“大气运动与天气变化”专题

汤国荣

一、考核方向分析

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考核方向：本考点涉及的主要知识有大气的热力作用、热力环流、天气系统与气象灾害等。从近几年高考试题在本专题的分布状况看，考核方向主要集中在运用天气形势图分析不同的天气系统对天气状况的影响、气象灾害的形成与分布、大气环流对降水状况的影响等。相对而言直接考查大气受热过程和热力环流的试题不多，但作为分析大气运动的知识铺垫，考生对其基础知识也应有较好把握。

二、基本概念解读

1.热力环流

热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流，它是大气运动的一种最简单的形式。

冷热不均是引起大气运动的根本原因。同一高度上气压差异是大气水平运动的直接原因。

2.等压面与等压线

等压面是指在垂直方向上气压相等的面。等压线是指同一水平面上气压相等的各点连线。

等压面反映的是垂直方向上的气压差异，等压线则反映的是水平方向上的气压差异。某一高度的水平面切割等压面而得到的交线即为等压线。某一等压面的高程变化可以间接反映出气压在水平方向上的空间差异（向高空凸出气压高，向低空凸出气压低）。

3.水平气压梯度与水平气压梯度力

水平气压梯度是指单位距离的气压差，由于气压差的存在，促使大气有高压区流向低压区，这个力就是水平气压梯度力。

决定风力（风速）大小的主要因素是气压梯度。而水平气压梯度力则是大气产生水平运动的原动力。对气压梯度力应从力的大小、方向、作用点三方面理解。首先应确定研究的空气质点即力的作用点，作用点所受到的气压梯度力方向为垂直于等压线，由高压指向低压，大小主要取决于气压梯度（单位距离的气压差）。

4.锋、锋面、锋线

锋由两种性质不同的气团相接触形成的狭窄过渡地带，常把它看成是一个几何面，称为锋面。锋面与地面的交线称为锋线。而锋则是锋面和锋线的统称。

对于锋而言，应是一个区域空间（锋面所在的区域），无论是什么性质的锋，锋时天气变化复杂，锋后则天气显得比较单一（晴朗）。冷锋与暖锋的雨区分布主要集中在冷气团一侧，冷锋主要分布于锋线之后，暖锋主要分布于锋线之前（但均位于锋时）。

5.天气与天气系统

天气是一定区域短时段内的大气状态（如冷暖、风雨、干湿、阴晴等）及其变化的总称。天气系统是具有一定的温度、气压或风等气象要素空间结构特征的大气运动系统。

天气相对于气候来说具有时间短、不稳定的特点。而天气系统则指伴随一定天气的大气运动形式， 诸如气旋（低压）、反气旋（高压）、锋面等是常见的天气系统。在不同的天气系统控制下则呈现出不同的天气状况。

三、原理知识梳理

1.大气受热过程

（1）大气受热的空间过程示意（图2）。

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（2）大气受热的地理过程示意（图3）。

（3）大气受热过程中的几个关注点。

大气具有保温效应及实践应用：大气对太阳的短波辐射吸收较弱而对地面的长波辐射吸收较强，这样就储存了热量；大气逆辐射补偿了地面辐射损失的部分热量。

采用塑料大棚发展农业；秋冬季节，我国北方地区常用人造烟幕的办法增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。

气温的日变化与年变化：一天中，太阳辐射最强出现在正午12时，而地面吸收太阳辐射，再将热量传递给大气则需要一定的时间过程，故气温最高（大气辐射最强）的时间出现在午后2时（14时）左右。同理，对于北半球中高纬大陆地区而言，太阳辐射最强和最弱分别出现在6月22日左右（白昼最长、太阳最高）和12月22日左右，而气温最高（大气辐射最强）则出现在7月，而气温最低（大气辐射最弱）则出现在1月。受海陆热力性质差异的影响，海洋上气温极值出现的时间则迟一个月，分别为8月和2月。南半球情况则相反。

2.热力环流原理及应用

（1）热力环流的形成过程（图4）。当A地受热时，近地面空气膨胀上升形成低气压，其高空的空气密度增大形成高气压，同时B、C两地受热较少，空气冷却下沉在高空形成低气压，在近地面形成高气压。水平气压的差异产生水平气压梯度力，并引起空气的水平运动。在高空，空气从A地向B、C两地扩散；在近地面，空气则由B、C两地流向A地。这样就形成了热力环流。

基本过程为：近地面冷热不均→空气的垂直运动→同一水平面上存在气压差异→空气的水平运动→形成热力环流。

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（2）热力环流原理的应用（表1）。

3.风（大气水平运动）形成原理

（1）风的形成过程。风是空气的水平运动，形成风的直接原因是水平气压梯度力，由于气压梯度力的存在，空气便由高压吹向低压，空气一旦做水平运动就受到地转偏向力的影响，北半球风向向右偏，南半球风向向左偏。高空不受到摩擦力的作用，最终风向与等压线平行（图5）；近地面除了受到气压梯度力和地转偏向力外，还受到摩擦力，在三个力的共同作用下，风向最终与等压线有个夹角，摩擦力越大，夹角越大（图6）。

（2）风向的应用。①根据风向可以判断是地面还是高空。近地面受到摩擦力的影响，风向与等压线有一定的夹角；高空因不受摩擦力的影响，风向与等压线平行，根据这些特点可以推断是近地面还是高空。②根据风向可以判断南北半球。北半球地转偏向力使风向向右偏，南半球地转偏向力使风向向左偏，所以根据风向的偏转方向可以判断南北半球。③根据风向可以判断高低压。风总是由高压吹向低压。

四、方法技巧归纳

1.等压线图的判读

（1）等压线的特点。同一等压线上的各点气压相等；相邻两条等压线数值相等或相差一个等值距；相邻两条等压线之间的闭合等压线数值是其两侧等压线其中之一。

（2）等压线的判读方法。①看数值：判断气压高低分布及变化；②看疏密：了解影响因素；判断风力大小；③看走向：了解影响因素；④看弯曲：确定高压脊或低压槽，推断天气状况。

（3）等压线的等高线图判读。垂直方向上，同一条等压线向高空弯曲的区域，气压较相同海拔的其它地点气压高；向低空弯曲，气压较相同海拔其它地点气压低，即“高高低低”。如图7所示的500 hPa等压线的分布。由图可见，与等压面凸起部位相对应的是由一组闭合等高线构成的高值区域，高度值由中心向外递减；同理，与等压面下凹部位相对应的是由一组闭合等高线构成的低值区域，高度值由中心向外递增。因此，平面图中等高线的高、低中心即代表气压的高低中心，而且等高线的疏密同等压面的缓陡相对应，等压面陡的地方，等高线密集，该处风力较强；等压面缓的地方，等高线稀疏，表示该地风力较小。

（4）等压线图的判读应用。①判断高压中心和低压中心：等压线上的数值由中心向四周变小的为高压中心；等压线上的数值由中心向四周变大的为低压中心。②判断天气状况：高压区为下沉气流，天气晴朗；低压区为上升气流，多阴雨天气。③判断高压脊（线）和低压槽（线）：等压线中弯曲最大处，其数值由高指向低处为高压脊（类同于等高线图中的山脊）。等压线中弯曲最大处，其数值由低指向高处为低压槽（类同于等高线图中的山谷）。④判断鞍部：鞍部两个高压和两个低压的交汇处，其气压值比高压中心低，比低压中心高。⑤判断风向和风力大小：北半球近地面气压场中风向是由高压指向低压并向右斜穿等压线；南半球近地面气压场中风向是由高压指向低压并向左斜穿等压线。在高空中，风向与等压线平行。风力大小，取决于水平气压梯度力。在同一幅图中等压线越密集，风力越大；等压线越稀疏，风力越小。

2.高、低压系统比较分析（表2）

3.冷、暖锋比较分析（表3）

4.锋面气旋的解读（图8）

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①锋面出现在低压槽处；②冷锋降水区域位于锋线后，暖锋降水区域在锋线前；③西侧的低压槽形成冷锋系统，东侧的低压槽形成暖锋系统；④暖锋雨带较宽阔，冷锋雨带较狭窄。

五、诊断纠错笔记

【例题】气温垂直递减率是指空气温度在垂直方向上随高度升高而降低的数值，读某地春季某日气温垂直递减率（℃/100 米）时空变化图（图9），回答1～2题。

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1.当天该地几乎没有对流运动发生的时段是：

A.9 时～17 时 B.18 时～次日 8 时

C.17 时～次日 9 时 D.19 时～次日 6 时

2.发生大气逆温现象的最大高度约为：

A.100 米 B.200 米

C.400 米 D.500 米

【参考答案】 1.B 2.C

【错因分析】此题出错的原因一是不能正确理解气温垂直递减率的含义，不能对图中不同的数据作出准确判断；二是不理解对流运动发生的条件；三是读图能力较差，不能根据图中信息结合题干做出判断。根据气温垂直递减率的含义可知图中数值为正值表示随海拔高度升高气温降低，而为负值则表示随海拔升高气温不降反升，零表示气温没有变化，可见在 18时～次日8时出现逆温现象，大气的对流运动受到抑制。从图中可以直接读出出现逆温的最大高度约为400米。

【纠错行动】大气增温主要是靠吸收地面的长波辐射，因而大气主要的直接热源是地面辐射，一般情况下随海拔的升高大气获得的地面辐射减少，因而气温降低，但有时受不同因素的影响（如地形、大气运动等）会出现逆温现象，也就是随海拔升高气温不再降低。逆温按形成原因主要分为以下几种：一是地面辐射逆温，在晴朗无风或微风的夜晚，地面因辐射冷却而降温，与地面接近的大气层冷却降温快速，而上层空气降温缓慢，因此产生逆温现象；二是平流逆温，当暖空气流到冷的地面上时，暖空气与冷地面之间不断进行热量交换，暖空气下层受冷地面影响最大，气温降低快速，上层降温缓慢，从面形成逆温；三是锋面逆温，锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带，暖气团位于锋面之上，冷气团在下，在冷暖气团之间的过渡带上形成逆温等。逆温的存在抑制大气的对流运动，使近地面的污染物不易扩散，容易造成大气污染。

六、考前试题预测

图10为东亚部分地区2010年某日20点500百帕气压的高程分布图（单位：米），完成1～2题。

1.此时北京近地面的气压和风向可能是：

A.高压脊 偏北风 B.高压脊 偏南风

C.低压槽 偏北风 D.低压槽 偏南风

2.杭州未来两天生活指数预报与实际情况相符的是：

A.洗车指数：适宜 B.感冒指数：低发期

C.舒适度指数：较舒适 D.紫外线指数：较弱

图11是某天气系统的垂直剖面图，其中甲（110°E，40°N）、乙（115°E， 40°N）是近地面的两点。根据所学回答3～4题。

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3.图12的A、B、C、D四图中，能表示该地天气系统附近气压分布状况是（图中黑箭头代表当地风向）：

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4.甲乙两地在此天气系统影响下天气状况可能是：

A.甲地沙尘漫天，大气能见度差；乙地晴朗少云，气温日较差大

B.甲地沙尘漫天，大气能见度差；乙地多日阴雨不开

C.甲地晴朗少云，气温较低；乙地多日阴雨不开

D.甲地和乙地都是晴朗少云，但是甲地气温更低

5.图13为2010年某日海平面气压分布图，读图回答下列问题。

（1）判断A等压线的数值，并写出判断的依据。

（2）该日河北、贵州两省易出现暴雪天气的是哪个省，并简述判断的理由。

（3）据图判断该季节我国黄海沿岸流的流向，并写出判断的依据。

（4）图示季节珠江口多发咸潮，试分析原因。

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参考答案：

1.A 2.D

【解析】高空和近地面气压分布相反，高空为高压脊则低空为低压槽，根据等压面的等高线分布特点，即“高高低低”可以判断出，北京上空为低压槽，则近地面为高压脊。杭州西部高空为高压脊，近地面低压槽，低压槽附近有可能出现冷锋，会出现大风、降温、阴雨天气。

3.C 4.B

【解析】图示信息显示，该地有锋面气旋形成，且甲地为冷锋活动，乙地为暖锋活动（注意冷、暖气团交界面坡度大小）。因地处北半球，第3题能正确表示该天气系统气压和风向的图示是C。第4题的判断则需要考虑锋面性质和所处的地理位置（甲：110°E，40°N；乙：115°E， 40°N），B选项符合题意。

5.（1）1 032hPa；A处附近分布着低压槽，说明A处气压低，A等压线两侧的等压线分别为1 032和

1 034hPa，应为两个中的低值（2）河北；河北省受槽线附近的冷锋系统的影响，易形成降水；该省纬度高，气温低。贵州省受高压脊影响，不易形成降水；该省纬度较河北省低 ，温度较高（3）向南流；由等压线的分布可以看出陆地气压较高，盛行偏北风，海水在盛行风的影响下向南流（4）由等压线的分布可以看出陆地气压较高，此时应为冬季（或冬半年），珠江流域值枯水季节，流域内降水稀少，河流流量少。▲