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1、湘教版必修1第二章第三節(jié)大氣 環(huán)境大氣的受熱過程〔講義)
高中地理I大氣的受熱過程
.、考點突破
1. 掌握太陽輻射及其到達地球以后在地面與 大氣之間能量轉(zhuǎn)換的根本原理。
2?理解大氣對太陽輻射的削弱作用和大氣的 保溫效應。
3. 了解大氣保溫作用的原理,并能解釋相關
現(xiàn)象。
1. 大氣的垂直分層;
2. 大氣對太陽輻射的削弱作用;
3. 太陽輻射、地面輻射、大氣輻射、大氣逆 輻射四種輻射之間的關系;
4. 大氣的溫室效應。
難點:
1. 大氣的受熱過程;
2. 大氣的保溫效應。
〔一〕垂直分圈
環(huán)繞地球最外部的氣體圈層,其
下部邊界為地球海陸外表,上
2、部邊界約在高空 2021?3000千米處。
(二)大氣的垂直分層
分 層
高度范圍
主要特點
特點成因
與人類的關系
對
流
因緯度而異:
低緯:17—18千
①氣溫隨高度的 增加而遞減;
①地面是對流層大氣的直接 熱源,所以低緯對流層高度
人類就生活在對流 層底部;與人類關系
層
米;
中緯:10—12千 米:
高緯:8—9千米
因季節(jié)而異: 夏季高,冬季低
② 空氣對流運動 顯著;
③ 天氣現(xiàn)象復雜 多變
咼于咼緯。同一地區(qū)的對流 層高度夏季高于冬季;
② 該層上部冷,下部熱;
③ 幾乎全部的水汽、固體雜 質(zhì)都集中在該層,易成云致 雨
最
3、密切
平 流 層
從對流層頂至
50—55千米
① 氣溫隨高度增 加而遞增;
② 以平流運動為 主;
③ 天氣晴朗
① 該層中22—27千米處存在 臭氧層,臭氧能吸收太陽光 中的紫外線;
② 該層上熱下冷,大氣穩(wěn)定;
③ 水汽、雜質(zhì)少,氣流平穩(wěn)
人類生存環(huán)境的天 然屏障;利于高空飛 行
高 層 大 氣
從平流層頂?shù)?
3000千米的高空
① 氣溫隨高度增 加先降低后升高;
② 大氣密度極小
距地面遠,受地球引力小
該層80—500千米處 有假設干電離層,電 離層能反射無線電 波,對無線電通信有 重要作用
二、對流層大氣的受熱過程
〔一)大氣對太陽輻射的削弱作
4、用
作用形式
參與作用的大氣成分
波長范圍
作用特點
實例
吸收
臭氧〔平流層〕
紫外線
吸收強烈,有選 擇性,對可見光 吸收少
水汽、CO2〔對流層)
紅外線
反射
較大顆粒塵埃、云層
各種波長均被反 射
無選擇性,云層 越厚,反射越強
夏季多云的白 天,氣溫不會太 高
散射
空氣分子、微小塵埃
波長較短的可見 光〔藍光、紫光〕
向四面八方散 射,有選擇性
晴朗的天空呈蔚 藍色
顆粒較大的塵埃、霧、 小水滴..…
各種波長均被散
射.. …
無選擇性
陰天時的天空灰 蒙蒙的
概念
圖中字母
性質(zhì)
意義
地面 輻射
5、
地面吸收透過大氣的太陽輻射后升溫, 同時又持續(xù)向外輻射能量,形成地面輻 射
I〔地面輻射〕
J〔大氣吸收的地面 輻射〕
K〔射向宇宙空間的 地面輻射〕
長波 輻射
是對流層大氣 增溫的直接能 量來源
大氣 輻射
大氣吸收地面輻射的冋時,也向外輻射 能量,即大氣輻射。大氣輻射除極少局 部射向宇宙空間外,絕大局部射向地
H〔大氣輻射〕
G〔大氣逆輻射〕
長波 輻射
大氣逆輻射對 地面起到保溫 作用
面,射向地面的大氣輻射,稱為大氣逆 輻射
過程
具體過程
熱量來源
1
太陽暖地面
太陽輻射到達地面,地面吸收后增溫
太陽是地面的直
6、接熱源
2
地面暖大氣
地面增溫后形成地面輻射,大氣吸收地面輻射 后增溫
地面是大氣的直接熱源
3
大氣還地面
大氣增溫后形成大氣輻射,其中向下的局部稱 為大氣逆輻射,它將大局部熱量還給地面
通過大氣逆輻射把熱量還 給地面
(四〕
1. 緯度因素
/ 年平均正午太陽高度不同 \太陽輻射 地面輻射
緯度不同T 太陽光線照射水平地面的角度不 同 -> 低緯
\太陽輻射經(jīng)過大氣的路徑長短各 異 /向兩極遞減 兩極遞減
2. 下墊面因素
下墊面狀況不同-吸收和反射的太陽輻射 比例不同-地面溫度不同-使世界各地地面輻 射的變化與緯度變化不完全一致。
3. 氣象因素
〔1
7、〕空氣密度大小——空氣稀薄,對太陽 輻射削弱少,到達地面的太陽輻射多,地面輻射 強;
〔2〕空氣的潔凈程度——空氣潔凈,云霧量少,能見度好,到達地面的太陽輻射多,地面 輻射強。
【隨堂練習】
天空呈藍色,云為白色的原因分別是(
A. 散射和反射 B.吸收和反
射
C.吸收和散射 D.反射和散
射
答案:A 思路分析:空氣分子和微小塵埃對藍光、紫
光的散射能力最強,所以晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍 色;云的直徑比擬大,能反射所有波長的可見光, 所以看上去是白色的。
作用例題圖(上海崇明二模)下列圖為大氣保溫 用示意圖一次強烈的火山噴發(fā)可能導致
b增強 B?d增強
B?b和f
D?
8、d
通常比晴朗的夜晚溫暖些,
D?f
〔〔2 e增強面大氣的?主要直接熱源是 〔〕 A.a B?b和f
C. c
〔3)多云的夜晚
與這一現(xiàn)象相關的箭頭字母是 〔
A.a B?b C?d 思路分析:圖中c表示太陽輻射,b表示 到達地面的太陽輻射,e表示被反射的太陽輻射,
f表示被吸收和散射的太陽輻射,a表示大氣輻 射和大氣逆輻射,d表示地面輻射。第〔1〕題, 火山噴發(fā)產(chǎn)生大量火山灰,火山灰會將大量的太 陽輻射反射回宇宙空間,所以會使e增強。第(2〕 題,近地面大氣的主要直接熱源是地面輻射,即 d。第〔3)題,多云的夜晚,云量會吸收地面輻 射增溫,從而使大氣增溫,產(chǎn)生大氣逆輻射即
9、a, 將熱量還給地面,對地面起到保溫作用。
答案:
例題2
(1) C (2.) D (3) A
〔北京高考)下列圖為地球大氣受
熱過程示意圖。讀圖,答復下列問題。 大氣中〔)
A. 臭氧層遭到破壞,會導致①增加
B. 二氧化碳濃度降低,會使②減少
C. 可吸入顆粒物增加,會使③增加
D. 出現(xiàn)霧霾,會導致④在夜間減少
思路分析:臭氧層破壞會導致大氣吸收紫外
線能力減弱,會導致①減少;二氧化碳具有吸收 紅外線長波輻射的作用,地面輻射屬于紅外線長 波輻射,二氧化碳濃度降低,大氣吸收地面輻射 的能力降低,②減少;可吸入顆粒物對太陽輻射
具有削弱作用,可吸入顆粒物增加,到
10、達地面的 加,這是因為霧霾中含有大量微小顆粒物,在白 天對太陽輻射的散射、反射等削弱作用強,從而 降低白天的氣溫;而在晚上,霧霾天氣的出現(xiàn), 增強了大氣逆輻射,使夜間氣溫高。
太陽輻射減少,③減少;
岀現(xiàn)霧霾,
④在夜間增
答案:B
【高頻疑點】
大氣熱力作用原理應用
運用大氣熱力作用原理,可以分析解決許多實際 問題:
1. 陰天時白天氣溫比擬低的原因是什么? 這主要是由于大氣對太陽輻射的削弱作用
引起的,厚厚的云層阻擋了到達地面的太陽輻 射,所以氣溫低。
2. 晴朗的天空為什么是蔚藍色的?
這是由于大氣的散射作用引起的,藍色光最 容易被小的空氣分子散射。
3. 日
11、出前的黎明和日落后的黃昏天空為什么 是明亮的?
這是由于散射作用造成的,散射作用將太陽 輻射的一局部能量射向四面八方,所以在黎明和 黃昏雖然看不見太陽,但天空仍很明亮。
4. 霜凍為什么出現(xiàn)在晴朗的早晨〔晴朗的夜
晚氣溫低〕?
這是由于晴朗的夜晚大氣的保溫作用弱,地
面熱量迅速散失,氣溫隨之降低。
5. 沙漠地區(qū)〔晴天〕為什么氣溫日較差大?
這是由于沙漠地區(qū)晴天多,白天大氣對太陽 輻射的削弱作用小,氣溫高;夜晚大氣對地面的 保溫作用弱,氣溫低。
6. 青藏高原為什么是我國太陽輻射最強的地 區(qū)?
這是由于青藏高原的海拔高,空氣稀薄,大 氣對太陽輻射的削弱作用弱,所以太陽輻射強。
12、
【綜合拓展】
逆溫現(xiàn)象的成因及其危害
?般情況下,對流層溫度上冷下熱。但在一
定條件下,對流層的某一個高度范圍內(nèi)會出現(xiàn)氣 這種氣溫逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象我們稱之為“逆溫〃。
①造成“逆溫〃現(xiàn)象的原因: 主要是地面輻射冷卻所致。 下列圖說明了這種輻射逆溫的生消過程。
圖a為正常氣溫垂直分布情形;在晴朗無云的 夜間,地面輻射冷卻很快,貼近地面的大氣層也 隨之降溫。離地面愈近,降溫愈快,離地面愈遠, 降溫愈慢,因而形成了自地面開始的逆溫(圖b); 隨著地面輻射冷卻的加劇,逆溫逐漸向上擴展, 黎明時達最強〔圖c);日出后,太陽輻射逐漸 增強,地面很快增溫,逆溫便逐漸自下而上消失
〔圖 d、e)。
②危害:由于逆溫層的存在,造成對流層大氣局 部上熱下冷,大氣層結(jié)穩(wěn)定,阻礙了空氣垂直運 動的開展,使大量煙塵、水汽凝結(jié)物等聚集在它 的下面,易產(chǎn)生大霧天氣,使能見度變差,尤其 是城市及工業(yè)區(qū)上空,由于凝結(jié)核多,易產(chǎn)生濃 霧天氣,有的甚至造成嚴重的大氣污染事件,如 光化學煙霧等