第二章 地球上的大气

2.2 热力环流和大气环流

历年考情:

一、热力环流

（一）热力环流的形成过程分析

1.受热均匀

假设地表均一且受热均匀，则大气得到同等的热量，气温、气压相等，形成与地面平行的等温线和等压面。

但地面是受热不均的。

2.热力环流的形成过程：

受热不均——（导致）大气的垂直运动[热胀冷缩]——（使得）同一水平面产生气压差——（引发）大气的水平运动[风]——（形成）热力环流

3.等压面的判断运用：

（1）海拔与气压结合的等压线（面）图判读：

第一类：高程剖面图

由于同一水平面产生气压差，等压线不再保持水平状态，产生弯曲。

规律：等压面凸向高空为高压区，凸向近地面为低压区。

简记：凸低为高，凸高为低。适用于任何类型的等值线，注意第一个高低指的是等值线的弯曲方向，第二个高低指才是其自身的相对高低。

因此A、D（凸高）为低压区；B、C（凸低）为高压区。

第二类：等压面高程图

500百帕等压面高程（单位：米）

在第二类图中，没有剖面图直观，但根据数值也可以知道海拔的相对高低，中心海拔数值高的说明等值线向高空凸（凸低压），说明其为高气压区；中心海拔数值低的说明等值线向近地面凸（凸高压），说明其为低气压区。

因此图中N为（高空，因为海拔高）高压区，M为（高空）低压区。近地面则相反。

注意高空气压和近地面气压的区别：

如果没有告知等压线图是表示近地面还是高空时，可借助等压线气压值的大小确定：一般等压线气压值在1000百帕左右为近地面，低于800百帕为高空。

高空和近地面没有明确规定的高度，但是一般以1500米为参考数值。

判断下垫面的性质

把握原则：温高（气压低）凸高（气压变高的方向）；温低（气压高）凸低（气压变高的方向）。

"温高压低，高凸低凹"

a. 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。

b. 判断裸地与绿地：裸地同陆地，绿地同海洋。

c. 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。

下图表示甲、乙、丙、丁四地之间的热力环流。读图完成下面小题。

1．能够正确表示环流方向的是（ ）

A．甲→乙→丙→丁→甲 B．甲→丙→丁→乙→甲

C．乙→甲→丁→丙→甲 D．乙→丁→丙→甲→乙

2．关于图示热力环流的叙述正确的是（ ）

A．若表示海陆间的热力环流，甲为海洋 B．若表示山谷间的热力环流，乙为山顶

C．若表示特大城市热力环流，甲为郊区 D．热力环流使沿海地区气温日较差增大

【答案】1．A 2．C

【解析】

1．读图可知，甲、乙两地海拔相同，为近地面，甲地的气压比乙地高，丙丁两地位于高空，丙地的气压比丁地高，所以在近地面大气运动的方向是甲流向乙，高空中为丙流向丁，垂直方向上为乙流向丙，丁流向甲，A正确，BCD错误。故选A。

2．如表示海陆间的热力环流，甲为夜间的陆地或白天的海洋，A错误。若表示山谷间的热力环流，乙为夜间的山谷，B错误。若表示特大城市热力环流，甲为郊区，C正确。热力环流使沿海地区气温日较差减小，D错误。故选C。

（2020年新课标全国卷Ⅱ）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。图3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3~5题。

图3

3．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

4．导致绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的主要原因是绿洲

①白天温度低 ②蒸发(腾)多 ③空气湿度大 ④大气逆辐射强

A．①②B．②③C．③④D．①④

5．这种现象最可能发生在

A．1~2月B．4~5月C．7~8月D．10~11月

【答案】3．C 4．A 5．C

【解析】3．读图可知，凌晨0—6时左右绿洲和沙漠地表温度的变化曲线接近平行，说明降温速率接近，C正确；地面长波辐射主要受地温的影响，图中显示地表温度差值最大接近15时，故15时左右绿洲和沙漠的地表温度差值最大，A错误；傍晚沙漠地温曲线较陡，温度下降较快，故绿洲降温速率小于沙漠，B错误；上午绿洲地温低于沙漠，故绿洲长波辐射弱于沙漠，D错误。故选C。

4．由于沙漠白天温度较绿洲高很多，夜间虽然沙漠降温幅度快于绿洲，但还是会出现绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的现象，①正确；绿洲地表较湿润，蒸发（腾）多，吸收热量多，会使绿洲夜间降温较快，温度较低，②正确；空气湿度大和大气逆辐射强都会导致夜间降温较慢，使绿洲夜间地表温度较高，③④错误。故选A。

5．由上题分析可知，要出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象，必须具备绿洲夜间地表温度仍低于沙漠，则沙漠地区白天温度要远高于绿洲温度，使沙漠积累的余热多，导致夜晚降温后温度仍然高于绿洲，故要出现沙漠高温应为夏季7～8月。也可以通过读"该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化"图得知，图中出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象，图中沙漠15时左右的地表最高温已达40多度，故最可能发生在北半球夏季7～8月，C正确，ABD错误。故选C。

（二）常见的热力环流及其影响

1. 海陆风：

a. 成因分析：海陆热力性质差异是前提和关键。

b. 风向：白天吹海风，晚上吹陆风。

c. 影响：使滨海地区气温日较差减小，降水增多

2. 山谷风:

a.成因分析:山坡的热力变化是关键

b.风向:白天吹谷风,晚上吹山风，风向与山谷走向垂直。

c.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市区与郊区之间的热力环流

a.成因分析："城市热岛"的形成是突破口

b.风向：近地面由郊区吹向城市。城市风环流的方向不随时间而变化，因为市区的气温总是高于郊区。

c.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于下沉地带距离之外。

注意：

① 在海陆风（湖陆风）、山谷风的复习中，要注意其风向的变化实质不在于白天还是晚上，而在于不同下垫面区域的温度对比关系。

② 常见的热力环流中，海陆风（湖陆风）、山谷风等的风向存在着昼夜的差异，而城市风的风向不存在这种差异。

（2019年海南卷）山谷风是山区昼夜间风向发生反向转变的风系。白天太阳辐射导致山坡上的空气增温强烈，暖空气沿坡面上升，形成谷风；反之，则形成山风。祁连气象站位于祁连山中段的山谷中，山谷风环流较为强盛。下图示意2006年8月24日该气象站记录的山谷风风向、风速的变化。据此完成7—8题。

7．祁连气象站所在地谷风的风向是

A．偏南风B．偏东风C．偏北风D．偏西风

8．祁连气象站所处山谷段的大致走向及地形特征是

A．南北走向，西高东低B．东西走向，北高南低

C．南北走向，东高西低D．东西走向，南高北低

【答案】7．C 8．D

7．从材料可以分析出，谷风主要形成于白天，从图示信息尤其是11时以后的风向、风速信息可以看出，白天主要是北风，即当地谷风的风向是北风。故选C。

8．从图文材料可知该地夜间主要是南风，白天主要是北风，可判断出该山谷为东西走向；从风速来看，南风强于北风，说明该山南高北低，南风在下坡运动过程中受重力加速作用而导致风速加强。故选D。

（三）大气的水平运动

大气的水平运动是热力环流中大气的水平运动。

风形成的过程分析

1.影响主要受三个力的影响：

（1）直接影响其形成力——水平气压梯度力

由于同一水平面差生气压差，气流就会有从高压流向低压的趋势。这个促使气流由高压流向低压的力称之为水平气压梯度力，是形成风的直接原因。

特点：与等压线垂直，由高压指向低压

（2）改变方向力——地转偏向力

只改变风运动的方向，不改变大小。

（3）既改变方向，主要影响大小的力——摩擦力

2.风的形成过程：

高空的风vs近地面的风：

高空的风主要受水平气压梯度力和地转偏向力影响，最终风向和等压线平行。

近地面风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响，最终风向斜穿等压线。

【注意】 读图判断等压线图上的风向时，要注意区分近地面与高空：近地面要考虑摩擦力，风向与等压线斜交；高空一般不考虑摩擦力，风向与等压线平行；随着高度的增加，风向与等压线的夹角逐渐减小。

（二）风向和风力大小的判断方法

1．根据等压线图确定任一地点的风向

①在等压线图中，按要求画出过该点的切线，并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。

②确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向左或向右偏转30°～45°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。(以北半球气压场为例)

2.根据风向标和风向玫瑰图判断风向

风向标由风杆和风尾组成，风杆(长线段)上绘有风尾(短线段

)的一方指示风向。风尾上的横杠表示风速，一横表示风力二级，最多三横，就是六级，风力再大就用风旗表示，例如"

"就表示北风四级。

"风向玫瑰图"是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向和最小

风频。最常见的风向玫瑰图是一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与原点之间的距离与这个方向的风频成正比。

3.风力大小的分析与描述

【知识扩展】

1.【狭管效应】当气流由开阔地带流入地形构成的峡谷时，由于空气质量不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大。当流出峡谷时，空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响;称为"狭管效应"。由狭管效应而增大的风，称为峡谷风或穿堂风。

2.【焚风效应】焚风效应是指当气流经过山脉时，沿迎风坡上升冷却，形成降水（山腰最多）。过山后空气沿背风坡下沉，温度上升，湿度下降。

3.分内容的思维导图

二、大气环流

热力环流是大气运动的最基本的模式。全球范围内大气大规模地运动我们称之为大气环流。大气环流在全球的分布上也主要体现为大陆东、西的差异。大陆西岸主要表现为受不同气压带、风带控制；大陆东岸主要是受季风环流的影响。

（一）气压带风带的形成（以北半球为例）

将热力环流模型扩大到全球。

1.赤道和极地之间的单圈环流。

假设条件：1.地球不自转；2.地表性质均一；3.太阳直射赤道。

结论：赤道和极地之间形成单圈环流。

三圈环流（动态过程）

由于地转偏向力的存在，单圈环流模式不成立。而是形成三圈环流。

假设条件：1. 地表性质均一；2.太阳直射赤道。

【重点厘清高空的风和近地面的风的最终偏转方向不同】

【六个气压带和风带形成过程术语及图解分析】：

【赤道低气压带，0°为中心】 赤道附近温度较高，空气膨胀上升，在近地面形成（赤道）低气压带；在高空则形成高气压，流向两极方向。受地转偏向力影响，向右偏转，最终在北纬30°高空偏转成西风。气流源源不断从赤道上来补充，越堆积越多，最终气流被迫下沉。

【副热带高气压带，30°为中心】气流被迫下沉在地面堆积，形成（副热带）高气压带。高压气流流向赤道和高纬度。流向赤道的偏转成[东北信风带]。流向高纬度的偏转成[西风带]。

【极地高低压带，90°为中心】极地周围气温较低，空气收缩下沉，在近地面形成（极地）高气压带。高压气流流向四周，形成环绕极地的[极地东风带]。高空气流则下来补充。

【副极地低气压带，60°为中心】西风带和极地东风带在60°附近相遇，来自低纬度的暖而轻气流被迫抬升，在近地面形成（副极地）低气压带。

气压带风带的记忆及判别：

1.根据气压带的中心纬度0°，30°，60°，90°等纬度，判断气压带的名称，风带则识记低纬信风，中纬西风，高纬极地东风。

2.结合气压带判断风向名称或根据风带推算气压带。

3.结合气压带的成因或者天气状况判断气压带风带。

4.成因分类：(1)热力原因。如赤道低气压带和极地高气压带。

(2)动力原因。如副热带高气压带和副极地低气压带。

5.天气状况：西风湿润信风干，上升多雨下沉晴

注意：如果信风从海洋上经过，将会带来大量水汽，变得比较湿润，遇到地形的抬升作用，会形成丰富的地形雨。例如冬季日本的西海岸降雪较多。

（2018年新课标全国卷Ⅱ）恩克斯堡岛（图3）是考察南极冰盖雪被、陆缘冰及海冰的理想之地。2017年2月7日，五星红旗在恩克斯堡岛上徐徐升起，我国第五个南极科学考察站选址奠基仪式正式举行。据此完成第3题。

图3

3．五星红旗在恩克斯堡岛上迎风飘扬。推测红旗常年飘扬的主要方向是

A．东北方向 B．西南方向C．东南方向D．西北方向

【答案】3．D

【解析】3．恩克斯堡岛位于70°S和80°S之间，属于极地东风带，其具体风向为东南风，五星红旗应飘向西北方向。故选D。

二、北半球气压中心与季风环流（带状被切断）

季风的形成原因是由于海陆热力性质差异，陆地和海洋夏季和冬季形成高低气压中心，切断了原先的气压带。高低气压中心的分布不同，使得大气在一年中不同季节风向发生改变，称之为季风。一般，大陆东岸海陆热力性质差异比较显著，尤其是东亚和南亚季风。

1. 记忆不同季节形成的高低气压中心及切断的气压带。

夏季：亚洲低压；夏威夷高压（太平洋）亚速尔高压（大西洋）

冬季：亚洲高压；阿留申低压（太平洋）；冰岛低压（大西洋）

2.季风重点是理解成因及对比东亚季风和南亚季风。

东亚季风：夏季吹东南风，冬季吹东北风。

成因：海陆热力性质差异

南亚季风：夏季吹西南风，冬季吹西北风

成因：海陆热力性质差异以及气压带风带的季节性移动。

除东亚和南亚外，非洲北部和澳大利亚西北部的风也随季节而转换，其风向变化与东亚季风相同，1月盛行西北风，7月盛行东南风。

三、气压带风带的季节性移动

由于太阳直射点在一年中不断地移动，气压带和风带分布的位置也随直射点的移动而移动，大致移动5-8°左右。

二分日：气压带风带以各自所在纬度为中心；

夏至日：气压带风带的位置整体北移；

冬至日：气压带风带的位置整体南移；

四、影响降水的因素

大气环流是影响（大空间）降水的重要因素。不同的地区受到的大气环流影响不同，降水程度也有所差异。分析受什么大气环流的影响要先判断该地所处的地理位置：①大陆东岸；②大陆西岸；③大陆内部。

（1）大气环流与气候的对应原则。三圈环流主要影响大陆西岸，季风环流主要影响大陆东岸。（模式规律记忆）

（2）大气环流主要影响的是气候中降水要素。总体原则：

上升多雨下沉晴，西风湿润信风干。

低压带控制和西风带影响的地区多阴雨天气。高压带控制和信风影响的地区多晴朗天气；

低纬信风（偏东风），低纬大陆东岸为迎风坡，西岸为背风坡；

中纬西风（偏西风），中纬大陆西岸为迎风坡，东岸为背风坡；

（3）受单一气压带、风带的影响，气候季节差异小；气压风带交替控制，气候季节差异大。大陆内部受大陆气团控制，降水较少。

（2020年新课标全国卷Ⅱ）如图4所示，乌拉尔山脉绵延于西西伯利亚平原与东欧平原之间。西西伯利亚平原的大部分比东欧平原降水少。乌拉尔山脉两侧自北向南都依次分布着苔原、森林、森林草原和草原等自然带，但在同一自然带内乌拉尔山脉两侧的景观、物种组成等存在差异。据此完成12题。

图4

12．西西伯利亚平原的大部分比东欧平原降水少，是由于其

①距水汽源地远 ②受北冰洋沿岸洋流影响小 ③地势南高北低 ④水汽受乌拉尔山脉的阻挡

A．①②B．②③C．③④D．①④

【答案】12．D

【解析】12．读图可知，该地位于60°N附近，受西风带影响，西风从大西洋吹来，带来一定的水汽，与东欧平原相比，西西伯利亚距水汽源地远，所以降水相对少，①正确。西西伯利亚平原和东欧平原受北冰洋沿岸洋流影响相差不大，②错误。地势南高北低不是影响西西伯利亚平原降水少的主要原因，③错误。西西伯利亚平原位于乌拉尔山脉的东侧，水汽受乌拉尔山脉的阻挡，所以降水少，④正确故D正确，ABC错误。故选D。