（浙江专用）2019-2020学年高中地理 第二章 自然环境中的物质运动和能量交换 4 第三节 大气

-1-第1课时对流层大气的受热过程学习目标明目标、知重点识记大气的垂直分层结构及与人类的关系。理解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。学会分析解影响地面获得太阳辐射大小的主要因素。一、大气的垂直分层1．划分依据：大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。2．垂直分层垂直分层气温特点与人类关系A对流层随高度增加而降低最为密切B平流层随高度增加而升高适合飞机飞行C高层大气随高度增加先降低后升高人造卫星等在此层运行二、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①选择性吸收：绝大部分紫外光被臭氧层吸收；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。②反射：水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和吸收一部分可见光。③散射：波长较短的蓝色光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太阳辐射的能量。2．地面辐射和大气辐射-2-(1)不同辐射类型比较序号辐射名称辐射类型辐射方向作用①太阳辐射短波辐射射向地面地面的直接热源②地面辐射长波辐射射向大气和宇宙空间对流层大气的直接热源③大气辐射长波辐射射向宇宙空间—④大气逆辐射射向地面大气逆辐射会使地面增温(2)影响大气逆辐射的因素云层增厚、湿度增大时大气逆辐射会增强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，太阳辐射强度越大，地面辐射越强。(2)下垫面因素：地面反射率越强，获得的太阳辐射越少，地面辐射越弱。(3)气象因素：在同纬度地区，年日照时数的长短，显然会影响到地面获得的太阳辐射。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，所产生的地表辐射也就越强。()5．太阳辐射中的紫外光绝大部分被臭氧层吸收。()答案：1.×2.×3.√4.√5.√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-3-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。大气的垂直分层【合作探究】阅读材料，探究下列问题。材料大气垂直分层示意图(见教材P43图2－23)。(1)地球大气主要分哪几层？(2)随高度的上升，对流层和平流层的气温分别是怎样变化的？(3)为什么说对流层与人类的关系最密切？(4)为什么平流层适合于飞机飞行？提示：(1)地球大气从地面到高空依次为对流层、平流层和高层大气。(2)随高度的上升，对流层的气温逐渐降低，平流层的气温则逐渐升高。(3)人类的生产和生活活动几乎都是在对流层中进行的。(4)平流层的气温下低上高，空气难以对流，以平流运动为主，飞机飞行不会上下颠簸；平流层水汽和尘埃少，天气晴朗少变，能见度好，利于飞机飞行。【核心归纳】根据大气温度、密度等物理特征的差异，大气层自下而上划分为对流层、平流层和高层大气三个层次，其主要特征列表如下：大气高度气温垂直变化空气天气与人类的关系-4-分层规律原因运动现象对流层低纬17～18km，中纬10～12km，高纬8～9km随高度增加而递减，大约每升高100m，气温降低0.6℃地面是对流层大气主要直接的热源，离地面越远，气温越低对流运动显著复杂多变人类生活在对流层底部，对流层与人类关系最密切平流层自对流层顶至50～55km下层随高度变化很小，30km以上随高度增加而迅速上升该层气温基本上不受地面影响，而靠臭氧大量吸收太阳紫外光增温平流运动为主天气晴朗臭氧大量吸收紫外光，成为人类生存环境的天然屏障；大气稳定，利于高空飞行高层大气自平流层顶以上到大气上界2000～3000km起初随高度增加而递减，后随高度增加而上升高空有氧原子吸收太阳辐射自下而上先对流后平流稳定少变80～500km高空有若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用【跟踪训练】下图示意大气垂直分层，读图，回答(1)～(3)题。(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()A．①B．②C．③D．④(2)下列关于Ⅰ层特点的描述正确的是()①气温随高度增加而递减②空气对流运动显著③低纬度地区厚度小于高纬度地区④天气现象复杂多变A．①③B．①②④C．②③④D．①②③④(3)对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-5-解析：(1)对流层气温随海拔增加而降低；平流层气温随海拔增加而升高；高层大气的底层气温随海拔增加而降低，高层大气气温随海拔增加先降低后升高。(2)Ⅰ层是对流层，对流层大气主要的直接热源是地面辐射，因此离地面越高气温越低；该层大气下暖上冷对流运动显著，而对流层厚度受对流强弱影响，赤道地区受热强烈，对流旺盛，到达的高度大，厚度大；由于对流层集中了几乎全部的水汽和固体杂质(凝结核)，且对流上升，易成云致雨，故该层天气现象复杂多变。(3)对短波通信具有重要意义的电离层位于高层大气(Ⅲ层)。答案：(1)B(2)B(3)D对流层大气的受热过程【合作探究】阅读材料，探究下列问题。材料太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射关系示意图(见教材P45图2－25)。(1)大气对太阳辐射有什么作用？(2)大气对近地面有什么作用？(3)近地面大气的主要、直接的热源是________。(4)若地球表面无大气层，地面昼夜温差有何特点？简要分析原因。提示：(1)削弱作用(吸收、反射等作用)。(2)保温作用。(3)地面。(4)昼夜温差变大。若地球表面无大气，白天，太阳辐射全部到达地面，地面温度很高；夜晚无大气逆辐射，地面散失热量多，温度很低。【核心归纳】1．大气对太阳辐射的削弱作用(1)吸收作用对能量最强的可见光吸收得很少。如下图：(2)反射作用受云层和较大颗粒尘埃的影响，大气对太阳辐射削弱较明显。如下图：-6-(3)散射作用当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分能量便以这些质点为中心，向四面八方散射开来。其中波长较短的蓝色光最容易被散射。如下图：(4)反射、散射、吸收作用的比较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对地面的保温作用是大气受热过程的延续，大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现了大气的受热过程。大气受热之后，又通过大气逆辐射的形式弥补了地面辐射的损失，实现对地面的保温作用。具体图示分析如下：3．影响地面辐射的因素-7-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，地面昼夜差别越大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大气受热过程原理的应用(1)昼夜温差大小的分析：主要结合大气受热过程原理，从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析①地势高低：地势高→大气稀薄→白天大气削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。②天气状况：晴朗的天气条件下，白天大气削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。③下垫面性质：下垫面的比热容大→地面增温和降温速度都慢→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。(2)大气受热过程原理在生产生活中的应用①解释温室气体大量排放对全球变暖的影响温室气体（CO2、CH4、O3、N2O等）→排放增多→吸收地面辐射多→气温升高→全球变暖②在农业中的应用：利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；在果园中铺沙或鹅卵石，防止土壤水分蒸发的同时可增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。-8-【跟踪训练】1.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。(1)对流层大气热量主要直接来源于()A．①B．②C．③D．④(2)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．④解析：第(1)题，由示意图可以直接看出对流层大气中的热量主要直接来源于地面辐射。第(2)题，深秋时节，用烟熏防御霜冻，主要是因为烟雾可增强大气逆辐射，从而起到对地面的保温效果。答案：(1)C(2)B2．(2019·6月浙江)夏至日前后，俄罗斯圣彼得堡(60°N)会出现夜晚不黑现象，这是因为大气对太阳辐射具有()A．折射作用B．反射作用C．吸收作用D．散射作用答案：D大气热力过程关联图的判读【典图示例】-9-【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-10-C．增强c辐射D．改变b的辐射方向解析：第(1)题，从图中箭头方向可判断出，a表示太阳辐射，b表示地面辐射，c表示大气逆辐射。其中b是大气热量的直接来源，其辐射的热量主要被大气中的水汽、二氧化碳等吸收。阴天时，c辐射增强。第(2)题，燃烧柴草可释放出大量二氧化碳及烟尘，增强大气逆辐射(c)，使大气对地面的保温作用增强，从而保护作物少受霜冻影响。答案：(1)B(2)C对点练一大气的垂直分层读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图，据此完成1～2题。1．关于图中内容的叙述，正确的是()A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化B．随高度增加气温渐高，气压渐低C．距地面20km处气压降为地面的一半D．对流层垂直方向上温度变化范围是－60～20℃2．关于图中①②层大气的正确叙述是()A．①层大气厚度随纬度增加而增厚B．②层因氧原子吸收紫外光而增温C．①层大气与人类关系最密切D．②层复杂的天气现象不利于飞行解析：第1题，大气垂直分层的依据是温度随高度的变化；不同大气层，其温度的变化不