冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng)ok.ppt

(一)大氣的垂直分層,冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),高層大氣,低緯： 1718千米 中緯： 1012千米 高緯： 89千米,氣溫隨高度的增加而遞減。 每上升100米，氣溫下降約0.6。 地面是對(duì)流層大氣的直接熱源。,從對(duì)流層頂?shù)?055千米,氣溫隨高度的增加而遞增。 該層中的臭氧吸收太陽紫外線。,從平流層頂?shù)?000千米,氣溫隨高度的增加先降低后升高。,分層及特點(diǎn),對(duì)流運(yùn)動(dòng) 該層上冷下熱,天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變。 人類就生活在對(duì)流層底部，與人類關(guān)系最密切。,平流運(yùn)動(dòng) 該層上熱下冷,人類生存環(huán)境的天然屏障； 利于高空飛行。,大氣密度極小 距地面遠(yuǎn)，受到引力小,出現(xiàn)極光； 宇宙火箭、人造衛(wèi)星等運(yùn)行于此； 電離層能反射無線電波。,分層及特點(diǎn),分層及特點(diǎn),例：下圖示意大氣垂直分層，讀圖回答： (1)圖中正確表示大氣層氣 溫垂直變化的曲線是 A B C D (2)對(duì)短波通信具有重要意 義的電離層位于 A層頂部 B層底部 C層中部 D層,分層及特點(diǎn),例：下圖示意大氣垂直分層，讀圖回答： (3)2003年10月，我國發(fā)射 的“神舟”五號(hào)飛船運(yùn)行軌道 所在大氣層 A氣溫在5020之間 B氣溫隨高度增加平穩(wěn)下降 C最低氣溫約為80 D最高氣溫約為40,(二)大氣的受熱過程,1、概況,能量來源： 地球大氣最重要的熱源是太陽輻射； 但近地面大氣的主要熱源來自地面輻射。 意義： 影響著大氣的熱狀況、溫度分布和變化，制約著大氣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。,太陽輻射的能量主要集中在可見光區(qū),太陽輻射光譜,大氣的熱力狀況,波長范圍： 紫外區(qū)：0.150.4微米 可見光區(qū)：0.40.76微米（能量約占50） 紅外區(qū)：0.764微米,射向宇宙空間,大氣吸收,“大氣還大地”,“大地暖大氣”,大氣輻射,大氣吸收,反射,大氣的 削弱作用,地面吸收,散射,大氣逆輻射,指向宇宙空間,指向地面,“太陽暖大地”,大氣的 保溫作用,2、受熱過程,100,47,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(二)大氣的受熱過程,2、受熱過程,大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用 大氣對(duì)地面的保溫作用,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(二)大氣的受熱過程,2、受熱過程,什么是近地面大氣（對(duì)流層）的主要的直接熱源？ 地面輻射 地面輻射的主要能量來源是什么？ 太陽輻射 地球上（地面和大氣）的根本能量來源是什么？ 太陽輻射 對(duì)地面直接起保溫作用的是什么？ 大氣逆輻射,反射作用 參與的大氣成分：云層和較大塵埃 特點(diǎn)：無選擇性 云層越厚，云量越多，反射作用越強(qiáng)。 散射作用 參與的大氣成分：空氣分子和微小塵埃 特點(diǎn)：有選擇性 波長較短的藍(lán)色光最容易被散射。 吸收作用 參與的大氣成分： O3、CO2、水汽 特點(diǎn)：有選擇性 O3吸收紫外線；CO2、水汽吸收紅外線。,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(二)大氣的受熱過程,2、受熱過程大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用,大氣逆輻射 天空有云，特別是濃密的低云，大氣逆輻射更強(qiáng)。,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(二)大氣的受熱過程,2、受熱過程大氣對(duì)地面的保溫作用,臭氧(平流層) 水汽、二氧化碳(對(duì)流層),紫外線,紅外線,有選擇性，大部分可見光可穿透,云層、塵埃,各種波長的光都被反射,無選擇性，反射光呈白色,空氣分子、 微小塵埃,藍(lán)、紫色光最易被散射,向四面八方散射 ，有選擇性,1.為什么月球表面晝夜溫差如此之大？,（地球上有大氣而月球上沒有，這說明大氣既能削弱太陽輻射，又能對(duì)地面起保溫作用）,2.為什么晴朗的正午天空呈藍(lán)色？早晚呈紅色？,（正午太陽高度大，穿過大氣路程短，僅藍(lán)光被散射掉因而天空呈藍(lán)色）,（早晚陽光斜射，穿過路程長，短波各色光皆被散射，剩下紅光投射地面，陽光紅似火，地平線附近的天空呈紅色霞光。）,3.為什么赤道地區(qū)終年太陽高度較大，但它并不是全球太陽輻射強(qiáng)度最的地區(qū)？,（赤道地區(qū)空氣對(duì)流旺盛，多云雨，云量多，大氣的反射作用強(qiáng)的緣故）,4.為什么在月球上白天看太陽只是一個(gè)明亮的圓盤，而四周背景卻是黑暗的？,（沒有大氣的散射作用）,5、為什么白天多云，氣溫比晴天低，夜間多云，氣溫又比晴天高？ 6、在晚秋和寒冬，為什么霜凍多出現(xiàn)在晴朗的夜晚？ 7、在寒冬，為什么人造煙幕能起到防御霜凍的作用？,（大氣對(duì)太陽輻射的反射作用、大氣逆輻射）,（因?yàn)榍缋实囊雇?，天空少云或無云，大氣逆輻射弱，地面輻射的熱量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面氣溫很低，容易出現(xiàn)霜凍）,（人造煙幕能增強(qiáng)大氣逆輻射，減少夜晚地面輻射損失的熱量，對(duì)地面起到保溫作用，所以可防御霜凍）,地面輻射是大氣的主要的直接熱源，太陽輻射則是形成地面輻射和大氣輻射的能量源泉。,（三）影響地面輻射的主要因素,1.緯度因素年平均正午太陽高度,（三）、影響地面獲得太陽輻射多少的因素,緯度因素：緯度 ，年平均正午太陽高度 ，太陽輻射強(qiáng)度 。 太陽高度越 ，等量太陽輻射散布面積越 ，經(jīng)過的大氣路徑越 ，太陽輻射被削弱越 ，太陽輻射強(qiáng)度越 。,下墊面因素：地面反射率 其它因素：天氣狀況等。,大,小,短,少,大,低,大,大,2.下墊面因素,不同性質(zhì)地面對(duì)太陽輻射的反射率不同,不同地形對(duì)太陽輻射的吸收效果不同,降水少、多晴天和空氣稀薄的地區(qū)，大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用比較弱，到達(dá)地面的太陽輻射強(qiáng)。,3.氣象因素：,一般規(guī)律：顏色越淺的物體，其反射就越強(qiáng)、吸收就越弱；顏色越深的物體，其反射就越弱、吸收就越強(qiáng)。陸地表面的反射率高于海洋。,溫室效應(yīng),太陽輻射地面增溫,地面輻射大氣增溫,大氣逆輻射地面保溫,直接 熱源,直接 熱源,解釋下列現(xiàn)象：夏季天空多云時(shí)，白天氣溫不會(huì)太高；多云的夜晚通常比晴朗的夜晚溫暖些。,白天多云，對(duì)太陽輻射的削弱作用強(qiáng)。,夜晚多云，大氣逆輻射作用（保溫作用）強(qiáng)。,例1：下列四幅圖中，晝夜溫差最大的是,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(二)大氣的受熱過程,2、受熱過程,6、下列各圖中，晝夜溫差最小的是 A B C D,、沙漠地區(qū)氣溫日較差大的原因是 A、沙漠地區(qū)距離海洋遠(yuǎn) B、沙漠地區(qū)反射率大 C、沙漠地區(qū)水汽少、云量少，大氣的保溫作用和削弱作用都小 D、沙漠地區(qū)大氣中的固體雜質(zhì)含量多,例2：2010年12月3日，北京被大霧籠罩，造成首都機(jī)場多次航班延誤。深秋初冬時(shí)節(jié)是該地大霧的多發(fā)期，這其中的道理是 A.晝夜溫差減小，水汽易凝結(jié)，但風(fēng)力微弱，水汽不易擴(kuò)散 B.晝夜溫差減小，水汽不易凝結(jié)，直接懸浮于大氣中 C.晝夜溫差較大，水汽不易凝結(jié)，直接附著在地面上 D.晝夜溫差較大，水汽易凝結(jié)，且該季節(jié)晴好天氣多，有利于揚(yáng)塵的產(chǎn)生,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(二)大氣的受熱過程,2、受熱過程,(三)熱力環(huán)流,成因： 地面冷熱不均 特點(diǎn)： 大氣運(yùn)動(dòng)的最簡單形式 形成過程： 地面間的冷熱不均空氣的垂直運(yùn)動(dòng)同一水平面的氣壓差異大氣的水平運(yùn)動(dòng)形成熱力環(huán)流,1、概況,1030,1020,1010,（hPa）,假設(shè)ABC三地受熱均勻的情況下，空氣不會(huì)運(yùn)動(dòng)，且垂直等壓面不會(huì)發(fā)生彎曲。,思考,如果地面受熱不均，氣壓和等壓線又會(huì)有怎樣的改變?,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(三)熱力環(huán)流,1、概況,受熱,冷卻,冷卻,低壓,高壓,高壓,高壓,低壓,低壓,熱力環(huán)流的形成： 地面間的冷熱不均空氣的垂直運(yùn)動(dòng)同一水平面的氣壓差異大氣的水平運(yùn)動(dòng)形成熱力環(huán)流,比較甲乙丙丁四點(diǎn)氣壓的高低。,丙丁乙甲,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(三)熱力環(huán)流,2、氣壓高低的判斷,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(三)熱力環(huán)流,2、氣壓高低的判斷,氣壓大小比較： 在同一高度上，氣溫高則氣壓低，氣溫低則氣壓高； 不同高度上，海拔越高氣壓越低，近地面氣壓高低往往與高空相反。,熱力環(huán)流形成的原理,2、氣壓高低的判斷,等壓面上凸為高壓，下凹為低壓,等壓面的空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1、垂直遞減（等壓面數(shù)值） 2、高高低低（等壓面彎曲方向與氣壓值的關(guān)系） 3、溫壓相反（近地面氣溫與氣壓的關(guān)系） 4、上下相反（高空與地面）,7、abcde為不同溫度值，則氣壓值的大小比較是（ ）,A、甲乙丁丙 B、乙甲丁丙 C、甲乙丙丁 D、乙甲丙丁,A,8、abcde為不同氣壓值，則甲乙丙丁 四地的氣流運(yùn)動(dòng)方向是（ ）,A、甲 乙 丁 丙 甲 B、丁 丙 甲 乙 丙 C、乙 甲，丙 丁 D、乙 甲 丙 丁 乙,D,例：下圖是由熱力作用形成的等壓面圖，判斷下列說法正確的是 A圖中四點(diǎn)氣壓： B甲地多晴朗天氣 C甲地溫度高于乙地 D氣流由甲地流向乙地,H(km),第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(三)熱力環(huán)流,2、氣壓高低的判斷,3、常見的熱力環(huán)流形式,海陸風(fēng),白天吹海風(fēng),夜晚吹陸風(fēng),海陸風(fēng),白天陸地升溫快 （相對(duì)為熱源）,海洋升溫慢 （相對(duì)為冷源）,海風(fēng),海陸風(fēng),夜晚陸地降溫快（冷源）,海洋降溫慢 （熱源）,陸風(fēng),海風(fēng),第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(三)熱力環(huán)流,3、常見的熱力環(huán)流形式,山谷風(fēng),白天谷風(fēng),夜晚山風(fēng),谷風(fēng),山谷 山頂,熱,熱,冷,思考1：失街亭一戰(zhàn)之后，諸葛亮為何揮淚斬馬謖？司馬懿為何能夠用火攻成功？在博望坡一戰(zhàn)，諸葛亮為何用攻能夠成功？,山風(fēng),山頂 山谷,熱,冷,冷,思考:2：何當(dāng)共剪西窗燭，卻話巴山夜雨時(shí)。四川盆地的夜雨量占總雨量的6070%？,思考3：諸葛亮火燒葫蘆谷，為什么感嘆！某事在人，成敗在天？,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(三)熱力環(huán)流,3、常見的熱力環(huán)流形式,城市風(fēng),城 郊 之 間 的 熱 力 環(huán) 流,（一）熱力環(huán)流形成的原理,思考： 你能解釋城市與郊區(qū)間產(chǎn)生熱力環(huán)流的原理嗎？,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(三)熱力環(huán)流,3、常見的熱力環(huán)流形式,例1：下圖是某一時(shí)刻山峰和山谷之間冷熱不均形成的一種熱力環(huán)流，叫做山谷風(fēng)?；卮穑?關(guān)于該圖的說法，正確的是 A山谷風(fēng)的產(chǎn)生是由于海拔高度的差異 B此時(shí)表示的是夜晚 C此時(shí)的風(fēng)從山谷吹向山頂 D此時(shí)的風(fēng)從山頂吹向山谷,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(三)熱力環(huán)流,3、常見的熱力環(huán)流形式,例2：如果下圖的東西兩側(cè)表示山峰，中間表示山谷，則能表示夜晚時(shí)等壓面的是,畫一畫,1、畫出35、35.5等溫線,2、若只考慮本區(qū)氣溫和氣壓關(guān)系，試在圖中畫出P點(diǎn)的風(fēng)向，并解釋原因,因人類工業(yè)生產(chǎn)、生活和交通運(yùn)輸排放出大量的廢熱而導(dǎo)致城市的氣溫高于郊區(qū)的現(xiàn)象，稱為“城市熱島”。從而引起空氣在城市上升，在郊區(qū)下沉的小型熱力環(huán)流，稱之為城市風(fēng)。,想一想,2、拓展延伸:,(四)大氣的水平運(yùn)動(dòng),引起空氣運(yùn)動(dòng)的直接動(dòng)力是什么? 高空風(fēng)向取決于哪些力的作用?風(fēng)向穩(wěn)定時(shí)指向何方？ 與高空風(fēng)向相比，近地面風(fēng)的受力、風(fēng)向有何不同?,空氣的水平運(yùn)動(dòng)風(fēng).swf,請(qǐng)觀察分析:,空氣的水平運(yùn)動(dòng)風(fēng),高空風(fēng)向,近地風(fēng)向,（2）水平氣壓梯度力：,促使大氣由高壓流向低壓的力,單位距離間的氣壓差。又叫水平氣壓梯度,與氣壓梯度成正比,垂直等壓線，由高壓指向低壓,（二）大氣的水平運(yùn)動(dòng)-風(fēng)的形成,1、水平氣壓梯度力,（1）氣壓梯度:,（3）水平氣壓梯度力：,大?。?方向：,特點(diǎn)：,等壓線越密集，水平氣壓 梯度力越大，風(fēng)速越大,2、地轉(zhuǎn)偏向力對(duì)風(fēng)的影響,地轉(zhuǎn)偏向力,大小：赤道為0，緯度越高地轉(zhuǎn)偏向力越大,方向：垂直于風(fēng)向,N:向右,S:向左,特點(diǎn)：只改變方向，不改變速度大小,地轉(zhuǎn)偏向力+水平氣壓梯度力二力作用：,風(fēng)向：平行于等壓線 （高空風(fēng)）,順著風(fēng)向走，高壓在右手,近地面的風(fēng)：斜穿等壓線,1008,1010,1006,1004,1002,1000,（hpa）,風(fēng)向,水平地轉(zhuǎn)偏向力,水平氣壓梯度力,摩擦力,順著風(fēng)向走，高壓在右后,摩擦力既影響風(fēng)向，又影響風(fēng)速,3、摩擦力對(duì)近地面風(fēng)的影響,地轉(zhuǎn)偏向力+水平氣壓梯度力+摩擦力三力作用：,（高）,（低）,1、概況,大氣的水平運(yùn)動(dòng)風(fēng) 直接原因： 同一水平面上的氣壓差異 原動(dòng)力： 水平氣壓梯度力 影響大氣水平運(yùn)動(dòng)的作用力： 水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力,水平氣壓梯度力,地轉(zhuǎn)偏向力,摩擦力,（既影響風(fēng)向，又影響風(fēng)速）,（只影響風(fēng)向，不影響風(fēng)速）,（既影響風(fēng)向，又影響風(fēng)速）,高空大氣中的風(fēng) 受2個(gè)力作用 風(fēng)向與等壓線平行,風(fēng)向與等壓線斜交 受3個(gè)力作用 近地面大氣中的風(fēng),第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(四)大氣的水平運(yùn)動(dòng),2、風(fēng)的形成,北半球高空中的風(fēng)向,風(fēng)向平行于等壓線 （北半球偏右，南半球偏左）,（垂直于等壓線，由高壓指向低壓）,（垂直于風(fēng)向）,北半球高空中的風(fēng)向,南半球高空中的風(fēng)向,風(fēng)向平行于等壓線 （南半球偏左，北半球偏右）,（垂直于等壓線，由高壓指向低壓）,（垂直于風(fēng)向）,南半球高空中的風(fēng)向,北半球近地面的風(fēng)向,風(fēng)向斜交于等壓線 （北半球偏右，南半球偏左）,（垂直于等壓線，由高壓指向低壓）,（垂直于風(fēng)向）,（與風(fēng)向相反）,北半球近地面的風(fēng)向,南半球近地面的風(fēng)向,風(fēng)向斜交于等壓線 （北半球偏右，南半球偏左）,（垂直于等壓線，由高壓指向低壓）,（垂直于風(fēng)向）,（與風(fēng)向相反）,南半球近地面的風(fēng)向,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(四)大氣的水平運(yùn)動(dòng),2、風(fēng)的形成,在水平氣壓梯度力作用下的風(fēng)向,在水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力共同作用下的風(fēng)向（北半球近地面）,3、在等壓線圖上確定風(fēng)向、風(fēng)力,（1）風(fēng)向的判定 在等壓線圖上，畫出該點(diǎn)的切線，并過切點(diǎn)作垂直于切線的虛線箭頭(由高壓指向低壓，但并非一定指向低壓中心)，表示水平氣壓梯度力的方向。 確定南北半球，面向水平氣壓梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏轉(zhuǎn)角度為3045，畫出實(shí)線箭頭，即為經(jīng)過該點(diǎn)的風(fēng)向，如下圖(以北半球?yàn)槔?。,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(四)大氣的水平運(yùn)動(dòng),3、在等壓線圖上確定風(fēng)向、風(fēng)力,(2)風(fēng)力的判讀 風(fēng)力的大小取決于水平氣壓梯度力的大小，因此，等壓線密集處水平氣壓梯度大風(fēng)力大，如下圖，風(fēng)力：ABCD。,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(四)大氣的水平運(yùn)動(dòng),3、在等壓線圖上確定風(fēng)向、風(fēng)力,(2)風(fēng)力的判讀 要注意不同圖幅上的氣壓梯度和比例尺兩種情況的變化。如下圖，A、B、C、D處風(fēng)力的大小是ABCD。,在實(shí)際的等壓線圖上畫出ABCD處實(shí)際風(fēng)向,C,D,課堂練習(xí),第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(四)大氣的水平運(yùn)動(dòng),例1：下圖示意某一等高面。M、N為等壓線，其氣壓值分別為PM、PN，M、N之間的氣壓梯度相同。是只考慮水平受力、不計(jì)空氣垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，O點(diǎn)空氣運(yùn)動(dòng)的可能方向。據(jù)此回答： (1)若此圖表示北半球， PMPN，則O點(diǎn)風(fēng)向?yàn)?A或 B或 C或 D或 (2)若此圖表示高空等壓面，PMPN，則O點(diǎn)風(fēng)向?yàn)?A或 B或 C或 D或,第三單元 大氣冷熱不均引起大氣運(yùn)動(dòng),(四)大氣的水平運(yùn)動(dòng),例1：下圖示意某一等高面。M、N為等壓線，其氣壓值分別為PM、PN，M、N之間的氣壓梯度相同。是只考慮水平受力、不計(jì)空氣垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，O點(diǎn)空氣運(yùn)動(dòng)的可能方向。據(jù)此回答： (3)近地面，空氣作水平運(yùn) 動(dòng)時(shí)，所受摩擦力與地轉(zhuǎn)偏 向力的合力方向 A與空氣運(yùn)動(dòng)方向成180角 B與空氣運(yùn)動(dòng)方向成90角 C與氣壓梯度力方向成90角 D與氣壓梯度力方向成180角,第