山東 劉香巧

熱力環(huán)流是由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，它是大氣運(yùn)動(dòng)最簡(jiǎn)單的形式，是氣候形成的基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)熱力環(huán)流，我們會(huì)遇到哪些阻力呢？又應(yīng)該如何解決阻力呢？我們通過案例來探究一下。

【例1】讀某地近地面和高空四點(diǎn)氣壓圖(單位：hPa)(圖1)，回答1，2題。

圖1

1.若近地面和高空四點(diǎn)構(gòu)成熱力環(huán)流，則流動(dòng)方向?yàn)?/p>

( )

A.P→O→M→N→P B.O→P→M→N→O

C.M→N→P→O→M D.N→M→O→P→N

2.下面圖2中正確表示P地在垂直方向上等溫面與等壓面配置的是

( )

A B C D

圖2

【阻力1】圖中大氣運(yùn)動(dòng)由O→P，但P→N還是P→M呢？大氣運(yùn)動(dòng)總是由高壓到低壓?jiǎn)幔?/p>

【解析】熱力環(huán)流可以理解為“熱脹冷縮環(huán)起來”，即近地面熱，空氣膨脹上升；近地面冷，空氣收縮下沉，形成大氣的垂直運(yùn)動(dòng)，與氣壓高低無關(guān)。而大氣運(yùn)動(dòng)分為垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)，大氣水平運(yùn)動(dòng)總是由高壓到低壓。所以大氣運(yùn)動(dòng)不全是由高壓到低壓的，只有水平運(yùn)動(dòng)才是。第1題，從圖中可以看出，O、P兩點(diǎn)在同一水平面上，海拔低；M、N兩點(diǎn)在同一水平面上，海拔高。大氣水平運(yùn)動(dòng)由O→P，M→N。垂直方向上大氣怎樣運(yùn)動(dòng)呢？近地面冷的地方氣流下沉形成高壓，即O處氣流下沉；近地面熱的地方氣流上升形成低壓，即P處氣流上升；高空氣壓與近地面相反。即O→P→M→N→O，B正確。

【阻力2】地面冷熱不均如何影響等壓面變曲方向？

【解析】氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力，即等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量。同一地方由于氣壓總是隨高度的增加而遞減，地面上的氣壓總是高于高空的氣壓，所以高壓中心處的等壓面形狀總是向上空拱起，低壓中心處的等壓面形狀總是下凹彎向地面。近地面熱的地方空氣膨脹上升，空氣密度減少，形成低氣壓，等壓面下凹；近地面冷的地方空氣收縮下沉，近地面空氣密度增大，形成高氣壓，等壓面上凸。高空等壓面的彎曲與近地面相反。如圖3：即近地面熱——低氣壓——等壓面下凹；近地面冷——高氣壓——等壓面上凸；高空與近地面相反。

圖3

第2題，P地近地面熱(氣溫高，等溫面上凸)，氣流上升，氣壓低，等壓面下凹，故A正確。

【例2】圖4表示的是某濱海地區(qū)陸地①和海洋②表面氣溫日變化的曲線圖。據(jù)此回答3,4題。

圖4

3.影視片中的女主角面朝大海，海風(fēng)吹拂面部，讓頭發(fā)向后飄逸，該選擇什么時(shí)間段來拍攝該情境

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A.14時(shí)—次日6時(shí) B.7時(shí)—當(dāng)日16時(shí)

C.16時(shí)—次日8時(shí) D.6時(shí)—次日18時(shí)

(原創(chuàng))4.海陸風(fēng)與季風(fēng)之間存在相互影響的關(guān)系。在晴朗而穩(wěn)定的天氣條件下，如果僅考慮海陸熱力性質(zhì)的差異，溫帶地區(qū)海風(fēng)勢(shì)力最強(qiáng)勁的季節(jié)是

( )

A.春季 B.夏季 C.冬季 D.四季相同

【解析】本題是熱力環(huán)流表現(xiàn)形式的最常見的考查方式。解答這類問題，只需記住“熱脹冷縮環(huán)起來”，即近地面熱，空氣膨脹上升；近地面冷，空氣收縮下沉，水平方向上環(huán)起來即可。判斷地面冷熱是解答此類問題的關(guān)鍵，溫差越大，熱力環(huán)流勢(shì)力越強(qiáng)。海陸風(fēng)是海陸熱力性質(zhì)差異引起的，因此地面冷熱有晝夜之分：白天陸熱海冷，夜晚反之；山谷風(fēng)強(qiáng)調(diào)地面是對(duì)流層大氣的直接熱源，同一海拔高度，距地面遠(yuǎn)近不同，冷熱有差別：白天，同一海拔高度的坡面上比山谷上空熱，夜晚反之；城市風(fēng)強(qiáng)調(diào)人類生產(chǎn)、生活和交通工具等排放的大量人為熱量導(dǎo)致城市比郊區(qū)熱，沒有晝夜之分。

第3題，當(dāng)海洋溫度低于陸地時(shí)，在海平面上，海洋上空空氣收縮下沉，形成高氣壓；陸地上空空氣膨脹上升，形成低氣壓，風(fēng)從海洋(高壓)吹向陸地(低壓)，吹海風(fēng)。

第4題，夏季的白天，溫帶地區(qū)正午太陽(yáng)高度最大，導(dǎo)致白天的海陸溫差最大，海風(fēng)勢(shì)力最強(qiáng)勁。

總之，解答熱力環(huán)流相關(guān)問題，判斷地面冷熱是關(guān)鍵，而地面冷熱與太陽(yáng)輻射、人類活動(dòng)密切相關(guān)。判斷出地面冷熱以后，按照“熱脹冷縮環(huán)起來”解題：垂直方向熱脹冷縮；水平方向由高壓到低壓(即環(huán)起來)。學(xué)習(xí)熱力環(huán)流，從理論到實(shí)踐，凸顯“學(xué)習(xí)對(duì)生活有用的地理”(見變式訓(xùn)練)。

【變式訓(xùn)練】

1.冬季，在我國(guó)北方教室門口，經(jīng)常貼有“請(qǐng)隨手關(guān)門”的提示語(yǔ)，圖5中能正確表達(dá)其原因的是

( )

A B C D

圖5

2.根據(jù)材料和圖表，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，回答下列問題。

某地理興趣小組對(duì)某城市四個(gè)住宅小區(qū)的環(huán)境進(jìn)行觀察測(cè)算,得到了白天(晴天)的溫升數(shù)據(jù)并繪制了圖6、圖7(基準(zhǔn)溫度取某日平均溫度)。

材料一幾種下墊面的吸收率

下墊面道路(瀝青)混凝土磚石土壤(黑土)沙漠草水吸收率0.8～0.950.65～0.90.6～0.80.65～0.80.6～0.950.55～0.850.74～0.840.9～0.97

注：下墊面不同，其熱容量也不同。在上表列舉的下墊面中，以水的熱容量最大，草地次之，其他相對(duì)較小。

材料二圖6中小區(qū)1為風(fēng)速較大的小區(qū)；小區(qū)2為風(fēng)速較小的小區(qū)。

圖6

材料三圖7中小區(qū)3為下墊面吸收率較高的小區(qū)，平均吸收率為0.74；小區(qū)4為下墊面吸收率較低的小區(qū)，平均吸收率為0.64。

圖7

(1)根據(jù)材料二分析風(fēng)速與熱島強(qiáng)度的關(guān)系與原因。

(2)根據(jù)材料一、三，分析下墊面的吸收率對(duì)小區(qū)溫升的影響及原因。

(3)假如你是小區(qū)建筑的規(guī)劃和設(shè)計(jì)者，該小組研究成果對(duì)你有何啟發(fā)？

【答案及解析】1.B 教室內(nèi)外在門口處明顯形成了一個(gè)熱力環(huán)流。熱力環(huán)流判讀原則：熱脹冷縮環(huán)起來。教室熱，空氣膨脹上升，近地面形成低氣壓，等壓面下凹，排除A和D；C圖熱力環(huán)流沒有環(huán)起來，錯(cuò)誤，且門口處形成低壓意味著門口處氣溫最高，更是錯(cuò)誤的；只有B圖，氣流運(yùn)動(dòng)方向與等壓面的彎曲完全正確：教室近地面熱——空氣上升——近地面低氣壓——等壓面下凹；教室外近地面冷——空氣下沉——近地面高氣壓——等壓面上凸；高空與近地面相反。

2.(1)風(fēng)速與熱島強(qiáng)度(溫升幅度)呈負(fù)相關(guān)。風(fēng)速越大，空氣流動(dòng)性越強(qiáng)，由風(fēng)帶走的熱量也越多。可見，風(fēng)速大有助于減弱建筑群的“熱島效應(yīng)”；風(fēng)速小則相反。

(2)下墊面吸收率小的小區(qū)其溫升幅度(作用)要小于吸收率大的小區(qū)。大氣增溫的熱源主要來源于地面輻射，不同下墊面，吸收率不同。吸收率小的下墊面吸收的太陽(yáng)輻射熱量較少，因此它通過地面輻射和對(duì)流釋放到空氣中的熱量較少，引起的溫升幅度小。