内容正文:
第2课时 大气的受热过程
学习目标
核心素养
1.理解对流层大气的受热过程。
2.掌握温室效应的原理。
综合思维:理解太阳辐射、地面辐射、大气辐射(大气逆辐射)的转换关系。
地理实践力:利用大气受热过程原理,解释相关自然现象。
人地协调观:对“温室效应”原理的多角度的广泛应用。
课前自主预习
知|识|梳|理
知识点一 大气的受热过程
1.太阳辐射是地球表层最主要的能量来源。
(1)进入地球大气层的太阳辐射,有一部分被大气直接吸收。大气对太阳辐射的吸收具有选择性。臭氧和氧原子主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线;水汽和二氧化碳主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线,而太阳辐射中的可见光被吸收得很少。
(2)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,地面吸收的太阳辐射却占到大气层顶太阳辐射的二分之一左右。
2.地面辐射
(1)类型:长波辐射。
(2)作用:地面的长波辐射是低层大气主要的热量来源。
知识点二 大气对地面的保温作用
3.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。
4.大气逆辐射
(1)大气在增温的同时,向外放出长波辐射。
(2)作用:对地面起到保温作用。
1.日出前的黎明、日落后的黄昏,以及阴天,天空为什么仍是明亮的?
答案 大气对太阳辐射的散射作用。
2.为什么白天多云,气温比晴天低?
答案 云层对太阳辐射的反射作用。
新|知|微|练
读到达地面的太阳辐射示意图,完成1~2题。
1.图中数字表达的含义正确的是( )
A.①—地面反射 B.②—大气反射
C.③—大气散射 D.④—地面吸收
解析 本题考查大气的受热过程。据图可知,①表示太阳辐射,故A项错误;②表示云层的反射,故B项正确;③表示大气吸收,故C项错误;④表示大气散射,故D项错误。
答案 B
2.大气中二氧化碳浓度增加,将导致( )
A.①增加 B.②减弱
C.③增强 D.④减弱
解析 本题考查大气的削弱作用的相关知识。CO2浓度增加,表示二氧化碳吸收太阳辐射中红外线的能力增强。故C项正确。
答案 C
课堂合作探究
探究一 大气的作用
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。
(1)“高原红”的形成还有其他原因吗?
答案 由于地势较高、空气稀薄导致日光中的紫外线较为强烈,从而造成角质层的长期损伤。在两种因素的共同作用下,逐渐形成所谓的“高原红”。
大气对太阳辐射的削弱作用表现在大气对太阳辐射的吸收、反射和散射三个方面。如下表所示:
作用
形式
参与作用的
大气成分
波长范围
作用特点
吸收
氧原子(高层大气)
<0.175紫外线
吸收强烈,有选择性,大部分可见光可穿透
臭氧(平流层)
>0.175紫外线
水汽、二氧化碳
(对流层)
红外线
反射
云层、尘埃
各种波长同样被反射
无选择性,云层越厚反射作用越强
散射
空气分子、微小尘埃
波长越短易被散射
改变太阳辐射方向,有选择性
对点训练
1.为什么赤道地区终年太阳高度较大,但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区?
答案 赤道地区空气对流旺盛,多云雨,云量多,大气的反射作用强。
探究二 大气的保温作用
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。
(2)月球表面为什么昼夜温差特别大?
答案 月球上没有大气层,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。
大气保温作用的强弱关键在大气中二氧化碳和水汽含量。夜间,地面辐射的绝大部分热量先被大气吸收,再以大气逆辐射的形式还给地面,使近地面气温不至于降得过低,从而起到保温作用。
对点训练
读图,完成2~3题。
2.低层大气的主要直接热源是( )
A.地面 B.太阳 C.大气 D.大气逆辐射
解析 低层大气主要靠吸收地面的长波辐射获得热量,故主要直接热源是地面。
答案 A
3.大气对地面的保温作用及其在图中对应字母的组合,正确的是( )
A.到达地面的太阳辐射——A
B.大气的散射作用——D
C.大气的吸收作用——B
D.大气的逆辐射作用——C
解析 大气的逆辐射是由大气指向地面的辐射。故选D。
答案 D
随堂达标自测
就整个地球大气来说,受热能量的根本来源是太阳辐射,太阳辐射能被大气接收和转化的过程十分复杂,其加热大气的过程大致可以用下图表示。读图,完成1~7题。
1.下列描述正确的是( )
A.①经过大气层时被大气吸收大部分
B.②午后2点达到最强
C.③是加热大气的主要直接热源
D.④以短波辐射为主
解析 本题主要考查大气的受热过程。①是到达大气上界的太阳辐射,没有经过大气层,A项错误;②是到达地面的太阳辐射,12时达到最强,B项错误;③是地面辐射,是加热大气的主要直接热源,C项正确;④是大气逆辐射,属于红外线长波辐射,D项错误。故选C。
答案 C
2.大气对①辐射的吸收作用主要表现在( )
A.水汽吸收可见光 B.氮气吸收红外线
C.二氧化碳吸收蓝紫光 D.臭氧吸收紫外线
解析 大气对太阳辐射的吸收具有选择性,主要表现在近地面大气中的水汽和二氧化碳能够强烈吸收红外线长波辐射,平流层的臭氧能够吸收紫外线。故选D。
答案 D
3.青藏高原气温较同纬度低是因为( )
A.①辐射弱 B.②辐射弱
C.③辐射弱 D.④辐射弱
解析 青藏高原海拔高,空气稀薄,大气逆辐射弱,即④辐射弱,大气的保温作用差,气温较同纬度低。故选D。
答案 D
4.人们通常称之为大气的“温室效应”(greenhouse effect)主要和下列哪个过程相关( )
A.①和② B.②和③
C.③和④ D.②和④
解析 人们通常称之为大气的“温室效应”主要是大气吸收地面辐射③,然后通过大气逆辐射④归还地面散发的热量。故选C。
答案 C
5.多云的天气昼夜温差较小,主要是因为( )
A.②增强,③减弱 B.②减弱,③增强
C.③增强,④减弱 D.②减弱,④增强
解析 大气中多云,白天对太阳辐射的削弱作用增强,到达地面的太阳辐射②减弱,温度低;夜晚大气的逆辐射④增强,温度较高,所以昼夜温差较小。故选D。
答案 D
6.2017年国庆期间多阴雨天气导致气温较低,其原因是( )
A.云层增多,云的吸收能力增强,④减弱
B.云层较厚,云的辐射能力增强,③减弱
C.云层较厚,阻挡太阳辐射,②辐射减弱
D.云量增多,大气削弱作用增强,①减弱
解析 云层越厚,大气对太阳辐射的反射作用越强,到达地面的太阳辐射②越少,温度越低。故选C。
答案 C
7.利用人造烟雾来防御霜冻的原理是( )
A.减弱① B.增强②
C.减弱③ D.增强④
解析 人造烟雾能增强大气中二氧化碳的浓度,二氧化碳能强烈吸收地面辐射③而使大气增温,同时增强大气逆辐射④对地面起到保温作用,防止霜冻。故选D。
答案 D
被称为高速公路“流动杀手”的团雾,大多是由于局部区域近地面空气辐射降温而形成的浓雾,具有突发性、局地性、尺度小、浓度大的特征。江苏省近年来由团雾引起的高速公路交通事故比例高达18%左右。下图是沪宁高速公路示意图。据此完成8~10题。
8.一天当中,团雾的多发时段往往是( )
A.0—6时 B.6—12时
C.12—18时 D.18—24时
解析 根据题意判断,团雾是由地面辐射形成逆温而导致的。在深夜,地面不断地放热(没有热源),使得近地面大气的温度下降,形成逆温而成团雾。故选A。
答案 A
9.团雾多出现在高速公路上的主要原因是( )
A.汽车尾气排放量大 B.沿线工业污染严重
C.路面昼夜温差较大 D.临近河湖与林草地
解析 高速公路为水泥地面,由于比热容的原因,升温快,降温也快,在夜晚,地面不断地降温,使得近地面气温不断下降,形成逆温,最终导致团雾现象。故选C。
答案 C
10.沪宁高速公路团雾发生频率最高的地点是( )
A.① B.②
C.③ D.④
解析 根据团雾的成因,除了逆温,还需要大量的水汽,而③地,由于靠近太湖,有大量的水汽。故选C。
答案 C
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