课件43张PPT。第三节 大气环境
第一课时 对流层大气的受热过程一、大气的垂直分层对流平流高层大气 二、对流层大气的受热过程
1．太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系
2．影响地面辐射的主要因素
(1)纬度因素：太阳辐射从低纬向高纬________。
(2)下垫面因素：影响____________________比例。
(3)其他因素：其中________的影响最大。递减吸收和反射的太阳辐射气象因素1．教材第46页“图2－26不同太阳高度辐射强度变化示意”
提示：图中显示太阳高度愈大，等量的太阳辐射在地表分布的面积越小，光热愈集中，同时太阳辐射经过大气的路程愈短，被大气削弱得愈少。如旭日和夕阳呈红色，是因为日出、日落前后，太阳高度角小，太阳辐射到达地面经过的大气路程长，大气对太阳辐射的散射作用强，波长较短的可见光被散射掉，只有波长较长的红光、橙光透射下来，故呈红色。
2．教材第46页“图2－27不同性质地面的反射率”
提示：不同的地面性质，下垫面对太阳辐射的吸收和反射的比例不同。图中显示新雪的反射率为84%～95%，则吸收率为16%～50%，故当地面被新雪覆盖时，地面温度低，地面辐射弱，大气的温度也低，感觉较冷。
【特别提醒】 (1)近地面大气主要、直接的热源是地面，而不是太阳辐射。
(2)大气对太阳辐射的吸收具有选择性。
(3)对流层大气的受热过程口诀：太阳暖大地，大地暖大气，大气返大地。 交通红绿灯为什么偏偏规定为“红灯停，绿灯行”？原来，瑞利散利理论认为，波长短的光容易被散射掉，绿色的波长比红光的波长更短，所以绿光比红光容易被散射掉，而红光相对表现出较强的穿透能力，若遇上不好的天气，可使驾驶人员首先看到红灯，从而提醒驾驶员尽早减速以保证行车安全。 大气的热力作用
根据以上材料，分析探究：
1．大气对太阳辐射的削弱作用有哪几种主要形式？
2．如何理解大气对地球的保温作用原理？并合理解释玻璃温室原理。【例证1】读“太阳辐射与大气和地面的关系示意图”，回答下列问题。 (1)图中A表示大气对太阳辐射的________作用，它使太阳辐射向________(方向)散开。日出前天已亮、日落后天不黑就是这种作用的结果。
(2)图中B表示________作用，受该作用影响，白天阴天时气温比晴天________。
(3)图中O3能吸收________，它主要分布在________层。
(4)图中CO2、水汽、尘埃能吸收______________，它们主要分布在________层。答案：(1)散射 四面八方(各个) (2)反射 低
(3)紫外光 平流 (4)红外光 对流【练习1】 根据下图所给内容，完成下列问题。 (1)图中①②③各表示什么辐射：
①________辐射；②________辐射；③________辐射。
(2)图中④表示大气对太阳辐射的________作用。
(3)大气能吸收地面辐射的75%～95%，对地面起到________作用。
(4)影响图中①强度的最主要因素是________，这是因为________________________________________________________________________。
(5)地面增温主要来自图中的________，大气受热主要来自图中的________。(填代号)
【答案】(1)太阳 地面 大气逆 (2)削弱 (3)保温 (4)太阳高度角 太阳高度角越大，单位面积地面获得的热量越多；太阳高度角越大，经过大气层的路程越短，被削弱得越少 (5)① ②1．大气对太阳辐射的削弱作用
(1)吸收作用：对可见光吸收得很少。如下图：大气对太阳辐射的吸收 (2)反射作用：受云层厚薄的影响，大气对太阳辐射削弱较明显。如下图：云层、尘埃对太阳辐射的反射 (3)散射作用：当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分能量便以这些质点为中心，向四面八方散射开来。波长较短的蓝色光最容易被散射。如下图：
(4)影响削弱的主要因素：太阳辐射经过大气路程的长短。大气对太阳辐射的散射 【拓展延伸】 自然界中的许多自然现象与大气的削弱作用有关，应用大气的削弱作用原理可以解释许多自然现象，例如：
(1)树荫下、房间中，无阳光处仍然明亮——散射作用。
(2)红灯停、绿灯行——散射作用。
(3)日出之前天已亮，日落之后天不黑——散射作用。
(4)朝霞和晚霞、旭日和夕阳为橘红色——散射作用。
(5)晴朗的天空呈蔚蓝色——散射作用。
(6)菲律宾皮纳图博火山喷发时，火山灰笼罩了整个马尼拉城，白天宛如黑夜，出门打手电——反射作用增强。
(7)南极臭氧空洞扩大到南美洲南端的火地岛，政府要求岛上居民外出必须戴墨镜和遮阳帽——吸收作用减弱。
(8)夏季多云的白天气温不太高——反射作用。 2．大气保温作用
(1)地面辐射是对流层大气主要的直接热源。
(2)大气逆辐射将一部分热量归还地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。
保温效应产生的原理示意图： (3)玻璃温室：
玻璃对太阳短波辐射几乎是透明体，大部分太阳辐射能透过玻璃射到地面上，使地面增温，玻璃把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过逆辐射形式将热量还给地面，使温室增温。日光温室是节能日光温室的简称，又称暖棚，是我国北方地区独有的一种温室类型。日光温室是一种在室内不加热的温室，即使在最寒冷的季节，也只依靠太阳光来维持室内一定的温度水平，以满足蔬菜作物生长的需要。这种日光温室的建设就是根据大气受热的原理来设计的。对流层大气的受热过程根据以上材料，分析探究：
1．分三步来理解大气的受热过程。
2．分析影响地面辐射的因素有哪些？
3．对流层大气受热过程原理有何现实意义？【例证2】结合图文材料，回答问题。
随着矿物能源的大量消耗，大气中二氧化碳不断增多。充分利用太阳能，降低二氧化碳排放，是工农业持续发展的重要途径。甲 大棚农业生产景观 乙 北京太阳能发电站示意图
(1)二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳增多是如何加强大气“温室效应”的？
(2)利用“温室效应”原理，我国北方地区冬季采用大棚技术种植蔬菜、花卉等作物。参考图甲，分别说明大棚技术对农业生产光、热、水条件的有利影响。
答案：(1)更多地吸收了地面长波辐射，提高了大气温度；增强了大气逆辐射，补偿了地面损失的热量。
(2)使冬季的太阳光照得以充分利用；提高了大棚内的温度，使作物在冬季也可种植(可以减轻冻害，提高农业生产抗灾能力)；有利于保持、调节大棚内空气和土壤水分。【练习2】 读图，完成(1)～(2)题。
(1)近地面大气的热量主要来自( )
A．① B．②
C．③ D．④
(2)利用人造烟雾来防御霜冻的原理是( )
A．减弱① B．增强②
C．减弱③ D．增强④
【答案】(1)C (2)D [近地面大气的热量主要来自③——地面辐射；利用人造烟雾来防御霜冻的原理是增强大气逆辐射，对地面保温作用增强。]
1．对流层大气的受热过程
太阳辐射把能量传递给大气的过程可简单表示为：太阳辐射→地面吸收→地面辐射→大气吸收→大气辐射。具体的过程如下图所示：2．影响地面辐射的主要因素
(1)纬度因素。(2)下垫面(大气下层直接接触的地球表面)性质。 (3)气象因素。
太阳辐射要穿过厚厚的大气才能到达地面。因此气象因素也是影响地面辐射的重要因素。主要包括空气密度的大小、空气的洁净程度两方面。空气稀薄，对太阳辐射削弱少，到达地面的太阳辐射多，地面辐射强；空气洁净，云雾量少，能见度好，到达地面的太阳辐射也多，地面辐射强。图解地面辐射的影响因素：4．大气受热过程原理的应用
(1)昼夜温差大小的分析：主要结合大气受热过程原理，从地势高低、天气情况、下垫面性质几方面分析。
①地势高低：地势高→大气稀薄→白天大气削弱作用和夜晚
大气的保温作用都弱→昼夜温差大。
②天气状况：晴朗的天气条件下，白天大气削弱作用和夜晚大
气的保温作用都弱→昼夜温差大。③下垫面性质：下垫面的比热容大→地面增温和降温速度都慢→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。
(2)大气受热过程原理在生产生活中的应用：
①解释温室气体大量排放对全球变暖的影响。
②在农业中的应用：利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石在能防止土壤水分蒸发的同时可增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。教材第43页活动
提示：1.随温度上升，对流层的气温递减，因为对流层大气的热源是近地面，离地面越远，气温越低，理论上每升高100 m，气温下降0.6 ℃。平流层的气温随海拔升高而升高，因为平流层中的O3吸收太阳辐射紫外线而增温。
2．风、霜、雨、雪现象主要发生在对流层，人们居住在对流层的底部。
3．平流层上热下冷、空气平流运动，能见度高，有利于飞机飞行。教材第45页活动
提示：1.由于月球缺乏大气层，白天没有大气对太阳辐射的削弱作用，使月球表面温度高；晚上没有大气的保温作用，使月球表面温度低，故昼夜温差比地球要大。
2．深秋至第二年早春季节，天气晴朗，大气比较洁净，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温较高；夜晚大气对太阳辐射的保温作用弱，气温较低，昼夜温差大，容易出现霜冻。
3．每年秋冬，用人造烟幕的办法，增强大气逆辐射，从而起到对地面的保温作用，使地里的蔬菜免遭冻害。教材第47页活动探究
提示：1.由于玻璃(或塑料薄膜)的阻断作用，使温室内的红外线长波辐射不能通过玻璃(或塑料薄膜)与室外的大气进行交换，使大部分热量保存在室内，所以温室内气温高于温室外。
2．利用温室效应原理，采取温室育秧或覆膜育秧。在地热较丰富的地区，也可利用地下热水育秧。
3．农民在冬季采用塑料大棚发展农业，是对气候条件的改造。在大棚内可适度提高温度和湿度，并进行人工通风等。 课件36张PPT。第二课时 大气运动一、热力环流形成的原理
1．大气运动的原因：太阳辐射在地表的差异分布，造成不同地区________不同，并导致水平方向上各地间的________差异。
2．热力环流原因：地面冷热________。气温气压不均下沉上升AB、CB、CA二、大气的水平运动
1．风的基本要素水平气压梯度地转偏向摩擦2．不同受力情况下的风向水平气压梯度地转偏向斜交右偏左偏 教材第48页“图2－29冷热不均引起的热力环流”
提示：上图显示等压面都是水平状态，未产生弯曲，此时，地面受热均匀。中图显示，B、C两处近地面因为冷却，空气下沉，近地面空气密度加大，气压增大，形成高压，等压面向高处凸起，B、C两处高空因为空气密度变小，气压降低，等压面向低处弯曲；A处近地面因为受热，空气上升，近地面空气密度变小，高空密度变大，近地面形成低压，高空形成高压，近地面等压面向低处弯曲，高空等压面向高处凸起；
于是水平方向上，近地面B、C与A处形成气压差异，空气由B、C处流向A处，高空空气由A处流向B、C两处，于是形成了热力环流。由图中可知，热力环流的形成与地面冷热不均有关，冷热不均导致近地面空气上升或下沉，使近地面形成气压差异，产生水平运动，形成简单的热力环流。 公元234年春天，诸葛亮驻兵祁山，司马懿在长安以西渭水一带，准备与诸葛亮决战。诸葛亮在察看地形时，在渭河以南发现上方谷这一特殊地形，立刻想到了来个火烧司马父子的妙计。于是，他命士兵们把干柴、硫黄、火药等堆藏在谷中，同时在谷地两边高山上埋伏数千精兵，然后命大将魏延诱敌深入。当司马父子等人追进上方谷中，山上士兵便投下无数木头、石块堵塞谷口，并丢下火把引燃了谷内的干柴。热力环流形成的原理
刹那间，上方谷硝烟弥漫火海一片。司马父子以为死到临头，谁知，忽然狂风大作，乌云密布，接着下起大雨，浇灭了烈火，司马父子趁机逃生。诸葛亮在山地看到这一切，不禁长叹“谋事在人，成事在天”。根据以上材料，分析探究：
1．热力环流形成的原理是什么？
2．你能归纳分析热力环流图的共同特点吗？
3．了解生活中常见的热力环流。【例证1】读“北半球某地的气压分布图”，完成下列各题。(1)甲、乙、丙、丁四地气压的大小关系为_____________。
(2)在图中用箭头标出环流模式。
(3)甲、乙两地中气温较高的是______地，其对应的天气状况常为______天气，气温日较差较大的是______地。
(4)图中，甲、乙两地之间的风向为________。
(5)假若图示环流为城市热岛环流，则表示郊区的是______地。
(6)在图中画出高空的气压面弯曲状况。
答案：(1)甲>乙>丙>丁 (2)图略(逆时针)
(3)乙 阴雨 甲 (4)偏南风(或西南风)
(5)甲 (6)图略(等压线弯曲状况与近地面相反)【练习1】 读下图，完成(1)～(2)题。(1)导致图示现象发生的大气运动形式，最有可能是( )
A．热岛效应 B．海陆风
C．季风环流 D．山谷风
(2)图中居住地上空大气污染危害较大的是( )
A．春季 B．秋季
C．白天 D．黑夜
【答案】(1)B (2)C 1．热力环流形成的原理
由于近地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。热力环流的形成过程：
【方法技巧】 热力环流图的共同特点
(1)随着海拔的升高，等压面数值越来越低。
(2)近地面与高空的气压高低正好相反。
(3)等压面“上凸高压，下凹低压”。即等压面向高空凸出，说明该地气压高；等压面向低空凹进，说明该地气压低。
(4)同一水平高度上，高压值大于低压值；垂直方向上，低压值不一定小于高压值。
(5)“冷高压”与“热低压”是针对近地面而言的。近地面，空气冷却形成冷高压；空气受热形成热低压。
(6)近地面气温高的地区，气压低，气流上升，多阴雨天气，近地面气温低的地区，气压高，气流下沉，多晴朗天气。2．常见的热力环流
(1)海陆风。 (2)山谷风。
(3)市区与郊区之间的热力环流。 新疆著名的“风城”——达坂城就是位于地名为“三个泉”的山口北端，常年处于山口大风下，那里的居民素有“一年一场风，从春刮到冬”的说法。我国的兰新铁路就经过达坂城。兰新铁路通车后，在达坂城附近山口处，火车多次被大风掀翻。1971年1月9日，一列货运列车的10节车厢一下子都被大风刮翻了。大气的水平运动
乌鲁木齐以东120千米左右的珍珠泉附近，是全国著名的“百里风区”，2007年2月28日，新疆乌鲁木齐开往阿克苏的5807次旅客列车行至南疆线珍珠泉至红山渠间42千米处，13级大风造成11节车厢脱轨，事故中3名旅客死亡，34名旅客受伤。根据以上材料，分析探究：
1．近地面和高空的风有何区别？
2．如何在等压线图上判读风向？【例证2】下图示意某区域某月一条海平面等压线，图中N地气压高于P地。读图，回答(1)～(2)题。 (1)N地风向为( )
A．东北风 B．东南风
C．西北风 D．西南风
(2)M、N、P、Q四地中，阴雨天气最有可能出现在( )
A．M地 B．N地
C．P地 D．Q地答案：(1)A (2)C【练习2】下图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。回答(1)～(3)题。(1)若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为( )
A．⑥或⑦ B．②或⑥
C．④或⑧ D．③或④
(2)若此图表示高空等高面，PM
A．③或④ B．②或⑧
C．③或⑦ D．⑥或⑦
(3)近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向( )
A．与空气运动方向成180°角
B．与空气运动方向成90°角
C．与气压梯度力方向成90°角
D．与气压梯度力方向成180°角
【答案】(1)A (2)C (3)D 1．近地面风和高空风的区别【方法技巧】 数字法记忆大气的水平运动
一个直接原因；形成风的直接原因——水平气压梯度力；
二种风：高空中的风——风向平行于等压线；
迎地面的风——风向与等压线斜交；
三种力：水平气压梯度力——方向垂直等压线，指向低压；
地转偏向力——始终与风向垂直；
摩擦力——始终与风向相反。2．如何在等压线图上确定任一地点的风向和风力大小
(1)风向判读。
a在等压线图上，画出该点的切线，并过切点作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。
b确定南北半球，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转角度为30°～45°，画出实线箭头，即为经过该点的风向，如下图(以北半球为例) (2)风力的判读。
风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等压线密集处→水平气压梯度力大→风力大，如图，风力：A>B>C>D。教材第48页活动
提示：1.补绘图略。
2．上海地区此时气温的分布规律是：从市区向郊区气温渐低。
3．如果P地位于上海，则P点的夏季盛行风向为东南风，若仅考虑本地区的气温分布和气压的关系，P点此时近地面风向应从郊区吹向城市。