“热力环流”中的常见问题释疑

老师，您好！

我在学习“热力环流”这部分内容时感到有些知识容易混淆，有些问题也不好理解，感觉一头雾水，自己还不好意思问同学，恳请您能在百忙之中给我梳理一下。

热力h流是大气运动部分的重点和难点知识。高一新生在学习过程中通常会遇到像你一样的困惑，你提出的问题很重要，也很有代表性和普遍性，从你的困惑来看，归纳起来主要存在概念模糊不清、原理理解不透等问题。下面我就这部分内容的疑难点梳理如下：

一、关于大气运动的原因

大气运动的原因分为根本原因和直接原因。大气运动的根本原因是由于太阳辐射在地球表面各纬度加热不均匀，使地表受热不均，导致同一水平面上产生气压差异，单位距离间的气压差叫气压梯度。水平面上存在的气压梯度，产生了水平气压梯度力，它促使大气由高气压区流向低气压区，从而形成风。可见，大气运动的根本原因是冷热不均，直接原因是气压差异，回答时一定要看清问题设问问的是什么原因。

例1图1为“太阳墙工作原理示意图”。读图，回答问题。

图示气流运动的根本原因是（）

A.气压梯度力B.太阳辐射

C.风能D.地转偏向力

【解析】本题考查大气运动的根本原因。大气运动的原因有根本原因和直接原因，本题要求回答大气运动的根本原因，即由于太阳辐射使地球表面各纬度受热不均匀造成的。

【答案】B

二、关于对热力环流形成的理解

理解热力环流的形成，一定要抓住“一个关键、四个步骤”。“一个关键”即确定近地面两点的冷热：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。“四个步骤”分别是：1.热上升、冷下降――近地面热空气上升，近地面冷空气下降；2.热低压、冷高压――近地面冷的地方形成高压，近地面热的地方形成低压；3.近地面气压与高空气压性质相反――近地面为高压，其高空为低压；近地面为低压，其高空为高压；4.水平气流从高压流向低压。用图示进行解读，如图2所示：

这里要特别注意的是：

1.气压的高低是相对于同一水平高度而言的，因而高压的数值并不一定大于低压的数值。同一水平面上，高压区的数值大于低压区；同一垂直方向上，近地面低压的数值要高于对应高空高压的数值。

2.气流不一定由高气压区流向低气压区。同一水平面上，气流总是从高气压区流向低气压区；但在垂直方向上气流则有可能由低气压区流向高气压区。

例2阅读下面材料，回答有关问题。

材料一风能是可再生的绿色能源，但越来越多的研究表明，全球变暖可能正一点一点地“侵蚀”着这个能源“新星”。国家气候中心的一项最新研究显示，近50年来，我国大部分地区的风速越来越慢――也就是说，风变小了。

材料二某海岸附近的等压面示意图（图3）。

（1）图3所示情况可能出现于图4中的[CD#4]（时段）。

（2）“近50年来，我国大部分地区的风速越来越慢――也就是说，风变小了”，若材料二图示为我国现在的等压面示意图，则图中a、b间等压面的弯曲程度应该比50年前[CD#4]。（填“变大”或“变小”）

（3）试在图3中画出此时的热力环流方向。

（4）图5为图3所示地区的水平气压分布图，图中箭头表示所处位置的最终风向。

①该图所示地区位于（）

A.北半球B.南半球

C.东半球D.西半球

②在图中箭头处画出风所受的力，用F1表示水平气压梯度力、F2表示地转偏向力、F3表示摩擦力。

【解析】第（1）题，图3中海洋上等压面上凸，为高压，海洋气温低于陆地，读图4可知只有8～16时海洋气温低于陆地。第（2）题，“风变小了”说明水平气压梯度力变小，单位距离间的气压差变小，故甲、乙间的等压面弯曲程度也变小。第（3）题，根据近地面气压高低即可画图。第（4）题，依据图示最终风向相对于水平气压梯度力右偏，可确定该地区位于北半球。

【答案】（1）8～16时（2）变小（3）如图6。（4）①A②如图7。

三、关于气温和气压的关系

气温与气压的关系可以这样理解：

1.若只考虑热力因素，在近地面，气温高的地方气压就低，气温低的地方气压就高。

2.在同一地点上空的不同高度，海拔越高气压越低，海拔越低气压越高。

3.在同一地点上空的不同高度，海拔越高气温越低，海拔越低气温越高。（逆温现象除外）

4.在同一地点，低空是高压，高空就是低压；低空是低压，高空就是高压。

5.在等压面分布图上，等压面向高处凸出的地方，气压偏高；等压面向低处凸出的地方，气压偏低。

6.在等温面分布图上，等温面向高处凸出的地方，气温偏高；等温面向低处凸出的地方，气温偏低。

例3图8示意某地近地面与高空气压状况（热力原因形成），读图，回答（1）～（2）题。

（1）与M地相比，N地（）

A.气温高、气压低

B.气温低、气压高

C.气温高、气压高

D.气温低、气压低

（2）若图示地区位于北半球，则M、N两地间的风向是（）

A.东南风B.西北风

C.西南风D.东北风

【解析】第（1）题，图中M地等压面向下凹为低压，则N处气压较M地高；根据题意，图中气压是由热力原因形成的，故近地面M地是由于气温高，气体膨胀上升形成的低压，则M地的气温高于N地。第（2）题，水平方向的气流是从高压流向低压，在北半球向右偏，故水平方向的气流由N地流向M地，向右偏转为东南风。 【答案】（1）B（2）A

四、常见热力环流及影响

现实生活中热力环流的形式比较多，主要由以下几种形式：

1.海陆风

（1）成因分析――海陆热力性质差异是海陆风形成的前提和关键。

（2）影响与应用：

海陆风使海滨地区气温日较差减小，夏季气温低，空气较湿润，是避暑的好地方。

2.山谷风[HJ1.8mm]

（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。

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：

（2）影响与应用。

一般将绿化带布置在气流下降处以及下降距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置在下降距离之外。

例4城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象，热岛强度用城市和郊区两个代表性观测点的气温差值来表示。图12为北京热岛强度四季平均日变化示意图，读图回答（1）～（3）题。

（1）热岛效应最强的季节是（）

A.春季B.夏季

C.秋季D.冬季

（2）夏季一天中热岛效应最强的时间段是（）

A.6：00～8：00B.10：00～12：00

C.12：00～16：00D.22：00～4：00

（3）减弱北京市热岛效应的主要措施有（）

①增加绿化面积②机动车限行③冬季利用地热采暖④道路铺设渗水砖

A.①②B.③④

C.①③D.②④

【解析】第（1）题，热岛强度用城市和郊区两个代表性观测点的气温差值来表示，气温差越大，则热岛效应越强，从图中看出，冬季的城市与郊区的气温差最大。第（2）题，热岛效应最强的时间段就是城市与郊区温差最大的时间段，读图可知夏季一天中22：00～4：00的温差最大。第（3）题，用地热采暖不符合北京实际情况，应排除③，铺设渗水砖与减弱城市热岛效应无关，应排除④。

【答案】（1）D（2）D（3）A

五、关于等压面的判读及应用

关于对等压面的判读及其在现实中的应用问题，我们可以借助以下图示：

1.判读气压

（1）由于大气密度随高度增加而降低，不同高度的大气所承担的空气柱高度不同，导致在垂直方向上随着高度增加气压降低，即PA>PC，PB>PD。

（2）因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，进而等压面发生弯曲，同一水平面上，等压面上凸处气压高，下凹处气压低，即PC>PD，PB>PA。

（3）同一垂直方向上，近地面和高空的气压区类型相反，若近地面为高压，高空则为低压。

2.应用

（1）判断气压高低：如图13中比较同一地点不同高度气压值和同一水平面上不同点的气压值可得：PB>PA>PC>PD。

（2）判断下垫面的性质和冷热：

①判断陆地与海洋（湖泊）：

夏季：等压面下凹者为陆地，气温较高；上凸者为海洋（湖泊），气温较低。

冬季：等压面下凹者为海洋（湖泊），气温较高；上凸者为陆地，气温较低。

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，气温较高；上凸者为郊区，气温较低。

（3）判断近地面天气状况和气温日较差：

等压面下凹处，多阴雨天气，气温日较差较小，如图13中的A地；

等压面上凸处，多晴朗天气，气温日较差较大，如图13中的B地。

例5读“北半球某地近地面与高空气压状况（热力原因形成）示意图”（图14），回答（1）～（2）题。

（1）关于图示甲、乙、丙、丁四地的说法，正确的是（）

A.气温：甲>乙>丁>丙

B.海拔：丙>丁>甲>乙

C.密度：乙>甲>丁>丙

D.庋梗杭>乙>丙>丁

（2）此时，图中M地吹（）

A.东北风B.东南风

C.西北风D.西南风

【解析】第（1）题，同一水平面上等压面上凸为高压，下凹为低压，甲处气压高于乙处，丙处气压高于丁处；同一垂直面上，海拔高气压低，故气压甲>乙>丙>丁。第（2）题，同一水平面上空气从气压高的地方流向气压低的地方，近地面最终形成的风向向右偏转且与等压线成一定的夹角，故M处为东北风。

【答案】（1）D（2）A

六、关于季风环流的相关知识

1.季风的概念

由于大陆和海洋在一年之中增热和冷却程度不同，在大陆和海洋之间大范围的、风向随季节有规律改变的风，称为季风。形成季风最根本的原因是地球表面性质不同，热力反映的差异。它是由海陆分布、大气环流、大陆地形等因素造成的，以一年为周期的大范围的冬夏季节盛行风向相反的现象，一般分为夏季风和冬季风。

2.季风的成因分析

季风形成的原因，主要是海陆间热力环流的季节变化。夏季大陆增热比海洋剧烈，气压随高度变化慢于海洋上空，所以到一定高度，就产生从大陆指向海洋的水平气压梯度，空气由大陆指向海洋，海洋上形成高压，大陆形成低压，空气从海洋流向大陆，形成了与高空方向相反的气流，构成了夏季的季风环流。在我国表现为东南季风和西南季风。夏季风温暖而湿润。

冬季大陆迅速冷却，海洋上温度比陆地要高些，因此大陆为高压，海洋上为低压，低层气流由大陆流向海洋，高层气流由海洋流向大陆，形成冬季的季风环流。在我国表现为西北季风和东北季风。冬季风十分干冷。 不过，海陆影响的程度，与纬度和季节都有关系。冬季中、高纬度海陆影响大，陆地的冷高压中心位置在较高的纬度上，海洋上为低压。夏季低纬度海陆影响大，陆地上的热低压中心位置偏南，海洋上的副热带高压位置向北移动。

当然，行星风带的季节移动，也可以使季风加强或削弱，但不是基本影响因素。至于季风现象是否明显，则与大陆面积大小、形状和所在纬度位置有关系。大陆面积大，由于海陆间热力差异形成的季节性高、低压就强，气压梯度季节变化也就大，季风也就越明显。北美大陆面积远远小于欧亚大陆，冬季的冷高压和夏季的热低压都不明显，所以季风也不明显。大陆形状呈卧长方形，从西欧进入大陆的温暖气流很难到达大陆东部，所以大陆东部季风明显。北美大陆呈竖长方形，从西岸进入大陆的气流可以到达东部，所以大陆东部也无明显季风。大陆纬度低，无论从海陆热力差异，还是行星风带的季节移动，都有利于季风形成，在欧亚大陆的纬度位置达到较低纬度，在北美大陆则主要分布在纬度30°以北，所以欧亚大陆季风比北美大陆明显。

3.东亚季风和南亚季风的比较

强调：海陆热力性质差异并非季风形成的唯一原因。

气压带和风带的季节移动也是形成季风的重要原因。南亚夏季的西南季风是由于东南信风带北移，越过赤道，在地转偏向力的作用下向右偏转而形成的；与之类似的是澳大利亚北部1月份的西北季风，是由于东北信风带南移，越过赤道，在地转偏向力的作用下向左偏而形成的。

方法技巧：图示法记忆季风环流

4.季风和海陆风的区别与联系

相同之处：都是由于海陆热容量差异所导致的海陆热力差异引起风向随时间的变化。

不同之处：

季风：风向是随季节而改变的。夏季大陆地面升温快于海洋，大陆温度高于海洋，从而导致了大陆上气流上升，海洋上气流下沉，近地面气流由海洋流向陆地；而冬季正好相反，由于陆地降温快于海洋，海洋温度高于陆地，所以海洋上气流上升，而陆地上气流下沉，近地面盛行由陆地吹向海洋的风。

海陆风：风向是随昼夜而改变的。白天大陆地面升温快于海洋，大陆温度高于海洋，从而导致了大陆上气流上升，海洋上气流下沉，近地面盛行由海洋吹向陆地的风――海风；而夜晚正好相反，由于陆地降温快于海洋，海洋温度高于陆地，形成了海洋上气流上升，而陆地上气流下沉，近地面盛行由陆地吹向海洋的风――陆风。

5.世界主要季风气候类型

（1）温带季风气候

分布：出现在北纬35°～55°左右的亚欧大陆东岸，包括中国东部秦岭-淮河一线以北地区、朝鲜半岛、日本的北部以及俄罗斯远东地区的南部。

特点：夏季高温多雨，冬季寒冷干燥。年降水量1000毫米左右，约有三分之二集中于夏季（夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥）。四季分明，冬夏季风方向变化显著。

（2）亚热带季风气候

亚热带季风气候分布在北纬25°～35°左右的亚热带大陆东岸，它是热带海洋气团和极地大陆气团交替控制和互相角逐交绥的地带。主要分布在中国东部秦岭―淮河一线以南、热带季风气候型以北的地带，以及日本南部和朝鲜半岛南部等地。该气候区域冬季不冷，1月平均温普遍在0℃以上，夏季较热，7月平均温度一般为25℃左右，冬夏风向有明显变化，年降水量一般在1000毫米以上，且主要集中在夏季，冬季较少。这类气候以中国东南部最为典型，其他地区由于冬季也有相当数量的降水，冬夏干湿差别不大，因此被称为亚热带季风性湿润气候。

（3）热带季风气候

分布于北纬10°至25°之间的大陆东岸。主要分布在中南半岛、印度半岛的大部分地区，零星分布于中国台湾南部、广东南部、广西南部、海南岛、云南西双版纳，以及菲律宾群岛北部；此外，在澳大利亚大陆北部沿海地带也有分布。总体分布在东南亚、中南半岛等地。

例6鄱阳湖地区夏季的风向、降水等受西太平洋副热带高压脊位置变化的影响。鄱阳湖汛期水位上升，湖面辽阔；枯水期水位下降，水流归槽成为“赣江”（图17）。图中的沙岭沙山（29.5°N附近）形成于2万年前，由松散沙粒组成。沙山临湖一侧发育了一系列垄（脊）槽（谷）相间的地形。受大气环流和地形分布（图16）的影响，图17所示地区（）

A.全年以偏北风为主，冬半年风速较大

B.夏半年以西南风为主，风速较大

C.全年以偏南风为主，夏半年风速较小

D.冬半年以东北风为主，风速较小

【解析】东亚冬季风的势力强于夏季风，冬半年的L速较大；冬季该地盛行偏北风；夏季7、8月份西太平洋副热带高压脊位于我国30°N附近的长江中下游地区，该地位于29.5°N附近，副高控制下气流下沉，为无风区，故该地区盛行偏南风的时间要短于盛行偏北风的时间，全年以偏北风为主。

【答案】A

例7读全球某月等压线（单位：hPa）分布图（图18），回答下列问题。

（1）图中表示的季节是[CD#4]，理由是[CD#4]。

（2）此时控制冰岛的大气活动中心是[CD#4]，冰岛的风向是[CD#4]，北印度洋海区洋流呈[CD#4]方向流动。

（3）某月干燥的东北风与潮湿的西南风相会于甲地，试从气压带风带季节性移动的角度分析其形成过程。

（4）简述亚欧大陆气压中心的季节变化特征及对东亚农业生产的影响。

【解析】第（1）题，从图中数据可以判断，此时亚欧大陆受高压控制，风由大陆吹向海洋，北半球为冬季。第（2）题，在北半球冬季，冰岛受低压控制，刮偏南风；北印度洋受东北季风影响，洋流呈逆时针方向流动。第（3）题，甲地为非洲赤道以北地区，北半球夏季时，受太阳直射点北移的影响，两支气流在此相会。第（4）题，由于海陆热力性质差异显著，亚欧大陆在冬、夏季节气压中心变化明显，使得东亚地区形成全球最典型的季风气候，非常利于水稻种植业的发展。

【答案】（1）北半球冬季（南半球夏季）北半球陆地出现高压中心，南半球陆地出现低压中心（或者赤道低气压带南移）

（2）（冰岛）低压偏南风逆时针

（3）夏季，随着太阳直射点北移，赤道低气压带北移至甲地附近，南半球的东南信风向北越过赤道后右偏为西南季风，从而与东北信风在此会合。

（4）夏季，亚欧大陆被低压控制，冬季则被高压控制。由于气压中心的季节变化明显，东亚形成了全球最典型的季风气候，该气候区雨热同期，使东亚地区成为典型的水稻种植区。