内容正文:
第一节 大气圈与大气运动
新课标要求
核心素养呈现
1.运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联系。
2.运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。
1.人地协调观:通过认识大气的组成、结构与人类活动的关系、热力环流对环境的影响等,形成正确的环境观,促进社会、经济和环境的良性循环和发展。
2.综合思维:结合大气受热过程、热力环流的形成原理,综合分析这些自然规律对环境、人类活动的影响及人类对这些自然规律在生产生活中的应用。
一、大气圈的组成与结构
1.大气圈的组成及其作用
(1)低层大气:由干洁空气、水汽、固体杂质组成。
(2)各种成分的含量及作用
大气成分
含量大小
作用
干洁空气
氮(N2)
含量最多
地球生物体内蛋白质的重要组成部分
氧(O2)
含量次多
人类和动物为维持生活活动必需的物质
氩
0.934%
二氧化碳
含量很少
①绿色植物进行光合作用的原料;
②调节地表温度的重要气体
水汽
很少
①成云致雨的必要条件;
②大气中一定含量的水汽可以提高人类生活的舒适度
固体杂质
很少
②形成雨云的凝结核;
③影响人的呼吸系统,给人体健康带
①反射太阳辐射、降低地面温度;
2.大气圈的分层
(1)划分依据:大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。
(2)垂直分层:(自下而上)对流层、平流层和高层大气。
(3)对流层
①位置:贴近地面的大气最底层。
②物质成分
占整个大气质量的3/4,集中了几乎所有的水汽与固体杂质。
③温度变化:气温随高度增加而降低。
④空气运动:对流运动显著。
⑤天气现象:风、云、雨、雾、雪等大都发生在这一层。
⑥厚度变化:因纬度和季节而变化。
纬度差异
季节差异
平均厚度
低纬度地区大于高纬度地区
夏季大于冬季
一般为8~16千米,平均12千米左右
(4)平流层
①位置和厚度:位于对流层之上,顶部距离地面大约50千米,厚度约40千米。
②温度变化:气温随高度增加而增加,呈现下冷上暖的特征。
③大气运动:以水平运动为主。
④臭氧层
高度
作用
平流层中20~40千米的高度
吸收大量紫外线而增温,使平流层增温;吸收对人类和动植物有伤害的紫外线,被誉为“地球生命的保护伞”
⑤航空的理想空域:水汽、悬浮固体颗粒、杂质等极少,能见度高;气流稳定;很少有飞鸟出现。
(5)高层大气
①密度:很小。
②电离层:在80~500千米高空,能反射无线电短波,对无线电通信有重要作用。
1.一架飞机在12千米高空从北极飞往赤道地区,飞行过程中所处大气层有什么变化?
提示:先在平流层,后在对流层。
二、大气的受热过程
1.最主要能量来源:太阳辐射。
2.大气对太阳辐射的吸收
(1)具有选择性:①臭氧和氧原子主要吸收波长较短的紫外线。
②水汽和二氧化碳主要吸收波长较长的红外线。
③可见光吸收得很少。
(2)吸收较少:大气直接吸收的太阳辐射只占大气层顶太阳辐射的五分之一左右。
3.地面吸收及辐射
(1)地面对太阳辐射的吸收
①地面吸收的太阳辐射占到大气层顶太阳辐射的二分之一左右。
②地面吸收太阳辐射而增温,同时向外辐射热量。
(2)地面辐射
①相对于太阳辐射来说,地面辐射是长波辐射。
②地面辐射绝大部分被对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收,使大气增温。
③地面长波辐射是低层大气主要的热量来源。
4.大气辐射
(1)大气在增温的同时,向外放出长波辐射。
(2)大气辐射中朝向地面的部分,因辐射方向与地面辐射相反,被称为大气逆辐射。
(3)保温作用:大气逆辐射把热量还给地面,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。
2.有经验的农民在深秋、初冬制造人造烟幕对农作物有何作用?
提示:在深秋、初冬制造人造烟幕在夜晚增强了大气逆辐射,从而达到保温作用,能够防止蔬菜、作物被霜冻冻坏。
三、大气的运动
1.热力环流
(1)含义:由于地面冷热不均而形成的空气环流,是大气运动最基本的形式。
(2)形成过程
垂直运动
接受热量较多时,近地面空气膨胀上升,近地面密度减小,形成低气压;对应高空形成高气压
接受热量较少时,近地面空气收缩下沉,近地面密度增大,形成高气压;对应高空形成低气压
水平运动
无论是近地面还是高空,空气都是从高气压区流向低气压区
3.暖气片和壁挂制冷空调在安装高度上有什么不同?其中包含的原理是什么?
提示:暖气片的安装高度比壁挂制冷空调低,因为暖空气做上升运动,冷空气做下沉运动。
2.大气的水平运动
(1)水平气压梯度:地表受热不均,导致同一水平面上产生气压差异。水平方向上单位距离间的气压差叫做水平气压梯度。
(2)水平气压梯度力
①形成:水平面上的气压梯度产生了水平气压梯