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由於地面冷熱不均而形成的空氣環流,稱為熱力環流。它是大氣運動的一種最簡單的形式。

1 熱力環流 -成因

  太陽輻射能的緯度分佈不均,造成高低緯度間的溫度差異,引起大氣運動。
  由於地面冷熱不均而形成的空氣環流,稱為熱力環流。它是大氣運動的一種最簡單的形式。
  近地面空氣的受熱不均 ,引起氣流的上升或下沉運動, 同一水平面上氣壓的差異和大氣的水平運動都會影響熱力環流的變化。
  熱力環流是大氣運動最簡單的形式,由於地面的冷熱不均而形成的空氣環流。其形成過程為:受熱地區大氣膨脹上升,近地面形成低氣壓,而高空形成高氣壓;受冷地區相反,從而在近地面和高空的水平面上形成了氣壓差,促使大氣的水平運動,形成高低空的熱力環流。熱的地方空氣受熱膨脹上升,冷處收縮下沉。於是上空相同高度處,熱地方單位面積空氣柱重量(即氣壓)大,冷地方高空氣壓小,高空形成熱-冷的氣流。熱處氣流流失后,整個空氣柱減輕,地面形成低壓,冷處則形成高壓,近地面形成冷-熱的氣流。加上上升、下沉氣流,構成了熱力環流。

2 熱力環流 -分類

  熱力環流在現實生活中存在較為廣泛,例如山谷風、海陸風、城市風等都是熱力環流的具體體現。
  熱力環流與城市規劃。城市內部由於人類活動排放大量餘熱,與郊區相比呈現「熱島效應」。城市與郊區之間會形成熱力環流,為保護城市大氣環境,在城市規劃時,要研究城市風的下沉距離。一方面將大氣污染嚴重的工業布局在城市風下沉距離之外,以避免工廠排放的污染物流向城區;另一方面,應將工業衛星城建在城市風環流之外,以避免相互污染。
  關於海陸風:白天吹海風,夜晚吹陸風。主要原因是水的比熱容大。水的比熱容是4.2*10^3焦耳每千克攝氏度 。

3 熱力環流 -實例

  孔明燈、熱氣球利用了熱力環流原理加熱;暖氣片、電熱油汀利用了熱力環流原理升高房間溫度。

4 熱力環流 -驗證熱力環流小實驗

實驗方法

  在一個用保鮮膜封閉的透明玻璃箱內,一邊放冰塊,一邊放沙子,當把一支點燃的香放入冰塊一側時,就能明顯的看到煙在箱內進行循環流動。(圖中虛線箭頭表示煙霧的運動方向。沙子最好預先在陽光下曬短時間,這樣效果更明顯。)觀察實驗

  方法1實驗器材:長方形的玻璃缸(長100厘米左右,寬30左右,高40厘米左右)、膠合板或塑料薄膜、一盆熱水、一盆冰塊、一束香、火柴等。
  實驗步驟:
  ①將一盆熱水和一盆冰塊分別放置在玻璃缸的兩端;
  ②用平整的膠合板或塑料薄膜將玻璃缸上部開口處蓋嚴;
  ③在膠合板或塑料薄膜的一側(裝冰塊的盆上方)開一個小洞;
  ④將一束香點燃,放進小洞內。
  學生觀察煙霧在玻璃缸內是如何飄動的,能否發現什麼規律?由實驗可以得出什麼樣的結論?
  方法2:關閉教室的門窗,盡量保持教室的氣流穩定。點燃兩根較粗的香,兩支香擺放的距離大約在30~40厘米左右,一支香旁邊放一個1000瓦的電熱爐、另一支香旁邊放一個較大的冰塊,將電爐通電5分鐘后,讓學生觀察衛生香煙的飄動方向。將電爐和冰塊交換位置,觀察煙的飄移方向。
  在這個實驗中,電爐上方空氣加熱,氣壓降低;冰塊上方空氣冷卻,氣壓升高。香的煙總是飄向電爐上方,說明熱的地方近地面產生低氣壓,氣流從冷的地方流向熱的地方,而高空氣流則由熱的上空流向冷的上空。
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