内容正文:
第二节 大气受热过程和大气运动
第1课时 大气受热过程
目标导引
核心素养
1.理解对流层大气的受热过程。
2.能够运用示意图说明大气保温作用的基本原理。
1.理解太阳辐射、地面辐射、大气辐射(大气逆辐射)的转换关系。(综合思维)
2.利用大气受热过程原理,解释相关自然现象。(地理实践力)
3.对“温室效应”原理的多角度地广泛应用。(人地协调观)
必|备|知|识
一、大气的受热过程
1.两个热源。
(1)地球大气最重要的能量来源:太阳辐射。
(2)近地面大气主要的、直接的热源:地面长波辐射。
2.两个过程。
(1)地面增温过程:大部分A(太阳辐射)穿过大气射到地面,使地面增温。
(2)大气增温过程:地面被加热,并以B(长波辐射)的形式向近地面大气传递热量,使大气增温。
[提醒] 物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短,因此,太阳辐射是短波辐射,地面辐射是长波辐射。
微思考1
大诗人苏东坡曾诗云“我欲乘风归去,又恐琼楼玉宇,高处不胜寒”。
你能说出“高处不胜寒”是如何形成的吗?
提示:近地面大气主要的、直接的热源为地面辐射,海拔越低,距离地面越近,获得的地面辐射越多,气温越高;海拔越高,距离地面越远,获得的地面辐射越少,气温越低。
二、大气对地面的保温作用
1.大气辐射。
(1)对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强。
(2)作用:大气在吸收地面长波辐射后会增温。
2.大气逆辐射。
(1)大气在增温的同时,也向外辐射长波辐射。
(2)作用:对地面起到了保温作用。
(3)影响因素:天空有云,特别是浓密的低云时,大气逆辐射更强。
[提醒] 地面辐射是近地面大气(对流层)主要的、直接的热量来源,而地面辐射的主要能量来源是太阳辐射,所以说,太阳辐射是地球上(地面和大气)的根本能量来源。对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。
微思考2
为什么在深秋和寒冬,霜冻多出现在晴朗的夜晚?
提示:深秋和寒冬晴朗的夜晚,大气逆辐射较弱,气温较低,水汽容易遇冷凝结形成霜,所以霜冻多出现在晴朗的夜晚。
探究点一
大气对太阳辐射的削弱作用
情境Ⅰ
冬季寒冷的天气导致皮下毛细血管内血液循环较慢,逐渐形成毛细血管内淤血,反映在面部则会出现团状、片状和网状的红色斑块,常常被人们戏称为“高原红”。
【问题探究】
(1)“高原红”的形成还有其他原因吗?
答案 由于地势较高、空气稀薄,日光中的紫外线较为强烈,从而造成角质层的长期损伤。两种因素的共同作用逐渐形成所谓的“高原红”。
大气对太阳辐射的削弱作用
大气对太阳辐射的削弱作用表现在大气对太阳辐射的反射、散射和吸收三个方面。如下表所示:
作用
形式
作用
特点
参与作用的
大气成分
削弱的辐射
形成的自然
现象或作用
反射
作用
无选
择性
云层和较大颗粒的尘埃
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
空气分子
可见光中波长较短的蓝、紫光
晴朗的天空呈蔚蓝色
无选
择性
微小尘埃
各种波长的太阳辐射
天空呈灰白色
吸收
作用
有选
择性
水汽、二氧化碳(对流层);臭氧(平流层)
臭氧吸收紫外线;水汽和二氧化碳吸收红外线
臭氧层对地球具有保护作用
对点训练
下图为大气受热过程示意简图。读图,完成1~2题。
1.图中所示近地面大气的热量主要来自 ( )
A.① B.② C.③ D.④
解析 地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。读图可知,图中②表示地面长波辐射。
答案 B
2.白天多云时,气温比晴天低是因为 ( )
A.① B.② C.③ D.④
解析 多云的白天气温不会太高主要是由于云层对太阳辐射的削弱作用强,减少了到达地面的太阳辐射。图中④表示大气对太阳辐射的削弱作用。
答案 D
探究点二
大气对地面的保温作用
情境Ⅱ 月球上既没有水,大气也极少。由于月球上几乎没有大气,因而月球上昼夜温差很大。白天,在阳光直射的地方,温度高达127 ℃;夜晚温度可低到-183 ℃。月球的南极由于终年低温,有可能在某些地方有冰存在。
【问题探究】
(2)月球表面为什么昼夜温差特别大?
答案 月球没有大气层,白天没有大气对太阳辐射的削弱作用,太阳辐射强,温度高;晚上没有大气逆辐射,没有对地面的保温作用,降温剧烈,温度低,故昼夜温差大。
大气对地面的保温作用
由上图可知,大气对地面保温作用的过程可归纳如下表:
图示
名称
具体过程
热量来源
Ⅰ
太阳
暖大地
太阳辐射到达地面,地面吸收后增温
太阳辐射
Ⅱ
大地
暖大气
地面增温后形成地面辐射,大气吸收后增温
地面辐射
Ⅲ
大气
还大地
大气增温后形成大气辐射,其中向下的部分称为