内容正文:
第五章 地球上的大气 大气的运动
第12讲 大气的分层 大气受热过程与气温
课标要求
素养考查
1.大气的组成及作用。
2.大气和垂直分层、特点及对人类的影响。
3.大气的受热原理及其实践应用。
4.气温的分布规律及变化规律。
1.区域认知:结合图文材料,掌握不同地区对流层厚度的特点及其成因中,认识不同地区的生产实际与大气受热结合。
2.综合思维:结合图文材料,综合分析大气各垂直分层的特点,成因及对人类的影响;运用知识原理分析温室效应、北方防霜冻、春播覆地膜的原因。
3.地理实践力:结合生产生活实践,验证地理知识的应用。
一、大气的组成与垂直分层
(一)大气组成
低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
1.干洁空气
成分
体积比
作用
氮气
78%
地球上生物体的基本成分
氧气
21%
人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质;并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程
二氧化碳
较少
绿色植物光合作用的基本原料;对地面有保温作用
臭氧
很少
强烈吸收太阳紫外线,保护生物免受过量紫外线的伤害;适量到达地面紫外线,又具有杀菌治病的作用
2.水汽
(1)分布不均
①水平方向上:海洋上空高于陆地上空,湿润地区上空高于干旱地区上空。
②在垂直方向上:自地面向高空逐渐减少。
(2)作用:是成云致雨的必要条件;吸收红外线辐射;水汽可发生固、液、气三态转化,产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。
3.杂质
(1)影响因素:大气中杂质的含量,随时间、地点、天气条件而变化。
(2)分布差异:近地面大气中,陆上多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季。
(3)作用:杂质使大气能见度变差;但作为凝结核,是成云致雨的必要条件。
(二)大气的垂直分层
1.根据:大气的温度、密度、运动状况在垂直方向上的差异,自下而上分为对流层、平流层、高层大气。
2.分层
(1)对流层(A层)——贴近地面的大气最底层,占整体大气质量的3/4,含有几乎全部的水汽、杂质。
①厚度:随纬度、季节而变化。低纬度地区对流层高度17~18千米;中纬度地区高度10~12千米,高纬度地区仅高8~9千米。夏季较厚,冬季较薄,中纬度地区尤为明显。
②气温垂直变化:对流层气温随高度的增加而递减。(原因:地面是对流层大气主要的直接热源)
③垂直向空气运动:对流层上部冷下部热,空气产生对流,容易成云致雨。
④与人类关系最为密切:对流层天气现象复杂多变,多产生云、雾、雨、雪现象。
[特别提醒]
对流层气温的垂直递减率是每上升100米,气温下降约0.6 ℃。
(2)平流层(B层)
①范围:自对流层顶向上至50~55千米的高度范围。
②气温变化:随高度的增加而上升。臭氧吸收的太阳紫外线是主要热量来源。
③空气运动:平流层上部热下部冷,大气稳定,不易形成对流,以水平运动为主,天气晴朗,有利于高空飞行。
④臭氧层:集中于15~35千米的气层中。
(3)高层大气(C层)
①范围:平流层顶以上的大气。
②特点:高层大气气压很低,密度很小。
③电离层:在60~500千米的高空,有若干电离层。这是太阳紫外线和宇宙射线的作用下形成的。电离层能反射无线电波,对远距离的无线电通信有重要作用。
二、大气的受热过程
1.两个热量来源
(1)大气的最根本的热量来源:太阳辐射。
(2)近地面大气热量主要热源:地面辐射。
2.三大过程
(1)太阳暖大地:大部分太阳辐射透过大气射到地面,使地面增温。
(2)大地暖大气:地面以地面辐射的形式向大气传递热量,使大气增温。
(3)大气还大地:大气逆辐射又把热量还给地面,补偿地面损失的热量。
3.两大作用
(1)削弱作用
由于大气对太阳辐射的反射、散射和吸收作用,投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地表。
①反射作用:云层越低、越厚,云量越多,反射越强。
②散射作用:可见光中波长较短的蓝光、紫光容易被散射,晴朗的天空呈蔚蓝色、早上太阳未升到地平线时东方会发亮等现象,都是由于大气的散射作用。
③吸收作用:平流层大气中的臭氧,主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等,主要吸收太阳辐射中的波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少。
(2)大气对地面的保温作用
①对流层大气对地面辐射的截留作用:对流层大气中的水汽和二氧化碳等,可强烈地吸收地面辐射,使大气增温,所以,地面是对流层大气主要的直接热源。
②大气逆辐射补偿作用:射向地面的大气辐射把热量返还给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,起到保温作用。多云、浓雾等天气,大气逆辐射则增强。
4.大气的热力作用与气温日较差的关系:削弱作用降低了白天的最高气温;保温作用提高了夜间的最低气温;从而减小了气温日较差。
三、气温的分布及变化规律
(一)气温的分布规律
1.