王宏刚(河北省武安市第三中学 056300)()重点精讲 热力环流一、地势、气温、气压、气流和晴雨天气的关系 气压是指单位面积上所承受的大气柱的质量,地势越高,气压越低,近地面气压一般在1100百帕左右,高空在500百帕左右;地势越高,(对流层大气)气温越低;近地面气温高处,气压低(即热低压);气温低处,气压高(即冷高压)热空气膨胀上升,冷空气收缩下沉;水平气流由高压向低压流动,即风;上升气流因降温冷凝水汽凝结易成阴雨天气,下沉气流因下沉增温而天气晴朗二、热力环流的形成 近地面空气由于受热不均,大气热胀冷缩,空气受热则膨胀上升,近地面空气变稀薄气压降低,高空空气聚集气压升高;空气遇冷则收缩下沉,近地面空气聚集变密集气压升高,高空空气变稀薄,气压降低这样同一水平面高空和近地面都存在气压差异,空气由高压区流向低压区,形成热力环流三、热力环流中“气温-气流-气压-风”的关系①温—压关系:近地面气温高的地方,气流上升而气压降低,气温低的地方,气流下沉而气压升高,导致同一水平面出现气压差异,形成高低气压差异;高空气压状况和近地面相反②垂直方向上,气压随着海拔升高而降低③风—压关系:同一水平面上风总是从高压吹向低压。
如下图所示) 热力环流在近地面由于冷、热不均形成热低压和冷高压,属于热力原因,和气温高低有关高空高低气压的形成则是由于垂直气流运动形成的,属于动力原因二、热力环流的实际应用 在城市和郊区之间、谷地和山坡之间、海洋和陆地之间由于存在热力性质差异,进而形成热力环流城市风(图1)山谷风(图2)海陆风(图3)原因城市由于混凝土、柏油路面等具有吸热快而热容量小故升温快;工业、交通和生活燃料燃烧排放大量余热和大气污染物如二氧化碳、粉尘等产生温室效应;绿地、水体面积减少都导致城市中的气温明显高于外围郊区,城区这个高温区象突出海面的岛屿,由于这种岛屿代表高温的城市区域,故被形象地称为城市热岛由于城市热岛效应,城市与郊区形成了昼、夜相同的热力环流,故有“郊区的风,城市的雨”的说法白天,因山坡气温升高,暖空气沿山坡上升,形成谷风夜间因山坡地面辐射散失热量,导致气温降低,空气收缩沿坡下滑,流入谷地,形成山风由于海陆热力性质差异导致白天陆地升温比海洋快,气压低于海洋,近地面吹海风,晚上吹陆风影响危害:上升气流使污染物笼罩在城市上空;城市风将郊区工厂排出的废气污染带入城市,使城市空气污染更加严重对策:①完善城市规划:污染严重的企业应布局在城市风下沉距离以外,绿化带应布局在城市风下沉距离以内,卫星城建在城市风环流之外,以避免相互污染。
②加强城市绿地建设(价值:吸烟除尘;调节气候;降低噪声;美化环境;)③充分利用余热;减少CO2排放在山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底和盆地,冷空气聚集形成逆温,阻碍了空气的垂直运动,易造成大气污染海滨地区白天吹海风,天气凉爽,空气清新;沿海气温日较差比同纬度内陆小;吹海风时降水几率增多三、等压面特点 等压面是指空间中气压相等的各点所组成的面一般来说,在垂直方向上随着地势升高,气压会降低(即等压面数值变小),若地面冷热性质一致,则等压面就为大致延水平面延伸;若地面冷热性质不同,则因同一水平面气压存在差异,会导致等压面发生弯曲(或可以说成像地形一样高低起伏) 若地面冷热不均,近地面b地气压高于a地,则等压面在b地向高处突出,在a地向低处突出高空因c地气压高于d地,等压面突向与对应的近地面等压面相反 热力环流形成中的高、低气压是就“同一水平面上”的气压而言的如Pb>Pa、Pc>Pd;至于高空和近地面气压高低比较则是近地面高于高空如Pb>Pa>Pc>Pd从图中可以看出,近地面遇冷地方比受热地方垂直方向上气压差要大。