高中地理湘教版（2019）必修一3.2大气的受热过程（共46张ppt）

(共46张PPT)
2019 新课标湘教版选择性必修一
第二章第二节
大气受热过程
大气受热过程
物体辐射原理
辐射指的是由场源发出的电磁能量中一部分脱离场源向远处传播，而后不再返回场源的现象，能量以电磁波或粒子（如阿尔法粒子、贝塔粒子等）的形式向外扩散。自然界中的一切物体，只要温度在绝对温度零度（-273.15摄氏度）以上，都以电磁波和粒子的形式时刻不停地向外传送热量，这种传送能量的方式被称为辐射。
一切物体都会产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，且辐射中最强部分的波长越短。
太阳辐射
太阳不停地以电磁波的形式向四周放射能量，即太阳辐射。太阳辐射是地球大气的根本热源。
太阳辐射能量最集中的部分
物体的温度越高
辐射中最强部分的波长越短
太阳表面温度
约6000°C
地球固体表面
均温约22°C
近地面大气
均温约15°C
太阳辐射
地面辐射
大气辐射
短波辐射
长波辐射
长波辐射
长
短
太阳辐射光谱示意图
蓝紫光
红光
高度（km）
大气密度
气压
水汽尘埃
对流层
平流层
高层大气
大
高
低
小
少
多
对流
平流
O3
天气晴朗
天气多变
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
温度（℃）
臭氧层
电离层
0
12
50
提问：1、平流层和对流层的温度变化为什么不一致？
2、为什么对流层主要的直接热源是地面？
3、地面是对流层大气的主要直接热源，那地面的热源又是什么？
地面吸收47%
臭氧吸收紫外线
水汽、二氧化碳吸收红外线
大气上界
云层、尘埃反射
空气分子
微小尘埃散射
19%
34%
思考：太阳辐射经过大气层后为什么只有部分的能量被地面吸收？这些能量去了哪里？
反射
散射
吸收
削弱作用
（反射无选择性，各波段都被反射）
大气反射作用
太阳辐射
被反射的太阳辐射
云层、较大颗粒的尘埃反射太阳辐射
云层越厚、越低，云量越多，反射越强
【思考】阴天白天气温不高的原因
云层厚，大气对太阳辐射的反射作用强，到达地面的太阳辐射弱
一、大气对太阳辐射的削弱作用
→反射光呈白色
大气散射
大气分子、微小尘埃散射波长比自身直径短的光
空气分子
太阳辐射
（散射具有选择性，波长短更容易被散射）
大气对太阳辐射的削弱作用
【思考】
晴朗的天空呈现蔚蓝色
蓝光与紫光波长较短，容易被散射，大气呈蓝色
阴天的天空呈灰白色
颗粒较多，散射较强，各种波长的光都被散射
为什么信号灯是红灯和绿灯？
红光、绿光的波长较长，不易被散射，穿透力强
大气对太阳辐射的削弱作用
晨昏蒙影，即在日出之前（黎明）和日出之后（黄昏）时，天空依然明亮
日出前和日落后太阳虽然不能直接照射到地面，但由于高空大气的空气和尘埃对太阳光起散射作用，使一部分光散射到夜半球上，使天空处于半光明状态
大气对太阳辐射的削弱作用
【思考】
为什么太阳越接近地平线，朝朝霞、晚霞的颜色就越红？
①太阳越接近地平线，水汽和尘埃等越多，大气的散射作用越明显。
②日出、日落前后，太阳高度角小，太阳光线经过大气的路径较长，蓝紫光波长较短，容易被散射殆尽；红光波长相对较长，不易被散射。
散射掉的蓝光和紫光越多，保留下来的红光和橙光越多，因此霞的色彩就越红。
f） 分析“朝霞不出门，晚霞行千里”的原理
朝霞说明早晨天空有云彩存在，大气中已经有较多的水汽，及较大颗粒物，大气状态不十分稳定。随着太阳升高，热力作用增强，对流进一步发展，云也进一步发展变化，容易造成阴雨天气而不便出行。
相反，晚上由于太阳下山，大气状况逐渐趋于稳定，对流减弱，云也易于消散，天气一般晴好，有利出行。
高层大气
平流层
对流层
臭氧大量吸收波长大于0.175微米的紫外线
二氧化碳、水汽吸收红外线
氧原子、离子几乎全部吸收了波长小于0.175微米的紫外线
地面
绝大部分可见光直接到达地面
太阳辐射（短波辐射）
大气
上界
大气吸收作用
大气对太阳辐射的削弱作用
吸收
散射
反射
红外线
紫外线
短波蓝光
云层
大气的削弱作用
作用形式 参与作用的大气成分 波长范围 特点
反射
散射
吸收
云、较大颗粒尘埃
大气分子、微小尘埃
太阳辐射所有波段
波长较短的可见光
臭氧（平流层）
水汽、CO2（对流层）
紫外光波段
红外光波段
没有选择性
反射光呈白色
有选择性
改变太阳辐射方向
有选择性
大部分可见光可穿透
O、离子（高层大气）
紫外光波段
晨昏蒙影
蔚蓝色天空
阴雨天天空昏暗
灰白色天空
白天教室是明亮的
雪后天晴阳光特别耀眼
农民在白色塑料大棚上加一层可黑色尼龙网
红色常用作警戒色（比如红灯停，绿灯行）多云的白天气温不会太高
反射
吸收
散射
思考：大规模的火山爆发之后可能造成地表温度下降还是上升，为什么
大规模的火山爆发会喷发出大量的火山灰，火山灰对太阳辐射的反射和散射作用很强，即对太阳辐射具有很强的削弱作用，从而使到达地面的太阳短波辐射减弱。
影响地面吸收
的太阳辐射的因素
01
太阳高度
02
海拔
03
天气
04
反射率
01
太阳高度
为何一天之中早上和傍晚比中午冷？
为何地球上两极地区比赤道地区冷？
早上和傍晚太阳高度小。
太阳斜射，到达地面的辐射能量分散。
并且此时太阳光穿过大气层的路程长，又被大气削弱的多。
所以到达地面的太阳辐射少，感觉更冷。
思考：
赤道和两极地区是否也是类似的原因呢？
太阳高度角的范围0°≤θ≤90°
大气削弱路径(L)
S1 >
S2
L1 >L2
地面
大气上界
太阳辐射
能量集中度(E/S)
低纬度地区，太阳高度角越大，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多
且辐射能量更集中，单位面积获得的太阳辐射越多。
【思考】为什么低纬度地区太阳辐射较高纬度地区丰富？
02
海拔
为什么青藏高原到达地面的
太阳辐射量大？
其中一个重要原因就是
空气稀薄，大气削弱得少
03
天气
天空中的云量可以反射太阳辐射，所以
天气也是影响到达地面的太阳辐射的重要原因。
到达地面的太阳辐射就可以完全被地面吸收吗？
（1）比较不同性质地面的反射率，说一说哪些种类地面的反射率较高，哪些种类地面的反射率较低。
新雪、冰、城市水泥路面的反射率较高；
海洋，特别是赤道地区的海洋反射率低，其次还有深色土的反射率也低
79页活动
04
反射率
（2）分析地面性质与反射率之间的关系。
地面性质不同，反射率也不同。一般来说，深色土比浅色土的反射率低，草地比耕地高、潮湿土比干燥土壤小、粗糙表面比平滑表面小。
比较4地太阳辐射强度：
A
B
C
D
大气上界
地球
A＞C＞B＞D
二
大气对地面的保温作用
二
大气对地面的保温作用
平流层
对流层
吸收
反射
太阳辐射
散射
短波辐射
二：大气对地面的保温作用
太阳
辐射
地面反射
太阳
暖大地
吸收
地
面
辐
射
大地
暖大气
地温↑
长波辐射
大 气 辐 射
大气
逆辐射
气温↑
大气
还大地
地面是对流层
大气的直接热源
H2O、CO2
保温
作用
吸收
大气逆辐射
只发生在夜晚
太阳辐射(短波)、地面辐射和大气逆辐射(长波)
①太阳暖大地→②大地暖大气→③大气还大地
①主要直接热源（地面长波辐射）②根本热源（太阳辐射）
①大气对太阳辐射的削弱作用
②大气对地面的保温作用
三种辐射：
三个过程：
两个热源：
两种作用：
大气受热过程
课本87页阅读
大气热力作用的意义
学以致用
思考（1）
学以致用
思考（1）
晴朗
阴雨
地面
热
地面
不热
地面
冷
地面
不冷
昼夜温差大
昼夜温差小
削弱作用强
到达少，地温低
到达多，地温高
地面辐射强
吸收升温多
削弱作用弱
大气逆辐射弱
保温作用弱
大气逆辐射强
保温作用强
地面辐射弱
吸收升温少
霜冻多出现在晚秋和寒冬晴朗的夜晚还是多云的夜晚？
大气逆辐射又把热量归还给地面，这就在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。天空中有云，特别是有浓密的低云，或空气中湿度比较大时，大气逆辐射就会增强。
冬半年时，前一晚的夜空多云，第二天往往早晨很暖和。
而如果前一天夜空晴朗，第二天的早晨会很冷，地上往往会结霜。
这是为何呢？
思考（2）
多云的夜晚常比晴朗的夜晚暖和
大气逆辐射强
云层厚
保温作用强
生活中大气现象
学以致用：
北方农民燃烧秸秆预防霜冻
北方农民建设温室大棚种植蔬菜
大气保温作用原理在生产、生活中应用
人造烟幕能增强大气逆辐射，增强对地面起到保温作用，所以可防御霜冻。但容易造成污染。
太阳辐射是短波辐射，从玻璃温室或塑料薄膜穿过；地面辐射是长波辐射，受玻璃温室阻挡，热量保留下来，温度升高，农作物可以提早成熟。
思考（3）
我国古代神话传说嫦娥奔月，嫦娥到月球之后她能够愉快的生活下去吗？
学以致用
思考（4）
月球老弟,你光着身子感觉怎么样？
地球大哥,我难受啊，白天热到127℃，夜晚冷到-183℃。
白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，升温快，气温很高。
夜间由于没有大气的保温作用，月球表面温度骤降，气温很低
学以致用
月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可达 127℃，夜晚则降到-183℃。为什么月球表面昼夜温差比地球大得多？请用大气的受热过程解释。
思考（4）
没有大气的月球
有大气的地球的情况
大气
上界
学以致用
请运用大气的热力作用原理解释“早穿皮袄午穿纱，围者火炉吃西瓜”现象
新疆地处内陆，气候干旱，晴天多，云量少。白天大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现“午穿纱”的现象；
晚上大气的保温作用弱，地面损失热量多，至清晨近地面气温达到最低，故有“早穿皮袄”的现象。
思考（5）
大气受热过程
Atmospheric heating process
课时作业
2019版湘教版高中地理第一册自然地理
2019 Hunan Education Edition high school geography Volume 1 natural geography
课时作业
读图,完成第1~3题。
1.白天多云,气温偏低,
与图中哪个数字代表的辐射被削弱有关 (　　)
A.① B.② C.③ D.④
2.大气温度的变化主要
与图中哪个数字代表的辐射直接相关 (　　)
A.① B.② C.③ D.④
3.青藏高原地区夜间降温较快,与图中哪个数字代表的辐射有关 (　　)
A.① B.② C.③ D.④
下图为甲、乙两地某时段大气受热过程示意图,箭头反映了辐射传递的方向及多少(粗细)。读图完成第4~6题。(注:大气透明度往往与大气密度、天气有关)
4.①⑤两箭头传递的辐射方向及多少相同,说明甲、乙两地(　　)
A.纬度相当 B.海拔相当
C.距海远近相当 D.大气透明度相当
课时作业
课时作业
下图为甲、乙两地某时段大气受热过程示意图,箭头反映了辐射传递的方向及多少(粗细)。读图完成第4~6题。(注:大气透明度往往与大气密度、天气有关)
5.近地面气温随高度增加而递减,其主要影响因素是 (　　)
A.①⑤ B.②⑦
C.③⑧ D.④⑥
6.霜冻多出现在晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚,主要是因为此时(　　)
A.地面辐射弱 B.太阳辐射强
C.大气反射强 D.大气逆辐射弱
课时作业
我国北方地区的农民为了避免所种庄稼遭受霜冻灾害,在深秋的夜晚往往在田间点燃柴草。结合大气受热过程示意图,完成第7~8题。
7.关于图中a、b、c所代表的内容,叙述正确的是(　　)
A.a代表近地面大气主要的直接热源
B.a、b、c所代表的辐射波长的大小关系是aC.b代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收
D.c代表的辐射与天气状况无关
8.燃烧柴草防御霜冻的做法,有利于(　　)
A.增强a辐射 B.增强b辐射
C.增强c辐射 D.改变b的辐射方向
课时作业
9.结合图文材料,完成下列各题。
材料一　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、降低二氧化碳排放量,是工农业持续发展的重要途径。
材料二　下图为我国北方地区的大棚。
(1)二氧化碳是一种温室气体。
二氧化碳增多是如何加强“温室效应”的
(2)利用“温室效应”原理,
解释我国北方地区冬季可以采用大棚技术种植蔬菜、花卉等作物的原因。
课时作业
(1)二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳增多是如何加强“温室效应”的
(2)利用“温室效应”原理,
解释我国北方地区冬季可以采用大棚技术种植蔬菜、花卉等作物的原因。
(1)二氧化碳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)大棚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);可以保持、调节大棚内空气和土壤的水分。