地面辐射及其影响因素教案.doc

组织教学和引入新课：师：上节课我们学习了大气的垂直分层、组成及其对大气的削弱作用，通过PPT上的这幅图我们就能很直观的了解到大气对太阳辐射有哪些作用？生：吸收、反射和散射师：没错，上节课老师还留下过一个问题为什么大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的？有同学找到答案了吗？（大气主要吸收的是红外光和紫外光，占了太阳辐射能量大部分的可见光没有被吸收）那么太阳辐射中的可见光部分去了哪里呢？（学生讨论回答）其实这幅图就告诉了我们答案，是被地面吸收了，100%的大气辐射有将近一半——47%都被地面吸收了中国有句古话叫有得必有失，地面吸收了透过大气的太阳辐射后升温会有怎样的反应呢？这就是我们今天要学习的地面辐射和大气辐射下面请大家阅读书本44页的内容，回答PPT上这几个问题1、什么是地面辐射？2、太阳辐射和地面辐射分别是长波辐射还是短波辐射？3、对流层大气与地面辐射的关系？讲解新课：（地面辐射）师：下面我来请一位同学回答下前两个问题生：地面吸收透过大气的太阳辐射后升温，同时又对外（主要是向大气层）释放辐射能量，形成地面辐射地面辐射为长波辐射，太阳辐射为短波辐射师：完全正确，找得很准确画图）地面得到太阳辐射后就会以地面辐射的方式失去。

这里书上告诉我们是根据辐射波长的差异，称地面辐射为长波辐射，太阳辐射为短波辐射，说得很笼统，可能同学们都不了解到底是怎么回事，老师在这里扩展一下在前面我们学过太阳以电磁波的形式向外输送能量就称为太阳辐射，其实只要是有温度（也就是温度高于绝对温度零度）的物体就会释放电磁波，形成辐射像蛇进行捕食就是靠猎物所释放的红外线确定猎物的位置由实验发现，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；温度越低，波长越长由于地球表面的温度比太阳低得多，太阳表面温度约为6000℃，地球表面的温度是15度，所以地面辐射的波长比太阳辐射长得多相对于太阳短波辐射来说，地面辐射为长波辐射这个知识大家了解一下就好，只要记住太阳辐射和地面辐射分别是短波辐射和地面辐射就好解决完第二个问题，我们再看第三个问题：对流层大气与地面辐射的关系再请一位同学回答生：地面辐射是对流层大气增温的直接热量来源师：很对大气想要升温就要吸收热量，大家还记得上节课我们学的对流层大气是哪些成分吸收哪种光吗？生：二氧化碳和水汽吸收红外光师：没错，对流层大气主要是吸收太阳辐射中的红外光，而对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射到地面上来，所以对流层大气直接吸收的太阳辐射很少，但是呢，对流层大气中的二氧化碳和水汽却能够强烈地吸收地面放射的长波辐射，从而提高它的温度，所以说，地面放射的长波辐射是对流层大气的主要热量来源。

那同学们想一想如果我问最根本的热量来源呢？（学生讨论）其实还是太阳辐射对吧，只是相当于转换了一种形式，总之，太阳辐射是地球上的根本能量来源大气辐射）师：大家说大气在吸收地面辐射增温的同时，它作为有温度的物体会向外辐射能量吗？（会），那如果要同学们命个名的话，你们会叫这种辐射什么？（大气辐射）对，我们就是称它为大气辐射大家根据之前老师所讲的判断大气辐射是属于长波还是短波辐射啊？（长波辐射）对，因为它的温度不会很高对吧画图）大气辐射呢是向是向四面八方发散，一部分呢朝上就会射向高层大气和宇宙空间，一部分又会向下射向地面射向地面的大气辐射，又有属于自己独特的称呼，叫大气逆辐射根据它的定义请大家思考，什么因素会影响大气逆辐射的强度，以及它的存在会产生怎样的作用？（学生讨论）首先请一位同学回答第一个问题影响大气（逆）辐射的因素生：天空中有云，特别是有浓密的低云或空气中湿度比较大时，大气逆辐射就会增强能解释一下吗？）有云、空气湿度大的话水汽、二氧化碳含量就会高一些，吸收地面辐射就越多，大气辐射越强，那大气逆辐射也会越强师：很正确云多、空气湿度大，大气中含有水汽、二氧化碳越多，吸收的地面辐射越多，大气辐射越强。

那大气逆辐射的作业大家一起回答我是什么啊？生：大气逆辐射会使地面增温，而地面增温又能加强地面辐射师：没错，这里也就涉及到大气的又一作用——保温作用请大家把书翻到46页阅读部分，先自己看一下看图解说）书上的内容总结起来就是两个方面：1）近地面大气吸收并保存地面辐射的热量（阻碍地面辐射的散失）（2）大气逆辐射将热量还给地面（补偿地面辐射损失的热量)这样，对流层大气就可以延缓地面温度下降的趋势，使得地面昼夜温差波动趋于和缓，这就是大气对地面的保温作用也称为大气的温室效应 学习完这个知识大家能解释为什么地球表面昼夜温差远不如月球表面大吗？（PPT演示讲解）这也是书本45页活动题的第一小题，下面看到二三题我就请同学回答生：（深秋至第二年早春季节，霜冻为什么出现在晴朗的夜晚）晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射热量散失，致使地面温度低人造烟幕中含有大量二氧化碳、水汽、尘埃，能强烈的吸收地面辐射，减少地面辐射损失的能量，对地面起到保温作用，所以可以防御霜冻师：看来大家都掌握得不错，接下来大家跟着老师一起总结太阳辐射、地面辐射、大气辐射三者的关系PPT演示）（热量平衡）师：根据书上的图，大家告诉老师地面收入有哪些啊[黑板计算]（地面吸收太阳辐射47+大气逆辐射106=153支出呢（地面辐射120+湍流输送10+潜热输送23对于地球大气，其能量的存在和交换形式就不仅是辐射能了。

这里还有水分的相变（降水、蒸发）伴随的热能量交换，冷暖空气流动传递的能量以及空气与下垫面之间的热量交换=153）两者相等，大气是不是觉得很神奇，就其实就是热量平衡的一个原理，大家现在也可以算一算大气和整个地气系统能量收支情况，也是平衡的，这也就使得多年来大气的温度基本稳定，我们生存在一个稳定的、平衡的大气环境中影响地面辐射的主要因素）师：同学大家还是看这幅图，根据地面辐射热量来源与支出大家，想一想地面辐射强度会受什么因素的影响啊？（学生讨论）师：从来源上看，地面增温的热量来源是太阳辐射，所以与太阳辐射是有一定的联系的大家来看这个探究题......(A的太阳高度大于B的太阳高度，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多，等量的太阳辐射在地表分布的面积越小，光热越集中，所产生的地面辐射也就越强对整个大气而言，影响年平均正午太阳高度的就是纬度因素纬度越低，年平均正午太阳高度大，太阳辐射经过的大气路程短，被大气削弱得少，单位面积获得的太阳辐射能多，地面辐射强同样性质的地表，受到太阳辐射的强度越大，所产生的地面辐射也就越强既然是地面辐射，肯定与地面的性质是分不开的，也就是下垫面因素，什么是下垫面呢？下垫面是指与大气下层直接接触的地球表面。

下垫面的状况不同，吸收和反射太阳辐射的比例也不同大家看图2-27，不同性质地面的反射率找出反射率最大和最小的，反射率最大的是新雪，最小的是海洋南极与北极虽然都是高纬度，但南极的温度要比北极低，其中一个很重要的原因就是它们二者的下垫面因素不同，南极是被冰雪所覆盖，而北极被北冰洋包围，冰雪能强烈地反射太阳辐射，而海洋反射得少，所以南极热量散失得更多，使南极的温度更低因为下垫面因素，使世界各地地面辐射的变化，并不完全与纬度的变化相一致此外，影响地面辐射还有其他一些因素，像气象因素，海拔高度，空气质量等，其中以气象因素的影响为最大例如，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年日照时数越长，地面获得的太阳辐射越多所以，影响地面辐射主要因素是纬度因素、下垫面因素，其次是气象因素巩固新课师：我们总的来看对流层大气的受热过程：（PPT演示）大气的热力作用总结起来就有两个：1、削弱作用2、保温效应课后请大家完成相应练习。