地理环境之大气分层和热力状况

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,点明本节课题,第一课时 大气圈的组成与结构、 大气的热力状况,学习目标,1 明确低层大气的组成，了解大气的垂直分层及各层的主要特点。 2、能用图表说明大气的受热过程，理解太阳辐射，大气，地面三者之间的能量传递过程 3、掌握大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温效应。 4、运用所学知识解释生活中的现象。,【合作探究】1.低层大气组成成分有哪些？各成分的主要作用又是什么呢？,大气各成分及其作用,一、大气圈的组成与结构,（一）大气的组成,大气组成,主 要 作 用,拓展探究,1.大气各组成成分的比例是不是固定不变的？,2.人类活动会不会影响大气成分的比例？,臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度大量减少的空域。,温室效应：全球二氧化碳增多,2、大气圈,（一）、大气圈的组成：,1、地球表层包围着的大气称为大气圈。,固体杂质,水汽,干洁空气,A、78%,B、21%,其他气体1% 氩、CO2、O3,3、干洁空气组成图,阅读讨论,1、大气垂直分层的依据？,2、地球大气共分哪几层?,3、在不同纬度，对流层 高度是否一样?为什么?,4、对流层和平流层的气温如何随高度而变化?原因是什么?,5、对流层和平流层中，大 气运动的特点是什么?,6、对流层和平流层大气与 人类有何关系?,7、读图，说明电离层与人 类的关系。,1.大气垂直分层的依据是什么？可分为那几层？,大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。,2 大气的 垂直分布,想一想：位于非洲中部的乞力马扎罗山，地处热带，山顶却终年积雪，这是什么原因？,1、对流层的气温是如何随高度而变化的?原因是什么?,2、对流层的大气运动 有什么特点？,气温随高度的增加 而递减,地面是对流层大气的 主要的直接热源 （-6°C）/1000M,对流运动显著,上冷下热，有利 于空气的对流；,对流层,对流层的高度取决于空气对流运动的强度，空气对流运动的强度又取决于近地面空气温度的高低和空气上下层温差的大小。因纬度而异，低纬度 地面受热多，对流旺盛，对流层高度可达1718千米；中纬度对流层高度为1012；高纬度地面受热少，对流运动弱，对流层高度仅89千米。,对流层,3、在不同纬度，对流 层的高度是否一样？ 为什么？,对流层,气温随高度的增加而递减,地面是对流层大气的主要的直接热源 （-6°C）/1000M,对流运动显著,上冷下热，有利于空气的对流；,点拨拓展：一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？,平流层对流层平流层,对流层,风、云、雨、雾、雪等天气现象复杂多变,对流层,与人类的关系最为密切,4、对流层与人类有什么关系？,平流层,特点： 气温随高度增高。,平流运动为主,上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以平 流运动为主，利于飞行,该层大气主要靠臭氧吸收大量紫外线而增温。,平流层,1.气温是如何变化的？ 原因是什么？ 2.大气运动有何特点？ 3.与人类有什么关系？,高层大气,电离层反射无线电短波,20003000千米的高空为地球大气的上界。,80500千米的高空，有若干电离层。,特点： 气压很低，密度很小。,高层大气,对流层，平流层，高层大气与人类的关系怎样？,大气的垂直分层,对流层,平流层,高层大气,对流旺盛近地面， 纬度不同厚度变； 高度增来温度减， 只因热源是地面； 天气复杂且多变， 风云雨雪较常见。,气温初稳后升热， 只因层中臭氧多， 水平流动天气好， 高空飞行很适合。,电离层能反射无线电波，对无线电通讯有重要作用,臭氧层,大气的垂直分层,小结,(1)图中正确表示大气层气温垂直变化曲线的是( ) A B C D (2)对短波通信具有重要意义的电离层位于( ) A层底部 B层中部 C层底部 D层,1.读图，回答问题(2004年高考题-全国卷),B,D,练习巩固,2、下列是关于大气对流层特点的描述：气温随高度增加而递增；空气对流运动显著；低纬地区厚度大于高纬地区；天气现象复杂多变。其中全部正确的一组叙述是,A、 B、 C、 D、,3、关于平流层的叙述，正确的是（ ） A、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流 B、气温基本上不受地面影响 C、在平流层中存在一个电离层，能反射无线电波 D、平流层有利于高空飞行，与人类的关系最为密切,4、有时地面无线电短波通讯突然中断，这可能是（ ） A、对流层出现云、雨、雾、雪等天气 B、臭氧层的存在 C、电离层受到耀斑爆发的干扰 D、空气对流运动所致,C,B,C,5.将下面几种成分的代号填入表中，与其作用进行正确的搭配：,A、二氧化碳 B、水汽 C、臭氧,D、氮 E、氧 F、尘埃,D,F,A,B,E,C,二、大气的受热过程,二、大气的受热过程,太阳辐射,-以辐射可见光为主的 短波辐射,地球上的能量源泉是：,太阳辐射,1、当太阳辐射穿过厚厚的大气层时，能量能100到达地面吗？为什么？ 2、太阳辐射通过哪些环节被削弱了？,合作探究 1.大气对太阳辐射的 削弱作用,假如到达大气上界的太阳辐射定为百分之百，而实际上最后到达地球表面的太阳辐射却只有百分之四十七，这是大气对太阳辐射的削弱作用造成的。,大气对太阳辐射的吸收 大气对太阳辐射的反射 大气对太阳辐射的散射,A. 吸收作用,稀薄的高空大气中的氮、氧原子吸收紫外线,二氧化碳、水汽吸收红外线,（选择性）,（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到地面）,臭氧大量吸收紫外线,太阳辐射光谱示意图,太阳辐射中能量最强的是可见光部分,可见光,B.大气对太阳辐射的反射作用：,参与 的大气成分：,特点：,云层、尘埃,无选择性,思考：对比晴朗和多云的白天哪一个温度低？,多云的白天温度低，因为云层把太阳辐射反射掉了,对太阳辐射削弱作用最强,C.大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,空气分子和微小尘埃,特点：,具有选择性,日出前，日落后，天空仍然是明亮的,2、削弱作用,吸收,紫外线,红外线,有选择性，大部分可见光可穿透,云层、尘埃,各种波长同样被反射,无选择性,对太阳辐射削弱作用最强,A、削弱作用,臭氧（平流层） 水汽、二氧化碳（对流层）,反射,B.大气削弱作用影响因素,地 球,大气上界,太阳高度,太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少,太阳高度小经过的大气路程长大气削弱多,下垫面因素：地面反射率、地形的起伏 其它因素：天气状况等。,阅读教材中“大气的保温作用”内容，思考下列问题： 1、地面辐射是如何形成的？为什么它是长波辐射？ 2、为什么地面是对流层大气的直接热源？ 3、大气辐射是如何形成的？ 4、什么是大气逆辐射？它有什么作用？ 5、综上所述，大气的保温效应是如何产生的？,2、大气的受热过程,自主感悟,地面增温,大气吸收,“太阳暖大地”,“大地暖大气”,“大气还大地”,大气的受热过程,1、地面增温的主要热源是什么?,合作探究 1.太阳暖大地,太阳辐射,2、太阳辐射是短波辐射还是 长波辐射?地面辐射呢？为什么？,太阳表面温度约6000K太阳辐射短波辐射 地球固体表面温度约22地面辐射长波辐射 近地面大气平均温度约15大气辐射长波辐射,拓展,合作探究 2.大地暖大气,大气增温的直接热源是什么？,地面辐射 大气吸收地面辐射增温,1、什么是大气逆辐射？它和大气辐射有什么关系？ 2、大气是如何起到对地面的保温作用的？ 3、保温作用的强弱与天气有何关系？,合作探究 3.大气还大地 （大气对地面的保温作用）,2.大气的温室效应 (1)地面辐射长波辐射 任何物体都要不停地放出辐射，物体温度越高，辐射的能量越集中在波长越短的部分，反之越长。例如，太阳辐射集中于波长较短的可见光部分，而地面和大气温度较低，辐射出的能量相对集中于波长较长的红外波段，因此地面和大气辐射都是长波辐射。 (2)低层大气的直接热源地面辐射 大气对太阳短波辐射几乎透明，使大部分太阳辐射能透过大气到达地面，被地面吸收后增温，地面向上释放的长波辐射大部分(75%95%)被大气中的二氧化碳和水汽吸收，从而使大气增温。,(3)保温作用过程突出大气逆辐射 大气吸收了地面辐射后增温，并放出长波辐射（大气辐射），除一小部分射向宇宙空间外，大部分都又向下射向地面。由于其方向与地面辐射正好相反，故称为大气逆辐射。大气逆辐射将能量还给地面，减少了地面因地面辐射而造成的热量损失，对地面有保温作用。例如：多云的夜晚，气温较高；而晴朗的夜晚，则气温较低。“十雾九晴”；霜冻多出现在晴朗的夜里。,【实战演练】 根据所学知识解释自然现象。 1、多云的夜间，为什么气温比晴天高？,（夜晚多云，增强了大气逆辐射，所以气温比晴天高）,让思维沸腾起来！,2.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，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）,3.在深秋，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？,人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻。,4. 仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面温度的昼夜变化不像月球那样明显？,1,一般发生在白天的自然现象多用“削弱作用”有关知识解释；而发生在夜晚的现象多用“保温作用”有关知识解释；若涉及“昼夜温差”则需综合以上两大热力作用解答，如解释月球上、青藏高原、沙漠等地区日较差大时需综合考虑削弱作用和保温作用。,【技巧点拨】,大气逆辐射只有在晚上才发生 这种认识是错误的。大气逆辐射是大气辐射的一部分，它们是始终存在的，而且白天气温高，逆辐射更强。只是在白天，由于太阳辐射的影响，考虑问题时主要侧重于大气对太阳辐射的削弱作用，在夜晚，由于没有太阳辐射，近地面气温主要受大气逆辐射强弱的影响，因而容易产生白天没有大气逆辐射的误解。,根据所学知识解释自然现象： 1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？ 2、为什么白天多云，气温比晴天低，夜间多云，气温又比晴天高？ 3、为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？,（大气对太阳辐射的散射作用）,（大气对太阳辐射的反射作用和大气逆辐射的保温作用）,（赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强的原故）,4、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 5、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？ 6、某地昨天为晴朗的天气，今天为多云的天气，仅从大气的热力作用分析，哪一个气温日较差小？为什么？,（因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）,（人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻）,（今天；多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，气温不会太高，夜晚，大气逆辐射作用强，气温不会太低）,玻璃温室,大气作用,-保温作用,解释玻璃温室、大棚保温的原理,温室效应,太阳短波辐射能够透过玻璃和塑料大棚到达地面使室内升温，室内地面升温后放出的地面辐射则被玻璃或塑料大棚所阻挡，减少了热量的损失。同时，玻璃还阻止室内外空气进行热交换，使得温室内温度高于室外。,大气圈,课堂总结：,结构整合,1.下列四幅图中的地点均为北半球同一纬度、同一季节，其中气温最低的是,解题思路:白天与夜晚相比，白天由于太阳辐射的因素，因比夜晚的气温高， 因此四幅图中，A、C的气温比B、D高，A、C相比，C点有云层遮挡， 白天云层对太阳辐射具有削弱作用，因此有