2. 2 大气的热力状况[上学期]
图片预览
文档简介
2. 2 大气的热力状况
课时安排：1课时
教学目的：理解大气对太阳辐射削弱作用的三种主要途径及其影响因素；了解大气对地面保温效应的基本原理；了解全球热量平衡的原理以及人类活动对全球热量平衡的影响，增强学生的环境保护意识。理解太阳辐射及其能量转换师是发生在大气里各种现象和过程的根本原因。
教学重点、难点：大气对太阳辐射削弱作用及对地面保温效应
教具准备：教学挂图、自制板图等
教学方法：讲述法、图示分析法、归纳总结法
教学过程：
1、 大气的热力作用
太阳辐射光谱：γ射线、x射线、紫外线、可见光线、红外线、电波。（教材32页图2.2）
各种波长的太阳辐射占太阳辐射总能量的比例：（教材32页图2.3）紫外线区约7%、可见光区约50%、红外线区约43%。
可见，太阳辐射中能量最集中的部分是可见光区。
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
太阳辐射要经过地球大气层才能到达地面，这样大气削弱了到达地面的太阳辐射。
大气对太阳辐射的削弱作用主要有：吸收、反射、散射。
1、大气对太阳辐射的吸收
平流层中的臭氧吸收紫外线
选择性 对流层中的二氧化碳和水汽等吸收红外线
对太阳辐射的可见光部分吸收得很少
大气直接吸收的太阳辐射是很少的。大部分可见光能到达地面。
2、大气对太阳辐射的反射
云层和较大的尘埃能把太阳辐射反射回宇宙空间。云层越厚，云量越多，反射越强。反射作用无选择性
例：在夏季，多云的白天气温不会太高。
3、大气对太阳辐射的散射
空气分子或微小尘埃 —— 太阳辐射以这些质点为中心，向四面八方散射。（教材33页图2.4）
例：日出前的黎明、日落后的黄昏天空依然是明亮的。
例：晴朗的天空呈蔚蓝色是因为可见光中波长较短的蓝光最易被空气分子散射。
太阳高度越大 太阳辐射经过大气的距离越短，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多。
太阳高度越小 太阳辐射经过大气的距离越长，被大气削弱得越多，到达地面的太阳辐射就越少。（教材33页图2.5）
这是太阳辐射由低纬向高纬递减的原因之一。提问：其他原因呢？
（二）大气的保温效应
1、物体温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之越长。
相对来讲，太阳辐射为短波，而地面辐射、大气辐射为长波辐射。
2、大气的保温效应：大气对太阳短波辐射几乎是透明体，而对地面长波辐射是隔热层，大气把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面。大气的这种作用称为大气的保温效应。（教材33页图2.6）
其过程为 太阳辐射 地面 大气 地面
3、注意理解保温效应的二个步骤：
首先是对流层中的水汽和二氧化碳等强烈吸收地面辐射使大气增温，即地面是大气主要的直接热源。
然后是大气辐射大部分射向地面即大气逆辐射，补偿了地面辐射的热量损失。
例：晚秋或寒冬，多云的夜晚不易出现霜冻 —— 因为天空多云时，大气逆辐射加强，地面温度不至于过低。
（三）大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用产生的影响
1、降低了气温的日较差：降低了白天的最高气温；提高了夜间最低气温。
2、由于大气的保温效应使地球表面平均气温提高到150C（没有大气的保温效应地球表面平均气温会下降到—180C ），形成适宜人类生存的温度环境。
2、 全球的热量平衡 (教材34页图2.7)
对大气多年平均状况来看
收入：大气吸收（太阳辐射+19+地面辐射114+潜热输送23+湍流输送10）=166
支出：大气辐射（射向地面106+射向宇宙空间60）=166
对地面多年平均状况来看
收入：地面吸收（太阳辐射47+大气辐射106）=153
支出：地面辐射120+潜热输送23+湍流输送10=153
对全球多年平均状况来看
收入：太阳辐射100
支出：射向宇宙空间的（大气、地面反射34+大气逆辐射60+地面辐射6）=100
可见，地球（地面和大气）热量收支是平衡的，这就使全球平均气温比较稳定。 但是由于人类活动不断向大气中排放二氧化碳等气体，大气保温效应加强会使地球热量收支失去平衡，可能会导致全球气候变暖。
课后练习：
1、 解释下列现象
（1） 阴天时，天空是灰蒙蒙。
（2） 夏天多云，白天气温不会太高；冬天多云，夜晚气温不会太低。
（3）温室的四周往往使用透明玻璃或塑料。
二、在理解教材34页图2.7（全球热量平衡图）的基础上，讨论大气中的二氧化碳增加，将直接影响图中哪些箭头代表的数字变化？是怎样变化？对全球热量平衡有何影响。
参考答案
一、（1）阴天时，只有少部分太阳辐射能透过云层，由于散射作用使天空呈现灰蒙蒙的（此时的散射无选择性）。
（2）夏天多云，云层把太阳辐射反射回宇宙空间。白天到达地面的太阳辐射减少，因而气温不会太高。冬天多云，大气逆辐射会得到加强，大气对地面的保温效应加强，地面温度不至于过低。夜晚气温也不会太低。
（3）温室的四周使用透明玻璃或塑料，白天太阳辐射可进入温室，使温度升高；夜晚则起着隔热层作用，阻止了外面冷空气的进入。
二、由于二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，所以大气中的二氧化碳增加，会使（教材34页图2.7）中射向宇宙空间的大气辐射、地面辐射都会减少，而射向地面的大气辐射（即大气逆辐射）会增加。导致全球热量收支失去平衡（即收入多于支出），全球气候变暖。
课时安排：1课时
教学目的：理解大气对太阳辐射削弱作用的三种主要途径及其影响因素；了解大气对地面保温效应的基本原理；了解全球热量平衡的原理以及人类活动对全球热量平衡的影响，增强学生的环境保护意识。理解太阳辐射及其能量转换师是发生在大气里各种现象和过程的根本原因。
教学重点、难点：大气对太阳辐射削弱作用及对地面保温效应
教具准备：教学挂图、自制板图等
教学方法：讲述法、图示分析法、归纳总结法
教学过程：
1、 大气的热力作用
太阳辐射光谱：γ射线、x射线、紫外线、可见光线、红外线、电波。（教材32页图2.2）
各种波长的太阳辐射占太阳辐射总能量的比例：（教材32页图2.3）紫外线区约7%、可见光区约50%、红外线区约43%。
可见，太阳辐射中能量最集中的部分是可见光区。
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
太阳辐射要经过地球大气层才能到达地面，这样大气削弱了到达地面的太阳辐射。
大气对太阳辐射的削弱作用主要有：吸收、反射、散射。
1、大气对太阳辐射的吸收
平流层中的臭氧吸收紫外线
选择性 对流层中的二氧化碳和水汽等吸收红外线
对太阳辐射的可见光部分吸收得很少
大气直接吸收的太阳辐射是很少的。大部分可见光能到达地面。
2、大气对太阳辐射的反射
云层和较大的尘埃能把太阳辐射反射回宇宙空间。云层越厚，云量越多，反射越强。反射作用无选择性
例：在夏季，多云的白天气温不会太高。
3、大气对太阳辐射的散射
空气分子或微小尘埃 —— 太阳辐射以这些质点为中心，向四面八方散射。（教材33页图2.4）
例：日出前的黎明、日落后的黄昏天空依然是明亮的。
例：晴朗的天空呈蔚蓝色是因为可见光中波长较短的蓝光最易被空气分子散射。
太阳高度越大 太阳辐射经过大气的距离越短，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多。
太阳高度越小 太阳辐射经过大气的距离越长，被大气削弱得越多，到达地面的太阳辐射就越少。（教材33页图2.5）
这是太阳辐射由低纬向高纬递减的原因之一。提问：其他原因呢？
（二）大气的保温效应
1、物体温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之越长。
相对来讲，太阳辐射为短波，而地面辐射、大气辐射为长波辐射。
2、大气的保温效应：大气对太阳短波辐射几乎是透明体，而对地面长波辐射是隔热层，大气把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面。大气的这种作用称为大气的保温效应。（教材33页图2.6）
其过程为 太阳辐射 地面 大气 地面
3、注意理解保温效应的二个步骤：
首先是对流层中的水汽和二氧化碳等强烈吸收地面辐射使大气增温，即地面是大气主要的直接热源。
然后是大气辐射大部分射向地面即大气逆辐射，补偿了地面辐射的热量损失。
例：晚秋或寒冬，多云的夜晚不易出现霜冻 —— 因为天空多云时，大气逆辐射加强，地面温度不至于过低。
（三）大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用产生的影响
1、降低了气温的日较差：降低了白天的最高气温；提高了夜间最低气温。
2、由于大气的保温效应使地球表面平均气温提高到150C（没有大气的保温效应地球表面平均气温会下降到—180C ），形成适宜人类生存的温度环境。
2、 全球的热量平衡 (教材34页图2.7)
对大气多年平均状况来看
收入：大气吸收（太阳辐射+19+地面辐射114+潜热输送23+湍流输送10）=166
支出：大气辐射（射向地面106+射向宇宙空间60）=166
对地面多年平均状况来看
收入：地面吸收（太阳辐射47+大气辐射106）=153
支出：地面辐射120+潜热输送23+湍流输送10=153
对全球多年平均状况来看
收入：太阳辐射100
支出：射向宇宙空间的（大气、地面反射34+大气逆辐射60+地面辐射6）=100
可见，地球（地面和大气）热量收支是平衡的，这就使全球平均气温比较稳定。 但是由于人类活动不断向大气中排放二氧化碳等气体，大气保温效应加强会使地球热量收支失去平衡，可能会导致全球气候变暖。
课后练习：
1、 解释下列现象
（1） 阴天时，天空是灰蒙蒙。
（2） 夏天多云，白天气温不会太高；冬天多云，夜晚气温不会太低。
（3）温室的四周往往使用透明玻璃或塑料。
二、在理解教材34页图2.7（全球热量平衡图）的基础上，讨论大气中的二氧化碳增加，将直接影响图中哪些箭头代表的数字变化？是怎样变化？对全球热量平衡有何影响。
参考答案
一、（1）阴天时，只有少部分太阳辐射能透过云层，由于散射作用使天空呈现灰蒙蒙的（此时的散射无选择性）。
（2）夏天多云，云层把太阳辐射反射回宇宙空间。白天到达地面的太阳辐射减少，因而气温不会太高。冬天多云，大气逆辐射会得到加强，大气对地面的保温效应加强，地面温度不至于过低。夜晚气温也不会太低。
（3）温室的四周使用透明玻璃或塑料，白天太阳辐射可进入温室，使温度升高；夜晚则起着隔热层作用，阻止了外面冷空气的进入。
二、由于二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，所以大气中的二氧化碳增加，会使（教材34页图2.7）中射向宇宙空间的大气辐射、地面辐射都会减少，而射向地面的大气辐射（即大气逆辐射）会增加。导致全球热量收支失去平衡（即收入多于支出），全球气候变暖。