湘教版1第二章第三節(jié)大氣環(huán)境大氣的受熱過程(講義)

1、湘教！版1第二章 第三節(jié)大氣的1受熱I過程i（講I義）i湘教版i第二章第三節(jié)天氣環(huán)境天氣的受熱過程（講義）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)換的基本 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?！径恐仉y點提示重點：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】大氣的垂直分層一大氣圈：環(huán)繞地球最外部的氣體圈層，其下部邊界為地球海陸表面，上部邊界約在高空2019

2、3000千米處二大氣的垂直分層分 層局度范圍主要特點特點成因與人類的關系對 流 層因緯度而異：低緯：17 18千米；中緯：10 12千米：高緯：8 9千米 因季節(jié)而異：夏季高，冬季低氣溫隨高度的 增加而遞減；空氣對流運動 顯著；天氣現(xiàn)象復雜 多變地面是對流層大氣的直接 熱源，所以低緯對流層高度 高于高緯。同一地區(qū)的對流 層高度夏季高于冬季； 該層上部冷，下部熱； 幾乎全部的水汽、固體雜 質(zhì)都集中在該層，易成云致 雨人類就生活在對流 層底部；與人類關系 最密切平 流 層從對流層頂至50 55千米氣溫隨高度增 加而遞增；以平流運動為 主；天氣晴朗該層中22 27千米處存在 臭氧層，臭氧能吸收太陽光

3、 中的紫外線；該層上熱下冷，大氣穩(wěn)定；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)?000千米的高空氣溫隨高度增加先降低后升高；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

4、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 蒙蒙的二地面輻射和大氣輻射概念圖中字母性質(zhì)意義地面地面吸收透過大氣的太陽輻射后升溫，I地面輻射長波是對流層大氣輻射同時又持續(xù)向外輻射能量，形成地面輻 射J大氣吸收的地面 輻射K射向宇宙空間的 地面輻射輻射增溫的直接能 量來源大氣 輻射大氣吸收地面輻射的同時，也向外輻射 能量，即大氣輻射。大氣輻射除極少部 分射向宇宙空間外，絕大部分射向地 面，射向地面的大氣輻射，稱為大氣逆 輻射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 作用三大氣的受熱過

5、程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， 其中向下的部分稱為 大氣逆輻射，它將大部分熱量還給地面通過大氣逆輻射把熱量還 給地面四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不同太陽輻射 地面輻射緯度不同- 太陽光線照射水平地面的角度不同一強度由低緯f 從低緯向 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一 吸收和反射的太陽輻射比例不同一地面溫度不同 一使世界各地地面輻射的變化與緯度變

6、化不完全一致。3 .氣象因素1空氣密度大小一一空氣稀薄，對太陽輻射削弱少，到達地面的太陽輻射多，地面輻射強；2空氣的潔凈程度一一空氣潔凈，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；云的直徑比較大，能反射所有波長的可見光，所 以看上去是白色的。例題 1 （上海崇明二模）以下圖為大氣保溫作用示意圖。 1一次強烈的火山噴發(fā)可能導致A、b增強B、d增強C、e增強D、c增強 2近地面大氣的主要

7、直接熱源是A、 aB、 b 和 fC、 cD、 d 3多云的夜晚通常比晴朗的夜晚溫暖些，與這一現(xiàn)象相關的箭頭字母是 A、 aB、 bC、 dD、 f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 a,將熱 量還給地面，對地面起到保溫作用。答案： 1 C 2. D

8、3 A例題 2 北京高考以下圖為地球大氣受熱過程示意圖。讀圖，回 答以下問題。大氣中A.臭氧層遭到破壞，會導致增加B.二氧化碳濃度降低，會使減少C.可吸入顆粒物增加，會使增加D.出現(xiàn)霧霾，會導致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，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，到達地面的太陽輻射減少，減少；出現(xiàn)霧霾，在夜間增加，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

9、天氣的出現(xiàn)，增強了大氣逆輻射，使夜間氣溫高。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. 陰天時白天氣溫比較低的原因是什么？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部分能量射向四面八方，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

10、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?！揪C合拓展】逆溫現(xiàn)象的成因及其危害一般情況下，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)氣溫隨高度增加而上升的現(xiàn)象即下冷上熱現(xiàn)象，這種氣溫逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象我們稱之為逆溫。造成 ''逆溫現(xiàn)象的原因：主要是地面輻射冷卻所致。以下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