热力环流的原理实验与讲解

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1、热力环流的原理实验与讲解一．实验演示：根据人教版教材“活动”玻璃缸内空气运动的方向。实验材料：长方形的玻璃缸（长100cm左右，宽30cm左右，高40cm左右）、胶合板或塑料薄膜、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等。实验步骤：（1）将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端；（2）用平整的胶合板将玻璃缸上部的开口盖严；（3）在胶合板的一侧（装冰块的盆上方）开一个小洞；（4）将一束香点燃，放进小洞内。问题引导：烟雾是向哪边运动？向温度高还是低的方向飘动？思考：为什么空气会这样流动？学生活动：把所观察到的空气流动方向画出来。显示三条直

2、线(看空气柱的变化)讲述：假设这三条线是ABC三地的三条等压线。思考：（1）在地面冷热均匀的情况下，三地的大气处于什么状态？（2）A地受热，BC两地遇冷时，大气发生怎样的物理变化？（冷热不均的情况下，A地大气膨胀上升，BC两地大气收缩下沉）（3）三地的近地面和高空的气压分别有什么变化？等压面随之发生怎样的变化？（A地上空空气聚集形成高压，BC两地空气密底减少形成低压；近地面，A空气上升，空气稀疏形成低压，BC两地空气下沉聚集形成高压）（4）此时，同一水平面上的气压是否还相同？这种气压差异导致什么样的结果？结论：热力环流形成的基本过

3、程：地表的冷热差异→大气的上升运动→同一水平面的气压差异→大气的水平运动。二．图示讲解1．如果A、B两地温度相等（图1），那么，这两个气柱内大气的密度、质量如何？（相等）这样，在同一水平面上会不会产生大气的运动？（不会）图12．如果A地近地面空气受热，而附近B地空气相对较冷（图2），这时，A、B两地空气在垂直方向上将产生怎样的运动？（A地空气上升，B地空气下沉）那么A、B两地上空的空气密度发生了什么变化？（A地上空密度增大，B地上空密度减少）气压有何变化？（A地上空气压升高，B地上空气压降低）3．空气的流动与水的流动有相似之处，水

4、从高处流向低处，气流呢？（从气压高的地方流向气压低的地方）如图所示，气流从A地上空流向B地上空。那么A、B两地近地面的气压状况与气流方向又怎样呢（图3）？（A地气压低，B地气压高，气流从B地流向A地）图3图2就同一地方而言，近地面的气压总比其高空的气压要高，例如，A地近地面气压比其高空气压是否要低呢？（不是，A地近地面气压比其高空要高）为什么？（A地近地面空气密度比其高空大），那么，图上标A地近地面气压低是什么含义？（指相对同一水平面上的B地而言的）。注意，投影片Ⅳ的三张分解片可制成复合片边讲边演示。三．原理透视由于地区间冷热不均

5、引起了空气上升或下沉的垂直运动；空气的上升或下沉，造成了同一水平面上气压的差异；气压差异导致了空气的水平运动，这样就形成了热力环流。它是大气运动的一种最简单、最基本的形式（如下图示）。形成过程：近地面空气受热引起气流上升运动，近地面空气冷却引起气流下沉运动。空气上升使高空气压升高，等压面向上凸起；空气下沉使高空气压降低，等压面向下凹陷。高空气流由高气压流向低气压，导致近地面气流上升处气压下降，等压面向下凹陷，近地面气流下沉处气压升高，等压面向上凸起。近地面空气由高气压流向低气压。需要强调的是：高压、低压是同一水平面比原来受热均匀时

6、的增加或减小，而在垂直方向上地面气压始终高于高空气压。在城市和郊区之间也存在热力环流，近地面风由郊区吹向城市。因此城市规划时，污染严重的工厂和卫星城应建在城市热力环流之外，避免加重污染或相互污染，在热力环流范围内的郊区应有绿化带。四．例题读“冷热不均引起的大气运动示意图”，回答：（1）图中方框内是低压还是高压，用“高”或“低”填在图中。（2）从空气的垂直运动来看：热的地区空气，冷的地区空气。（3）从水平方向看：空气从气压流向气压。（4）图中的空气环流是因引起的，因此称为环流。解析：A地受热多，近地面空气膨胀上升，到上空积聚起来，使

7、上空的空气密度增大，形成高气压；B、C两地受热少，空气冷却收缩下沉，上空的空气密度减小，形成低气压。在近地面，A地空气上升后向外流出，使A地近地面空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，近地面空气密度增大，形成高气压。在水平方向上，空气由高压区流向低压区，形成热力环流。答案：（1）图A上为高压，A下为低压；B、C上为低压，下为高压（2）上升下沉（3）高低（4）地面冷热不均热力