第3章 空气的运动

第3章大气环流与大洋环流引言第1节大气运动的驱动力第2节大气环流的特征第3节表层大洋环流第4节深层大洋环流第5节海洋－大气相互作用引言（一）风与大气的运动1.风的定义大气在水平方向上的运动称为风。

2.风的产生不同地点之间气压的差别产生风。

3.风的尺度局地尺度的大气运动——地方性的风 海陆尺度的大气运动——季风环流 行星尺度的大气运动——大气环流（二）风的表述与测量1.风向：风吹来的方向。

风的16方位仪器测定：风向标设置高度：10m2.风速：通常以km·h-1或m·s-1为单位。

仪器测定：风速表目视测定：风力等级风的观测旗形树（三）大气环流（atmospheric circulation）1.全球风的分布根据1978年9月14日卫星雷达散射仪测量的太平洋表面风海流运动推测的风的分布。

低纬度地区为偏东风中纬度地区为东北风和东南风中高纬地区为西风，并形成许多风的旋涡2.本质：地球上能量和物质传输的形式 地表与大气之间能量和物质传输； 低纬与高纬之间能量和物质传输； 海洋和陆地之间能量和物质传输。

3.根本原因：地表冷热源的不均匀分布 地表是热源，大气是热汇；低纬地区是热源，高纬地区是热汇； 海洋和陆地为季节性的热源和热汇。

4.作用驱动海水运动，产生表层大洋环流；影响大气中化学成分和污染物质的扩散； 形成地球上水、热状况组合的空间分异; 影响陆地生物群落和自然景观的分布； 影响人类生活习惯和文化特征的形成。

大气圈通过大气环流使地球上各个大陆和大洋中的生物、人类与非生物环境联系成一个整体——地球表层系统。

作用：使空气沿着力的方向由高压向低压作加速运动，是形成风的原动力。

气压梯度与风速的关系3.单一气压梯度力作用下的空气运动地面高压区，空气辐散，形成下降气流；地面低压区，空气辐合，形成上升气流。

4.高、低气压区的形成与海陆热力环流（1）成因地面对空气的加热不均（热力原因） 空气的运动（动力原因）（a白天，b夜晚，横线示等压面）（二）地转偏向力1.定义：由于地球自转而产生的使相对于地面运动的空气偏离气压梯度力方向的力。

阶段质量测评一、选择题(共25题，每题2分，共50分。

每题只有一个选项符合题目要求)2019年1月，“超级寒潮”席卷了美国东、西部，专家指出这与极涡(盘踞在极地的高空气旋性大型涡旋)的波动有关。

下图为极涡示意图。

据此完成1～2题。

1．关于图中极涡，叙述正确的是( )A．气流由中心向四周辐散B．决定了寒带的范围C．中心气压为冷性低气压D．为近地面带来大量水汽答案 C解析由材料可知，极涡是盘踞在极地高空的气旋性大型涡旋，属于气旋，水平气流由四周向中心辐合，A项错误；寒带的范围是根据正午太阳高度以及昼夜长短的变化导致的热量差异划分的，与涡旋无关，B项错误；极涡位于极地上空，纬度高，气温较低，且为气旋型大型漩涡，所以为冷性低气压，C项正确；极涡盘踞在极地的高空，与近地面的水汽来源无关，近地面的水汽主要来自于水体的蒸发，D项错误。

2．此次美国东、西部遭遇“超级寒潮”的原因有( )①极涡不稳定，冷空气向南移动②美国地处中、高纬度地区，为冷气团的发源地③美国东、西部海拔高，冷空气势力强，向南扩展速度快④北美洲地形利于暖空气从中部北上，挤压极地冷空气从两侧南下A．①② B．①④ C．②③ D．③④答案 B解析读图可知，左图中，极涡比较稳定，冷空气控制的范围较小，右图中极涡不稳定，冷空气向南移动，控制的范围较大，①正确；冷气团的发源地位于极地地区，美国并非是冷气团的发源地，②错误；美国东西部海拔高，受地形阻挡，不利于冷空气向南扩展，③错误；北美地区东西高、中间低，中部地区地势低平利于来自墨西哥湾的暖湿空气北上，从而挤压极地冷气团从东西两侧南下，导致美国东、西部产生强寒潮天气，④正确。

在锋面气旋中，由于冷锋的移动速度较快，冷锋追上暖锋而形成的天气系统称为锢囚锋。

下图示意锋面气旋与锢囚锋的剖面。

据此完成3～4题。

3．关于图中锢囚锋符号的绘制，正确的是( )答案 B解析由于冷锋的移动速度较快，冷锋追上暖锋而形成的天气系统称为锢囚锋；而北半球气旋为逆时针向中心辐合，根据锋面移动是从西南到东北的走向可知，冷锋和暖锋的符号是在锋线的同一侧且统一指向东北方向。

第三节 大气热力环流一、大气热力环流的形成1．定义：由于地面冷热不均而形成的空气环流。

2．形成过程(1)A 地受热较多，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成低气压；D 处空气聚积，密度增大，形成高气压。

(2)B 、F 地受热较少，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成高气压；C 、E 处空气密度减小，形成低气压。

(3)水平运动：在同一水平面上，空气由高气压流向低气压大气的水平运动即是风。

二、自然界的大气热力环流 1．山谷风⎩⎨⎧白天：多吹谷风夜间：多吹山风2．海陆风⎩⎨⎧白天：多吹海风夜间：多吹陆风3．城市风：白天和夜间近地面风均从郊区吹向市区。

1．注意一些规律使用的前提。

例如，“越接近地面气压越高”，这个规律一定要注意是在同一地点。

“气温越高气压越低”，这个规律一定要注意是在只考虑热力因素的情况下才成立。

2．气压的高低是相对于同一水平面而言的，因而高压的数值并不一定大于低压的数值。

同一水平面上，高压区的气压值大于低压区；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。

3．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。

4．地球表面比热容大的地方(如海洋)，白天气温较低，夜晚气温较高；地球表面比热容小的地方(如陆地)，白天气温较高，夜晚气温较低。

在判断热力环流时，一定要关注相邻两地的比热容大小。

陆地<海洋(湖泊、水库)、裸地<绿地(林地、草地等)、沙漠<绿洲等。

5．常见的热力环流中，海陆风、山谷风等的风向存在着昼夜差异，而城市风的风向不存在这种差异。

6．城市“热岛”效应的成因(1)城市中的工厂、交通工具、家庭炉灶及空调等排放大量热量。

(2)城市中的建筑物对太阳辐射的吸收强。

(3)城市中的水面、绿地少。

(4)城市建筑物密集，热量不易散失。

[预习效果自测]一、判断题1．随着高度的升高，大气温度和气压越来越低。

第三章大气的运动第一节常见天气系统.................................................................................................. - 1 - 第二节气压带和风带.................................................................................................. - 8 - 第三节气压带和风带对气候的影响........................................................................ - 15 -第一节常见天气系统一、锋与天气1．重要概念(1)气团：水平方向上温度、湿度等物理性质比较均匀，垂直方向上物理性质也很相似的大范围空气。

按性质分为冷气团和暖气团。

根据冷暖气团的性质可判定，上图中A所示为冷气团，B所示为暖气团。

(2)锋面：当冷、暖两种性质不同的气团接触时，它们之间就会出现一个交界面。

一般为一个狭窄而倾斜的过渡地带。

(3)锋线：锋面与地面相交而成的线。

如图中字母C所示。

2．分类(1)冷锋——冷气团主动向暖气团移动的锋(2)暖锋——暖气团主动向冷气团移动的锋(3)准静止锋[名师点拨]冷气团温度低、密度较大，位于锋面的下方；暖气团温度高，密度较小，位于锋面的上方。

[特别提醒](1)锋面过境时一定会带来天气变化，但不一定会形成降水。

当锋面上的暖气团比较干燥时，就不会形成降水。

例如，我国北方冬、春季节的沙尘暴天气，就是冷锋过境时产生的。

(2)夏季不会因为气温高而没有冷锋活动。

冷气团与暖气团是相对而言的，气温相对较高的为暖气团，因而，夏季有许多气温在0 ℃以上的冷气团，冬季也有气温在0 ℃以下的暖气团。

例如，我国北方夏季的暴雨，多是由冷锋活动引起的。

第三章大气中的波动全章总结李国平2008.12大气科学主要分支学科的形成19世纪初～20世纪40年代•特征：在气象仪器的发明、观测网的建立，以及流体动力学理论的发展的基础上，大气科学的主要分支学科(天气学、动力气象学等)相继形成；无线电探空仪发明，第一张高空天气图诞生，真正三维空间的大气科学研究从此开始。

•现代天气学理论、天气分析和预报方法创立，为天气分析和预报1－2天以后的天气变化奠定了理论基础。

；•长波动力学理论建立，为后来的数值天气预报和大气环流的数值模拟开辟了道路。

•有重要贡献学者：费雷尔、皮叶克尼斯（挪威学派代表）、罗斯贝（芝加哥学派代表）。

•罗斯贝（Carl-Gustav Rossby，1898－1957 ），1898年12月28日生于瑞典斯德哥尔摩。

一开始他主修数学和物理，随后，他到当时的“气象圣地”挪威的卑尔根师从维·皮叶克尼斯学习气象学。

1925年获得副博士学位。

•1926年罗斯贝到美国加入位于华盛顿的美国天气局，做气象科学研究，并在加利福尼亚组建了美国第一个航空气象台。

1928年他又在麻省理工学院组建全美第一个大学层次的气象专业。

1939年他离开麻省理工学院，再次加入美国天气局，成为该局主管研究工作的主任助理。

1940年，他应邀担任芝加哥大学气象系主任。

二战时他还为美国军方培训了许多军事气象预报员。

•晚年已加入美国国籍的罗斯贝毅然返回瑞典。

1947年为母校组建了斯德哥尔摩大学气象研究所，并担任所长。

为欧洲建立数值天气预报系统，还创办了著名的地球物理学术期刊（Tellus）。

同时他还继续指导芝加哥大学的气象研究工作。

•罗斯贝的研究兴趣非常广泛，30年代末期，他对大尺度环流的研究导致了大气长波理论的诞生，这是世界气象发展史上的一个重要里程碑。

•1957年8月19日罗斯贝在瑞典斯德哥尔摩逝世。

纵观罗斯贝的一生，他对于气象科学的贡献不在于其发表论文的数量，而在于其科学论文的质量及独创性。

地理选择性必修1 第3章第1节教学设计第3章大气的运动第1节常见天气系统第2课时低气压(气旋)与高气压(反气旋) 目录一、学习目标二、必备知识三、情景探究探究一：低气压(气旋)、高气压(反气旋)与天气探究二：锋面气旋四、学习效果第3章大气的运动第1节常见天气系统第2课时低气压(气旋)与高气压(反气旋)一、学习目标1．结合天气实例，说明低气压(气旋)与高气压(反气旋)空气运动特点及其影响下的天气。

2．结合图文资料，绘制简易天气图并解释一些常见天气现象。

3．结合实例，分析常见的气象灾害对人类生产、生活的影响。

二、必备知识（一）基本概念1．低气压：在等压线分布图上，凡等压线闭合，中心气压低于四周气压的区域，叫作低气压，简称低压。

2．高气压：在等压线分布图上，凡等压线闭合，中心气压高于四周气压的区域，叫作高气压，简称高压。

3．高压脊：在等压线分布图上，从高压伸展出来的狭长区域，好比地形上的山脊。

4．低压槽：在等压线分布图上，从低压延伸出来的狭长区域，好比地形上的山谷。

（二）低气压(气旋)与天气2. 认识台风预警信号中国气象局将台风预警信号分为蓝色、黄色、橙色和红色四级，蓝色、黄色、橙色和红色代表不同级别的台风，红色代表的台风风力最强。

（三）高气压(反气旋)与天气2. 将气压系统与其控制下的天气状况连线。

三、情景探究探究一：低气压(气旋)、高气压(反气旋)与天气台风常常形成于洋面温度超过26 ℃的热带海洋上。

西北太平洋水温较高，是影响我国台风的主要源地。

洋面水温高，加热大气，大气膨胀上升，洋面气压降低，形成热带低压。

由于上升的大气中富含水汽，水汽凝结释放的热量继续加热大气，促使大气进一步上升，带动底层空气不断上升，洋面气压持续降低，使得外围暖湿空气源源不断地流入。

随着这一过程的持续进行，热带低压逐渐加强并形成台风。

台风规模较大，直径最小的在100千米以上，大的可超过1000千米。

台风登陆后，因失去了海洋水汽和热量供应，空气上升的动力减弱，中心气压逐渐升高，加上陆地摩擦力大，台风逐渐减弱，最终消亡。

湘教版(2019)选择性必修1第三章 大气的运动风的形成大气的水平运动 风的判读大 风力的影响因素气 气压带、风带的形成、分布和季节移动 的 大气环流 季风环流运 气压带、风带与气候 动 冷锋和暖锋天气系统 气旋和反气旋锋面气旋 一、大气的水平运动——风 1．直接原因：水平气压梯度力。

2.主要作用力及特征⎩⎪⎨⎪⎧水平气压梯度力：垂直于等压线，从高压指向低压摩擦力：始终与风向相反，可降低风速地转偏向力：始终与风向垂直3．受力状况与风向(北半球)4(1)影响风向的因素①同一水平面上气流总是由高压流向低压，若只考虑水平气压梯度力对风向的影响，则风向与等压线垂直。

②若只考虑水平气压梯度力和地转偏向力对风向的影响，风向最终与等压线平行，如高空风。

③若考虑水平气压梯度力、摩擦力及地转偏向力对风向的影响，则风向应该是斜穿等压线，且从高压吹向低压，如近地面风。

④风向与摩擦力的方向总相反；地转偏向力的方向总与风向、摩擦力的方向垂直；地转偏向力与摩擦力的合力方向总与水平气压梯度力的方向相反。

(2)等压线图中风向的绘制第一步：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。

第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°～45°(高空风则偏转90°)，画出实线箭头，即为经过该点的风向。

如下图所示(北半球)：(3)风向呈现方式风向是指风的来向，如东北风是从东北方向吹向西南方向的风。

通常呈现风向的方式有两种：①风向符号——风矢风矢由风向杆和风羽组成，风向杆指示风的方向(如下图中风向均指向A)，风尾横线表示风力大小，一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一个风三角代表8级风。

②风频玫瑰图频率最高的方位，表示该风向出现次数最多，如上图中的东南风出现次数最多，其次是东北风，南风出现次数最少。