大气运动与全球性大气环流

大气运动与全球性大气环流

导学提示

内容精析：

大气垂直运动和水平运动的成因；三圈环流与气压带、风带的形成；大气环流与水热输送的关系。 学法提示：

(1)复习本讲内容要善于抓关键点。第一步：运用教材“冷热不均引起的热力环流示意图”分析，说明大气运动的能量来源于太阳辐射，引起大气运动的原因是，太阳辐射对各纬度加热不均→造成高低纬度间热量的差异→空气的垂直运动→同一水平面上单位距离气压差异→水平气压梯度力。第二步：分析风的形成原因。水平气压梯度力是形成风的直接原因，风的大小由水平气压梯度力决定。在一幅等压线分布图中，等压线越密集，风力越大。风的方向是由水平气压梯度力、地转偏向力和地面摩擦力决定的。只考虑水平气压梯度力和地转偏向力，风最终平行等压线。如果考虑水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力，风向与等压线斜交。

(2)复习本讲内容要迁移物理知识边绘图边分析。可引用“左、右手定则”进行风向的判定，北半球用右手，南半球用左手。

(3)三圈环流是在理想的均匀的地球表面，由于受气压梯度力、地转偏向力及摩擦力的作用，在地球表面形成‘‘六风七带”。大气环流形成的气压带、风带及其随太阳直射点的南北移动是形成各地天气、气候的主要原因。

自主探究

一、大气运动的原因 1、大气运动的能量来源于：

A. 太阳辐射

B. 地面

C. 大气

D. 海洋 2、根本原因：不同纬度接受太阳辐射不均匀

二、热力环流

1.由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。它是大气运动的一种最简单、最基本的形式。

2.热力环流的形成

大气运动的能量来源于太阳辐射。因地球是球体，太阳辐射能的纬度分布不均，低纬获得太阳辐射能多，高纬获得太阳辐射能少，造成高低纬度间的温度差异，这是引起大气运动的根本原因。

就局部地区，由于下垫面的不同，导致地面冷热不均，从而导致同一水平面上气压差异，高压区的空气流向低压区，空气从密度大的地方流向密度小的地方，从而形成热力环流。

“热力环流”为大气运动的最简单、，最基本的形式，由

于近地面地区冷热不均造成空气在垂直方向的升降运动。空

气上升运动导致近地面气压降低而对应高空气压升高，空气

下沉运动导致近地面气压升高而对应高空的气压降低，这样

在同一平面上形成水平气压差异，从而形成大气的热力环流。这里需要着重指出的是：造成气压高低差异的直接原因是气流的上升或下沉，而不是气温的高低。另外在学习该知识点时，还要注意压强的比较首要前提是必须在向一平面上进行比较，所谓压强高低都是相对而言，不妨记住八个宇“高弯

高压，低弯低压”，意思是如果某处等压面向高空弯曲，则此

处为同一平面的相对高压，反之等压面向地面弯曲，则该处

为同一平面的相对低压。透彻理解了热力环流形成原理，海陆风的形成也就不难解释了。

[疑难突破]对热力环流理解时应注意的几个问题

(1)形成热力环流的根本原因是地面的冷热不均。一般情况下，在地面上存在冷热不均的地方，就有可能形成热力环流。如水面和地面、林地和裸地等。

热力环流 同一水平面上的气压差异 大气的水平运动 冷热不均

冷却 下沉 受热 上升 大气的垂直运动

(2)冷热不均首先引起大气在垂直方向上的运动，然后导致大气在水平方向上的运动。

(3)热力环流形成的高压和低压，指的是在同一水平面上的两点而言的，垂直方向上越往上气压越低。在近地面，冷的地方对应高压，热的地方对应低压。如果已知某地气压的高低，用此规律可判断出近地面温度的高低。反之，如果已知某地温度的高低，也可以推断出 近地面气压的高低。

(4)气流在垂直方向上的运动并不都是由高压流向低压，下沉气流是由低压区流向高压区，它是由空气受冷收缩下沉形成的。

典例导考

读“冷热不均引起的大气运动示意图”，回答问题：

（1）图中方框内是低压还是高压，用“高”或“低”填在图中。

（2）从空气的垂直运动来看，受热的地区空气 ，受冷的地区空气 。 （3）从水平方向来看，空气从 气压流向 气压。

（4）乙图的空气环流是因 引起的，因此，称 环流。

[知识拓展]等压面的概念

等压面是空间气压值相等的各点组成的面，它反映气压的空间分布状况。 [方法点拨]等压面凹凸与气压类型

等压面向上凸起的地方是高压区，等压面下凹的地方是低压区(可简化为“上凸高压，下凹低压”)。因近地面与高空气压类型相反，故同一地区近地面与高空的等压面凹凸方向相反；在同一高度上，气流是从等压面上凸的地方水平流向下凹的地方。

[要点剖析]

解析：当地面受热均匀的时候，空气没有上升和下降运动，等压面是平直的；当一地受热，一地冷却，受热的地方空气膨胀上升，到高空积聚起来，使上空的空气密度增大，形成高压，受热的地方近地面因空气密度减小而形成低压。冷却的地方，空气冷却收缩下沉，上空的空气密度减小形成低压，而冷却的地方近地面空气密度增大形成高压。空气由高压流向低压，从而形成热力环流。

大气受热不均主要是由太阳辐射的纬度差异和下垫面热力性质差异引起的。大气不均匀受热是大气运动的主要原因，大气热力环流则是理解许多大气运动类型的理论基础。

3.热力环流的类型

海陆之间的海陆风、城市与郊区之间的热力环流、山谷和山坡之间的山谷风，都是热力环流的表现。 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，空气由大陆流向海洋；近地面，陆地形成低气压，海洋上因有空气流人形成下沉空气，形成高气压，使下层空气由海洋流向大陆，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，使下层空气由陆地吹向海洋，形成陆风(如图b)。

甲

乙

冷热不均引起的大气运动示意图

②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(如图a)；夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流人谷底，形成山风(如图b)。

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，释放出大量的废热，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”。当大的环流微弱时，由于城市热岛的存在，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，在城市和郊区之间形成了小型的热力环流(如图)，称为城市风。

三、大气的水平运动——风的形成 (1)大气水平运动的作用力 ①水平气压梯度力

促使大气由高压区流向低压区的力称为水平气压梯度力，它是大气水平运动的原动力。其方向垂直于等压线，由高压指向低压。其大小与水平气压梯度(单位距离间的气压差)成正比。水平气压梯度力既影响风速，又影响风向。

②地转偏向力

其方向始终与物体运动的方向相垂直，北半球偏右，南半球偏左，其大小随纬度和物体运动速度的增大而增大。地转偏向力只改变风向，不影响风速。

③摩擦力

摩擦力在大气中不同高度上大小是不等的，近地面最显著，高度愈高，作用愈弱，一般到1 500米以上，摩擦力的影响就可以忽略不计。摩擦力既影响风速，也影响风向。

(2)高空大气的风向

高空大气的风向，是水平气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果，风向与等压线平行。它只存在于高空(高空摩擦力极小)。

(3)近地面大气的风向

近地面的风，实际上是大气在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个因素的作用下运动的。当这三个力平衡、合力为零时，风向与等压线有个夹角，即风向斜穿等压线，从高压指向低压。

[方法点拨] 图示法记忆风的形成

[辨析比较]气压梯度和水平气压梯度力

地面受热不均，热的地方空气膨胀上升，冷的地方空气冷却收缩下沉，这种空气的垂直运动，使同一水平面上产生了气压差异。单位距离间的气压差叫做气压梯度。一旦产生气压梯度，就产生了促使大气由高气压区流向低气压区的力，这个力称为水平气压梯度力。

大气

水

平运

动受到

的

力

一力作用时，

[方法点拨]等压线的疏密与风速的大小

在等压线分布图上，等压线越密集，单位距离间的气压差异越大，即水平气压梯度越大，这说明水平气压梯度力越大，风速也就越大；反之，等压线越稀疏，单位距离间的气压差异越小，即水平气压梯度越小，水平气压梯度力越小，风速也就越小。

[疑难突破]大气运动方向的成因

地面受热不均，导致空气上升和下沉运动；两股空气相遇，空气积聚过多，也会产生空气的上升(如南北纬600地面)和下沉(如南北纬300高空)运动，这是动力原因形成的。空气的垂直运动，导致同一水平面上产生了气压差异，促使大气由高气压区做向低气压区做水平运动。

[方法点拨]根据风向判断气压中心的位置

(1)近地面气压中心位置的判断

由于近地面大气的风向是斜穿等压线，从高压吹向低压，因此，人在北半球背风而立，高压在他的右后方，低压在他的左前方；在南半球背风而立，高压在他的左后方，低压在他的右前方。

(2)高空气压中心位置的判断

由于高空大气的风向平行于等压线，因此在北半球顺着风向，右侧是高压，左侧是低压；在南半球顺着风向，左侧是高压，右侧是低压。

典例导考

1、关于影响大气水平运动的几个力的叙述，正确的是：

A.地转偏向力只影响风向不影响风速

B.水平气压梯度力是形成风的直接原因

C.摩擦力只影响风速不影响风向

D.在水平面上，促使大气由高气压区流向低气压区的力，称为水平气压梯度力

2、读“风的形成过程示意图”，完成下列要求。

（1）图中字母表示的地理事物是：

A ，

B ，

C 。

（2）判断此图属于（南、北）半球图，判断的依据

是。

（3）此图属于（高、低）空大气运动，判断理由是

。

3、关于近地面风的叙述，正确的是：

A.近地面风的形成是受地转偏向力、水平气压梯度力和摩

擦力三个力作用的结果

B.近地面大气中的风向与等压线之间成一夹角

C.北半球近地面低压中，大气按顺时针方向旋转辐合

D.北半球近地面高压中，大气按逆时针方向旋转辐散

大气环流

概念：全球性的有规律的大气运动通常称为大气环流。平常我们所说的大气环流主要是指三圈环流和季风环流。

作用：大气环流使高低纬度之间、海陆之间的热量和水汽得以交换，促进了地球上的水热平衡。

四、三圈环流

[学习指导]

1.对气压带、风带及其季节移动的理解，可以分3步：①假设大气是在均匀的地球表面上运动的，而且地球不自转。引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均。赤道地区温度高，两极地区温度低，形成赤道与极地之间的热力环流。—单圈环流；②假设地球表面是均匀的，引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均和地转偏向力的作用，出现三圈环流；③地球在自转的同时，绕太阳公转，由于黄赤交角的存在，是太阳直射点发生周年移动，导致气压带和风带随季节的不同位置发生变化。

2.气压带的分布是“四高三低，相间分布”，风带是“高中低纬，南北对称”。

[方法点拨]表格法记忆全球气压带和风带

）写出图中气压带的名称，并简述对气候的影响

气压带，B是气压带，

气压带，D是气压带。

）在气压带之间画出各风带的风向并注出各风带的名称。

气压带和风带随太阳直射点的季节变化而南北移动，就北半球而言：①

典例导考

读图，并回答问题。

流状况，判断的理由是。

（2）一般地说，A地比B地降水，

原因是。

（3）C气流来自哪个气压带？为什么C气

流与D气流相遇后向上爬升？

（4）气流相对上升的纬度是和，那里一般是气压带，天气特点是

；气流相对下沉的纬度是和，那里一般是气压带，天气特点是

。

（5）常年吹C气流的大陆西岸地区，气候特点是。常年受B气流控制的大陆中部和西部地区，气候特点是。一年中，受气流C和B 交替控制的大陆西部地区，气候特点是。

五、海陆分布对大气环流的影响

海陆分布对大气环流的影响是由海陆热力性质差异的海陆分布状况所决定的。

①海陆热力性质的差异及气压差异

由于海陆热力性质的差异，导致了冬夏间海陆气温的差异，进而造成了气压的变化，使气压带呈不连续的分布。

②北半球冬、夏季气压中心

成因：受海陆分布的影响，由于海陆热力性质的差异，使呈带状分布的气压带被分裂成一个个高、低气压

③季风环流

1、读亚洲某月季风示意图1，回答：

（1）图示的月份是 月。图中A 处的气压名称是 ，气候类型是 。

（2）图中B 处盛行 季风，附近的洋流名称为 。

（3）图中C 处盛行 季风。

（4）形成东亚季风的主要原因是 ，形成南亚季风的主要原因是 。 （5）亚洲东部季风环流最为典型的原因是

。 2、（05，开封）读亚洲部分地区气候分布图，回答下列问题。 （1）判断气候类型名称：① ，② ；与②纬度相同的大陆西岸的气候类型是 。 （2）图中①、②两种气候的分界线是 ，试分析两种气候的相同点和不同点。

相同点：表现在成因上都是 造成的，表现在气候特点上，夏季都是 。

不同点：表现在冬季的气候特点上① ，② 。 （3）分析比较③、④两种气候在气候特点上的相同点和不同点。 相同点： 。 不同点：③有明显的 ，④是 。 （4）②、③两种气候成因的最大不同点是： 。

（5）与①处自然带景观相同的另外一种气候类型是 ，主要分布是大洲有 。

图 1

图2