2.2大气受热过程和大气运动（54张PPT）

(共54张PPT)
大气的受热过程和大气运动
地球上的大气
人教版/第二章/第二节
· PART 3 / 大气的水平运动
· PART 2 / 大气热力环流
· PART 1 / 大气的受热过程
大气的受热过程
大气上界
地面
地面受热增温
地
面
辐
射
射向宇宙空间
“太阳暖大地”
“大地暖大气”
太阳辐射
地
面
吸
收
大气逆辐射
“大气还大地”
（1）地面增温……吸收太阳辐射
（2）大气增温……吸收地面辐射
（3）大气保温……大气逆辐射
大气吸收 反射散射
大气受热过程
射向宇宙空间
大气受热增温
保持地面温度
大气辐射
地面的直接热量来源
近地面大气的直接热源
地面辐射
太阳辐射
（保温作用）
太阳辐射
（短波辐射）
地面
增温
太
阳
地面辐射
（长波辐射）
大气
增温
大气逆辐射
（长波辐射）
地面
保温
“高处不胜寒”是如何形成的？
地面是近地面大气主要、直接的热源
“高处”离地面较远，接收到的地面辐射较少
大气的削弱作用
大气的保温作用
大气的受热过程
削弱作用
红外光
紫外光
波长较短的蓝紫色
云 层
吸收
散射
反射
二氧化碳和水汽
臭氧
大气对太阳辐射的削弱作用
无选择性
削弱作用减少到达地面的太阳辐射，使地球表面温度不会过高
太阳辐射
月球表面辐射
月球表面辐射
月球没有大气
夜
夜晚温度降至-183°C
白天温度可达127°C
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，温度骤降，气温很低
昼夜温差大
短波
长波
大气对地面的保温作用（大气逆辐射）
大气的保温作用减少地面热量的散失，使地球表面温度不会下降过低
太
阳
辐
射
地
面
辐
射
玻璃温室
温室大棚
大气的保温作用应用实例
温室效应
温室气体大量排放
大气吸收地面辐射增多
大气逆辐射增强，保温作用增强
气温升高全球变暖
下列四幅图中，昼夜温差最大的是 ，最小的是 。
A
B
C
D
A
D
思维活动
2
热力环流及其应用
热力环流常用概念气压ABC海拔常用概念单位面积上空气柱的质量气压随着海拔高度的增加而降低气压比较：A > B > C高压、低压常用概念同一高度水平面空气由高压向低压运动空气密度越大，气压值越大，称为高压空气密度越小，气压值越小，称为低压高压低压：空间气压相等的各点所组成的面低高120011001000900 (百帕)等压面常用概念1000 m500 m假设地面质地均匀、受热情况相同，在同一高度空气密度相同吗？气压呢？假设近地面的A、B、C三点受热均匀的情况下，等压面应该是一个水平面。ACB等压面常用概念把1至4点按气压由高到低排序2000米等压面高低12342143>=>(受热不均匀的情况下，等压面是一个曲面)同一水平高度上，等压面上凸的地方为高压（如②），等压面下凹的地方为低压（如③）高凸低凹热力环流过程热力环流
回想生活中的案例
通过空气中“水汽”的运动方向，我们可以得知
空气受热膨胀上升，空气受冷则收缩下沉
热力环流验证实验
冰块
热水
课本活动热水冰块实验中烟雾产生的环流热力环流1.热力环流：地面冷热不均引起的空气环流，大气运动最简单的形式2.大气运动的根本原因：太阳辐射纬度分布不均造成近地面冷热不均热冷冷气压降低A’B’C’CAB气压升高气压降低风风风风热力环流过程低高低高低高等压线弯曲规律：高凸低凹
地表冷热 不均
大气垂直运动
同一水平面上气压差异
大气的水平运动：风
热力环流的形成过程
（地面）
（高空）
热
冷
低
高
高
高
低
低
冷
B
A
C
热力环流的根本原因：太阳辐射的纬度分布不均（地表冷热不均）
热力环流的三大关系：
（1）近地面和高空气压相反
（2）温压关系：热低压、冷高压
（3）风压关系：风从高压 低压
注意：高压、低压是针对同一水平面而言的。垂直方向上，海拔越高，气压越低，近地面＞高空。
等压面
等高面
热
冷
A
D
C
B
A,B,C,D四个地点的气压值排序？
思 考
B>A>C>D
近地面气压永远大于高空气压
等压面上凸说明该处是高压，下凹则是低压
注 意
等压面
等高面
热（低压）
冷（高压）
上升气流，易成云雨
下沉气流，晴空万里
生活原理再现
地 热
空 调
空调往往采用壁挂式，暖气往往安装在靠近地面的位置，这是为什么呢？
热力环流 — 应用
海陆风
城市风
山谷风
考一考？
白天在海边拍照时，要怎么站位才能拍出更好的效果？
海陆风海洋和陆地热力性质有何差异？哪个温度变化速度快？白天，陆地增温快，海上增温慢夜间，陆地降温快，海上降温慢海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的热力环流。 陆地比热容小，所以陆地热得快，冷得也快
陆地
海洋
海风
白天陆地升温快
（相对为热源）
白天海洋升温慢
（相对为冷源）
白天面朝大海春暖花开
陆地
海洋
陆风
夜晚陆地降温快
（相对为冷源）
夜晚海洋降温慢
（相对为热源）
晚上面朝大海贞子作怪
海洋陆地升温快升温慢海洋陆地降温快降温慢低压高压高压低压高压低压低压高压白天风从海洋吹向陆地，夜间风从陆地吹向海洋。夜间白天海陆风山谷与山坡之间是否
存在热力环流？如何绘制其示意图？
山谷风白天，山坡升温快，大气上升，山谷升温慢，大气下沉，风由山谷吹向山坡。谷风山谷风夜晚，山坡降温快，大气下沉，山谷降温慢，大气上升，风由山坡吹向山谷。山风【夜雨寄北】君问归期未有期，巴山夜雨涨秋池。何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。唐·李商隐课后思考巴山夜雨和山谷风有没有一定的关系？山谷风
①
②
③
④
⑤
⑥
白天：谷 风
夜晚：山 风
高压低压低压低压高压高压市区郊区郊区热城市风冷冷ABC对空气有污染的工厂应建设在A、B、C中的地 ；要改善城市空气质量，最好在地进行植树造林。CB案例探究1
市区气温经常比郊区高
污染物比郊区多，能见度低
白天市区近地面湿度小于郊区
夜晚市区近地面湿度高于郊区
城市热岛产生的局地上升气流有利于对流雨的形成
大气的水平运动
大 气 的 水 平 运 动
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
大气受力分析
大气的水平运动：等压线与等压面
等压面
等压面
等压线
等压线是同一高度上气压相等的点的连线
等压面是空间上气压相等的点连成的面
单位距离间的气压差由同一水平面的气压梯度产生的促使大气由高压区流向低压区的力，是形成风的直接原因。气压梯度水平气压梯度力水平气压梯度力AB（百帕）101010201030水平气压梯度力水平气压梯度力垂直于等压线，并由高压指向低压（百帕）100010151030（百帕）100010051010（百帕）10101005102010101015高压低压ABC比较分析A>B，水平气压梯度越大，水平气压梯度力越大，风力和风速越大；C>B，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力和风速越大。水平气压梯度力大小，决定风力和风速大小
由于地球自转， 促使在地球上做水平运动的物体运动方向产生偏转的力，称为地转偏向力。
地转偏向力(科里奥利力)
图例
原运动方向
偏转的方向
N
北半球右偏
南半球左偏
赤道上水平运动不偏转
（百帕）100010051010高压低压情况1：理想状态受力：水平气压梯度力风向：和水平气压梯度力方向一致（垂直于等压线，从高压指向低压）若风仅受水平气压梯度力,风向具有什么特点
在气压梯度力与地转偏向力共同作用下形成的风（北半球）
1008
1010
1006
1004
1002
1000
水平气压梯度力
+
地转偏向力
（高空风）
垂直于风向
只改变风向
不改变风速
地转偏向力
2. 高空中风的形成
风向
地转偏向力
水平气压梯度力
合力为0
风向与等压线平行
近地面大气中的风向（北半球）
1008
1010
1006
1004
1002
1000
风向
水平地转偏向力
摩擦力
水平气压梯度力
气压梯度力
+
地转偏向力
+
摩擦力
既影响风向
又影响风速
3. 近地面风的形成（注意：气压值）
与风向相反
摩擦力
气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
风向
（摩擦力大小与下垫面状况有关）
风向与等压线斜交(约45°)
平原地区的风速与山区的风速哪个大？
平原地区,平原地区风的摩擦力较小
为何裸地的风速比林地的大？
裸地上风的摩擦力较小
影响风的三种力
风的形成受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三种力的共同作用，三种作用力的大小、方向和对风速、风向的影响各不相同，具体如下所示：
作用力 方向 大小 对风的影响 风速 风向
水平气压梯度力 与等压线垂直 由高压指向低压 等压线越密集， 水平气压梯度力越大 水平气压梯度力越大，风速越大 垂直于等压线
由高压指向低压
地转偏向力 始终与风向垂直 大小随纬度增高而增加，赤道为零 不影响风速大小 北半球使风右偏南半球使风左偏
摩擦力 始终与风向相反 大小与下垫面性质有关，下垫面越粗糙，摩擦力越大，反之越小 使风速减小 与其他两力共同作用，使风向斜穿等压线
风向和风速的判断
风向的判断：①垂直于等压线，由高压指向低压画出等压梯度力
②根据地转偏向规律画出实际风向(南左北右：左右手定则)
风速的判断：哪里等压线密集（梯度力大），哪里风速就大。
风向：指风的来向
甲地西北风，乙地东南风
风速：甲地大于乙地（等压线密集程度）