2019-2020学年新教材高中地理 第二章 地球上的大气 第二节 大气受热过程和大气运动 第1课时

-1-第1课时大气受热过程【课程标准原文】运用示意图等，说明大气受热过程并解释相关现象。核心素养定位1.运用示意图说明大气的受热过程和保温作用的基本原理。(区域认知、综合思维)2.学会运用示意图理解大气热力环流的过程，并能运用其原理解释海陆风、城市热岛效应等地理现象。(综合思维、地理实践力)知识体系导引知识点一大气的受热过程1．地球大气最重要的能量来源：太阳辐射。2.近地面大气的直接热源太阳辐射穿过厚厚的大气到达地球表面，太阳辐射在传播过程中，图中的A太阳短波辐射小部分被大气吸收或反射，大部分能够射到地面；近地面大气对图中的B地面长波辐射吸收较多，绝大部分地面长波辐被截留。所以，地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。【指点迷津】由实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之则波长越长。由于地球表面的温度比太阳低，地面辐射的波长也就比太阳辐射的要长。相对而言，太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射。知识点二大气对地面的保温作用1．地面长波辐射使大气增温对流层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强。因此，地面辐射的长波辐射-2-除极少部分穿过大气，到达宇宙空间外，绝大部分(75%～95%)被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收。大气在吸收地面长波辐射后会增温。2．大气逆辐射使地面增温大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称大气逆辐射。大气逆辐射把热量传给地面，这就在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强。判断(1)地面是近地面大气主要、直接的热源。(√)(2)大气对太阳辐射的吸收具有选择性。(√)(3)白天没有大气逆辐射。(×)(4)太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射。(√)[知识链接]1．太阳辐射强度大气上界单位面积上所获得的太阳辐射能量的多少，主要受太阳高度的影响。2．地面吸收太阳辐射增温后，又以电磁波的形式向外辐射能量形成地面辐射。大气受热示意图-3-3．气压特征：(1)气压：单位空气柱对地面的压力(2)在垂直方向上，气压向高空递减(3)在同一水平面上，一般把空气密度增大处命名为高气压，把空气密度减小处命名为低气压4．等压面即气压相等的点组成的面，其在空间中向四周无限伸展，由近地面向高空，存在着无数个等压面。左图中为竖直剖面，与等压面相交，是面面相交，我们看到的就是一条条相交线，每一条线在垂直于纸面方向上无限伸展。5．影响气压高低的因素(1)海拔：同一地点，海拔越高，气压越低。(2)气温：同一水平面上，气温高则气压低，气温低则气压高。(3)大气垂直运动：上升气流处往往气压比同一水平面略低；下沉气流处相反。知识点三大气热力环流1．概念由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。2．热力环流形成过程(1)当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动(图a)(2)当A地接受热量多，B、C两地接受热量少时，A地近地面空气膨胀上升，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成高气压；B、C两地空气收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压(图b)。于是空气从气压高的A地上空向气压低的B、C两地上空扩散。-4-(3)在近地面，A地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，空气密度增大，形成高气压。这样近地面的空气从B、C两地流回A地，以补充A地上升的空气，从而形成了热力环流(图c)。[易误辨析]空气运动总是从高压区流向低压区？为什么？不是。空气运动包括垂直运动和水平运动。水平运动即风，总是从高压区流向低压区，垂直运动包括上升和下沉运动，空气运动不一定是从高压区流向低压区。思考读上图，回答下列问题。(1)近地面冷热与气流垂直运动有何关系？(2)近地面与高空的气压高低有何关系？(3)近地面的气压高低与冷热有何关系？(4)气流的水平运动流向有何特点？提示：(1)近地面热，气流上升；近地面冷，气流下沉。(2)近地面气压总是大于高空的气压。(3)近地面热，形成低压；近地面冷，形成高压。(4)由高压流向低压。判断(1)垂直方向的气压值总是近地面大于高空。(√)-5-(2)气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面的气压差异引起的。(√)(3)在同一地点，海拔越高，气温越低，气压越高。(×)-6-重点一大气的受热过程【探究活动】2016年12月27日，国务院新闻办公室发表《2016中国的航天》白皮书。白皮书指出，到2017年年底，我国将发射“嫦娥五号”月球探测器，实现区域软着陆及采样返回，全面实现月球探测工程“三步走”战略目标。但民间热议的“月球移民”难度依然较大。这是因为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)请在图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐射、大气逆辐射。(2)月球上的气温变化为什么会如此剧烈呢？(3)地球、月球与太阳的距离相当，为什么地球上的气温比较稳定呢？(4)运用“大气的受热过程”原理，分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。【提示】(1)(2)月球上没有大气层，不能对昼夜温度进行调节。(3)地球上有大气层，白天，大气层削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射减少，温度上升缓慢；夜晚，大气逆辐射对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。(4)塔里木盆地晴天多，白天，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚，大气逆辐射弱，保温作用弱，气温低，故昼夜温差大。-7-【归纳拓展】1．大气的受热过程和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。具体图解如下：2．云层对太阳辐射、大气逆辐射影响示意图(1)白天，云层的反射作用明显，地面温度比晴天低；夜间，云层的大气逆辐射作用显著，地面温度比晴天高。因此，晴天比阴天的昼夜温差大。(2)由图可知，白天和夜间都存在大气逆辐射，而且白天比夜间还要强。【学以致用】[2019·济南高一期末]下图为“太阳辐射、地面辐射和大气辐射关系示意图”。读图完成1～2题。-8-1．对流层大气热量主要直接来源于()A．①B．②C．③D．④2．深秋时节，用烟熏防御霜冻，主要是因为烟雾可增强()A．①B．②C．③D．④1～2.解析：第1题，由示意图可以直接看出对流层大气的热量主要直接来源于③地面辐射。第2题，深秋时节，用烟熏防御霜冻，主要是因为烟雾可增强②大气逆辐射，从而起到对地面的保温作用。答案：1.C2.B3．以下四图中，昼夜温差最大的是()解析：白天晴朗时，大气对太阳辐射的削弱作用微弱，气温较高；夜晚晴朗时，大气的保温效应差，地面损失的热量多，气温较低，故昼夜皆晴时温差最大。答案：C重点二热力环流成因及生活实例【探究活动】1．结合材料，探究下列问题。材料电视剧《三国演义》第76集“火熄上方谷”讲述了这样一个故事：公元234年春，诸葛亮在上方谷设伏兵，安排大将魏延诱敌深入。当司马懿等人追进上方谷时，山上士兵即投下石块堵塞谷口，同时引燃谷内干柴。刹那间，上方谷硝烟弥漫，火海一片。正当司马懿父子以为必死无疑时，天空竟然乌云密布，接着就下起大雨，司马懿感谢苍天保佑，趁机逃脱。该战十分惨烈，打扫战场时发现四周山顶都覆盖着未烧尽的衣服和草木灰。诸葛亮叹道：“谋事在人，成事在天。”火熄上方谷与热力环流有关，下图为热力环流形成示意图。-9-(1)近地面受热均匀的情况下，气压在垂直方向上有何分布规律？(2)近地面受热不均的情况下，空气垂直方向上的运动特点以及气压的相应变化是怎样的，请完成下表。冷热状况气流运动气压变化对应高空气压受热的地方(A地)受冷的地方(B、C地)(3)空气在水平的方向上会怎样运动？(4)图示的热力环流形成的过程中，主导性的是垂直运动还是水平运动？并分析原因。【提示】(1)由于地表受热均匀，水平方向上同一高度压强相等，垂直方向上气压自下而上越来越小。(2)冷热状况气流运动气压变化对应高空气压受热的地方(A地)上升变小变大受冷的地方(B、C地)下沉变大变小(3)由高压流向低压。(4)垂直运动。近地面受热不均，产生大气的垂直运动(对流)，然后产生水平方向上的气压差异，推动空气在水平方向上由高压流向低压，从而形成热力环流。2．在下图中画出热力环流，总结各环流的判断方法。(1)海陆风(2)山谷风(3)城市热岛环流-10-【提示】(1)快高低压慢高压海洋陆地海风快低高压慢高低压陆地海洋陆风(2)升温上升谷风降温下沉山风(3)高低压【归纳拓展】热力环流的形成-11-1.热力环流的形成——“一个关键、四个步骤”(1)“一个关键”：确定近地面两点的冷热。热容量大的地球表面，白天气温较低，夜晚气温较高；热容量小的地球表面，白天气温较高，夜晚气温较低。(2)“四个步骤”：①热上升、冷下沉——近地面热空气上升，近地面冷空气下沉。②热低压、冷高压——近地面冷的地方形成高压，近地面热的地方形成低压。③近地面和高空气压性质相反——近地面为高压，其高空为低压；近地面为低压，其高空为高压。④水平气流从高压流向低压。2．理解热力环流的形成，抓住以下三点关系(1)温压关系(如上图中甲、乙、丙三地所示)：(2)风压关系：水平方向上，风总从高压吹向低压(如上图中abcd处风向所示)。(3)等压面凸凹关系：近地面与高空等压面凸起方向相反。【方法点拨】等压面图的判读方法等压面是空间气压值相等的点组成的面，等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况，等压线图表示气压的水平分布状况。(1)在同一地点不同海拔高度上，海拔越高，气压越低。如图PAPE。(2)在近地面，气温越高，气压越低；气温越低，气压越高。如图PAPB，PAPC。(3)同一水平面上，高压区等压面都向高空凸起，低压区等压面都向低空凹陷，即“凸高凹低”。(4)同一垂直方向上，近地面和高空的气压区类型相反，即近地面为高压，高空则为低压。【学以致用】[2019·威海一中期末]读图，回答1～2题。-12-1．如果此图为热力环流侧视图，则以下说法正确的是()A．引起热力环流的原因是地面冷热不均B．温度：ABC．热力环流是大气运动最复杂的形式D．气压：DABC2．如果此图是城市热岛环流侧视图，在②处进行植树造林，对城市空气起到的作用是()A．增温和增湿B．净化和增温C．净化和增湿D．减湿和降温1～2.解析：第1题，热力环流是地面冷热不均引起的，它是大气运动最简单的形式，从图中可知A处气流下沉，B处气流上升，故温度BA。根据海拔越高气压越低，可知A、B两地气压高于C、D两地；根据水平气流由高压流向低压可知AB、CD，故四地气压为ABCD。第2题，若图示为城市热岛环流侧视图，在②处植树造林，可以对城市空气起到净化和增湿作用。答案：1.A2.C3．地面受热不均，会引起近地面和高空等压面的变化。下图所示等压面分布图中，正确的是()解析：近地面受热形成低压，冷却形成高压；高空气压与近地面气压状况相反。根据等压面规律，高压凸向高空，低压凹向低空，B图正确。答案：B素养一下垫面对大气温度影响(地理实践力)某学校地理兴趣小组做了下图所示实验：做甲、乙两个相同规格的玻璃箱，甲底部放一层土，乙底部不放土；中午同时把两个玻璃箱放在日光下，15分钟后，同时测玻璃箱里的气温。结果发现底部放土的甲箱比底部没有放土的乙箱气温高了3℃。据此回答1～2题。-13-1．该实验的主要目的是测试()A．大气的温室效应B．大气的运动C．一天中最高气温出现的时刻D．近地面大气主要、直接的热源解析：本实验利用土层模拟地面，通过实验发现有土层的玻璃箱气温较高，原因是土层吸收太阳辐射较多，地面辐射较强，这表明地面是近地面大气主要、直接的热源，故D项正确。答案：D2．甲箱气温比乙箱气温高的原因是()A．太阳辐射强弱差异B．地面辐射强弱差异C．大气削弱作用差异D．大气辐射强弱差异解析：甲箱底部放一层土，乙箱底部不放土，两