热力环流_热力环流总

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公 开 课 教 案

科目：地理

课题：热力环流

授课教师：魏婷婷 所在班级：高一综合（2）班

时间：2011年11月14日周一上午第三节课

地点：教学楼四楼

2.1 冷热不均引起的大气运动

——热力环流

一、教材分析：

本节内容是在学习了大气的受热过程这一内容的基础上，知道近地面大气的主要直接的热源是地面后，进一步的了解大气在吸收了地面的热量后是如何运动的。同时，本节内容也为后面学习大气的水平运动、三圈环流、气候类型的分布奠定了基础。本节内容在教材中起到承上启下的作用，具有重要地位。

二、三维目标：

1、了解大气运动的能量来源，掌握热力环流的形成原理，并且能够用事实解释自然界中的热力环流。

2、通过图示理解热力环流的原理。

3、通过本节课的学习，学生的观察力，推理和空间想象能力得到发展。

三、教学重点：

分析热力环流形成的过程与方法。

四、教学难点：

热力环流的原理。

五、教学过程： 【导

入】

通过讲述三国演义中诸葛亮火烧葫芦谷的故事，引入对本课主要内容的学习。【新 授】

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。

问题1：为什么地面会出现冷热不均的状况？（由此引入对引起大气运动的根本原因这个知识点的学习。）

答案：联系第一章的太阳直射点在地球表面的移动这部分知识，我们很容易发现低纬度地区接受到的太阳辐射能是最多的，因此获得的热量也是最多的。中纬度地区次之，高纬度地区最少。大气运动的根本能量是来源于太阳辐射的。太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异，这是引起大气运动的根本原因。问题2：为什么地面出现冷热不均的状况就会出现空气的环流? 答案：①前提条件：地面是近地面大气主要的、直接的热源；近地面大气主要吸收的热量是地面的长波辐射； ②热力环流的基本原理。

二、基本原理

假设地面上有A、B、C三地，且具有在高空的平直等压面：由下往上依次是1010（百帕）、1005（百帕）、1000（百帕）。此时，同一水平面气压相等，等压面与地面平行（图1）。

等压面平行，表明A、B、C三地受热均匀，也就是说距离地面高度相同的地方气压值相等。

此时，空气密度分布上下均匀，大气处于稳定状态（图2）。

如果我们在A地放一个大火炉，则显然A地近地面受热，处于冷热不均状态，A地大气膨胀上升到上空积聚起来，上空空气密度增大，那么这里的气压就会高。为什么我们说密度大，气压就会高呢？其实很明显，在中学物理已学到：P=ρgh，这里为同一高度，ｈ是不变值，因此ρ大，P也大。那么在A高空由于ρ增大，就形成了相对于同一高度的B、C两地高空的高气压。

另外在B、C两地放一些大冰块，B、C两地冷却，空气收缩下沉，上层空气密度减小，形成了在同一高空A处相对大密度，B、C两地的小密度（图3）。也就是形成了B、C两地高空的低气压。



而A地的空气上升后，近地面的空气密度减小，气压比周围地区低，成为低气压；B、C两地则为高气压。就形成了如图4的等压面。

同一海拔高度上，如果一点的气压值比同一高度上的另一点高，等压线就向海拔高的地方凸，反之，则向海拔低的地方凸。——“高高低低”原理。

热↔垂直气流上升↔近地面低压↔近地面等压面下凹； 冷↔垂直气流下沉↔近地面高压↔近地面等压面上凸。

同一水平面上，空气总是从高压区流向低压区。上空的空气便从A地分别向B、C两侧扩散；近地面的空气又从B、C两地流回A地补充其上升的空气。这样就形成了环流，这种由于冷热不均引起的空气环流我们称之为热力环流（图5）。

问题：在上述热力环流中，A处近地面为低气压，高空为高气压，是否近地面的气压比高空低？

我们所说的气压是大气压强的简称，这里的气压高低是指同一水平面上的气压高低，也就是要么同在高空，要么同在近地面的气压比较。

而对同一地区，气压总是近地面要比高空高。

因为某点的气压就是该点至大气上界的单位面积空气柱重量。 显然a点比b点的空气柱要长，因此，也就是说越靠近地面气压就越高，在同一地区就不需要比较气压，而我们讲的气压的高低指的是不同地点同一水平面上的气压高低。因此上图中A点是近地面的气压，也就永远大于高空的气压。

做一个练习，回顾高高低低原理，以及根据气压判断地面冷热状况。

三、典型实例

（一）海陆风

由于海陆热力性质差异，陆地热容量比海洋小。白天获得太阳辐射，陆地比同一纬度的海洋增温快，气温要比海洋高。因此，陆地上近地面空气膨胀上升，形成低气压；海洋上因气温低产生下沉气流，形成高气压。陆地与海洋形成了热力环流。近地面风从海洋吹向大陆，形成海风。夜晚相反，为陆风。

白天来自海洋的风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚来自陆地的风比较温热干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。

（二）山谷风

白天，山顶空气稀薄，对太阳辐射的削弱作用小，山顶升温快，温度较高，空气膨胀上升；而山谷空气密度大，对太阳辐射的削弱作用大，气温较低，空气收缩下沉。山顶和山谷之间形成热力环流，近地面，风从谷地吹向山坡，形成谷风；夜晚相反，形成山风。

（三）城市风

由于城市中工厂、家庭和机动车辆的热量排放，以及城市建筑物高而密集的原因，使城市和郊区相比，气温偏高，这样城市变成了一个温暖的岛屿——“城市热岛”。在上海市观测到热岛强度（即城乡温差）为68 ℃（1979年11月13日）。由于“热岛”的存在，城市中盛行上升气流，而在郊区为下沉气流，这样在城市与郊区之间便形成了小型的热力环流。

回答导入中的问题：诸葛亮火烧葫芦谷时，突然天降大雨是因为山谷风的形成。

四、小结

太阳辐射→冷热不均→空气垂直运动→同一水平面上存在着气压差→大气总是由高气压吹向低气压→形成热力环流

五、作业

配套资料相应部分做完。