人教版高中地理必修第一册第二章地球上的大气2.2大气的受热过程和大气运动教学课件(共77张PPT)

(共77张PPT)
大气的受热过程
和大气运动
第二章
为什么地球的温度有高有低？
为什么这世界有风？
风为什么这样吹？
为什么会下雨？
你或许很少注意过你身边的自然现象，它们平常得让你觉得一切都是理所当然。
. . . . . .
你可曾想过......
课前小问题
在学习影响太阳辐射的影响因素后可以知道，青藏高原是我国接受太阳辐射最多的地区，但青藏高原地区夏季气温却很低，为什么呢？
真相只有一个！
第一小节
大气的受热过程
1.大气成分及作用特点
2.大气受热过程
3.大气受热的应用
1.大气成分及作用
太阳辐射成分
紫外线
红外线
可见光
大气成分
可见光是太阳辐射中辐射能力最强的光线，但它作为短波辐射无法被大气直接吸收，只能被大气部分反射或散射，所以可见光的大部分穿过了大气，来到地面。
臭氧
吸收
水汽，CO2
吸收
尘埃，小水滴
反射、散射
短波辐射的辐射更强
长波辐射相对较弱
地面
大气上界
太阳辐射
太阳辐射
被大气反射、散射回宇宙
大气吸收
太阳辐射在到达地面之前要先穿过大气。其中比例不大的紫外线和红外线被大气吸收，可见光中的一部分被云层和尘埃遮挡，被反射或散射回了宇宙空间，剩下的部分到达了地面。
此时的大气，对太阳辐射起到了“削弱作用”。
2.大气的受热过程
地面
大气上界
太阳辐射
太阳辐射
地面吸收
被大气反射、散射回宇宙（流失）
大气吸收
地面增温
到达地面的太阳辐射是短波辐射，无法被大气吸收，但是可以加热厚实的地面，使地面温度升高。这个过程叫做“太阳暖大地”。
太阳暖大地
地面
大气上界
地面增温
地面辐射
射向宇宙（流失）
大地暖大气
地面温度增加后，也开始向外散发热量，这个由地面散发的热量被称作“地面辐射”，地面辐射是长波辐射，能量较低，可以被大气吸收。大气吸收了地面的热量，温度也开始升高。这个过程叫做“大地暖大气”
大气吸收并增温
地面
大气上界
大气辐射
射向宇宙（流失）
大气逆辐射
大气还大地
升温后的大气也会向外界散发热量，这个热量被称作“大气辐射”，大气辐射返回给地面的部分，又被称作“大气逆辐射”，这个过程叫做大气还大地。
地面
大气上界
大气辐射
射向宇宙（流失）
大气逆辐射
大气还大地
大气将热量返还给大地，也使得没有太阳光的夜间，近地面气温不至于太低。此时大气对近地面有着“保温作用”。
地面
大气上界
太阳辐射
太阳辐射
地面吸收
反射、散射回宇宙
大气吸收
地面增温
地面辐射
大气吸收
射向宇宙
大气辐射
射向宇宙
大气逆辐射
太阳暖大地
大地暖大气
大气还大地
整个大气受热过程中，其辐射的根本来源是什么？
太阳
近地面大气的直接热源是什么？
地面
正因为近地面大气的直接热源是地面，所以在对流层中，海拔越高气温越低，因为海拔越高，离热源就越远
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
高层大气
平流层
温度
℃
平流层的直接热源是吸收了紫外线热量的臭氧层，所以海拔越高，气温越高，因为海拔越高，离热源就越近。
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
高层大气
平流层
温度
℃
O3
自高层大气的底部开始，海拔越高离臭氧层越远，所以温度开始随海拔升高而下降；
至一定高度后，随海拔升高，离吸收了大量太阳辐射的氧原子层越近，所以之后气温随海拔上升而升高。
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
高层大气
平流层
温度
℃
O3
氧原子
①削弱作用:大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用。
大气的两大作用
②保温作用:大气逆辐射对近地面大气热量有补偿作用。
月球表面
昼
夜
太阳辐射
月球表面辐射
月球表面辐射
地球表面
昼
夜
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
太阳辐射
大气辐射
吸收
反射
吸收
吸收
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
请思考以下问题：
1.月球的白天温度可以高达127℃，而夜间温度则能低到—183℃，为什么？
2.我们的现实生活中，晴朗的夜间和多云的夜间，哪一个更凉爽，为什么？
1. 因为月球没有大气层。
白天没有削弱作用，地表直接接受阳光辐射，温度持续升高；夜间没有保温作用，温度直接流失于宇宙空间中。
2.同等条件下，晴朗的夜间更凉爽。
晴朗的夜空中没有云，大气对地面辐射的吸收减少，大气逆辐射少，保温作用降低，地面温度散失比起多云天气更严重。
问题追踪
青藏高原明明是我国接受太阳辐射最多的地方，为什么温度却不高？
①海拔高，空气稀薄，没有足够多的大气来吸收地面辐射，大气逆辐射弱，保温作用弱；
②风力大，热量易散失；
③海拔太高，夏季暖湿空气不易到达。
3.大气受热的应用
1.试从大气受热过程的角度，分析自古以来农民燃烧秸秆的作用。
燃烧后产生的烟雾可以更多地吸收和反射（散射）地面辐射，增加大气逆辐射，防止霜冻。
燃烧秸秆是利用了大气的保温作用，你还知道哪些利用了类似性质的事物？
温室大棚：收集太阳辐射，减少地面辐射的流失，增加大气逆辐射。→生产反季节蔬果。
2.除了燃烧秸秆，农民也会在菜园土地铺上一层“地膜”，请分析“地膜”的作用性质与温室大棚是否一样。
“地膜”同样有保温作用，但是仅减少地面辐射流失，并没有增加大气逆辐射。
3.果农会在果树下面铺上一次白色的反光地膜，分析白色反光膜的作用。
反光地膜可以减少水分的蒸发，同时增加树底的采光，使水果色泽均匀，卖相更好。
4.除了反光地膜，果农们也会树下铺上一层厚厚的沙和鹅卵石，分析原因。
砂石的比热容低，白天升温快，夜晚降温快，增加了土地的昼夜温差，使水果更易积累糖分；同时砂石层还能减少土壤中水分的蒸发。
昼夜温差大也是西北地区的水果更加甜的重要原因。西北地区下垫面多为沙土，比热容小，且西北地区降水少，云层薄，大气对太阳辐射的削弱作用小，白天地面迅速升温，夜间大气的保温作用弱，温度快速流失。因此，西北地区昼夜温差极大。
5.知识总结
大气受热在农业方面的应用：
①温室大棚生产反季节蔬菜
②烟雾防霜冻
其他农业技术的应用原因：
①反光地膜增强光照、减少蒸发
②铺沙石增强温差、减少蒸发
激动人心的
问题回答环节
下表是我国华北某地天气状况数据。下图是地球表面受热过程示意图。读图表,回答1～3题:
1图中①—④序号含义正确的是(　　)
A.①—大气逆辐射 B.②—大气辐射
C.③—太阳辐射 D.④—地面辐射
2使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序,排列正确的是(　　)
A.①—③—④ B.①—②—④
C.③—④—② D.④—②—③
D
B
日期 白天最高气温 天气
11月2日 19℃ 晴
11月3日 17℃ 霾—多云
11月4日 16℃ 霾—雨
3与前两日相比,11月4日白天最高气温较低的原因是(　　)
A.辐射①减弱 B.辐射④增强
C.作用⑤增强 D.作用③减弱
C
日期 白天最高气温 天气
11月2日 19℃ 晴
11月3日 17℃ 霾—多云
11月4日 16℃ 霾—雨
下图为地球大气受热过程示意图。读图,回答4～5题:
4.夏季多云的白天比晴天温度低,与之有关的是反射作用和图中的(　　)
A.① B.② C.③ D.④
5.出现雾霾天气,会使图中的（ ）增加。
A.① B.② C.③ D.④
A
D
作业：
1.自己练习画“大气受热过程图”，下节课抽画；
2.预习下一小节
第二小节
热力环流
课前小问题
中元节有烧纸钱的习俗。人们发现：燃烧着的纸钱会随着跃动的火焰往上升腾，然后飞向别处，过不久，烧尽了的灰烬又会“悄悄”飞回火堆。这是什么原理呢？
1.气压与等压面
2.热力环流的形成过程
3.常见的热力环流形式
1.气压与等压面
何为气压
空气有质量（只是比较小），所以空气理所当然也存在压力，即气压。
单位体积内存在的气体越多，空气的密度就越大，压力就越大。
同一水平面上，气体会由高压流向低压。
等压面：空间气压相等的各点所组成的面。
2.热力环流的形成过程
之前的课程我们学到：空气受热将上升，受冷将下沉
现实生活中，因为纬度、下垫面材质等原因，地面的温度并不相同，有的地方温度较高，空气长期上升，有的地方获得的热量较少，空气下沉。而热量差异，正是空气发生流动的根本原因。即：空气流动的根本原因：温差。
受热上升
冷却下沉
气体密度增大
气压增大
高压
气体密度减小
气压减少
近地面
高空
低压
气体由气压高的地方流向气压低的地方
高压
低压
热
冷
冷
地面
等压线
A
B
C
D
E
F
1000Pa
900Pa
950Pa
请将A、B、E、D四地气压值按从高到低排序。
A＞B＞E＞D
温度
海拔
气压
海拔相同：
气温高、气压低
气温低、气压高
海拔不同：
海拔越高，气压越低
3.常见的热力环流形式
低压
高压
低压
高压
白天吹海风，夜间吹陆风
（1）海陆风
热
热
冷
气压低
气压低
气压高
白天吹谷风
（2）山谷风
冷
冷
热
气压高
气压高
气压低
夜晚吹山风
夜间，谷地内空气（水汽）受热上升，在高空遇冷，凝结成雨。（巴山夜雨涨秋池）
上升气流易降雨，下沉气流易放晴
（3）城市热岛环流
郊区吹向城市
不论是海陆风、山谷风还是城市热岛环流，对近地面而言，空气都是由冷的地区向热的地区流动，而热的地区的空气也会通过环流形式流转到冷的地区，这样的环流形式，对气温有着什么影响？
热力环流对气温有着调节作用，使某地气温不至于过冷或过热。
但热力环流的温度调节作用也并非在任何地方都有效，在特殊情况下，大气会变得十分稳定，不发生环流。
热
冷
冷
原本在谷底的暖空气自然上升至谷地上空，山上的冷空气受斜坡重力和自身性质影响，迅速下沉到谷底。（也可能是冷空气下沉的时候把热空气挤到了天上）
此时大气处于一个上热下冷的状态，这和我们所熟知的“海拔越高，气温越低”的情况相悖，这种状态，我们称之为“逆温”。
逆温现象的发生有很多种情况，比如：
夜间山顶的冷空气顺坡面下沉到谷底，迫使谷底相对较暖的空气抬升至空中，形成“下冷上热”
当冷暖空气相遇时，冷空气会侵入暖空气下部，使暖空气被迫抬升，形成“下冷上热”
冷
暖
冷
暖
冷
暖
夜间天气晴朗，大气逆辐射弱，大气返还给地面的热量少，导致地面快速失温（类似于月球的夜晚）。白天还是热源的地面此时变为“冷源”，导致越靠近地面温度越低。
a：白昼。无逆温。地面被太阳持续加热，不会出现下冷上热情况。
b：傍晚。逆温生成。地面开始失去热量，早先被加热的暖空气正在上升。
c：黎明前。逆温层最厚。地面持续失去热量，之前被加热的暖空气上升至高空。
d：日出后。逆温减弱。地面重新接受太阳辐射，开始升温；高空的暖空气逐步消散
e：上午。逆温消失。地面得到长时间太阳照射，温度升高；高空暖空气热量完全散失
逆温现象的形成过程，大致分以下五阶段：
不论原因如何，当发生逆温现象时，大气状态都非常稳定，空气对流极弱，几乎不会产生降水现象。
冷
暖
虽然不产生降水，但因为近地面过冷，水汽易凝结，逆温现象常导致雾的产生。在深秋或冬日晴朗的夜晚，逆温甚至容易导致霜冻现象。
对流弱导致城市的污染无法扩散，城市空气污染加剧。
可见，大气环流的形式多样，应用广泛。
但是究其根本，核心并无差别
热力环流
地面的
冷热不均
气流垂直方向运动
同一水平面产生气压差
大气水平方向运动
实时链接：云南消防”以火攻火“，扑灭重庆火灾。
实时链接：云南消防”以火攻火“，扑灭重庆火灾。
高压
低压
提醒：点“倒火”对技术、熟练度、团队协作要求都极高，非专业消防切勿尝试。
又到了激动人心的
问题回答环节
读图,回答1～2题:
1.如果此图为热力环流侧视图,则以下说法正确的是
A.引起热力环流的原因是地面冷热不均
B.温度:甲>乙>丙>丁
C.热力环流是大气运动最复杂的形式
D.气压:丁>甲>乙>丙
2.如果此图表示的是山谷风示意图,那么上升气流③表示的可能是(　　)
①白天的谷地　②白天的山坡　③夜晚的谷地　④夜晚的山坡
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
A
B
读图,回答3～4题:
3.四点中气压最高的是(　　)
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
4.有关图中各点大气运动和天气的叙述,正确的是(　　)
A.a点为下沉气流
B.高空大气由d点流向b点
C.近地面大气由a点流向c点
D.c点在高压控制下,是晴朗天气
C
D
5.读“北半球某地的气压分布图”,回答下列问题:
(1)判断甲、乙、丙、丁四地气压的大小关系　　　　　　　　;在图中用箭头标出环流模式。 (2)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。
(3)假若图示环流为城市热岛环流,则表示郊区的是　　　　　地。 (4)在图中画出高空等压面的弯曲状况。
甲＞乙＞丙＞丁
乙
阴雨
甲
甲
作业：
1.自己练习画“热力环流示意图”（海陆、山谷、城市热岛）
2.完成导与练课时作业
第三小节
大气的水平运动
地面冷热不均
大气的
垂直运动
同一水平面气压差异
大气的
水平运动
热
冷
低压
高压
高空
近地面
1000hPa
950hPa
低压
高压
975hPa
如果从高空看近地面的气压和空气运动情况，是怎么样的？
单位距离间的气压差叫做气压梯度
950hPa
975hPa
1000hPa
低压
高压
1000hPa
高
压
区
低
压
区
950hPa
975hPa
只要水平面上存在着气压梯度（气压差），就产生了促使大气由高气压区流向低气压区的力，这个力称为
水平气压梯度力
1000hPa
975hPa
950hPa
大气由高压区向低压区作水平运动，形成了风。
可见，水平气压梯度力是形成风的直接原因。
水平气压梯度力垂直于等压线，指向低压。
如果没有其他力的影响，风向应该与水平气压梯度力方向一致。
1000hPa
975hPa
950hPa
1000hPa
950hPa
900hPa
A
B
A、B两地风力更大的是？
B＞A
等压线疏密程度相等时，数值相差越大，
气压梯度越大，风力越大。
1000hPa
975hPa
950hPa
1000hPa
925hPa
A
B
A、B两地风力更大的是？
B＞A
975hPa
950hPa
差值相等时，等压线越密集，
气压梯度越大，风力越大。
然而真实的风是受多种力作用的。
尤其有一种力，它不影响不动的东西，却会使地球上一切运动着的物体的运行方向发生偏转（赤道除外）。
地转偏向力
1010Pa
1008Pa
1006Pa
北半球近地面风向
水平气压梯度力
地转偏向力
风最终方向
与近地面的摩擦力
影响风速、风向
只影响风向
影响风速、风向
1010hPa
1008hPa
1006hPa
高空就不存在与近地面的摩擦力
北半球高空风向
高空大气只受气压梯度力和地转偏向力影响，风向与等压线平行。
P32
下图为北半球某气压场受力平衡时的风向图,气压单位为百帕。读图,回答1～2题:
1.图中表示水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力和风向的代表字母依次是
(　　)
A.a、b、c、d B.a、b、d、cC.b、a、d、c D.c、b、a、d
2.图中决定风力大小的力主要是(　　)
A.a、d B.c、d C.a、c D.b、d
B
A
等压线是某一水平面上气压相同各点的连线。读图,回答3～4题:
3.四幅等压线图(单位:百帕)中,P点所在位置风力最大的是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
4.乙图(北半球)中P地的风向为(　　)
A.东北风 B.东南风 C.西南风 D.西北风
C
A
5.下图是某气象局绘制的某日10时近地面的气压与气流状况图。读图,回答下列问题:
(1)图中有M、O、P三个气压中心,其中高压中心是　　　　。 (2)图示地区位于　　　　半球,说明判断依据 。 (3)图中②、③、④三处中,风力最大的是　　　 　 ,理由是 。
(4)在图中箭头①处画出气流所受的力。
P
北
水平气流向右偏转
③
等压线最密集