤酸雨的产生与大气污染有关，与地表地下的水分多少关系不大。

　　（2）分析建设“海绵城市”的措施。①建设海面城市，即增加地面的水分下渗。而耕地、湿地都可以顺利的让水分下渗，因此不是最有效的措施；②铺设防渗路面，恰恰减少了水分下渗；③完善排水系统，与地表下渗的关系不大；④增加绿地面积，可以有效地增加水分的下渗。

　　海绵城市

　　海绵城市，指的是城市像”海绵“一样，下雨时吸水，平时蓄水和净水，在干旱时将水释放并加以利用，实现雨水在城市中的自由迁移。

　　海绵城市的建设，可以通过以下途径：

　　①建设“海绵体”，例如河湖、绿地、花园、可渗透路面和绿色屋顶等，提高蓄水能力，调节雨水径流；

　　②建设排水排涝设施，提高排水能力，缓解城市内涝压力。

　　图3 海绵城市示意图

　　风向、风力的影响因素

　　风力发电的特点及区位分析

　　风沙问题

　　风力大小的分析与描述