231-对流层大气的受热过程

第一节冷热不均引起大气运动二三一大气的水平运动热力环流大气的受热过程（1）大气：包围地球的空气称为大气。（2）大气的组成：氮（78%）、氧（21%）、氩、水汽、二氧化碳等。（3）大气的结构：按大气温度随高度分布的特征，可把大气分成对流层、平流层和高层大气（包括中间层、热层和散逸层）一.大气的受热过程1.大气的基本状况对流层：对流层是大气的最下层。它的高度因纬度和季节而异。低纬度的（平均为17-18km）高于高纬度的（平均为8-9km），夏季的高于冬季的。对流层的气温随高度的增加而递减，平均每升高100米，气温降低0.6℃；空气有强烈的对流运动；天气状况复杂多变。平流层：气温随高度增加而升高，这是因为该层的臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高；空气以水平运动为主，气流比较平稳，适合高空飞行；水汽、尘埃含量少，天气晴朗，大气透明度好。中间层：气温随高度增高而迅速降低热层：气温随高度的增加而增高，空气处于高度电离状态。这一层空气密度很小，在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，氧分子和部分氮分子被分解，并处于高度电离状态，故热层又称电离层。电离层具有反射无线电波的能力，对无线电通讯有重要意义。散逸层：热层以上，称散逸层。它是大气的最外一层，也是大气层和星际空间的过渡层，气温也随高度增加而升高高层大气2.太阳辐射能太阳辐射是一种短波辐射太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源太阳辐射是怎样到达地面的呢？大气吸收地面受热增温1.“太阳暖地面”太阳辐射大气上界地面反射【大气的受热过程示意图1】在光学中的定义，散射就是由于介质中存在的微小粒子或者分子对光的作用，使光束偏离原来的传播方向而向四周传播的现象。我们平时说，光是直线传播的但是实际上光波只有在真空或均匀介质中传播时，才有确定的传播方向。如果介质不均匀，即有异质体存在，就会有散射现象。实验发现，这里的关键是折射率的不同，如果两种物质的折射率相同，把它们混在一起时就和只有一种介质一样，并没有散射光。大气吸收地面受热增温大气吸收射向宇宙空间1.“太阳暖大地”2.“大地暖大气”大气增温射向地面太阳辐射大气上界地面反射【大气的受热过程示意图2】★物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短，反之则越长。★太阳温度高,太阳辐射——短波辐射★地面和大气的温度较低，地面辐射和大气辐射——长波辐射大气吸收大气吸收射向宇宙空间射向宇宙空间大气辐射1.“太阳暖地面”2.“地面暖大气”3.“大气还地面”大气增温射向地面太阳辐射大气上界【大气的受热过程示意图3】地面受热增温保持地面温度地面射向宇宙空间大气逆辐射（１）大气的削弱作用（削弱作用）大气对太阳辐射的削弱作用主要表现在大气对太阳辐射的反射，散射和吸收作用三个方面。其中反射作用、散射作用较强，吸收作用最弱。（２）大气的保温作用大气产生大气辐射，将其中很大部分能量返回地面，即“大气逆辐射”，大气逆辐射在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。3.大气对太阳辐射的作用（1）大气逆辐射的存在，对地面有什么作用？如果用“大气保温作用”概括，你认为合适吗？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，因为与地面辐射方向相反，称为大气逆辐射。根据辐射热交换的原理，分析下面两个问题。大气逆辐射对地面起保温作用，大气逆辐射的存在延缓了地球表面能量的散失，用大气保温作用概括合适。（2）月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可达1270C，夜晚则降到-1830C，为什么月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多？白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高，气温很高。夜间由于没有大气的保温效应，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，气温很低。太阳辐射1.没有大气的月球月球表面辐射月球表面辐射没有大气的月球有大气的地球的情况大气上界活动探究:地月表面气温差异白天:月球表面气温高，地球表面气温低。削弱作用大气上界活动探究:地月表面气温差异没有大气的月球有大气的地球的情况保温作用白天:月球表面气温高，地球表面气温低。夜晚:月球表面气温低，地球表面气温高。利用温室效应，发展反季节果蔬太阳辐射是短波辐射（主要为波长较短的紫外线），透过玻璃进入玻璃温室后产生热量变为长波辐射（波长较长的红外线），而玻璃能够阻挡长波辐射进出，使得室内环境温度不断升高。4.大气受热过程的结论太阳辐射是地球上的根本能量来源。地面辐射是近地面大气的主要的直接的热源。对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。青藏高原为什么是我国太阳辐射最丰富的地区？根据所学知识解释自然现象1.青藏高原为什么是我国太阳辐射最丰富的地区？青藏高原海拔高，空气稀薄，对太阳辐射的削弱作用较弱，所以太阳辐射量大，太阳能资源丰富。2.为什么晴朗的正午天空呈蓝色？因为正午太阳高度角较大，阳光穿过大气到达地面的路程短，仅蓝光被散射，所以天空呈蔚蓝色。3.为什么傍晚天空呈红色？因为傍晚阳光斜射，经历大气的路程较长，波长较短的各色光皆被散射掉，剩下的红光投射到地面，所以天空呈红色。4.在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？因为晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，气温低，易出现霜冻及雾等天气现象。5.在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？人造烟幕可增强大气逆辐射，提高地面的温度。6.为什么白天多云时气温比晴天低，夜晚多云时气温比晴天高？白天多云时云层反射作用强，到达地面的太阳辐射少，所以白天多云时气温比晴天时低。夜晚多云时大气逆辐射强，补偿了地面辐射散失的热量，所以温度比较高。3.请你完成“大气热力作用相关知识联系框图”：AGFEDCBHIJ地面太阳大气宇宙空间地面辐射大气辐射大气逆辐射保温作用削弱作用太阳辐射1.对流层大气中对太阳辐射起散射作用的主要是[]A．水汽和二氧化碳B．云层和尘埃C．臭氧D．空气分子或微小尘埃随堂练习2.下列现象反映了大气对太阳辐射的散射作用是[]A．对流层大气中的二氧化碳含量增加B．平流层大气中的臭氧减少C．晴朗的天空呈现蔚蓝色D．冬季多云的夜晚比晴朗的夜晚暖和DC5．对地面起保温作用的是[]A．太阳辐射B．大气辐射C．地面辐射D．大气逆辐射6．对流层热量的主要来源是[]A．吸收太阳辐射B．臭氧的吸收作用C．地面的反射作用D．地面辐射4．关于大气组成的正确叙述是[]A．干洁空气的主要成分是氢和氧B．二氧化碳对地面有保温作用C．水汽和固体尘埃主要集中在高层大气中D．臭氧能大量吸收太阳红外线BDD