第5讲热力环流和风--教师版

第5讲热力环流和风

一、热力环流

1．热力环流及成因

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、最基本的形式。其形成原理如下图所示：

热力环流的形成可归纳为：近地面冷热不均（根本原因）→大气垂直运动（上升或下沉）→近地面和高空同一水平面气压差异（直接原因）→大气水平运动→热力环流。

2．常见的热力环流及其影响

⑴海陆风环流

形成白天陆地比海洋增温快，近

地面陆地气压低于海洋，风

从海洋吹向陆地，形成海风

夜晚陆地比海洋降温快，近地

面陆地气压高于海洋，风从陆

地吹向海洋，形成陆风

影响海陆风使滨海地区气温日较差减小，降水增多要点回顾

海风和陆风的转换时间，随地区和天气而定，一般海风开始于上午11时，到

13～15时最强，此后逐渐减弱，到17～20时左右转为陆风。

⑵山谷风环流

形成

白天山坡比同高度的山谷升温快，

气流上升，气压低，暖空气沿山坡

上升，形成谷风

夜晚山坡比同高度的山谷降温快，气

流下沉，气压高，冷空气沿山坡下滑，

形成山风

影响

在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，

阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染

二、大气的水平运动与等压线

1．关于大气水平运动的基础知识，主要掌握形成风的直接原因、受力状况和

风的关系。

形成

由于城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热，导致城市气温高于郊

区，形成“城市热岛”，引起空气在城市上升，在郊区下沉，近地面风由郊区

吹向城市，在城市与郊区之间形成城市热岛环流

影响

一般将绿化带布置在气流下沉处及城市热力环流内，而将卫星城或污染较重的

工厂布置在城市热力环流之外

⑴影响风的三种力

作用力方向大小

对风的影响

风速风向

水平气压梯度力始终与等压线垂

直，由高压指向

低压

等压线越密集，水平

气压梯度力越大

水平气压梯度力

越大，风速越大

垂直于等压线，由

高压指向低压

地转偏向力始终与风向垂直

大小随纬度而增加，

赤道为零

不影响风速的大

小

北半球使风右偏，

南半球使风左偏

摩擦力始终与风向相反大小与下垫面性质

有关，下垫面越粗

糙，摩擦力越大，反

之越小

使风速减小

与其他两力共同

作用，使风斜穿等

压线

⑵三种不同受力情况对风向的影响比较

受力状况风向风压规律图示

只受水平气压梯度力影响时风向由高压指向

低压且与等压线

垂直

风向和水平气压梯度

力一致

受水平气压梯度力与地转偏向力共同影响时风向与等压线平

行

在北半球背风而立，右

边为高压；左边为低

压，南半球反之

受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同影响时风向与等压线有

一个夹角

在北半球背风而立，右

后方为高压，左前方为

低压；南半球反之

(1)确定风所在的半球

(2)明确影响风向的主要因素

①同一平面气流总是从高压流向低压，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；若只考虑水平气压梯度力和地转偏向力对风向的影响，则风向最终与等压线平行；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。

②近地面的风在运动过程中往往受到水平气压梯度力、摩擦力和地转偏向力的影响，而高空的风一般只受到水平气压梯度力和地转偏向力的影响。

③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。

④高空和近地面没有明确规定的高度，但是一般以1500米为参考数值。

(3)在等压线图上画风向

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，但不一定是指向低压中心)，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°角，画出实线箭头，即为经过该点的近地面风向。如图所示(北半球)：

（4）在等压线图上比较风力

①同一等高线图上，等压线密集，水平气压梯度力大，风力大；反正，风力小。

②不同图中，“相同比例尺”等压线图中，相邻两条等压线数值差越大，风力越大；反之，越小。“不同比例尺图”等压线图中，比例尺越大风力越大；反之，越小。

三、等压面图和等压线图的判读技巧

1．等压面的判读及其应用

⑴等压面的判读

等压面是空间气压相等的各点所组成的面，其常用来表示同一水平面上不同区域的气压差异。

①由于大气密度随高度增加而降低，不同高度的大气所承担的空气柱高度不同，导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。即PA>PC，PB>PD。

②因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，进而等压面发生弯曲，同一水平面上，等压面上凸者气压高，下凹者气压低，即PC>PD，PB>PA。

③同一垂直方向上，近地面和高空的气压区类型相反，即近地面为高压，高空则为低压。

(2)等压面图的应用

①判断气压高低：如上图中比较同一地点不同高度气压值和同一水平面上不同点的气压值可得：PB>PA>PC>PD。

②判断下垫面的性质和冷热：

a.判断陆地与海洋(湖泊)：夏季：等压面下凹者为陆地，气温较高；上凸者为海洋(湖泊)，气温较低。冬季：等压面下凹者为海洋(湖泊)，气温较高；上凸者为陆地，气温低。

b.判断裸地与绿地：裸地同陆地，绿地同海洋。

c.判断城区与郊区：等压面下凹者为城区，气温较高；上凸者为郊区，气温较低。

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，如A地；等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大，如B地。

2.等压线的判读及其应用

等压线图表示在同一海拔高度上气压水平分布状况的图，在同一水平面上，每一条等压线上的气压值相等。

⑴认识基本气压场