(共20张PPT)
第二节
大气受热过程和大气运动
导入
在《台海使槎录》(图 2.8)中,记述了台湾海
峡两岸的风向差异:“内地之风,早西晚东,惟台地早东风,午西风……四时皆然。”这里的“内地”指福建,“台地”指台湾。
(1)为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢?
(2)这里的风是怎样形成的?
大气的受热过程
50%
7%
43%
太阳辐射的能量主要集中在可见光区
太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源
物体的温度越高,它辐射的能量最强的部分波长越短
太阳表面温度
约5500°C
太阳辐射
短波辐射
通过实验可知:物体的温度越高,辐射的波长越短
物体的温度越低,辐射的波长越长
太阳表面温度约5500°C
地球固体表面平均温度约22°C
近地面大气平均温度约22°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
一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,辐射的波长与温度有什么关系呢?
大气的受热过程
1、整个过程热量是如何传递的?
2、大气在整个过程中起到什么作用
大气的受热过程
大气的受热过程
一、大气对太阳辐射的削弱作用
1.反射作用
(1)表现云层:云层越低、越厚,云量越多,反射越 强。较大颗粒的尘埃:空气中较大颗粒越多,反射 越强。
(2)特点:大气对太阳辐射的反射没有选择性,反射光呈白色。
(3)现象:削弱了到达地面的太阳辐射,使白天的气温相对较低。
一、大气对太阳辐射的削弱作用
2.散射作用
(1)表现:当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,太阳辐射的一部分便以这些质点为中心,向四面八方弥散。
(2)特点:大气的散射作用具有选择性,可见光中波长较短的蓝光、紫光容易被散射。
(3)现象使一部分太阳辐射不能到达地面。晴朗的天空呈现蔚蓝色。
大气的受热过程
一、大气对太阳辐射的削弱作用
3.吸收作用
(1)特点:大气的吸收作用具有选择性。
①臭氧:主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。
②水汽和二氧化碳:主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。
③大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少。
大气的受热过程
一、大气对太阳辐射的削弱作用
3.吸收作用
(2)表现削弱了到达地面的太阳辐射。太阳辐射不是对流层大气主要的直接热源。
特别提醒
(1)到达地面的太阳辐射分布是不均匀的,由低纬向两极递减。
(2)到达地面的太阳辐射并不能完全被地面吸收。其吸收的多少与地面性质(地面反射率)有关,反射率越大,地面吸收的太阳辐射越少。
大气的受热过程
地 面
高层大气
平流层
对流层
臭氧大量吸收紫外线
二氧化碳、水汽吸收红外线
(具有选择性)
思考:1、从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用,可知大气吸收具有什么特性?
2、为什么大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的?
(大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少,大部分可见光能够透过大气射到地面)
吸收
反射
散射
臭氧吸收紫外线、二氧化碳和水汽吸收波长较长红外线 ,因此吸收太阳辐射少
有选择性
云层、尘埃具有反射作用
无选择性,与云量呈正相关
空气分子和微小尘埃的作用
有选择性,波长越短越容易被散射
蓝紫光最容易被散射,晴朗天气,天空是蓝色;红黄光最不易被散射,日出日落时天空呈现火红色
一、大气对太阳辐射的削弱作用
大气的受热过程
作用 形式 参与作用的大气成分 被削弱的光线 作用特点
吸收
反射
散射
臭氧(平流层)
水汽、二氧化碳(对流层)
紫外线
红外线
吸收强烈,
有选择性
云层、尘埃
各种波长同样被反射
无选择性
空气分子、微小尘埃
较大颗粒的尘埃等
有选择性可见光中
波长较短的蓝紫光
无选择性各种
波长的太阳辐射
阴天的天空
呈灰白色
晴朗的天空
呈蔚蓝色
云层越厚
反射能力越强
一、大气对太阳辐射的削弱作用
大气的受热过程
1、图中各箭头代表的含义?
2、为什么地面辐射是近地面大气的主要、直接热源?
3、什么是大气逆辐射?其作用是什么?影响其强度大小的因素是什么?
大气的受热过程
月球与地球距离太阳远近差别不大,但月球表面白天的温度可高达127°C上,夜晚低达-183°C。而地球表面白昼的温度比月球要低得多,夜晚则高得多。这是什么缘故呢?
月球上没有大气层,不能对昼夜温度进行调节。地球上有大气层,白天,大气层削弱太阳辐射,使到达地面的太阳辐射减少,气温不至于过高;夜晚,大气逆辐射对地面有保温作用,使气温不至于过低。
二、大气对地面的保温作用
大气的受热过程
二、大气对地面的保温作用
1.保温过程
(1)太阳辐射透过大气射向地面,被地面吸收 地面增温,并以长波辐射的形式射向大气,大气能强烈吸收地面长波辐射 大气增温,大气增温后,也以长波辐射的形式向外辐射能量 大气辐射。
(2)大气辐射中的大气逆辐射把热量还给地面,对地面起到保温作用。
2.表现地面是对流层大气主要的直接热源。云层越厚、空气湿度越大,大气逆辐射越强。
3.现象阴天时,昼夜温差小。霜冻多发生在晴朗的夜晚。
大气的受热过程
“不时不食”,讲的是吃东西要应时令、按季节。然而,到了如今,冬天吃西瓜、夏天吃萝卜,反季节蔬菜大行其道,这又是为何呢?试解释塑料大棚农业、玻璃温室育苗等的保温原理?
原理:塑料薄膜、玻璃等材料能让太阳短波辐射进入,而农田地面的长波辐射很难穿透塑料薄膜或玻璃,从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室内。
太阳辐射
地
面
辐
射
案例
4.现象原因分析:
现象1:多云的白天比晴朗的白天气温低——由于大气对太阳辐射的反射作用;
二、大气对地面的保温作用
大气的受热过程
为什么晴朗的正午天空呈蓝色?早晚呈红色?
早晚阳光斜射,穿过路程长,短波各色光皆被散射,剩下红光投射地面,阳光红似火,地平线附近的天空呈红色霞光。
正午太阳高度大,穿过大气路程短,仅蓝光被散射掉因而天空呈蓝色。
现象2
大气对太阳辐射的散射作用;
大气的受热过程
4.现象原因分析:
现象3:日出前的黎明和日落后的黄昏,天空明亮——大气对太阳辐射的散射作用; 现象4:深秋或初冬,霜冻多出现在晴朗的夜里——大气逆辐射弱(即大气对地面的保温作用弱);
现象5:大棚、入冬放烟防冻----增加大气逆辐射
大气的受热过程
二、大气对地面的保温作用
特别提醒:
①物体的能量越大,波长越短,本节中三种辐射波长由短到长的为太阳辐射、地面辐射、大气辐射;
太阳辐射(短波辐射)——地球大气最重要的能量来源;
地面长波辐射——近地面大气主要、直接的热源
②地面是近地面大气的主要的直接的热源,因此在垂直方向上,越远离地面,气温越低;对流层内,海拔上升1000米,气温下降6度。
③一天中气温最高时为14点前后,气温最低时为日出前后。
④全球气温变低,雪线下降,海平面下降;全球气温变高,雪线上升,海平面上升。
大气的受热过程
二、大气对地面的保温作用
小结