他山之石，可以攻玉——用“热胀冷缩”解决等压面弯曲问题，本文主要内容关键词为：热胀冷缩论文,可以攻玉论文,他山之石论文,弯曲论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现今的高考，对学生获取信息、加工信息、转换信息的能力要求越来越高，题目越来越灵活。其中，“压面弯曲”这一知识点因能有效地考查考生获取、加工、转换信息的能力，已成为高考的高频考点之一。但在各版本的地理课本中，等压面弯曲的有关内容涉及很少（只在热力环流的图中有涉及），学生在学习上存在较大难度。为此，在实际的教学中，我们可以尝试用“热胀冷缩”的方法来有效解决这一难题。
一、理论基础
第一，等压线是指气压相等的各点的连线，等压面是气压相等的点形成的平面或曲面。
第二，气压垂直变化规律：由近地面向高空递减（海拔越高，气压越低）。
例1：如右图中每个等压面气压的数值相差10hpa，那么a、b的数值应为多少？
高空___________________________b
___________________________1010hpa
地面___________________________a
【解析】根据气压垂直变化规律，a位于近地面，气压应更比1010hpa高；b位于高空，气压应比1010hpa低。所以，a的数值为1020，b的数值为1000。
【答案】a的数值为1020，b的数值为1000
第三，地表状况均匀时，等压面是水平分布的。
第四，等压面发生弯曲后，同一水平面的气压大小发生变化。
例2：如果右图的曲线表示等压面，等压面的数值为1010（hpa），请问A、B、C三点的气压由大到小如何排序？
【解析】A、B、C三点位于同一水平面上，海拔高度相等，但由于等压面是弯曲的，所以气压大小并不相等。B点位于等压面上，所以气压为1010hpa；A点在等压面的上方，气压应比1010hpa更小；而C点在等压面的下方，气压应比1010hpa更大。所以A、B、C三点的气压由大到小排序为：C＞B＞A。
【答案】C＞B＞A
二、等压面弯曲的原因
1.用数值法解释
当甲、乙、丙三地地表处于温度相同状况时，等压面是水平分布的，如下图所示：
高空___________________________1000
___________________________1000
近地面_______________________1020（hpa）
_______________________________
甲 乙 丙
但当甲、乙、丙三地地表的温度发生变化后，情况就不一样了。我们假设乙地温度升高，甲地和丙地的温度下降。那么，乙地近地面C点的空气受热后将膨胀上升；而甲地高空B点和丙地高空F点的空气冷却后将收缩下沉。从而使空气发生垂直运动，并进而形成热力环流。如下页图所示。
空气的垂直运动使得同一水平面各点的气压发生变化。比如，同为近地面的A、C、E三点中，C点的气压将降低，而A点和E点的气压将升高。而高空的D点气压将升高，B点和F点的气压将降低。
如下图所示，甲地近地面A点的气压升高后，根据气压的垂直变化规律，1020hpa的点将向上移到A′点；而甲地高空B点的气压降低后，1000hpa的点将向下移到B ′点。同样，C、D、E、F处的点也将移到新的位置，从而使得等压面发生弯曲，形成下图所示的新的等压面。
用这种方法解释等压面的弯曲符合科学性的原则，但在实际的应用中步骤太多，过于复杂，学生不易掌握。
2.用“热胀冷缩”法解释
等压面的纵剖面图，一般画出三条等压面，一条代表近地面，一条代表高空，中间的一条我们把它叫做中间线。从上图可以看出，高空和近地面的等压面都是以中间线为轴对称的图形。根据“热胀冷缩”的原理，乙地受热后等压面将以中间线为轴，向高空和近地面两个方向膨胀；而甲地和丙地温度降低后，等压面将以中间线为轴，向中间线收缩。简单地说，就是升温后等压面向上（高空）下（近地面）膨胀，降温后等压面向中间收缩。
用这种方法解释等压面的弯曲，简单形象，易于理解，而且可以由此衍生出多种解题的思路。
三、实际应用
1.等压面完整的图形
例3：下图是“甲、乙两地等压面分布示意图”，读图回答问题。
问题：下列四幅热力环流示意图中，与上图所示气压分布状态相符的是（
）
【解析】
题目中的图形已经完整地画出了近地面、中间和高空的等压面。这种类型题目的解题方法是在图中补画出地表均匀状态时高空和近地面的等压面（图中虚线），并标出甲地和乙地等压面弯曲方向的箭头。如上图所示。从图中可以看出，①处的等压面向中间线收缩，②处的等压面由中间线向高空和近地面膨胀，根据“热胀冷缩”的方法，从而判断出甲地气温降低，乙地气温升高。所以形成B图所示的热力环流。
【答案】B
2.等压面不完整的图形
例4：当北半球某地，在某季节内近地面大气等压面呈图中状态时，正是（
）
A.亚洲高压势力强盛的季节
B.夏威夷高压势力强盛的季节
C.阿留申低压强盛的季节
D.冰岛低压强盛的季节
【解析】题目中的图形只有近地面的等压面，不完整。这种类型题目的解题方法是根据对称原则将图形中的等压面补充完整，如下图所示。根据大陆上的等压面膨胀，海洋上的等压面收缩，可以判断此时大陆温度高，海洋温度低，反映的是北半球夏季的情况。所以B答案正确。
【答案】B
3.等压面图形转换
例5：右图是北半球某平原地区某时500hPa等压面的高度分布图（单位：m），读图回答问题。
问题1：下列对图中A、B、C三地气压值的比较，正确的是（
）
问题2：此时，A、B两地近地面的天气特征和C地的近地面风向分别是（
）
A.晴朗阴雨东南风 B.阴雨晴朗西北风
C.晴朗阴雨西北风 D.阴雨晴朗东南风
【解析】题目中的图形是一幅横剖面图，数值表示的是海拔高度，对解题而言，不能直接利用，需要将图形进行转换，将横剖面图转换成纵剖面图，将海拔高度转换成等压面。如下图所示。在图中，可以很明显地看出A、B、C三点处在同一条等压面上（500hpa），所以三点的气压相等。再根据“热胀冷缩”的方法可以确定A点近地面的甲地气温低，空气收缩下沉，气压较高，天气晴朗；而B点近地面的乙地气温高，空气膨胀上升，气压较低，多阴雨天气。最后根据气压高低状况判断C地近地面的风向。
【答案】D C
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