2020_2021学年新教材高中地理第二章地球上的大气2.2大气的水平运动__风学案新人教版必修1
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- 1 - 第2课时 大气的水平运动——风
学习目标
核心素养目标
理解大气运动的受力状况，能够在等压线图上判断风力的大小及风向，培养综合思维能力。 综合思维：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。
地理实践力：在等压线图上画出风向，判断风力大小。
人地协调观：通过风的受力分析，理解植树种草起到防风固沙的效果。
区域认知：近地面与高空、不同下垫面的风受力存在差异。
本节要点 大气的水平运动即风。风主要受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响。
自主梳理
大气的水平运动——风
1．风形成的过程
气压梯度⇨水平气压梯度力⇨⇨大气由__高压__区向__低压__区作水平运动⇨风
2．风形成的原因
(1)直接原因：__水平气压梯度力__。
(2)根本原因：地面受热不均。
3．高空中的风和近地面的风比较
类型 高空中的风 近地面的风
图示
(北半球)
受力 F1(__水平气压梯度力__)和F2(地转偏向力)共同影响 F1(__水平气压梯度力__)、F2(地转偏向力)和F3(__摩擦__力)共同影响
风向 与等压线__平行__ 与等压线__斜交__
合作探究
知识点 大气的水平运动——风 - 2 - ┃┃问题探究__■
材料一 风级歌
0级烟柱直冲天，1级青烟随风偏；2级风来吹脸面，3级叶动红旗展；4级风吹飞纸片，5级带叶小树摇；6级举伞步行艰，7级迎风走不便；8级风吹树枝断，9级屋顶飞瓦片；10级拔树又倒屋，11、12级陆上很少见。
材料二 北半球近地面水平方向气压与风向示意图。
据此探究下列问题：
(1)形成在生活中我们看到的“烟柱直冲天”是风吗？
(2)形成风的直接动力是什么？用材料二图中哪个字母来表示？
(3)在近地面，风还会受到哪些力的作用？用材料二图中字母来表示。并说明它们对风施加的影响。
提示：(1)不是。“烟柱直冲天”是空气的上升运动，空气的水平运动才叫风。
(2)水平气压梯度力。a。
(3)地转偏向力(c)：改变风的方向；摩擦力(d)：减小风速。
┃┃归纳拓展__■
1．风的形成
(1)大气水平运动(风)的形成
大气受到的作用力不同，风向也就有差别。如下图所示：
(2)不同高度风的受力状况和风向
风的
类型 作用力 风的受力及风向(北半球)
名称 方向 受力分析 风向
高空
的风 水平气
压梯度力 垂直于
等压线，
由高压
指向低压 受两力作用(水平气压梯度力和地转偏向力) 风向平行于等压线 - 3 - 地转偏
向力 垂直于
风向
近地面
的风 水平气
压梯度力 垂直于
等压线 受三力作用(水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力)
风向斜穿等压线，由高压吹向低压 地转偏
向力 垂直于
风向
摩擦力 与风向
相反
2．风向的判读方法
第一步：定水平气压梯度力。在等压线图中，过该点画出水平气压梯度力(由高压指向低压，并垂直于等压线)。若等压线弯曲，要画出过该点的切线，并过切点作垂直于切线的虚线箭头，即水平气压梯度力。
第二步：定地转偏向力。在水平气压梯度力的基础上，根据北半球向右偏，南半球左偏，确定地转偏向力所引起的风向改变。
第三步：定最终风向。
(1)近地面：在三力作用下，最终风向与等压线呈一定夹角。
(2)高空：在两力作用下，风向与等压线平行。
以北半球为例，绘制过程如下图(hpa)：
3．风力的判读方法
形成风的三个因素中，影响风力大小的因素是水平气压梯度力及摩擦力。水平气压梯度力越大，风力越大；摩擦力越大，风力越小。在等压线图的判读中，要考虑以下几个方面：
(1)在同一等压线图上，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力越大；反之，风力越小。
(2)图幅、等压距相同的地图，比例尺越大，表示单位距离内的等压线越密集，风力越大；反之，风力越小。
(3)图幅、比例尺相同的地图，等压距越大，水平气压梯度力越大，风力越大；反之，风 - 4 - 力越小。
(4)水平气压梯度力相同的情况下，摩擦力越小，风力越大；反之，风力越小。如：海面上的风力大于沿海陆地、内陆荒漠地区的风力。
方法技巧：
1．巧用左右手判别近地面风向
判别近地面的风向，观察者可以用“左、右手定则”，具体方法如下：
北半球用右手，掌心朝上，四指指向水平气压梯度力的方向(水平气压梯度力从高压指向低压，垂直于等压面或等压线)，大拇指的指向即为风向。(如下图所示，单位：hPa)
南半球用左手，掌心朝上，四指指向水平气压梯度力的方向(水平气压梯度力从高压指向低压，垂直于等压面或等压线)，大拇指的指向即为风向。(如下图所示，单位：hPa)
2．等压面和等压线的区分
气压的分布是用等高面上等压线的分布来表示的，等压线是某一海拔相等的等高面与空中若干个不同等压面相割(由于气压自地面向上递减，因此自下而上有很多数值逐渐减小的等压面)，在等高面上所形成的许多交线。与地形分布中的等高线原理相似。
等压面上凸区对应等压线的高值区，则为高气压，反之则为低气压，如下图(单位：hpa)。如果各地气压相等，则等压面就是等高面，等高面上无等压线。可以简单理解为：等压面是在垂直方向上的气压变化，等压线是在水平方向上的气压变化。 - 5 -
┃┃典例剖析__■
例题 下图中P1、P2为某一水平面上的闭合等压线。①～⑧是只考虑大气水平受力而不计空间垂直运动时，O点空气运动的可能方向。据此回答(1)～(2)题。
(1)若该水平面位于北半球近地面，且P1>P2，则O点的风向为( B )
A．① B．④
C．⑤ D．⑥
(2)若该水平面位于南半球高空，且P1 A．③ B．⑧ C．⑦ D．② [解析] 第(1)题，首先明确北半球近地面风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力的作用，风向与等压线斜交。因为P1>P2，所以水平气压梯度力的方向为图中⑤所示方向，受地转偏向力影响，实际风向为④。第(2)题，高空风只受水平气压梯度力和地转偏向力二力作用，风向与等压线平行。因为P1 ┃┃对点训练__■ 下图为北半球等压线图(单位：hPa)。读图并结合所学知识，回答(1)～(2)题。 (1)如果所示等压线位于近地面，F1、F2、F3为A处空气所受的外力，则F1、F2、F3依次为( B ) A．摩擦力、水平气压梯度力、地转偏向力 - 6 - B．水平气压梯度力、摩擦力、地转偏向力 C．地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力 D．摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力 (2)如果所示等压线位于高空，F1为水平气压梯度力，则风向是( D ) A．① B．② C．③ D．④ 【解析】 第(1)题，水平气压梯度力的方向应与等压线垂直，且由高压指向低压，故F1为水平气压梯度力，只有B项符合，所以可以判断B项正确。第(2)题，高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用，最终风向与等压线平行，又因位于北半球，所以可以判断④表示的方向正确。 素养培优 策略指导 近地面风向示意图的判读 [信息提取] 提取四大信息：①等压线；②高、低压情况；③受力状况及力之间的关系；④风向及其与等压线的关系。 [方法总结] 近地面风向示意图判读方法 (1)判断高、低压 根据等压线数值判断高、低压，数值大的则为高压。 (2)判读风的类型 根据箭头b与等压线间成一夹角判断此角为风向与近地面的夹角，从而判断风的类型应为近地面风。 (3)判断风向 根据近地面风向与等压线的关系判断风向，如图中箭头b与等压线成一夹角，则判断箭 - 7 - 头b为风向。 (4)判断三力 箭头a垂直于等压线，并且从高压指向低压，所以是水平气压梯度力。d箭头与b箭头(风向)相反，则d为摩擦力；c箭头与b箭头垂直，则判断c箭头表示地转偏向力。 (5)判断南北半球 根据水平气压梯度力判断风的初始方向，然后结合最终的风向偏转判断南北半球，如上图中风向右偏，应为北半球。 考题展示 读亚洲局部区域某时刻近地面等压线(单位：hPa)分布图，回答(1)～(2)题。 (1)此时图中P地的风向为( A ) A．西北风 B．东南风 C．西南风 D．东北风 (2)甲、乙、丙、丁四地中的气压可能与Q地相等的是( D ) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 [解析] 第(1)题，图示P地西侧为高压，东侧为低压，依据风向由高压指向低压且北半球向右偏，可判断为西北风。第(2)题，图示等压距为2.5 hPa，则Q地外围等压线数值可能是1 005 或1007.5 ；再运用“大于大的、小于小的”判断方法，可判断Q地等压线数值可能是1 002.5 hPa～1 005 hPa或1 007.5 hPa～1 010 hPa，与图中丁处数值可能相等。 课堂小结
