高中讲义空虚：“热力环流”的基情愿趣

节录：热力环流的基情愿趣在高中新版讲义中的推崇不透彻一致，有的致使有常识性空虚。大气柱只须飞腾和下千里清爽时，近大地不会发不满压的变化，只须大气柱有空气的流入和流出，近大地气压才会变大或变小。

关节词：热力环流   气压     大气质料

      热力环流的基情愿趣，在不同版块的高中新讲义中的阐发不透彻一致，大学讲义也不透彻一致，这就导致师生们对这个问题的清爽产生了歧义。本文将对热力环流的基情愿趣进行详备推崇。

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                                              图1

讲义版块

热力环流的阐发

问题

东说念主教版：

当 A 地接管热量多，B、C 两地接管热量少时，A 地近大地空气推广飞腾，到上空辘集，使上空空气密度增大，形成高气压; B、C 两地空气减轻下千里，上空空气密度减小，形成低气压(图 2.11b)。于是空气从气压高的 A 地上空向气压低的 B、C 两地上空扩散。在近大地，A 地空气飞腾向外流出后，空气密度减小，形成低气压; B、C两地因有下千里气流，空气密度增大，形成高气压。这么近大地的空气从 B、C 两地流回 A 地，以补充 A 地飞腾的空气， 从而形成了热力环流

“B、C两地因有下千里气流，空气密度增大，形成高气压”的阐发

会让读者觉得，只须空气下千里就不错形成高气压，骨子上还需要有空气的流入才行。

湘教版

同上

同上

中图版：

同上

同上

中华版：

其中受热多的B地区，近大地空气推广飞腾，在高空汇注起来，使得高空大气密度增大而形成高气压，近大地空气密度减小，形成低气压。受热少的 A、C 两地则相反，空气因冷却减轻下千里，高空大气密度减少而形成低气压， 近大地空气密度增大，形成高气压。这么， 高空和近大地的吞并水平面上，气压陡立存 在各异，产生了水平气压梯度力，促使高空气流从B地流向A、C 两地高空;近大地气流从气压较高的 A、C 两地流向B地，并补充B地飞腾的空气，从而形成热力环流。

通盘大气柱需要有空气的流出和流入，大气质料发生增多或减少，近大地才会形成陡立气压差。而不是“近大地空气密度减小，形成低气压”

鲁教版：

同上

同上

沪教版

手头莫得讲义

那么，咱们应该怎么清爽热力环流的基情愿趣呢？

一、气压的含义

     气压指大气的压强。它是空气的分子清爽与地球重力场综互助用的恶果[1]。

     组成大气各层的原子和分子束缚朝当场标的出动。尽管它们体积很小，但当它们撞击名义时，就会对名义产生力，也即是咱们不雅察到的压力。

     每个分子都太小，咱们嗅觉不到，而且只可施加很小的力。然而，当咱们把每一刻撞击名义的大都分子的总力加起来时，不雅察到的总压力就会相配大。

     气压不错通过两种式样之一增多或减少。领先，通俗地向容器中添加分子就会增多压力，因为分子数目越多，质料越大，与容器规模的碰撞次数就越多。这阐明为压力的增多。

      一个很好的例子是给热气球加气或减气。加气后，分子数目增多，与热气球内规模碰撞的总和也增多。碰撞次数增多会增多压力，迫使热气球推广。

     转变气压的第二种式样是增多或减少热量。向容器中加热不错将能量传递给空气分子。加热的分子以更快的速率出动，以更大的力量撞击容器的规模，这阐明为压力的增多[2]。

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图2

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图3t

     热气球点燃前是瘪的，瘫在地上，给热气球饱读风，它就会推广起来，这是因为热气球里的空气分子数目、质料增多，分子撞击热气球内壁的次数增多，气压增大，当气球表里的气压十分的时刻，热气球保合手推广情状。如果住手给热气球饱读风，则热气球外部的大气压力就会把热气球压瘪。如果住手给热气球饱读风的同期，加热热气球，诚然气球里面的空气分子莫得络续增多，但是，由于空气分子受热后清爽速率加速，其撞击气球内壁的次数也增多，力量增大，是以气压也随之增高。热气球表里压力均衡，就保合手推广情状。此时，气球里面空气密度减小，浮力增强，就飘起来了。

图4

      是以，咱们要记取，气压增高主如果空气分子撞击被撞击物体的次数增多导致的。要素有两个：一个是空气分子数目增多，也即是质料、分量、密度增大。一个是分子受热，清爽速率变快。

二、大气的清爽

       由于分子向各个标的清爽，它们致使不错在从下方撞击物体时朝上施加气压。在大气中，气压不错向各个标的施加。

       通过检测气体行径不错直不雅地表示气压的存在。与液体分子和固体分子不同的是，气 体分子彼此之间莫得“绑定”到一王人，不错目田地出动而充满其场所的空间。在日常大气条款下，两个气体分子发生碰撞时，它们会像有弹性的球相通彼此弹开。如果气体被摈弃在一个容器中，分子清爽受容器壁的拘谨，气体分子对容器壁合手续撞击所产生的向外的力也称 为气压。诚然地球的大气圈莫得障蔽，但其下界受限于地球名义，且由于重力作用灵验地拦截大气潜逃，是以骨子上大气圈也有上界。因此，也不错把大地和大气上界看作一个密闭空间[3]。因此，咱们不管是用分量（质料、密度）照旧用分子受热清爽气撞击次数增多来界说气压都是不错。

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                                                图5

       在静止大气（大气圈）中，单元面积上大气柱的分量即是该面上所承受的力。即静止大气中率性高度上的气压值等于其单元面积上所承受的大气柱的分量（质料亦可），气压是随高度的增多而缩小的。因为在静止的大气中，某高度上气压值等于此高度朝上直到大气上界单元截面空气柱的分量[4]。正如潜水员向水面上浮经过中会阅历水压的缓缓减小相通，跟着高度的增多，咱们会阅历气压的缓缓缩小[5]。

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图6

      当空气有垂直加速率时，气压值与单元面积上承受的大气柱的分量就有一定分别，但在一般情况下，空气的垂直清爽加速率是很小的，这种分别不错忽略不计。因此，当空气垂直清爽而气柱内未发生质料变化时，大地气压不会转变，但气柱中质料的高下传输会形成高空某一档次的空气质料转变，从而引起气压变化，如图所示。

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图7

       A、B、C三地近大地和高空某处E、F、G 三点，在大地莫得冷热不均时气压值是十分 的，即A=B=C，E=F=G。且A>F,B>E,C>G；当A点空气受热推广作念飞腾清爽时, 空气由低层往表层运输，F点因空气质料增多而负气压高于G点;同理，C点因受冷空气减轻，气流向下清爽,G点上空气柱质料减少而使G点气压下落。此时，由于通盘气柱的空气莫得流入、流出，A、C两点气压值依旧十分，即A=C，而高空的F、G两地出现了气压差，F>G，于是，F地的空气分子流向G地，C地上空的通盘气柱因有空气流入，质料增多，C地气压增高，A地上空的通盘气柱因为有空气流出，质料减小，A地气压缩小，此时才出现A、C之间的气压差，即C>A终末，气流由C地流向A地，完成热力环流[6]。

比如海陆风的形成：

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图8

       气压差为零的情况下，近大地或高空都不会形成风。日出后，地表的温度运行飞腾，海洋中的温度险些不变。陆地近大地的空气受热后推广，密度减小。诚然近大地的气压基本相通，但高空并不是这么。高空暖空气的气压高于冷空气气压。

      因此，陆地高空的气压更高 ，高空的空气运行从陆地向海洋标的清爽(见上图)。空气运输至海洋区域后下千里，由于海洋上空的气柱有空气流入，质料增多，便在海洋近海面形成高压区；而因陆地高空有气流流出，气柱质料减少，名义气压较低，低空的空气就从海洋向陆地标的清爽(海风) 。再加上陆地上和海洋上的垂直飞腾和下落清爽组成了一个通俗的热力轮回，通过这个轮回完成了大气质料的再分派[7]。

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图9

上图：在南半球冬季（六月至八月）和早春本事，太平洋和大气条款无间安妥智利和秘鲁海岸隔壁海洋层积云的形成。这张图片展示了2015年7月26日秘鲁隔壁的云层。

在某些情况下，盛行风（海风）会将云层吹向内陆。由于海洋云层较低，很容易被沿海丘陵和山脉相背。但向海洋绽放的低洼山谷，举例尤卡河峡谷和阿卡里河峡谷，使云层很容易向内陆出动。

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                                                       视频1

      以上本质就展示了热力环流气流清爽的经过。从清爽轨迹看，红色液体是先飞腾，在高空向两侧分流，然后下千里，才在近大地回流到飞腾的区域。

三、讲义的问题

     那么，为什么大气柱受热推广，空气分子是朝上而不是向四周推广呢？因为四周的大气压力大，没法向四周推广。就像欢欣的滚水，气泡是朝上冒，而不是向四周冒相通。大气受热后，克服了地球的引力，就朝上清爽了。上述视频1的本质也解释了大气是先飞腾、下千里，然后先高空水平清爽、后近大地水平清爽，这么清爽的。

      为什么不成告成说“空气冷却减轻下千里，近大地的空气密度增大，形成高气压;”呢？因为前边咱们照旧说过，气压取决于空气分子撞击名义的次数，而撞击次数，又取决于空气分子的数目和加热的进程。空气冷却减轻的时刻，气温是缩小，空气分子清爽速率也随之放慢，撞击大地的次数减少，因此，当大气受冷形成高压的时刻，只关联词因为空气分子数目的增多所致。空气分子增多，通盘气柱对大地的压力才增大了。而高中讲义，莫得强调出气柱要有气流的流出与流入，才会出现气压差。这就形成了师生们的空虚领悟。而且要守护受热大地的近大地低压，还需要其高空流出的空气分子等于能够多于近大地流入的空气。

      由此，咱们也不错看出，2023年湖南卷，拉萨气压夏日高于冬季的主要原因是（1）夏日热，气流辐合  （2）冬季冷，气流辐散，这两个选项是不正确的。

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      拉萨夏日的气压高于冬季，主如果通盘大气柱夏日受热推广，空气分子朝上清爽，3600米高空的空气密度增大；冬季受冷减轻，空气分子向下清爽，3600米高空的空气密度减小，以至于在海拔3600米高度的拉萨的气压夏日大于冬季。而不是“夏日热，气流辐合，冬季冷，气流辐散”。

       大地的辐合必须由高空流出的气流来赔偿。一朝高空辐散等于或大于大地流入气流，低压就不错守护[8]。

      当拉萨近大地有气流辐合的时刻，其高空一定有气流流出。而况要先有高空的气流流出，高空流出大于或等于近大地流入，才略守护拉萨近大地低压[8]。而湖南卷这题，是要解释拉萨气压值夏日高于冬季，是要解释夏日高压的原因。如果用气流辐合来解释，就与夏日气压高矛盾了。

[1]（据《气标志象学》1991版20页）

[2] （https://www.noaa.gov/jetstream/atmosphere/air-pressure  好意思国国度海洋和大气措置局）

[3] （现象学与活命130页）

[4] （据《气标志象学》1991版20页）

[5] （现象学与活命130页）

[6]   现象学征象学

[7] （现象学与活命，第12版，136页）

[8]  现象学与活命 207页

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