2019-2020学年高中地理 第二单元 从地球圈层看地理环境 第二节 大气圈与天气、气候 第1课时

第二节大气圈与天气、气候第1课时大气圈的组成与结构大气的受热过程第二单元从地球圈层看地理环境第二单元从地球圈层看地理环境学习目标明目标、知重点了解低层大气的组成及各成分的作用。掌握大气各层的气温和气流运动特征，并理解各层与人类的关系。运用图表分析说明大气的受热过程及大气保温作用的基本原理。一、大气圈的组成与结构1．大气的组成及作用大气成分作用干洁空气氮地球生物体内________的重要组成部分氧人类和一切生物维持生命活动所必需的物质二氧化碳绿色植物进行______作用的原料臭氧能吸收太阳紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”蛋白质光合大气成分作用______产生云、雨、雪、雾等天气现象，影响地面和大气温度固体杂质作为________，是成云致雨的必要条件水汽凝结核2.大气的垂直分层(1)分层依据：大气在垂直方向上的______、密度及运动状况的差异。(2)垂直分层温度气温垂直变化大气运动状况与人类关系A对流层随高度增加而______对流运动显著天气现象复杂多变，与人类关系最密切B平流层随高度增加而增加______运动为主有利于高空飞行，________有保护作用C高层大气随高度增加先降低后增加—80～500千米有若干________，对无线电通信有重要作用降低水平臭氧层电离层二、大气的受热过程1．能量来源(1)地球上最主要的能量来源：__________。(2)低层大气主要的直接热源：______。太阳辐射地面2．大气对太阳辐射的吸收作用(1)平流层臭氧和氧原子主要吸收________。(2)对流层水汽和二氧化碳主要吸收________。(3)________被吸收得很少，绝大部分可到达地面。3．大气对地面的保温作用(1)A__________透过大气射到地面⇒地面增温，并以B__________的形式射向大气⇒大气增温。(2)C____________把热量还给地面，起保温作用。紫外线红外线可见光太阳辐射地面辐射大气逆辐射一、判断题1．对流层的厚度由赤道向两极递增。()2．对流层大气的直接热源是太阳辐射。()3．太阳辐射为短波辐射，大气辐射和地面辐射为长波辐射。()4．同样性质的地表，受到太阳辐射的强度越大，所产生地表辐射也就越强。()5．太阳辐射中的紫外线绝大部分被臭氧层吸收。()××√√√二、选择题6．晴天昼夜温差大的原因是()①白天大气削弱作用强②白天大气削弱作用弱③夜晚大气保温作用强④夜晚大气保温作用弱A．①③B．②④C．②③D．①④答案：B7．大气对地面有保温作用，主要是因为()A．大气能大量吸收地面辐射B．近地面大气吸收太阳辐射C．大气逆辐射把热量还给地面D．大气散射把热量还给地面答案：C8．大气逆辐射最强的时间为()A．日出前后B．子夜C．午后2时左右D．正午答案：C9．青藏高原与同纬度其他地区相比太阳辐射强，但气温低，主要是因为()A．大气吸收大气上界的太阳辐射少B．大气吸收地面辐射少C．地面吸收大气逆辐射少D．地面吸收到达地面的太阳辐射少解析：选B。地面是近地面大气主要、直接的热源，距地面越远，大气得到的热量越少，气温越低。青藏高原地势高，空气稀薄，大气吸收的地面辐射少，因而气温低。大气圈的组成与结构【合作探究】读大气的垂直分层示意图(见教材P36图2－2－2)，探究下列问题。(1)臭氧层位于图中大气的哪一层？为什么臭氧层被誉为“地球生命的保护伞”？目前人类对它有怎样的影响？(2)图中的平流层为什么适合高空飞行？(3)在高层大气中，部分地区可达数千摄氏度，可飞行器却不会被烧毁，为什么？(4)为什么对流层的天气复杂多变？提示：(1)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。目前人类大量使用制冷设备，排放的氟氯烃增多，它能破坏大气中的臭氧，使臭氧总量减少。(2)平流层的气温下低上高，空气难以对流，大气以平流运动为主，飞机飞行时不会上下颠簸；平流层少水汽和尘埃，天气晴朗少变，能见度高，利于飞机飞行。(3)高层大气中空气稀薄，航天飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。(4)对流层集中了几乎全部的水汽和杂质，就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。【核心归纳】地球大气从地面向上可延伸到数千千米高空，根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，可将大气层分为对流层、平流层和高层大气。分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系对流层低纬：17～18千米中纬：10～12千米高纬：8～9千米气温随高度的增加而降低(每升高100米，气温大约降低0.6℃)地面是对流层大气的直接热源人类就生活在对流层底部，与人类关系最密切空气对流运动显著该层上部冷，下部热天气现象复杂多变几乎全部的水汽、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系平流层从对流层顶至50～55千米气温随高度增加而增加该层中的臭氧吸收太阳紫外线人类生存环境的天然屏障，利于高空飞行以水平运动为主该层大气上热下冷，大气稳定天气晴朗水汽、杂质少，气流平稳分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系高层大气从平流层顶到3000千米的高空大气密度极小距地面远，受到引力小电离层能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用知识拓展逆温现象及危害(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100m，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出现多雾和晴朗天气。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】下图为大气垂直分层示意图。读图，完成(1)～(3)题。(1)图中能正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()A．①B．②C．③D．④(2)对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于()A．Ⅰ层顶部B．Ⅱ层底部C．Ⅱ层中部D．Ⅲ层(3)2015年12月29日0时04分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将遥感卫星二十二号送入太空。遥感二十二号卫星的运行轨道所在的大气层()A．气温在－50℃到20℃之间B．气温随高度增加平稳下降C．最低气温约为－80℃D．最高气温约为40℃解析：第(1)题，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，①②正确，但①曲线在Ⅱ层上半部气温变化出现错误，故只有②正确。第(2)题，高层大气(Ⅲ层)中存在若干电离层。第(3)题，遥感二十二号卫星位于高层大气中。答案：(1)B(2)D(3)C大气的受热过程【合作探究】读大气的保温作用示意图(见教材P37图2－2－4)和温室保温原理示意图(见教材P37图2－2－5)，探究下列问题。(1)地面和对流层大气的主要热量来源是否相同，为什么？(2)图2－2－4中有几种辐射？真正对地面起保温作用的是哪一种辐射？(3)为什么青藏高原的太阳辐射强，气温却很低？(4)图2－2－5中温室保温的关键是什么？提示：(1)不同。地面的热量主要来自太阳辐射。太阳辐射是地球(地面和大气)能量的根本来源。对流层大气通过吸收少量太阳辐射和大量地面辐射而实现受热过程，即地面辐射是对流层大气主要的、直接的热源。(2)太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射。对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。(3)青藏高原海拔高，大气稀薄，水汽、尘埃少，晴天多，到达地面的太阳辐射多，太阳辐射强，但由于空气稀薄，大气吸收的太阳短波辐射和地面长波辐射很少，大气的保温作用差，且海拔高，故气温低。(4)温室保温的关键是玻璃或塑料膜，能使太阳短波辐射透进来，而地面长波辐射却不能透出去。【核心归纳】1．大气的受热过程太阳辐射是大气热量的根本来源，热量在地面与大气之间的传递过程如下图所示：由图可知，大气对地面保温作用的过程可归纳如下表：过程名称具体过程热量来源Ⅰ太阳暖大地太阳辐射到达地面，地面吸收后增温太阳辐射Ⅱ大地暖大气地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温地面辐射Ⅲ大气还大地大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面大气辐射2．影响地面辐射的因素主要因素主要影响纬度因素纬度越高，年平均正午太阳高度角越小，太阳辐射经过大气的路径越长，大气的削弱作用越大；太阳光线射到地面的角度越小，单位面积地面吸收的热量越少，所产生的地面辐射越少季节因素夏季，地面获得的太阳辐射多，地面辐射强；冬季，地面获得的太阳辐射少，地面辐射也较少地势因素地势越高，空气越稀薄，大气的削弱作用和保温作用越差，地面辐射昼夜差别越大主要因素主要影响地形因素阳坡接收太阳辐射多，地面辐射强；坡面与太阳光线越垂直，地面辐射就越强地面性质下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例不同。例如，硬化地面、冰雪反射率较高，水体、植被反射率较低，导致各地地面获得的热量、辐射不同气象因素同纬度地区，天气状况不同，日照时数长短不同，地面获得的太阳辐射不同，导致地面辐射强度不同3．保温作用原理在生产中的应用(1)采用塑料大棚发展农业，玻璃温室育苗等。原理：塑料薄膜、玻璃能让太阳短波辐射透射进入，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃散失，从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。(2)秋冬季节，北方农田常用人造烟幕的办法来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。【跟踪训练】下面是大气对地面的保温作用示意图。读图，回答(1)～(2)题。(1)图中太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的数码代号按顺序依次是()A．①②③④B．③④②①C．④③②①D．②③④①(2)青藏高原比长江中下游平原气温日较差大的原因是()①离太阳近②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角小③云层厚且夜晚长④地势高、空气稀薄⑤白天太阳辐射强⑥夜晚大气逆辐射弱A．①②③B．④⑤⑥C．②⑤⑥D．①⑤⑥解析：第(1)题，该题主要是熟悉热力作用过程中太阳辐射到大气逆辐射按顺序排列的关系：太阳辐射→地面吸收→地面增温→地面辐射→大气吸收→大气辐射→大气逆辐射。第(2)题，长江中下游平原：地势低平，水域面积大，大气层厚，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，晚上大气逆辐射较强，所以气温日较差较小。青藏高原：海拔高，空气稀薄，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射量大，晚上大气逆辐射弱，所以气温日较差较大。答案：(1)C(2)B大气热力过程关联图的判读【典图示例】【判读技巧】1．理清关联图反映出来的信息(1)太阳辐射是地球最主要的能量来源。(2)大气“透明”(直接吸收太阳辐射少)，所以太阳辐射直接加热地面。(3)地面辐射是近地面大气主要的直接热源(因水汽、二氧化碳大量吸收地面辐射)。(4)大气逆辐射将热量还给地面，起到了保温作用。2．大气保温作用强弱的影响因素对流层大气中水汽和温室气体(二氧化碳为主)的含量越大，对地面辐射吸收的程度越大，大气温度就越高，大气逆辐射就越强。因此天空中的云层和烟雾对大气逆辐射的强弱影响较大，如使用烟雾防霜冻即利用了此原理。【针对练习】电视剧《闯关东》中的场景：主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害，在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草……结合大气受热过程示意图，完成(1)～(2)题。(1)关于图中a、b、c所代表的内容，叙述正确的是()A．a代表大气的直接热源B．a、b所代表的辐射波长的大小关系是abC．b代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收D．c代表的辐射与天气状况无关(2)朱开山一家燃烧柴草防御霜冻的做法，有利于()A．增强a辐射B．增强b辐射C．增强c辐射D．改变b的辐射方向解析：第(1)题，从图中箭头方向可