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
[课标要求] 运用示意图等,说明大气受热过程,并解释相关现象。
1.运用过程示意图,识别太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射的热量来源、传递方向及相互关系。
2.借助具体案例,理解大气削弱和保温作用的基本原理及其应用,培养学生的地理实践力。
3.从能源安全、环境变化的角度,以人地协调观理解人类活动与大气受热过程的关系。
知识点(一) 大气的受热过程
[预读教材]
1.能量来源
(1)地球大气最重要的能量来源: A太阳辐射,属于短波辐射。
(2)近地面大气主要的、直接的热源: B地面辐射,属于长波辐射。[注1]
2.受热过程
(1)“太阳暖大地”:太阳辐射穿过地球大气层,少部分被吸收或反射,大部分到达地面,地面吸收太阳辐射而增温。[注2]
(2)“大地暖大气”:地面增温后,产生地面长波辐射,以对流、传导等方式将热量传给大气,使大气增温。[注3]
[助解教材]
[注1]深化:物体的温度越高,辐射中能量最强部分的波长越短;反之越长。相对而言,太阳辐射是短波辐射,地面辐射、大气辐射是长波辐射。
[注2]阐释:到达地面的太阳辐射与地面辐射
①到达地面的太阳辐射:太阳辐射经过大气层,被大气削弱后,到达地面的辐射称为到达地面的太阳辐射。
②地面辐射:地球表面在吸收太阳辐射的同时,又将其中的大部分能量以辐射的方式传送给大气。地面以其本身的热量向外辐射的方式,称为地面辐射。
[注3]辨析:大气的根本能量来源是太阳辐射,直接热源是地面辐射。
[学能解惑]
我们都有生活体验,正午时分是太阳辐射最强的时候,但是气温最高却出现在下午2时左右,你能说出形成这种差别的原因吗?
提示:太阳辐射被地面吸收,形成地面辐射。地面辐射被大气吸收,大气增温。从太阳辐射最强到气温最高,存在时间差。
知识点(二) 大气对地面的保温作用
[预读教材]
1.大气增温:地面长波辐射绝大部分被对流层中的水汽和二氧化碳等吸收,大气吸收地面长波辐射后会增温。
2.大气保温
(1)过程及意义
(2)影响大气逆辐射的因素
主要包括云量多少,大气的洁净度、干燥度。一般情况下,云量越多、空气越浑浊、湿度越大,大气逆辐射越强。
[助解教材]
[注]诱思:谚语说“十雾九晴”,请解释原因。
提示:“十雾九晴”,指深秋、冬季和初春时,大雾多发生于晴天。这是因为晴天时,云层较薄,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,夜晚大气逆辐射弱,造成下垫面的昼夜温差大,易形成雾。
探究点一 大气对太阳辐射的削弱作用原理及应用分析
[案例探究]
仰望天空,你所看到的颜色就是太阳光被大气中的气体分子散射后形成的颜色。在太阳辐射的可见光中,波长较短的蓝色光最容易被散射,所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。日出日落时分,太阳光要穿过一层比太阳高挂时更厚的大气层。大部分蓝色光线在到达你的视野之前已经被散射掉了,剩下主要包括红色和橙色的太阳光。所以此时的太阳看起来呈红色,周围的云朵被映射得绚烂多彩。
[思考交流]
1.唐代诗人白居易有两句诗“一道残阳铺水中,半江瑟瑟半江红”和“日出江花红胜火”,试说明夕阳和朝阳呈现红色的原因。
提示:当太阳升起和快落下的时候,它跟我们的距离是最远的,太阳光要穿越的大气层距离也是最长的,其他颜色的光线几乎被大气散射殆尽,最后映入我们眼帘的就只有红色光了,所以显得更红。
2.为什么8月份的青藏高原虽然气温不高,但容易被晒黑?
提示:青藏高原海拔高,空气稀薄,空气中的尘埃微粒和水汽少,加上晴天多,所以大气对太阳辐射的削弱作用小,因此就算气温不高也容易被晒黑。
[综合思维]
1.大气对太阳辐射的削弱作用原理
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
反射作用
无选择性
较大颗粒的尘埃、云层
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,微小尘埃
可见光中波长较短的蓝、紫光
晴朗的天空呈蔚蓝色;朝霞、晚霞呈红色
无选择性
较大颗粒的尘埃等
各种波长的太阳辐射
阴天的天空呈灰白色;房间里、日出前、日落后天空明亮
吸收作用
有选择性
臭氧、水汽、二氧化碳等
紫外线、红外线
全球变暖;臭氧能吸收紫外线,对地球生物具有保护作用
2.大气对太阳辐射的削弱作用变化规律的分析
(1)随时间变化:太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,太阳辐射作用越强;一年中的夏季、一天中的正午太阳高度最大,太阳辐射作用最强。
(2)随纬度变化:纬度位置越低,太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,太阳辐射作用越强;纬度位置越高,太阳辐射被大气削弱得越多,太阳辐射作用越弱。这是太阳辐射强度由赤道向两极递减的原因。
3.利用大气的削弱作用原理分