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1、课时1 对流层大气的受热过程 第二章 第三节 大气环境 学习目标 1 了解大气的垂直分层结构及与人类的关系 2 了解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用 3 了解影响地面辐射的因素 内容索引 自主学习 互动探究 达标检测 自主学习 一 大气的垂直分层 示意图分层气温特点 C 气温随高度升高 B 气温随高度升高而 A 气温随高度升高而 高层大气 平流层 对流层 先降低后升高 升高 降低 二 对流层大气的受热过程 1 大气对太阳辐射的削弱作用 1 表现形式 选择性吸收 绝大部分紫外光被 吸收 对流层大气中的二氧 化碳 水汽 云和浮尘可直接吸收相当数量的红外光 反射 云和浮尘等可阻挡 反射和吸
2、收一部分可见光 散射 波长较短的 等为大气分子所散射 2 削弱强度 对流层大气基本上不能直接吸收 的能量 臭氧层 水汽 蓝色光 太阳辐射 2 地面辐射和大气辐射 1 概念比较 序号辐射名称辐射类型辐射方向作用 短波辐射射向地面地面的直接热源 地面辐射 辐射主要射向 对流层大气的直 接热源 大气辐射 长波辐射 射向高层大气和 宇宙空间 大气逆辐射会使 地面 大气逆辐射射向 长波大气层 地面 增温 太阳辐射 2 影响大气逆辐射的因素 大气逆辐射 增强 3 影响地面辐射的主要因素 1 纬度因素 同样性质的地表 纬度越低 年平均正午太阳高度越大 太阳辐射经过大气的路程越短 地表受到的太阳辐射的强度就越
3、大 地 面辐射也就 2 下垫面因素 下垫面状况不同 吸收和 的太阳辐射比例也不 同 3 气象因素 在同纬度地区 的长短 会影响地面获得的 太阳辐射 越强 反射 年日照时数 云层 增厚 湿度 增大 4 大气的保温作用 1 地面辐射释放能量的绝大部分被截留在 大气中 2 大气逆辐射直接补偿地面的热量损失 对流层 知识 归纳 吸收 反射 散射 大气 对太 阳辐 射的 削弱 作用 对流 层大 气的 受热 过程 大气 对地 面的 保温 作用 地面 辐射 大气逆 辐射 大气垂直分层 对流层平流层高层大气 互动探究 下图为 大气的垂直分层示意图 读图 回答下列问题 探究点一 大气的垂直分层 探究导引 答案
4、答案 对流层的气温随高度的增加而降低 对流层的厚度随纬度增高而降低 低纬地区受 热多 气温高 空气对流旺盛 所以高度大 高纬地区受热少 对流较弱 所以高度小 1 对流层的气温在垂直方向上的分布有何特 点 该层的厚度随纬度如何变化 为什么 2 为什么对流层的天气复杂多变 答案 对流层集中了大气几乎全部的水汽和杂质 有了成云致雨的必要 条件 近地面的水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送 在上升过程 中随着气温的降低 容易成云致雨 所以对流层天气复杂多变 3 平流层的气温分布有何特点 原因是什么 飞机为什么选择在平流层 飞行 答案 平流层的气温随高度升高迅速上升 是因为该层的热量主要来自 臭氧对太阳
5、紫外线的吸收 该层上部热 下部冷 大气稳定 不易形成对流 大气以水平运动为主 利于高空飞行 答案 4 臭氧层位于图中大气的哪一层 为什么臭氧被誉为 地球生命的保护伞 答案 平流层 臭氧能大量吸收太阳紫外线 保护地球上的生物免受过 多紫外线的伤害 答案 5 高层大气对人类生活有什么影响 答案 有若干电离层 能反射短波无线电波 对无线电通信有重要作 用 一 各层大气的分布及特点 核心归纳 垂直分层高度分布主要特点与人类关系 对流层高度因纬度而异 低纬度17 18km 中纬度10 12km 高纬度8 9km 气温随高度增加而递 减 空气对流运动显 著 天气现象多变 与人类关系密切 人类就生活在 对流
6、层底部 平流层由对流层顶部到50 55km 气温随高度增加迅速 上升 大气以水平运 动为主 气流平稳 是人类生存环境 的天然屏障 高层大气 由平流层顶部 到大气上界 在80 500km高空 大 气处于高度电离状态 影响无线电短波 通信 二 逆温及其危害 1 逆温现象 正常情况下 对流层的气温随高度增加而递减 且海拔每升 高100 m 气温约下降0 6 但在一定条件下 对流层的某一高度有时也 会出现气温随高度增加而升高的现象或者气温随高度增加而降低的幅度小 于垂直递减率 这种现象我们称之为 逆温 如图所示 2 危害 1 出现多雾天气 早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系 它使能见 度降低 给人们
7、的出行带来不便 甚至出现交通事故 2 加剧大气污染 由于逆温现象的存在 空气垂直对流受阻 会造成近 地面污染物不能及时扩散 从而危害人体健康 3 对航空造成影响 逆温 多出现在低空 多雾天气给飞机起降带来 不便 如果出现在高空 对飞机飞行极为有利 因为大气以平流运动为主 飞行中不会有较大的颠簸 跟踪训练 右图为 大气垂直分层示意图 读图完成 1 2题 1 图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是 A B C D 答案 解析 根据大气的密度 温度和运动特征 自下而上可将大气层分为对 流层 平流层和高层大气 从温度变化趋势看 正确 但 曲线在 层上半部气温变化出现错误 故只有 正确 解析 2 对无线
8、电短波通信具有重要意义的电离层位于 A 层顶部 B 层底部 C 层中部 D 层 答案 解析 高层大气 层 中存在若干电离层 影响无线电短波通信 解析 探究点二 大气的受热过程 探究导引 嫦娥五号探测器 是由中国空间技术研究院研制的中国首个实施无 人月面取样返回的航天器 其计划在探月工程三期中完成月面取样返回 任务 是中国探月工程的收官之战 月球表面昼夜温差很大 白天阳光 垂直照射的地方温度高达127 夜晚温度可降到 183 1 请在下图中合适的位置标注太阳辐射 吸收 大气对太阳辐射 反射 大气对太阳辐射 地面辐射 大气逆辐射 答案 答案 2 大气对太阳辐射有什么作用 答案 削弱作用 答案 3
9、大气对近地面有什么作用 答案 保温作用 4 近地面大气的主要 直接的热源是 地面 5 简要分析月球表面昼夜温差大的原因 答案 月球表面无大气 白天 没有大气对太阳辐射的削弱作用 太阳 辐射全部到达月面 使其温度很高 夜晚无大气逆辐射 大气的保温作 用弱 月球表面散失热量多 使其温度很低 1 大气对太阳辐射的削弱作用 核心归纳 作用特点 参与作用的大气成分被削弱的辐射形成的自然现象 反射 作用 无选择性云层 较大尘埃 各种波长的太阳 辐射 夏季多云的白天 气温不太高 散射 作用 有选择性 大气分子 颗粒微小 的尘埃 波长较短的蓝 紫色光 晴朗天空呈蔚蓝色 无选择性颗粒较大的尘埃等 各种波长的太阳
10、 辐射 阴天 黎明天空呈 灰白色 吸收 作用 有选择性臭氧 水汽 二氧化碳 紫外光 红外光 2 大气对地面的保温作用 大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐 射的吸收 实现了受热过程 而大气对 地面的保温作用是大气受热过程的延 续 具体图解如右 3 大气受热过程原理的应用 1 解释温室气体大量排放对全球变暖的影响 2 应用于农业生产实践 提高生产效益 利用温室大棚生产反季节蔬菜 利用烟雾防霜冻 果园中铺沙或鹅卵石 不但能防止土壤水分蒸发 还能增加昼夜温差 有利于水果的糖分积累 等 3 利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉 如 高海拔地 区 空气稀薄 大气的削弱作用弱 太阳能丰富 内陆地区
11、晴天 多 阴雨天少 大气的削弱作用弱 太阳能丰富 跟踪训练 燃煤污染对雾霾天气的形成产生巨大的影响 为了改善空气质量 2017年北京煤改电新增18 9万户 下图为 大气的保温作用示意图 读图回答3 4题 3 对地面起保温作用的是 A 甲 B 乙 C 丙 D 丁 解析 图中甲是到达大气上界的太阳辐射 乙是到达地面的太阳辐射 丙是大气逆辐射 丁是地面辐射 对地面起保温作用的是大气逆辐射 C正确 答案解析 答案 4 北京煤改电后 将导致 A 甲减弱 B 乙增强 C 丙无变化 D 丁减弱 解析 北京煤改电后 二氧化碳排放量减少 大气对太阳辐射的削弱作 用减弱 到达地面的太阳辐射 乙 增强 地面辐射 丁
12、 增强 大气逆辐射 丙 减弱 B正确 C D错误 对到达大气上界的太阳辐射甲没有影响 A错误 解析 达标检测 读图 完成1 2题 1 从大气垂直分层看 图示大气层是 A 低纬度的对流层 B 中纬度的平流层 C 高纬度的对流层 D 低纬度的平流层 答案 123456 2 该层大气 A 随高度增加 温度增幅变小 B 能够大量吸收红外线长波辐射 C 以水平运动为主 有利于飞机高空飞行 D 受强烈的太阳辐射呈电离状态 答案解析 解析 图中显示的大气层高度在12 50千米之间 且温度随高度的增高 而升高 因此可判断为中纬度平流层 该层大气以水平运动为主 有利 于飞机高空飞行 该层大气能够大量吸收紫外线
13、123456 地球的大气对太阳辐射具有选择性吸收的作用 其中大气中的臭氧 主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线 水汽和二氧化碳则主要吸收波 长较长的红外线 大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收很少 大部 分可见光能够透过大气到达地面 大气直接吸收的太阳辐射能量是很少 的 据此回答3 5题 3 图中 三个箭头所表示的辐射依次是 A 大气逆辐射 地面辐射 太阳辐射 B 太阳辐射 地面辐射 大气逆辐射 C 地面辐射 大气逆辐射 太阳辐射 D 太阳辐射 大气逆辐射 地面辐射 答案解析 123456 解析 由图可直接读出 是太阳辐射 是地面辐射 是大气逆辐 射 是大气反射 散射的太阳辐射 123456 答
14、案解析 4 近地面大气的主要 直接的热源是 A 地面 B 太阳辐射 C 大气辐射 D 大气逆辐射 解析 地面是近地面大气的主要 直接的热源 123456 5 大气对地面的保温作用以及它在图中对应字母的组合 正确的是 A 到达地面的太阳辐射 B 大气的反射作用 C 大气的吸收作用 D 大气逆辐射作用 答案 12345 解析 解析 大气逆辐射在一定程度上能够补偿地面由于辐射损失的热量 对地面有保温作用 6 6 当地时间2月1日 危地马拉富埃戈火山在2018年首次喷发 火山灰形 成巨大的 蘑菇云 进入大气层 形成火山灰云 结合 大气的受热过 程示意图 回答下列问题 1 火山喷发形成的 蘑菇云 削弱了
15、到达地表的太阳辐射 该作用对 应图中箭头 和 答案解析 123456 解析 读图判断 表示大气反射作用 表示吸收作用 表示大气逆 辐射 表示地面辐射 蘑菇云 对太阳辐射的削弱作用主要表现为 反射作用和吸收作用 即 和 123456 2 蘑菇云 增强了射向地面的大气逆辐射 该作用对应图中箭头 解析 由上题分析知 表示大气逆辐射的箭头为 答案解析 123456 3 从理论上讲 蘑菇云 会使当地白天地面温度不至于 晚上 温度不至于 昼夜温差会变 解析 理论上 蘑菇云 白天对太阳辐射有反射和吸收作用 使地面 温度不至于过高 夜晚对地面具有保温作用 使晚上气温不至于过低 当地昼夜温差会变小 答案解析 过高 过低小 123456
