2.2.1 大气受热过程（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中地理必修第一册（人教版2019）

第二节　大气受热过程和大气运动 第1课时　大气受热过程 课程标准 任务目标 学科素养 运用示意图等，说明大气受热过程，并解释相关现象 1.理解大气的受热过程。 2．理解大气对太阳辐射的削弱作用原理，并解释生活中的相关现象。 3．理解大气对地面的保温作用原理，并解释生活中的相关现象 1.综合思维：运用示意图、视频、模拟实验等，说明大气受热过程及大气保温作用的基本原理。 2．地理实践力：能运用原理，解释与大气受热相关的地理现象，理解人类活动对温室效应的作用与对环境的影响 一、大气的受热过程 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热源及原因 (1)直接热源：地面长波辐射。 (2)原因：从大气受热过程看，大气对太阳短波辐射吸收较少，太阳短波辐射能够透过大气到达地面；大气对地面长波辐射吸收较多，绝大部分地面长波辐射被大气截留。 3．受热过程 地面增 温过程 A太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分透过大气到达地面 使地面增温 大气增 温过程 到达地球表面的太阳辐射，被地面吸收和反射。地面因吸收太阳辐射而增温，地面被加热，并以B地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量 使大气增温 二、大气对地面的保温作用 1．大气长波辐射：地面长波辐射除极少部分穿过大气，到达宇宙空间外，绝大部分(75%—95%)被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收。大气在吸收地面长波辐射后会增温，产生大气长波辐射。 2．大气逆辐射：大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称大气逆辐射。天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强。 3．保温作用：大气逆辐射把热量传给地面，补偿地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。 1．(判断)太阳辐射是大气能量的根本来源。(√) 2．(判断)地面辐射为短波辐射。(×) 3．(判断)大气的绝大部分成分可以直接吸收太阳辐射。(×) 4．(判断)大气逆辐射是大气辐射的一部分，白天和晚上都始终存在。(√) 5．(单选)地膜覆盖是一种现代农业生产技术，进行地膜覆盖栽培一般都可获得早熟增产的效果。山东胶东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，其主要作用是(C) A．减弱地面辐射，保持地温 B．反射太阳辐射，降低地温 C．反射太阳辐射，增加光效 D．吸收太阳辐射，增加地温 解析　该种地膜是一种光滑的白色塑料膜，铺在果树下可以将射向地表的太阳辐射反射到果树上，能使果实更快成熟。 概念辨析 1．长波辐射与短波辐射 物体的温度越高，辐射中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。 2．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，也叫作太阳辐射强度。 (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。 误区防错 1．大气的保温作用不仅出现在夜晚 白天，大气对太阳辐射起到削弱作用的同时也对地面起着保温作用，而夜晚因没有太阳辐射，大气不再有削弱作用，只对地面有保温作用。 2．霜冻多出现在秋冬季节晴朗的夜晚 一是秋冬季节气温较低，二是晴天晚上云少，大气逆辐射弱，保温效果差，当温度低到0℃以下时，就会出现霜冻。 [教材P35活动] 1．地球比月球多了大气的吸收、反射等削弱作用，大气辐射、大气逆辐射作用。 2．白天，由于大气的削弱作用，到达地球表面的太阳辐射不至于过多，温度不会很高；夜晚，由于大气的保温作用，地球表面温度不至于过低。因此地球昼夜温差适宜。 3．白天，由于月球没有大气的削弱作用，太阳辐射全部到达月球表面，月球表面温度很高；夜晚，月球没有大气的保温作用，月球表面温度很低。因此月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多。 探究点1　大气的受热过程 “蜀犬吠日”出处为唐代柳宗元《答韦中立论师道书》：“屈子赋曰：‘邑犬群吠，吠所怪也。’仆往闻庸、蜀之南，恒雨少日，日出则犬吠。”意思是说屈原曾经作赋说：“城市里的狗成群地狂叫，是遇到了奇怪的事情。”我过去听说庸地和蜀地以南的地区，经常下雨，很少见到太阳，太阳一出来，狗便狂叫不止。 素有“日光城”之称的西藏自治区首府拉萨市，藏语意为“圣地”。拉萨位于雅鲁藏布江支流拉萨河中游北岸，海拔3 657米。这里属高原干旱气候，特点是气温偏低，降水较少，空气稀薄，年日照时间长达3 000小时以上。 1．(地理实践力)在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐射。 提示　 2．(区域认知)拉萨和成都的纬度基本相同，分析两城市光照和气温的差异。 提示　拉萨光照充足，气温日较差大；成都阴雨天气多，光照条件差，气温日较差小。 3．(综合思维)结合大气受热原理解释西藏拉萨被称为“日光城”的原因。 提示　拉萨位于内陆，多晴天，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，日照时间长，光照充足。 1．大气的受热过程 大气的受热过程实质上就是一个热量的传输过程，该传输过程分为三个环节，如下图所示。 2．大气对太阳辐射的削弱作用 (1)吸收作用：大气对太阳辐射的吸收具有选择性。平流层中的臭氧主要吸收波长较短的紫外线，对流层中的二氧化碳和水汽主要吸收波长较长的红外线。大气对能量最强的可见光吸收得很少。 (2)反射作用：大气对太阳辐射的反射作用没有选择性，与云层厚度有关。云层和较大颗粒的尘埃对太阳辐射的反射作用较明显。 (3)散射作用：当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分能量便以这些质点为中心，向四面八方散射开来。波长较短的蓝色光容易被散射。 3．大气对太阳辐射的削弱作用原理的应用 (1)分析某地太阳辐射能分布的多寡 ①高海拔地区(如青藏高原地区) ②内陆地区(如我国西北地区) ③湿润的内陆盆地(如四川盆地) (2)分析白天气温的高低 4．影响地面辐射的因素 (1)纬度：低纬地区，太阳高度大，大气对太阳辐射的削弱作用弱，太阳辐射强度大，则地面辐射强。 (2)天气：阴雨天，云量多，大气削弱作用强，到达地表的太阳辐射弱，则地面辐射弱。 (3)下垫面：主要影响反射率，颜色越浅的下垫面，其反射率越高，吸收率就越弱，则地面辐射越弱。 下图为大气的受热过程示意图。据此完成1—2题。 1．已知②的辐射量少于①，其原因主要是(　　) A．大气逆辐射　 B．地面的反射作用 C．大气的削弱作用　 D．大气的保温作用 2．图中②、③、④三个箭头所表示的辐射依次是(　　) A．大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射 B．地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射 C．太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射 D．太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射 答案　1．C　2. C 解析　第1题，①为到达大气上界的太阳辐射，②为到达地面的太阳辐射。①到②太阳辐射穿过大气层，经过大气的削弱作用，到地面的太阳辐射减少，C项正确。第2题，图中②箭头来源于太阳，应为太阳辐射；③箭头来自地面，指向大气，应为地面辐射；④箭头由大气指向地面，应表示大气逆辐射。C项正确。 中国空间站位于距离地面约400千米的太空环境中，空间站表面温度最高可达150℃以上，在背阳面温度最低可达－100℃以下。为保证航天员有适宜工作和生活的空间站环境，需要进行温度控制。2023年5月发射的六号货运飞船为中国空间站提供补给，其货物舱和推进舱的“外衣”(如图)分别设计为灰色和白色。推进舱内的主要设备需要更低的环境温度。据此完成3—4题。 3．空间站向阳面与背阳面温度差异悬殊的原因是(　　) A．空气密度小 B．云层反射强 C．臭氧含量高 D．水汽含量少 4．与货物舱的灰色“外衣”比，推进仓的“外衣”设计为白色能更好(　　) A．吸收太阳辐射 B．反射太阳辐射 C．减弱大气辐射 D．增强大气辐射 答案　3．A　4. B 解析　第3题，据材料可知，中国空间站位于距离地面约400千米的太空环境中。此处大气密度较小，大气对太阳辐射的削弱作用以及保温作用都很弱，导致空间站的向阳面和背阳面的温差悬殊，A项正确。第4题，据材料可知，推进舱内的主要设备需要更低的环境温度，而白色对于太阳辐射的反射能力较强，有利于降低推进舱的温度，保障内部设备的正常运行，B项正确。 (2024·1月浙江节选)南美洲赤道附近的钦博拉索峰海拔6 310米。1802年该峰植被分布上限是4 600米，2012年上升到5 185米。研究表明植被上限上升段的土壤温度有所升高。完成下题。 5．从受热过程看，引起植被上限上升段土壤温度升高的主要原因是(　　) A．地面辐射减少 B．大气辐射减少 C．太阳辐射增加 D．地面吸收增加 答案　D 解析　地面吸收的辐射量增多，增温幅度加大，导致土壤温度上升，D项正确。地面吸收增加，土壤温度升高，地面辐射增多，大气辐射也增多；太阳辐射量没有明显变化。 探究点2　大气对地面的保温作用 天气变化对人们的生产生活影响很大，特别是果农、菜农，尤其要防范极端天气带来的损失。下图示意哈尔滨市某年10月1日前后天气变化情况。 1．(综合思维)运用大气受热过程原理，解释哈尔滨国庆节当日昼夜温差小的原因。 提示　国庆节当日白天多云，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射少；白天产生的地面辐射少，大气获得热量少，气温较低；夜晚多云，大气逆辐射强，气温相对较高，故国庆节当日昼夜温差小。 2．(综合思维)指出10月4日这一天内低温冻害最严重的时间，并说明理由。 提示　日出前后。理由：日出前后，地面辐射最弱，气温最低。 3．(人地协调观)当地果农可采取哪些措施来防范低温冻害？ 提示　傍晚果园燃烧秸秆产生大量烟雾；塑料膜覆盖；浇水等。 1．大气对地面的保温作用原理　 大气增温产生大气辐射(长波辐射)，其中射向地面的那部分称为大气逆辐射，其将部分热量还给地面，补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。 2．影响大气逆辐射的因素　 (1)空气湿度。空气湿度越大，大气逆辐射越强。 (2)云层厚度。云量越多，云层越厚，大气逆辐射越强。 (3)大气洁净度。大气越浑浊，大气逆辐射越强。 3．大气对地面的保温作用原理的应用 (1)解释常在夜晚出现的一些自然现象 (2)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响 (3)新疆地区“晚上围着火炉吃西瓜”：气候干旱，云层少，夜间逆辐射作用弱，气温低。 (4)分析农业实践中的一些现象：我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜；华北地区农民早春时利用地膜覆盖进行农作物种植；深秋农民燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻；干旱、半干旱地区果园中铺砂或鹅卵石不但能减少土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。 秋冬时节，人们经常发现早上有雾的时候，往往昼夜温差较大，当天多半是晴天，因此有“十雾九晴”的说法。下图为“大气受热过程示意图”。据此完成1—2题。 1．近地面大气的主要直接热源是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 2．晴天昼夜温差大的原因之一是(　　) A．白天①较强 B．白天②较弱 C．夜晚③较强 D．夜晚④较弱 答案　1．C　2. D 解析　第1题，近地面大气的主要直接热源是地面辐射，为图中③，C项正确。第2题，晴天白天时，空中云量少，大气对太阳辐射的削弱作用弱，地面获得的太阳辐射(②)多，则近地面大气获得的地面辐射(③)多，气温高；晴天夜晚时，空中云量少，大气逆辐射(④)弱，大气对地面的保温作用弱，地面和近地面大气损失的能量多且快，气温低，因此昼夜温差大。D项正确。 (2024·江苏学考)霜降节气后气温骤降，我国各地陆续进入深秋。下图为“大气受热过程示意图”。完成3—5题。 3．霜降后，最可能见到霜的是在(　　) A．晴朗的清晨 B．阴天的傍晚 C．雨后的上午 D．晴天的下午 4．霜降节气后，利于霜的形成条件是(　　) A．①多，⑤少 B．③多，⑤少 C．①多，②少 D．⑤多，②少 5．过去农民往往在霜降时节点烟防霜，主要是为了增强(　　) A．① B．② C．④ D．⑤ 答案　3．A　4.A　5. D 解析　第3题，据所学知识可知，霜降后最有可能见到霜的时间应是气温较低(0℃以下)且温差较大时，晴朗的清晨较为符合，A项正确。第4题，图中①为太阳辐射，②为地面辐射，③为地面辐射向大气层之外溢出量，④为大气辐射，⑤为大气逆辐射。结合上题分析可知，霜降节气后，有利于形成霜的条件为温差较大且气温较低：白天太阳辐射(①)较强，使得水汽大量蒸发，而夜晚大气逆辐射(⑤)较弱，保温作用较差，气温较低，A项正确。第5题，在霜降时节点烟防霜，主要是增加空气中悬浮物颗粒，促进水汽凝结形成烟雾，增强大气逆辐射(⑤)，D项正确。 1．综合思维——探究天空颜色之谜 【素养培优】 交通信号灯是指挥交通运行的信号灯，一般由红灯、绿灯、黄灯组成。红灯表示禁止通行，绿灯表示准许通行，黄灯表示警示。 (1)在日常生活中，我们常看到交通信号灯，它美丽而又醒目。结合所学知识，分析红灯停绿灯行的原理。 (2)请解释为什么我们看到的朝霞和晚霞都是红色的呢。 提示　(1)①大气对可见光具有散射作用，最易散射的是波长较短的部分，最不易散射的是波长较长的部分。红色光的波长在可见光范围内波长最长，最不易被散射，穿透空气的能力最强，因此比其他颜色的信号灯更容易引起人注意。②绿色与红色属于互补色，相互之间反差明显，便于行人及驾驶员识别。 (2)①红色光的波长在可见光范围内最长，最不易被散射，穿透空气的能力最强。②太阳初升的早晨和夕阳西下的傍晚，太阳高度很小，太阳光线经过的大气路径较长，在这个过程中，可见光范围内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，所以人们看到的朝霞和晚霞都是红色。 【热点解读】 天空中看到的颜色，就是太阳光被大气中的气体分子散射后形成的颜色。 (1)地球天空明亮，地球外天空黑暗。地球大气层对太阳光的散射使天空明亮。如果没有大气层的散射，天空除了自身发光或反射发光外，背景将是完全黑暗的。 (2)晴朗的天空呈蔚蓝色。天气晴朗时，太阳光经过地球大气层的散射，波长较短的蓝紫光的散射强度远大于波长较长的红黄光，因此天空呈蔚蓝色。 (3)早晚太阳红，中午太阳白。日出或日落时，太阳高度小，太阳光要穿过一层比正午时更厚的大气层，大部分波长较短的蓝紫光线被散射掉，剩余的主要包括红光和橙光的可见光，故旭日或夕阳呈红色。正午时分，太阳高度大，太阳光穿过大气层的厚度较小，透射过来的太阳光被散射掉的短波成分不太多，故太阳基本上呈白色或橙黄色。 2．人地协调观——温室效应 【素养培优】 大量使用矿物燃料，会使大气中二氧化碳的浓度不断升高。开发利用新能源，可以减少二氧化碳的排放，降低大气中二氧化碳的浓度。下图反映的是上海开发利用新能源的两种途径。 (1)二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳增多，是如何加强大气“温室效应”的？ (2)冬季晴天时，在未采用任何取暖设备的条件下，甲图所示“封闭式阳台”内的最高温度接近二十摄氏度。分析产生这一现象的原因。 (3)开发利用太阳能、风能等新能源，能够减缓全球变暖。根据温室效应的原理，解释其原因。 提示　(1)更多地吸收地面长波辐射，提高大气温度；增加大气逆辐射，补偿地面损失的热量。 (2)大部分太阳辐射能透过封闭式阳台的玻璃到达室内地面，地面吸收太阳辐射而增温，并以长波辐射的形式把热量传递给室内大气，地面长波辐射不易穿透玻璃而被反射回地面，从而将热量保留在阳台内。同时，封闭的空间也隔绝了室内外热量的交换，加强了保温效果。 (3)开发利用新能源可以减少因燃烧煤、石油等矿物燃料而释放的二氧化碳，大气吸收的地面辐射会减少，大气逆辐射也会变弱，大气的保温作用减弱，从而遏制气温不断增高的趋势。 学科网（北京）股份有限公司 $$