【高中地理】地理专业角度解读热力环流原理及应用

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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。谭老师地理工作室综合整理

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。

知识点

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；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。

总结

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

1、风向、风力的影响因素

2、风力发电的特点及区位分析

3、风沙问题

风力大小的分析与描述

注：本文由谭老师地理工作室综合自各地理公众号等，一并致谢！若引用不当可以随时文末留言联系注明来源或删除欢迎大家转载分享收藏点赞在看留言，