一、热力环流(板书)

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

下面我们就这两幅图一起来分析一下热力环流的动态过程。

(投影片展示)

(1)若A、B、C三地(如左上图)受热均匀，则①三地气温相同；②三地气压相同；③三地气压随高度递减的规律相同；④三地上空同一水平面上各点的气压相等，等压面为互相平行的水平面。

(2)若A地受热(如右上图)，则①A地气温较高，B、C两地气温较低；②A地空气受热膨胀上升，B、C两地空气相对冷却下沉，引起空气的垂直运动；③A地近地面空气膨胀上升，密度减小，气压降低，B、C两地近地面空气相对冷却下沉，密度增大，气压升高，三地近地面处同一水平面上的气压A地较小，B、C两地较大，迫使空气从B、C流向A，导致空气水平运动，此时三地近地面的等压面不再是水平面，在气压较低的A处，等压面往下移，在气压较高的B、C处，等压面往上移；④A地上空一定高度A′处，因上升的空气聚积密度增大，气压比同一水平面上周围地区高，B′、C′处因空气下沉后密度减小，气压比同一水平面上的周围地区低，空气就从气压较高的A′处流向气压较低的B′、C′处，形成热力环流。

1.冷热不均引起的热力环流(板书)

由于同一水平面上的A′、B′、C′点三地气压不再相等，等压面也不再是水平面，在A′处往上移，在B′、′C处往下移，就形成了弯曲的等压面。

(3)空间气压值相等各点所组成的面，称为等压面。等压面凸起的地方是高压区，等压面下凹的地方是低压区。

2.等压面的弯曲方向(板书)

根据大量观测事实说明，城市气温经常比其四周郊区高。好像一个“热岛”矗立在温度比较凉的“海洋”之上，人们称之为“城市热岛”。世界上大大小小的城市，无论其纬度位置、海陆位置、地形起伏有何不同，都能观测到热岛效应。正因为这种现象存在，在城市与郊区之间也形成了热力环流。

请同学们阅读课本“城市风”和图2.9“城市与郊区之间的热力环流”。

通过这段材料的学习，我们得知了在城市与郊区之间形成了小型的热力环流，称为城市风。由于城市风这种现象的出现，在城市规划时要把这一因素考虑进去，一定要注意研究城区上空的风到郊区下沉的距离。一方面将污染严重的工业企业布局在城市风的下沉距离之外，避免这些工厂排出的污染物从近地面流向城区。另一方面，应将卫星城建在城市风环流之外，以避免相互污染。     

(事例分析)请同学们做以下思考：

某城市为我国重要的钢铁、化学工业基地，该城工业区、商业、文化及住宅区的分布如简图所示，住在该城的居民们发现，白天商业、文化和住宅区的大气污染现象会加剧，每到夜晚则减轻，请分析其原因。还有，该城市是新兴工业城市，这里的老居民们说，现在一年中阴天的日子比过去多了，请分析其现象及原因。

以上内容，结合其地理位置，可做如下分析：

白天，山坡地面接受太阳辐射后温度升高、地面长波辐射增强，山坡上的空气因为受地面长波辐射后增温并膨胀上升，这样，白天就出现沿山坡向上爬升的气流，这股气流也就把谷底工业区排放的大气污染物带到坡面上部的文化、商业和住宅区，加剧了污染。而到了晚上，山坡首先降温，山坡上的气流变为收缩下沉，工业区的污染物被抑制上升，商业、文化和住宅区的污染则得到减轻。因此，这一城市的住宅区的大气污染现象，白天加剧，夜晚减轻。这一原理，指大气在山谷与山坡之间的环流运动，我们习惯称之为山谷环流，也即山谷风。

第二问的分析：该市是工业区，工厂建成后，工厂在生产过程中向大气中排放的大量固体杂质成为水汽的凝结核，凝结核的增多使城市上空的水汽更容易发生凝结现象，因此，这一地区的阴天也就多了。

(承转)综上所述，由于地区间的冷热不均，引起空气的上升或下沉的垂直运动；空气的上升或下沉，导致了同一水平面上的气压差异；气压差异又形成大气的水平运动；大气的水平运动即是风，下面我们再来学习课文的第二部分。

二、大气的水平运动——风(板书)

请同学们阅读这部分内容，了解风的形成过程及其风在不同力的作用下，风向的变化情况。

在学生看完课文后老师对其中一些问题进行提问(如：1.形成风的直接原因是什么？2.受哪个力的作用下，风向与等压线是平行的？这种风向在什么地方存在？)，并通过学生的讨论来回答或解释，然后老师再详细地进行分析，讲解，以达到本课的教学目的。

地表受热不均，使同一水平面上的大气，有的地方气压高，有的地方气压低。我们把单位距离间的气压差叫气压梯度。因为它们是表示在同一水平面上的气压变化情况，所以也称水平气压梯度。只要水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，这个力称为水平气压梯度力。这个力的作用下，推动大气由高气压区向低气压区作水平运动，这就形成了风。可见，水平气压梯度力是大气水平运动的原动力，又是形成风的直接原因。

1.高空大气中的风向(板书)

(1)在理想状态下，空气质点只受一个力即水平气压梯度力的作用时，水平气压梯度力垂直于等压线，并由高压指向低压(读图2.10水平气压梯度力)。如果没有其他外力的影响，风向应该与气压梯度力的方向一致，即风向垂直于等压线。

(2)在实际生活中，空气质点还受地转偏向力因素的影响，在水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用下的风向又如何呢？

大气是在自转的地球上作水平运动的，所以当大气一开始运动，马上就受到地转偏向力的影响，使风向逐渐偏离了气压梯度力的方向，北半球向右偏，南半球向左偏。这样在水平气压梯度力和水平地转偏向力作用下形成的风，请同学们读图2.11。

图上表示了北半球平直等压线的情况。初始状态时，空气质点垂直等压线运动(按水平气压梯度力的方向)。最终状态时，风向平行于等压线。这个过程是水平气压梯度力和水平地转偏向力逐步建立平衡的过程，在这个过程中，空气质点始终是按两个力的合力方向运动，而水平地转偏向力始终是垂直于运动方向的右侧，所以使得风向不断地右偏。最后，风向平行于等压线，此时，水平气压梯度力与水平地转偏向力大小相等，方向相反，其合力为零，达到平衡状态，空气运动不再偏转而作惯性运动，形成了平行于等压线吹的稳定的风。通常把这种稳定的风叫地转风，因为它只考虑了气压梯度力和地球自转的影响，所以叫地转风。地转风是大气运动最简单的情况，它在高空平直等压线的情况下是实际存在的。依此原理，可以推导出风与气压场之间的关系：人背风而立，低压在左，高压在右，通常称之为风压定律。

所以，高空大气中的风向，是气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果，风向与等压线平行。在这个形成过程中，地转偏向力只改变风的风向，不能改变风的速度。

(3)实际在近地面还存在摩擦力，这种再加上摩擦力的作用下，风向又表现为一种新的情形。

摩擦力是指地面与空气之间，以及运动状况不同的空气之间互相作用而产生的阻力。近地面的大气层里平直等压线的情况下，当水平气压梯度力与地转偏向力和摩擦力两种力的合力达到平衡时，形成斜穿等压线吹的风，这便是近地面风的情况。

2.近地面的风(板书)

请同学们读图2.12，并且在图上画出地转偏向力和摩擦力的合力。

从图中可以看出，因为摩擦力永远和运动方向相反，即与风向相反，而水平地转偏向力又在运动方向右侧90°，即与风向垂直，所以，摩擦力与水平地转偏向力的合力和水平气压梯度力达到平衡时，风是斜穿等压线吹的。即风向与等压线之间成一夹角。摩擦力对风有阻碍作用，可以减小风速。所以，摩擦力既影响风向，又影响风速。

补充材料1：摩擦力对风的影响

一般摩擦力的影响可达离地面1500米左右的高度，在这个范围内的风向都斜穿等压线。摩擦力愈大，风向与等压线之间的夹角愈大；摩擦力愈小，其夹角愈小。当摩擦力为零时(高空的情况)，风向便平行等压线了。因此，在实际大气中因摩擦力随高度增加而逐渐减小，所以风向随高度的增加而逐渐右偏，即愈往高空，风向与等压线之间的夹角愈小，最后，风向与等压线平行。这就是风随高度变化最一般的规律。风速则随高度的增加而增大。

陆地表面和海洋表面的摩擦力不同，地面摩擦力大，洋面摩擦力小，所以在相同的气压条件下，陆地表面的风与等压线间的夹角大，风速小；海洋表面的风与等压线的夹角小，风速大。

风斜穿等压线吹，具有很重要的意义。因为风本身进行着大气质量的输送，风穿越等压线吹，就会把高压区的大气向低压区输送，它直接影响着高低压的兴衰状况。高低压的兴衰又导致气流的变化，所以气压系统与大气运动相互影响，相互制约，构成千变万化的大气活动舞台。

(承转)由于陆地表面和海洋表面不仅是摩擦力不同，而且热力性质也有差异，所以在海平面上等压线和风向又出现一种新变化。下面我们就来学习海平面实际大气的风向。