第二章 地球上的大气

-1-第二章地球上的大气【单元概览】本单元紧扣大气环境与人类生存与发展的关系这一主线，无论是讲大气的运动、气压带和风带、常见的天气系统、全球气候变化等内容，都与人类的生存与发展联系了起来。本章既论述了大气环境对人类生产和生活的影响，又指出了人类生活和生产活动对大气环境的影响。本单元教材各节内容联系紧密、环环相扣。第一节和第二节讲述了大气运动的形成和主要形式。大气运动是产生风云变幻的天气现象的直接原因，也是气候形成的重要因子，对世界各地的天气和气候有着重大影响。第三、四节是在大气运动的基础知识和基本理论的基础上，密切联系实际，讲述常见的天气系统，及其全球气候、人们生活和生产活动的关系，以及全球气候变化的情况。本章知识网络如下：太阳辐射能大气的受热过程冷热不均大气的受热过程引起形成原因大气运动热力环流热力环流过程地气压的变化三种作用力球大气的水平运动近地面大气的水平运动上三个环流圈的形成气压带和风带的形成气压带和风带的分布的气压带和风带的移动气压带冬季气压中心大和北半球冬、夏气压中心风带夏季气压中心气同一气压带控制的气候气压带和风带对气候的影响同一风带控制的气候气压带和风带交替控制的气候冷锋天气锋与天气暖锋天气常见准静止锋天气天气低压、气旋天气系统气压系统与天气高压、反气旋天气地质时期的气候变化全球的气候的变化历史时期的气候的变化（修改意见：删除）全球近代气候变化气候海平面上升变化全球气候变化的影响对农业的影响对水循环的影响气候变化的适应对策：保护人类地球环境修改意见：“气候变化的适应对策”应改为“应对气候变化的措施”。-2-第一节冷热不均引起大气运动【专家说课】本节主要包括大气的受热过程、热力环流、大气水平运动三部分内容。学习本节应重点理解三个内容：（1）地面是大气的直接热源。大气受热过程的环节很多，且每一环节都有特定的定义（如大气吸收等，由此产生的大气对太阳辐射的削弱作用、大气对地面的保温作用），过多的环节及环节间特定的顺序与过多的定义造成学习上的困难，这时，我们应利用图示帮助理解。（2）热力环流既是学习的重点又是难点，学习时可通过多媒体演示分析热力环流形成的过程与方法，要结合第一章内容，理解太阳辐射在纬度间分布不均是大气运动的根本原因，并归纳学习思路，热力环流形成的因果关系正确的顺序是：近地面空气的受热或冷却（气温差异是原因）引起气流的上升或下沉运动（空气的垂直运动是气温差异的结果）导致同一水平面上气压的差异（水平气压梯度是空气垂直运动的结果）形成大气的水平运动（风）。（3）说明三个力（水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力）与风的因果关系，理解近地面风向的确定方法，因为地转偏向力的概念比较抽象，它对大气运动方向的影响就成了学习的难点，要理解大气运动的原理．还要在热力环流原理的基础上，联系生活实际，如城市热岛、海陆风的介绍，是对于热力环流的存在和原理的非常有力的说明和例证。学好本节的方法是：用列表比较法比较大气对太阳辐射的吸收、反射作用。利用演绎推理法分析大气受热过程；用纲要信号法综合分析大气运动的主要内容。【课堂导学】一、大气的受热过程1、地球大气最主要的能量来源是什么？2、太阳辐射能在传播过程中，部分被大气或，大部分到达地面，并被地面反射和吸收。3、地面吸收而增温，同时又以的形式把热量传递给大气。这种辐射热交换是的最重要方式。4、大气在增温的同时，也向外辐射热量。大气辐射的方向既有向上的，也有向下的。大气辐射中向下的部分因为与方向相反，称为。二、热力环流1、大气运动的能量来源于。太阳辐射的分布不均，造成高低纬间的差异，这是引起大气运动的根本原因。2、由于而形成的空气环流，称为“热力环流”。它是大气运动的形式。3、海陆风就是海陆间引起的热力环流。三、大气的水平运动1、何谓气压梯度？什么是“水平气压梯度力”？2、受地转偏向力的作用，风向在北半球向偏转，在南半球向偏转。3、摩擦力是指地面与空气之间，以及运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的。-3-【案例精讲】例1读右图，回答下列问题。(l）甲、乙、A、B四点中气压由高到低的排列顺序是。(2）甲、乙两地中温度较高的是。（3）近地面风向为。解析：一般来讲，气压高低的比较是指同一水平面上的点而言的。就同一地点不同高度的点来说，低处的气压大于高处的气压。以等压面作为参考对象，10千米高空的A点气压高于等压面，B点气压低于等压面，所以在高空同一水平面上的气压A大于B。对于热力环流来说，近地面和高空气压正好相反。地面为高压，高空则为低压；反之亦然。因此可以推知近地面甲为低压，乙为高压，甲处温度较高，风向是由乙吹向甲。解答本题的关健是图中10千米暗指A、B两点位于高空，把握不好这一点就容易出错。答案：(1)乙、甲、A、B(2)甲（3）由乙吹向甲例2“读下面等压线图”，回答下列问题。(1）假设本图是近地面等压线图，A处吹东北风，则A点位于（南或北）半球。(2）假设本图是高空等压线图，A处吹正南风，则A点位于（南或北）半球。(3）如果本图位于我国山西省，在不考虑摩擦力和地转偏向力的情况下，A点吹＿风。解析：风是指大气的水平运动，其方向受三种力的影响，即水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力。当三种力平衡时，近地面风向与等压线成一夹角，北半球右偏，南半球左偏。第（l）题，已知风向为东北风，逆向推理可知A点位于南半球。第（2）题，假设条件是“高空等压线”，因此可以不考虑摩擦力，根据已知风向同样可以逆向推理得知A点位于北半球。第（3）题，解答的关键是排除定向思维的干扰，因为题干已说明不考虑摩擦力和地转偏向力，在这个假设条件下，风向垂直于等压线由高压吹向低压。答案：(1）南（2）北（3）东【三维达标】A组（巩固基础）一、单项选择题1、下列能量形式的转换中，属于大气收入部分的是（）A、大气反射B、大气吸收C、地面吸收D、大气辐射2、对地面起保温作用的辐射形式是（）A、大气逆辐射B、大气辐射C、地面辐射D、太阳辐射3、大气运动的能量来源是（）A、地面辐射B、大气辐射C、太阳辐射D、大气逆辐射-4-4、大气运动最简单的形式是（）A、对流B、热力环流C、湍流D、大气环流5、天气晴朗且大气污染较轻时（）A、气温日变化幅度较大B、夜晚气温较阴天稍高C、白天大气反射作用加强D、白天天空呈现灰白色6、形成风的直接原因是（）A、地面的冷热不均B、地转偏向力C、水平气压梯度力D、地球的吸引力7、关于水平气压梯度力的叙述，正确的是（）A、由高压指向低压B、由低压指向高压C、平行于等压线D、斜穿等压线8、近地面的风向一般（）A、与等压线平行B、与等压线垂直C、与气压梯度力平行D、斜穿等压线二、综合题9、读“实际大气中的风向图”，分析回答下列问题。(l）图中箭头表示的含义：①；②；③；④。(2）①与等压线的关系是，其方向为。(3）若无④，只受①③的影响，则②与等压线的关系是。此时，①与③的关系是。(4)在近地面大气运动中，②与等压线的关系是。此图表示的是（南或北）半球，理由是。(5)图中M、N两地相比，风力较大的是地，原因是。B组（能力提升）一、单项选择题读下面的材料和图，回答1～4题。地球的大气圈对太阳辐射具有选择性吸收作用，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得很少，大部分可见光能够透过大气层射到地面上来，大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的。1、图中A、B、C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-5-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2．近地面大气的主要的、直接的热源是A．地面辐射B．太阳辐射C．大气辐射D.大气逆辐射3．大气对太阳辐射产生吸收作用的主要成分是A．氧B．氮C．一氧化碳D．臭氧4．大气对地面的保温作用以及它们在图中对应字母得组合，正确的是A．到达地面的太阳辐射——AB．大气的反射作用——DC．大气的吸收作用——BD．大气的逆辐射作用——C读城市与郊区热力环流示意图，回答问题。5．根据城市热岛环流原理，该市今后的造林重点应在A.AB之间B.BC之间C.CD之间D.D区二、综合题6、读下图，回答下列问题(l）图中字母代表的作用过程是ABCD(2)下列自然现象是受图中哪一种作用形成的？将图中字母填在横线上。①白天多云时，气温比晴天低。②夜间多云时，气温比晴天高。③大气对地面的保温作用是通过实现的。-6-【延伸阅读】风的日变化在观测风的过程中，常常发现近地面层的风存在着有规律的日变化，但是当有强烈的天气系统过境时，这种规律可能被扰乱或掩盖。多年的观测表明，风速日变化的状况大体是：近地面层的白天午后风速大，夜间和清晨风速小；摩擦层上层则是白天午后风速小，夜间风速大，这是因为在摩擦层中，通常是上层风速大于下层。白天，地面层受热逐渐变得不稳定，湍流逐步发展，上下层空气动量变换增强，上层空气的运动受上传的下层空气的影响而减速，风向向左偏转；下层空气的运动受下传的上层空气影响而加速，风向向右偏转。午后湍流发展最强，使下层风速增到最大值，风向向右偏转最多；上层风速减到最小值，风向向左偏转最多。夜里湍流减弱，下层风速变小，风向左偏；上层相反。这里所说的上、下分界层的高度并不是固定值，它随季节而有变化，平均而言，约为50~100米，夏季湍流最强，可达300米，冬季湍流最弱，有时可低到20米左右。风的日变化，一般晴天比阴天大，夏季比冬季大；陆地比海洋大。第二节气压带和风带【专家说课】主要内容包括气压带和风带的形成、北半球冬夏气压中心、气压带风带对气候的影响。本节在教材第二章“地球上的大气”中起着关键作用，是承前启后的纽带，学习中应注重三个方面的内容：（1）气压带和风带的分布是基础知识，重点介绍三圈环流和气压带、风带的形成。不仅是“热力环流”“大气的水平运动”等知识的延伸、综合和运用，也是学习和探讨“北半球冬夏气压中心”的基础。这部分内容要注重通过“活动一思考一理解一形成结论一实验创作或实践验证”的形式，探究学习．既注重理解高低纬之间的受热不均和地转偏向力是最主要的成因，更应掌握气压带和风带的分布规律。在熟练掌握了气压带和风带的分布规律后，进一步阐明气压带和风带随太阳直射点的季节移动而发生季节移动的规律．（2）北半球气压中心冬夏季的分布及对气候的影响。主要阐述在海陆分布、地形起伏等因素的影响下，尤其是在北半球的海陆热力性质的差异影响下，海陆相间的纬度地带原本呈带状分布的气压带被破坏，变成了块状分布，形成了冬夏不同的气压中心，北半球尤为明显。认识到地球上高低压中心的季节变化，对我国以及世界各地的天气和气候有很大的影响，教材以最典型的东亚气候为例说明了大气环流对气候的影响．（3）气压带和风带对气候的影响．通过三种气候类型即热带雨林气、温带海洋性气候和地中海气候三个案例分析，说明了气压带和风带对气候的影响，阐明大气环流这种全球性的有规律的大气运动，是形成气候的重要因素，在不同的气压带和风带控制下的地区会形成不同的气候．由此理解地理环境各要素相互影响、相互联系的关系。本节的重点是：（1）气压带和风带的分布。（2）北半球气压中心冬夏季分布及对气候的影响。（3）气压带和风带对气候的影响。本节的难点是：（1）三圈环流示意图的绘制与理解。特别是低纬环流圈中高空气流在300纬度处的运动规律，极地东风与中纬西风相遇时的气流运动规律。（2）北半球气压中心冬夏季变化规律。（3）亚欧大陆东岸受季风环流影响，而西岸受气压带、风带影响的原因。（4）气压带、风带对降水的影响。学好本节课的方法是：（1）联系水平气压梯度力与地转偏向力、大气的垂直运动与水平运动，认识气压带和风带的形成。（2）结合海陆热力性质的差异和热力环流原理，理解北-7-半球冬、夏季气压中心的形成；结合等压线分布图，掌握气压中心的分布。（3）结合实际，掌握气压带和风带对气候的影响。【课堂导学】一、气压带和风带的形成1、大气运动是有规律的。全球性的有规律的大气运动，通称为。2、假设地球表面是均匀的，引起大气运动