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2027届高考地理一轮复习|第五周 · 专题05 大气受热过程与热力环流

2027届高考地理一轮复习|第五周 · 专题05 大气受热过程与热力环流

从太阳辐射到局地风:理解近地面大气为什么会运动

面向高中地理学生与广大教师,重点提供教师备课、讲评和命题参考。

编写:张天机地理工作室

审核:高分教育地理教研组

版权声明:除封面图片为ai生成,正文内容均为原创整理,转载请注明出处,谢谢

导读|本周为什么要学“大气的热与风”?

上一周我们学习了地球公转、昼夜长短和正午太阳高度。本周顺着“太阳辐射如何影响地表”的问题继续:同一天,为什么晴夜易出现霜冻?为什么夏日海边常有凉爽的海风?为什么城市与郊区温差会改变风的流动方向?

本专题以“太阳辐射—地面增温—大气受热—冷热不均—气压差异—空气运动”为主线。学习重点不在死记箭头,而在解释地理过程、分析图表信息,并把原理迁移到生产生活。

学习目标
完成后能够做到
知识理解
准确区分太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射。
过程推理
建立热力环流形成的因果链,正确判断同一高度的气压差异。
图表分析
读懂辐射观测曲线、海陆风及山谷风示意图。
实践应用
解释霜冻防护、城市热岛和局地风现象。

第一部分|知识梳理

一、大气受热过程

1. 太阳辐射是地球大气系统最重要的能量来源。太阳辐射以短波为主;地面吸收太阳辐射后增温,向外发出长波辐射。

2. 大气对太阳辐射有吸收、反射和散射等削弱作用;到达地面的太阳辐射由地表吸收或反射,吸收部分促使地面增温。

3. 对流层大气主要通过吸收地面长波辐射以及湍流、潜热等过程获得能量,因此在高中地理分析中常说“地面是近地面大气主要的直接热源”。

4. 大气吸收能量后也会向外发出长波辐射,其中指向地面的部分称为“大气逆辐射”,可减缓地面夜间失热,体现大气保温作用。

概念
主要波段
关键作用
解题关注点
太阳辐射
短波为主
向地表输送能量
白天显著,夜间近于零
地面辐射
长波
地面向外散失能量、加热大气
白天与夜间均存在
大气逆辐射
长波
大气向地面回送辐射能
云多、湿度大时通常较强
地面反射太阳辐射
短波
地表反射入射太阳辐射
常随太阳辐射增强而增强

二、晴天与阴天的昼夜气温差异

晴朗白天云层较少,太阳辐射被云反射、散射的部分通常较少,地表获得的太阳辐射较多;晴朗夜间大气逆辐射一般较弱,地面失热较快,日较差往往较大。多云天气白天太阳辐射受到较强削弱,夜间云层常增强逆辐射,日较差通常较小。具体气温还受下垫面、风力、水汽和天气系统等影响。

情境
白天主要影响
夜间主要影响
常见结果
晴朗少云
到达地面的太阳辐射较强
大气逆辐射较弱
昼夜温差通常较大
云层较厚
太阳辐射削弱较强
大气逆辐射较强
昼夜温差通常较小
高海拔地区
大气较稀薄,削弱作用通常较弱
大气保温作用相对弱
需结合地形、地表等因素判读

三、热力环流的形成

热力环流是由地表受热不均引起的最简单的大气运动形式。形成过程可表述为:地面冷热不均 → 空气垂直运动 → 同一高度产生水平气压差 → 空气水平运动 → 形成环流。

理想化条件下:近地面较热区域,空气受热膨胀上升,近地面形成相对低压;近地面较冷区域,空气下沉,形成相对高压。高空同一高度的气压分布与近地面相反,气流由高压流向低压。

重要提醒:大气压强总体随高度增加而降低。图中“高空A处高压、近地面A处低压”只是分别相对于同高度的另一地点而言,绝不表示高空气压高于近地面气压。

四、生活中的三类局地热力环流

类型
常见时间
近地面风向
主要机制
海风
白天常见
由海洋吹向陆地
陆地增温快、海洋较凉,陆地近地面相对低压
陆风
夜间常见
由陆地吹向海洋
陆地降温快、海洋相对温暖,海洋近地面相对低压
谷风
白天常见
沿坡由谷地一带向山坡上行
坡面受热较快,近坡面空气上升
山风
夜间常见
沿坡由山坡下沉向谷地
山坡辐射冷却较快,冷空气沿坡下沉
城市热岛环流
城市较暖时可出现
近地面由周围较冷区域向城市热岛区辐合
城市与周围地区存在温度差

现实环境中,盛行风、天气系统、地形形态及下垫面差异会影响局地风的出现时间与强度,不能把教材理想图机械套用于所有天气。

第二部分|重难点讲解

难点1|用“热源—辐射—逆辐射”解释现象

例:夜间采取覆盖作物、适当保温等方式防霜冻,重点是减少地表与作物的净热量损失;烟雾可能影响辐射传输,但不能把“制造烟雾”当作普遍安全有效的防霜措施,更不应鼓励露天焚烧。

分析时分三步:先判断白天还是夜晚;再明确变化的是太阳短波辐射、地面长波辐射还是大气逆辐射;最后解释能量收支怎样改变温度。

难点2|热力环流的“同一高度比较”

判断冷热区域时,先按题目给定条件识别受热差异,再画上升与下沉箭头;随后看近地面相对高低压,最后反推高空气流。若缺少地面温度信息,也可从已知的上升气流、风向或等压面弯曲推理。

等压面一般在同一高度相对高压处向上凸、相对低压处向下凹(高中理想示意图)。只有同一高度的两点才能直接根据该规则比较气压高低。

难点3|海陆风、山谷风与城市热岛迁移应用

海陆风首先确定白天或夜晚,再判断海陆热力性质差异;山谷风必须辨认坡面受热或冷却方向;城市热岛则应注意城市建筑、交通和人为热等因素,并认识到局地环流会受盛行风干扰。

综合答题建议使用四段句式:“下垫面差异 → 冷热差异 → 气压与垂直运动 → 水平风向/天气影响”。尽量避免只写“热空气上升、冷空气下降”而缺少因果逻辑。

第三部分|常见易错点(教师课堂纠偏)

常见错误
正确认识
“太阳直接把近地面大气加热到最高温”
对流层近地面大气主要受地面加热,太阳短波辐射主要先加热地表。
“大气逆辐射只在夜晚存在”
白天和夜间都存在,夜间更常被用来分析保温作用。
“阴天晚上一定更暖”
通常逆辐射较强,但气温还受平流、风、湿度、下垫面等因素影响。
“热的地方气压必然低,无论高度”
需给定理想化热力条件,并在同一高度比较相对气压高低。
“高空气压一定高于近地面低压”
绝对气压总体随高度升高而降低,图中高低压是同高度的相对比较。
“海风是晚上从陆地吹向海洋”
典型海风发生在白天,近地面由海向陆;陆风夜间由陆向海。
“所有山谷在白天都一定有谷风”
盛行风与天气条件可削弱、改变或掩盖局地风。
“太阳辐射大就必然气温高”
还需考虑地表反照率、地形、蒸发、云、风等影响因素。

第四部分|典型例题解析(原创改编)

例1.某地白天云量较大,夜晚仍多云。在其他条件相近时,与连续晴朗天气相比,其气温日较差可能如何变化?为什么?

解析:白天云层削弱到达地面的太阳辐射,夜间云层增强大气逆辐射,昼夜温差通常减小。答案:日较差减小。

例2.A、B两地同一时刻近地面气温分别为31℃和25℃,忽略其他复杂天气背景。判断近地面相对气压高低、空气垂直运动及近地面风向。

解析:A较热,空气倾向上升,近地面形成相对低压;B较冷,空气倾向下沉,近地面形成相对高压。近地面气流一般由B吹向A。

例3.某海滨城市晴朗的下午,在海岸附近测得持续由海面吹向陆地的风。说明其形成的地理过程。

解析:白天陆地比海洋升温快,陆地近地面相对低压,海面相对高压,近地面空气由海洋吹向陆地,形成海风。

例4.某低洼农田在晴朗、风小的夜间较附近坡地更容易出现低温。试从地形及地表能量收支角度解释。

解析:晴朗夜间地面辐射冷却强、逆辐射较弱;风小不利于空气混合,坡面冷空气沿坡下沉并易在低洼处积聚,低洼农田易出现较低温度。

第五部分|历年高考真题解析(依据公开试卷整理)

说明:本部分保留真实考试年份、考查背景和关键解题思路,不在缺少原卷配图的情况下复刻完整图表。教师课堂使用时建议配合该省官方试题原卷讲解;下文的“核心设问”是教学概括,不等同于原题逐字转录。

案例1|2024年安徽卷第9—11题:辐射通量曲线

试题情境:我国某地面观测站连续4天观测太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射和大气逆辐射的逐小时变化。

考查重点:不同辐射曲线的昼夜变化、强弱关系,以及云层对辐射和天气的影响。

思路:首先识别夜间接近零的太阳辐射和地面反射太阳辐射;其次区分持续存在的地面长波辐射与大气逆辐射;最后结合曲线形状及天气背景判断云量变化。公开解析中第9题答案为B、第10题为D。

教学提示:不要强行用“全天平均曲线大小”孤立判断,必须结合夜间是否为零、辐射来源及天气变化逐项核对。

案例2|2024年海南卷第5—6题:冷热空气柱与热力环流

试题情境:在水平大气分布较均匀的条件下,选取两地空气柱,比较受热不均后空气运动、气压变化及高低空辐合辐散。

考查重点:先理解气柱伸缩与垂直运动,再分析实际存在水平运动时,高空和近地面的辐合、辐散关系。

思路:画出受热区上升、冷却区下沉的基本环流,再分别在同一高度比较压力;注意题设“空气柱没有水平位移”与实际“存在水平辐合辐散”是不同阶段。公开答案第5题为D、第6题为B。

案例3|2024年广东卷第13—14题:珠峰南坡冰川局地气流

试题情境:珠穆朗玛峰南坡某冰川区暖季存在沿坡上下运动的局地气流,高海拔冷气流下行与较低处暖湿上行气流相互作用。

考查重点:由局地风向和冷暖性质,解释气流交汇区的上升、凝结和降水概率变化,以及冰川下行冷气流增强对附近热环境的影响。

思路:把“气流来源—冷暖湿度—交汇抬升—温度及水汽变化”连成因果链。第13题考查交汇区局地降水概率增加(答案C);第14题关注冷气流增强使部分区域趋于降温(答案A)。

教师提示:这是比标准“海陆风”更复杂的局地风案例,不能简单将冰川冷风理解为焚风,也不能脱离配图判断全部空间效应。

第六部分|原创题目设计(参考答案和解析在题目后面)

一、选择题(每题只有一项最符合题意)

1.某地晴朗无云的夜晚,农田降温明显。直接有利于增强地表保温作用的变化是:

A. 地面反射太阳辐射增强

B. 大气逆辐射增强

C. 太阳高度增大

D. 地面长波辐射停止

2.某地白天云量明显增多,在其他条件近似相同时,白天地面获得太阳辐射通常:

A. 增多

B. 不变

C. 减少

D. 先增后减且必然

3.判断热力环流近地面水平风向的正确方法是:

A. 从同高度相对高压吹向低压

B. 从较低海拔吹向较高海拔

C. 从气温高区直接吹向气温低区

D. 所有时候都从陆地吹向海洋

4.关于理想热力环流,下列描述正确的是:

A. 较热区空气必然下沉

B. 受热区近地面常形成相对低压

C. 冷却区近地面常形成相对低压

D. 同一位置高空气压必高于近地面

5.晴朗天气下,某海岸白天出现海风的主要原因是:

A. 海面升温快形成低压

B. 陆地升温快形成低压

C. 海水蒸发使风必然向海吹

D. 地转偏向力是海风的唯一动力

6.山地晴夜,坡面冷空气顺坡下沉形成:

A. 谷风

B. 海风

C. 山风

D. 季风

7.下列辐射中,夜间仍持续存在的是:

A. 太阳直射辐射

B. 地面反射太阳辐射

C. 地面长波辐射

D. 地面吸收的太阳短波辐射

8.在相似天气条件下,白天由陆地向海面过渡,近地面常观测到的温度特征是:

A. 陆地一定更冷

B. 两地温差必为零

C. 海洋一定更热且不受季节影响

D. 陆地较易快速升温

9.某城市温度高于周围郊区,且局地热岛环流明显。近地面空气较可能:

A. 由郊区辐合流向城市

B. 由城市向四周辐散

C. 在城市持续下沉

D. 完全不受地表差异影响

10.某地夜间低空出现逆温层,对污染物扩散的主要影响可能是:

A. 对流增强、扩散加快

B. 垂直混合受抑制、污染物易积聚

C. 地面辐射停止

D. 一定出现强降雨

11.比较A、B两点气压高低时,最需要先确认的条件是:

A. 是否在同一高度

B. 两地点名称是否相同

C. 两地是否位于海边

D. 两地人口多少

12.白天气温日变化与辐射过程的关系,下列说法最合理的是:

A. 太阳辐射最大时地面气温必同时最大

B. 气温变化与地表能量收支无关

C. 地表收支存在热惯性,最高气温常滞后于正午

D. 大气逆辐射只出现在太阳落山之后

二、综合题

13.读海陆热力性质差异材料:某海滨地区晴朗的夏日,14时陆地近地面气温32℃,海面气温26℃;次日凌晨陆地24℃,海面27℃。(1)分别判断14时与凌晨近地面局地风向。(2)按“温差—气压差—风向”说明原因。(3)指出实际观测中还应考虑的一个影响因素。

14.某盆地夜间晴朗、微风,谷底果园较附近高地更易遭受辐射霜冻。(1)解释晴夜地表快速降温原因。(2)解释盆地冷空气积聚的地形机制。(3)提出两项不依赖露天燃烧、具有可操作性的防冻措施。

15.某城市中心夏季夜间气温30℃,郊区25℃。城市中心建筑密集、硬化面积较大。请:(1)简述热岛成因两点。(2)在不考虑强背景风时,说明近地面局地风向及其成因。(3)评价建设通风廊道和增加植被的潜在作用,并说明其局限性。

训练参考答案与解析

题号
答案
核心解析
1
B
大气逆辐射将部分长波辐射回送地面,减缓失热。
2
C
云层通常增强反射、散射,削弱到达地面的太阳辐射。
3
A
同高度近地面水平气压差是驱动局地风的重要原因。
4
B
理想热力条件下受热区上升,近地面形成相对低压。
5
B
白天陆地升温较快,近地面相对低压,海风由海向陆。
6
C
山坡夜间冷却较快,冷空气顺坡下沉形成山风。
7
C
地面无论昼夜均有长波辐射。
8
D
陆地热容量较小,典型晴天白天更易快速升温。
9
A
热岛中心较暖,近地面空气常由郊区向城市辐合。
10
B
逆温使大气层结稳定,抑制垂直扩散。
11
A
压强随高度变化明显,比较相对高低压需在同一高度。
12
C
气温峰值一般相对正午存在滞后,受多种因素影响。

第13题参考:①14时通常海风,由海向陆;凌晨通常陆风,由陆向海。②14时陆地较热,近地面相对低压;海面较凉,相对高压;凌晨陆地较冷,近地面相对高压,海面相对低压。③盛行风、天气系统或海岸地形等可改变局地风。

第14题参考:①晴夜云少,大气逆辐射相对弱,地表长波净失热较强。②坡面空气冷却后密度增大,沿坡下沉,在低洼盆地积聚;微风时混合较弱。③可采用防霜覆盖、合理灌溉与适宜的防霜风机等措施;应按作物、温度和当地条件选用。

第15题参考:①不透水硬化地表储热明显;人为热排放;绿地水体相对较少。②中心较暖、空气倾向上升,中心近地面相对低压,近地面空气可能由郊区流向中心。③通风廊道有利于通风与热量疏散,增加绿地可遮阴与蒸散降温;但受城市空间形态、背景风、用地布局和水资源等因素限制。

教师评分建议:综合题重因果链条与条件限定。鼓励学生写清“受热差异—垂直运动—同高度气压差—水平风向—环境效应”。避免只写结论。

第七部分|原创命题灵感与教学感悟

1. 命题灵感来自日常生活:清晨霜冻、海滨微风、山谷低温、城市热岛都是可观察的真实场景。把知识点嵌入这些情境,能避免单纯背诵“热升冷降”的机械训练。

2. 让学生先描述事实,再解释过程:例如“白天海风由海向陆”是现象,“海陆升温差异导致近地面水平气压差”才是地理解释。课堂训练应要求完整因果链。

3. 让图表成为推理工具:辐射曲线图宜先按“昼夜是否为零”分类;热力环流图宜先画垂直运动,再判近地面气压;面对复杂山地、冰川风材料,则须补充具体地形和气团性质。

4. 课堂不必使用复杂互动组件。学生可以在纸上标注箭头、在表格里比较气压、在题后用两三句话写出“为什么”。能解释清楚,比按钮多更重要。

5. 高考地理中的“大气”不是孤立章节。它连接上一周太阳直射点与日照时数的知识,也为之后气压带、风带、天气系统、气候及农业气象奠定基础。

第八部分|本周学习安排与教学建议

学习日
学生任务
教师建议
第1天
整理太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射概念。
用一张简图解释能量来源与辐射方向。
第2天
完成晴阴天气与气温日较差比较。
追问“适用条件是什么”,避免绝对化结论。
第3天
独立重画理想热力环流图并标注箭头。
重点纠正高低空、同高度气压比较错误。
第4天
联系海陆风、山谷风、城市热岛三类实例。
引导由典型模型迁移到真实案例。
第5天
练习典型例题与高考材料分析。
要求读图、识变量、建因果链。
第6天
完成12道选择题和3道综合题。
先独立作答,再对照文末答案。
第7天
订正错题、整理一页知识框架。
抽查学生能否完整解释局地风成因。

建议45分钟课堂结构:导入5分钟(晴夜霜冻或海陆风)→知识梳理12分钟→图表推理13分钟→真题迁移10分钟→小结与作业5分钟。

本周最低训练标准:知识图示1张、局地环流案例2个、选择题12道、综合题3道,错题至少解释一次“错在何处”。

结语|理解“热”,才能读懂“风”

从太阳辐射进入地球系统,到地面受热、空气运动,再到海风、山风和城市热岛,大气过程贯穿自然环境的每一处细节。学习地理不应只记住一个固定的箭头方向,而要学会在具体条件下分析能量与物质如何转移。

当学生能够回答“为什么同一海岸白天和夜晚风向可能相反”,也就迈出了从知识记忆走向地理解释的重要一步。

作者:张天机地理工作室

2027届高考地理一轮复习|第五周专题05

教师备课资料说明

本期资料所涉及的2024年安徽、海南、广东高考题,已参照公开试卷/解析页面核对题号与考查背景。真题配图请使用相应官方原卷;本期资料中的案例表述为教学概括。

参考:2024年安徽省高考地理卷第9—11题;2024年海南省高考地理卷第5—6题;2024年广东省高考地理卷第13—14题。

资料检索来源:21世纪教育网《2024年安徽省高考地理试卷》《2024年海南省高考地理真题》;《2024年广东省普通高中学业水平选择性考试地理试题》;公开解析与试卷为教学参考,发布前请核对原卷。

张天机地理工作室2027届高考地理一轮复习 · 第五周专题05

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