课时4 大气的水平运动
课程标准 运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。 1.运用图示解释风的形成。 学习目标 2.理解水平气压梯度力、地转偏向力及摩擦力对风向和风速的影响。 3.能够利用气压分布图及有关条件判断近地面及高空的风向及风速。
? 向低压,是使大气产生水平运动的原动力,是
? 形成风的直接原因
1.作用力?地转偏向力:方向与风向垂直,北半球向右偏,南
半球向左偏
?摩擦力:方向与风向相反,大小与距离地面的高? 度成反比,高空可忽略不计
例:(北半球近地面)
水平气压梯度力:方向垂直于等压线,由高压指
F3
符号 类型
2.高空中的风和近地面的风比较
类型 受力 风向 图示(北半球) F1 水平气压梯度力 F2 摩擦力 地转偏向力 高空中的风 水平气压梯度力和地转偏向力 与等压线平行
近地面的风 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力 与等压线之间成一夹角 判断
1.水平气压梯度力是形成风的直接原因。( √ )
2.随着海拔的升高,风向与等压线的夹角越来越小。( √ )
3.高空的风只受水平气压梯度力和摩擦力的影响,风向与等压线平行。( × ) 4.摩擦力只影响风速,不影响风向。( × )
探究点 大气的水平运动
风力发电是把风的动能转化为电能,风电作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界各国的重视。从理论上讲,高空风电项目效益要显著高于低空风电项目。美国环境和气候科学家在报告中指出:来自高空急流的风所生成的能量是全球所需能量的100多倍。 从风的形成过程来看,空气质点主要受三个力的影响,请按以下三种情况,描述风向的特点并以北半球为例画出示意图。
1.受单一水平气压梯度力的作用:__________________________________________。
答案 风向垂直于等压线,由高压指向低压
2.高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用:____________________________ ________________________________________________________________________。
答案 风向平行于等压线
3.近地面大气受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用:___________________。
答案 风向与等压线斜交
1.风的形成
水平气压梯度力 受力 分析 地转偏向力 摩擦力 运动 规律 高空 近地面 垂直于等压线,由高压指向低压 与风向垂直,北半球向右偏,南半球向左偏;只改变风向,不改变风速 方向与风向相反 在高空,摩擦力可以忽略不计,受水平气压梯度力和地转偏向力的影响;二力平衡时,风向稳定,最终与等压线平行 受水平气压梯度力、地转偏向力和地面摩擦力的共同作用;
三力平衡时,风向稳定,最终斜穿等压线,指向低气压
2.风力的判读
(1)同一幅图,等压线越密集,水平气压梯度力越大,风力越大;等压线越稀疏,风力越小。 (2)不同图幅,两条相邻等压线差值越大,水平气压梯度力越大,风力越大;差值越小,风力越小。 3.风向的确定
第一步:画出与等压线垂直的水平气压梯度力。 第二步:确定南北半球。
第三步:按照地转偏向力“南左北右”的偏转规律画出与水平气压梯度力成30°~45°偏角的风向(近地面),或画出与等压线平行的风向(高空)。(如下图)
如图示意一等高面。M、N为等压线,其气压值分别为PM、PN,M、N之间的气压梯度相同。①~⑧是只考虑水平受力,不计空气垂直运动时,O点空气运动的可能方向。读图,回答1~3题。
1.若此图表示北半球,PM>PN,则O点风向为( ) A.⑥或⑦ C.④或⑧
B.②或⑥ D.③或④
2.若此图表示高空等高面,PM B.②或⑧ D.⑥或⑦ 3.近地面,空气作水平运动时,所受摩擦力与地转偏向力的合力方向( ) A.与空气运动方向成180°角 B.与空气运动方向成90°角 C.与气压梯度力方向成90°角 D.与气压梯度力方向成180°角 答案 1.A 2.C 3.D 解析 第1题,PM>PN时,⑤为水平气压梯度力方向,⑦为北半球高空风向,⑥为北半球近地面风向。第2题,高空风向与等压线平行,PM 下图为“某气象科学家绘制的局部地区某时气压(单位:百帕)分布图”。读图完成1~2题。 1.图中风速最大的点为( ) A.甲B.乙C.丙D.丁 2.甲、乙、丙、丁四点的风向依次是( ) A.西北、东北、东南、西北 C.西北、东北、西北、东南 答案 1.A 2.A 解析 第1题,从图中可以看出,图中甲处附近的等压线最密集,水平气压梯度力最大,因而风速最大。第2题,分别过甲、乙、丙、丁四点作垂直于四点切线的垂线,以垂线为基准北半球向右偏,南半球向左偏30°~45°,即为风向。 读“某地等压线与风向变化示意图(图中X、Y、Z为气压值)”,回答3~4题。 B.东南、西南、东南、西南 D.东南、西南、东南、西北