师：今天我们接着学习高一人教版地理第二章第二节大气受热过程和大气运动第二课时。上节课学习了大气受热过程及其原理与常见表现形式，今天接着学习大气热力环流。本节课我们要学会运用示意图说明大气热力环流的形成过程及其根本原因，绘制热力环流的模式图，并应用原理解释海陆风、山谷风及城市热岛环流等现象。孔明灯又称天灯、许愿灯。三国时期，诸葛亮困于平阳，为脱困，孔明定风向，置天灯传讯息，最终巧脱险。运用孔明灯传信息，这其中蕴含着什么科学道理呢？希望通过本节课的学习，大家能明白这其中的道理。下面我们一起进入本节课的学习。首先我们来学习几个常用的概念，什么是气压？气压是作用在单位面积上的大气压力，是该地单位面积垂直方向上延伸到大气层顶部的空气柱的总质量，单位为百帕。垂直方向上，同一地点气压随着海拔高度的增加而降低。图中b处的气压高于a处的气压。水平方向上，同一高度上空气密度越大，气压值越大，称为高压；空气密度越小，气压值越小，称为低压。如图，c为高压，d为低压。空气由高压向低压运动。等压线是把大气中空间气压值相等的各点组合而成的面。如果地面受热均匀，等压线是水平的，同一海拔高度处气压相等，垂直方向上气压随海拔高度的增加而降低，各等压面是相互平行的，大气处于稳定状态。但太阳辐射的不均导致了地面的冷热不均，从而引起了大气的运动。
热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流，它是大气运动一种最简单的形式。那么大气热力环流是怎么形成的呢？当地面受热均匀时，空气并没有相对上升和相对下沉运动。而当a地受热，b、c两地受冷时，空气会发生怎样的运动呢？请同学们在图中方框内画出三个地点空气的运动方向。
生：（画图）
师：当a地接受热量多，a地近地面空气膨胀上升；当b、c两地接受热量少时，b、c两地空气收缩下沉。由此我们可以看出，地面的冷热不均引起了空气垂直方向上的运动。接下来请说出三个地点近地面和高空处的空气密度和气压变化。
生：a地近地面由于空气膨胀上升，空气密度减小，气压降低，近地面形成低气压。b、c两地接受热量少，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，气压升高，形成高气压。a地因空气膨胀上升，空气到上空聚集，使上空空气密度增大，气压升高，高处形成高气压。b、c两地因空气收缩下沉，上空空气密度减小，气压降低，e、f处形成低气压。
师：由此我们可以看到，空气的垂直运动导致了同一水平高度出现了气压差，于是上空中同一水平面空气从气压高的a地上空高处向气压低的b、c两地上空e、f处扩散。近地面的空气从b、c两地流回a地以补充a地上升的空气。由此我们可以看到，同一水平高度出现了气压差，导致了大气的水平运动。大气的垂直运动和水平运动构成了热力环流，我们把这种由于地面冷热不均而形成的空气环流称为大气热力环流。回顾热力环流的形成过程，我们发现在a、b、c三地之间之所以能形成热力环流，最根本的原因是在于地表存在冷热的差异。正是由于地表的冷热差异才导致空气发生垂直方向上的上升或下降运动，使得同一水平面出现气压差，进而产生了空气在水平方向上的运动，从而形成了热力环流。因此，地面的冷热不均是形成热力环流的根本原因，而同一水平面产生气压差异是形成热力环流的直接原因。孔明灯正是利用了热力环流的原理传信息，最终巧脱险。
请大家思考，在这个热力环流的形成过程中，气温、气压、气流三者之间的关系是怎样的呢？
生：正因为地表受热不均，气温的差异导致了空气垂直方向上的运动。近地面冷的地方气压高，热的地方气压低，高空中气压状况相反，从而使得同一水平面上气压出现了差别。气压的差异又决定了气流的方向，无论近地面还是高空，水平方向上，气流都是从高压流向低压。同时因为同一水平面产生气压差，等压面也出现了弯曲，高压处等压线上凸，低压处等压线下凹。因为地面气压状况与高空相反，所以地面的等压面与高空等压面弯曲方向也相反。
师：接下来请大家比较a、b、c、d四处气压的大小。
生：因为海拔越高，气压越低，因此a、b的气压大于c、d的气压，a处的气压比b处低，c、d的气压比d处低，所以这四处气压值的排序应该是，b大于a大于d大于c。
师：大气的热力环流会对天气状况产生什么影响呢？
生：上升的气流容易形成降水，而下沉的气流往往天气晴朗。
师：大气的热力环流是一种常见的自然现象。接下来的图片是直溪中学凤堂荷花池旁的木棉树，“杨花榆荚无才思，惟解漫天作雪飞”，这是诗人韩愈描写北方春天毛絮飘飞的诗句。而春季南方的木棉树果实成熟开裂后，毛絮也会随风飘扬，木棉絮飘落在地上，像漂亮的雪花一样。请大家思考一下，木棉絮一天中飘飞较多的时候是在什么时段呢？
生：午后，因为一天中午后气温最高，上升气流最旺盛，此时气流扰动最强，所以木棉絮飘飞较多的时段可能是午后。
师：热力环流的实质是同一水平面的冷热不均，引起气压差异和空气运动发生时，先有垂直运动，再有水平运动。热力环流常见的三种表现形式是海陆风、山谷风和城市热岛环流。首先我们来学习城市热岛环流，先来看一则视频，了解一下什么是城市热岛效应，它是怎么产生的。
（播放视频）
师：城市热岛效应是指城市因大量的人工发热、建筑物和道路等高蓄热体及绿地减少等因素造成的城市高温化，导致城市中的气温明显高于外围郊区的现象。形成的因素有城市下垫面属性更改、人工热源、水汽影响、空气污染、绿地减少、人口迁徙等。热岛效应在冬季最为明显，夜间也比白天明显，是城市气候最明显的特征之一。城市热岛效应使城市年平均气温比郊区高出1摄氏度甚至更多。夏季城市局部地区的气温有时甚至比郊区高出6摄氏度以上。
请大家对比下列两幅图片，说出导致城市气温高于郊区，形成城市热岛的原因。
生：从视频和图中我们可以知道，城市中心建筑密集，地面多硬化，吸收太阳辐射也多，向大气传送的热量也多。此外，城市中心区人口密集，产业发达，汽车数量多，人们生活生产向大气释放的废热较多，所以在静风或微风时，城市中心区气温一般比周围的郊区高。因此我们把城市中心区称为城市热岛。