学了三年的大气受热过程，你学废了吗？高中地理中如何解读热力环流原理及应用|气压|气流|海陆风|环流|逆温

热力环流那些事

孔明灯从遥远的三国时期出发，承载着古人的智慧与愿景，飘至今人的欢笑与祝福中。

飞过历史的长河，其智慧的火光依旧耀眼，现今的人们接过孔明灯的沧桑，吸纳它的光与热，融入自己的思考和新时代的色彩，创造出更为新奇的工具——热气球。

其实不论是孔明灯还是热气球都运用了同一个原理，大家知道吗？对，就是“热力环流”，这个原理不仅帮助人们造出实用的工具，还给我们的生活增添了不同的气象景观，下面请大家利用6分钟的时间跟我们一起探究“热力环流”的奥秘吧！

大气受热过程

大气受热过程是地理中一个难点，很多同学由于对于整个受热过程不清楚导致在相关题目中不知道该如何下手，今天小编整理了所有大气受热过程的知识，快来重新学习一下吧！

PART 1.

大气的圈层结构

根据大气各个高度上不同的特性，大致可分为三层，即对流层、平流层和高层大气层。

从地面到10～18千米高度处，大气对流旺盛，称为对流层。是人类活动和赖依生存的主要空间。它的空气质量约占整个大气层的75%。离地十几千米范围内是风、云、雪等天气变化发生区。大气温度随高度变化明显，平均而言，地面附近的气温大约为15℃，往上逐渐降低，至10～18千米高度温度降到-60～-80℃。

从对流层顶向上延伸到50千米高处为平流层。这一层由于臭氧吸收太阳辐射，大气温度随高度增加而逐渐升高。平流层极少有云，飞机通常在平流层飞行，以避开对流层里大气对流的干扰。

高层大气层分为中间层和热层两层。从平流层顶到85千米高处为中间层。这一层大气温度随高度而逐渐降低，至85千米高度温度最低，约为-90℃。中间层以上的一层称为热层，温度再次逐渐升高。热层又可分为两层，较低的一层离地面85～550千米称电离层，载人航天活动多在这一层进行。550千米高空向外则称为外逸层。热层温度和太阳活动直接相关，在400千米高度上温度是均衡的。

PART 2.

逆温现象

了解了大气的圈层结构后，我们了解到在对流层气温是伴随着高度增加而递减的，平均垂直递减率为0.6℃/100米。从定义角度看，只要降温速度低于0.6℃/100米就可以认为是发生了逆温，但在实际的考试中，只会考察递减率为负，即高海拔位置温度高于低海拔位置时的情况。

究竟哪些原因会造成逆温呢？我们先来了解一下逆温的分类：

1、辐射逆温：由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。在中高纬地区大陆上都能发生，特别是在沙漠地区经常出现。这个很好理解，夜晚来临，地面快速辐射掉热量从而冷却，带动近地空气降温。如下图：

2、平流逆温，当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响迅速降温，上层空气因距离较远，降温较少，于是产生逆温。可以理解为暖空气向被子一样覆盖在冷空气之上。同第一类逆温一样，也是由地面开始向上扩展的。

3、地形逆温（常考类型）：常发生在山地、盆地和谷地中，实际考的时候会考谷地。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬高而上升，从而出现温度的倒置现象。

4、锋面逆温：对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区锋面。锋面逆温也是常考的逆温成因，尤其是配合冻雨的形成。

下面是锋面逆温和地形逆温的图，大家结合上面的文字和图片，再来直观地理解逆温的概念。

逆温的利弊：

利：抑制沙尘暴、若逆温层在高空有利于飞机飞行。

弊：阻碍空气对流，不利于污染物的扩散，形成大气污染。如光化学烟雾、阴霾

PART 3.

大气的受热过程（重点来了）

1．受热过程

大气的受热过程实质就是一个热量的传输过程，如下图所示：

太阳辐射是地球上最主要的能量来源。大气的受热过程中大气对太阳辐射具有削弱作用，对地面具有保温作用。大气对太阳辐射进行吸收、反射、散射，从而使到达地面的能量大为减少。大气的吸收具有选择性，臭氧和氧原子主要吸收紫外线；水汽和二氧化碳主要吸收红外线，而可见光的绝大部分可以到达地面。右边图看图方法：先左边，后右边，然后中间。

大气保温作用的原理：

地面的长波辐射除少部分透过大气返回宇宙空间外，绝大部分被对流层中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温。大气同时向外辐射红外线，其中大部分朝向地面，即通过大气逆辐射将热量还给地面，从而补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。

PART 4.

气温的日变化和年变化

1、气温的日变化：

2、气温年变化：（注意区分南北半球）

总结：影响气温年较差的因素及变化规律：

1、太阳辐射是根本原因——分析纬度位置、太阳高度

2、大气自身条件（天气、大气透明度、大气物质多少）——主要分析大气对太阳辐射消弱作用的大小和对地面保温作用的强弱

3、地面状况（海陆差异、洋流、地形）——影响太阳辐射的吸收，地面辐射和大气逆辐射

4、人类活动：

①改变大气成分，如CO2的大量排放，导致全球变暖；排放消耗臭氧层物质，使得到达地面的紫外线增多；烟尘则削弱太阳辐射

②改变下垫面，植树－森林降低气温的大陆度，提高湿度，建造大型水库起到的作用相似

③释放人为废热，如城市热岛的形成。

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。

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谭老师地理工作室综合整理

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。

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。

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

风向、风力的影响因素

风力发电的特点及区位分析

风沙问题

风力大小的分析与描述

海子写过一首诗《面朝大海，春暖花开》，现在影视剧中往往让女主角面朝大海，在海风吹拂下让头发向后飘逸以反映女主角的快乐心情。甲、乙两图分别是北半球某滨海地区海陆环流图和气温变化特征图。读图，完成1—2题。

（1）甲图中①②③④四处气温最高的是（）

A.①处 B.②处 C.③处 D.④处（2）为了完成女主角头发向后飘逸的场景，如果你是导演，你会选择什么时间段完成拍摄（）

A.16时至次日8时 B.8时至16时

C.18时至次日6时 D.6时至18时

沿海城市热岛效应和海陆风之间存在相互影响的关系，海陆风的影响范围可达上百千米。左图为天津市某年春季、夏季、冬季和全年热岛强度日变化曲线图，右图为天津市简图。据此完成3—4题

A．夏季、全年、春季、冬季

B．夏季、春季、全年、冬季

C．冬季、全年、春季、夏季

D．冬季、春季、全年、夏季

（4）天津热岛效应会导致陆风势力增强显著的地点是（）

A.① B.② C.③ D.④

解析：

1.垂直方向上，越往高空气温越低，故近地面的①④气温较高。结合图示的垂直方向上的气流运动分析，④处盛行上升气流，判断气温较①处高。故选D。

2.“海风吹拂下让头发向后飘逸”反映近地面盛行海风，故判断陆地气温较海洋高，结合乙图，陆地气温较海洋高，为8时—16时左右。故选B。

3.城市热岛效应主要是指城市地区的气温相对周围地区较高，主要与城市的尘埃多，排放的温室气体多、排放的废热多，而且城市下垫面硬化面积大，植被覆盖率低有关，使得城市比周围地区温度高。由于大城市中冬季城市中人类活动（取暖等）排放的废热远高于太阳辐射、热岛效应最强，夏季热岛效应较弱，春季介于两者之间，故选C

4.夜晚陆地降温快，气温比同纬度海上低，近地面陆地形成高气压，而海洋上因气温高形成低气压，使下层空气由陆地流向海洋，形成陆风；夜晚热岛效应形成的城市风是由郊区吹向城市，②③两地的城市风风向与陆风风向基本相反，起到削弱作用；①地城市风风向与陆风斜交，④城市风风向与陆风风向相同，对陆风势力起到增强作用，故选D

锋面形成或加强的过程叫锋生，锋面消失或减弱的过程叫锋消。下图中T1、T2、T3为等温线，t1、t2、t3为气流辐合或辐散过程中的三个时刻。据此回答下题。（多选）

1、下列叙述正确的是（）

A．图中气温梯度为t1

B．图中沿虚线方向表示气流辐合过程

C．图中沿实线方向表示锋消现象

D．水平温度梯度变大是锋生的主要标志

2、我国大部分处于温带，冷、暖气团活动频繁，锋生现象十分明显。下列地区中属于主要锋生地带的是（）

A．四川盆地 B．南岭地区

C．东北—内蒙古一带 D．河西走廊地区

答案：

1.AD 2.CD

解析：