2.2大气的受热过程和大气运动 教学课件2024-2025学年高中地理人教版（2019）必修第一册

第2节 大气的受热过程和大气的运动 第二章 地球上的大气 课程标准： 运用示意图等，说明大气的受热过程和热力环流原理，并解释相关现象。 学习目标： 1.说明大气的受热过程和保温作用，并能绘制示意图。能够用此原理解释相关自然现象和农业措施。 2.说明热力环流的形成过程，能够绘制示意图。能够用此原理解释相关自然现象。 3.说明大气水平运动的成因，并能绘制风的受力分析示意图。 .太阳辐射组成 主体：可见光 7% 50% 43% 紫 蓝 青 绿 黄 橙 赤 0.4 微米 0.76微米 知识铺垫1 太阳表面温度约6000K 地球固体表面平均温度约22°C 近地面大气平均温度15°C 短波辐射 长波辐射 长波辐射 太阳辐射 地面辐射 大气辐射 辐射定律： 一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，物体温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之则越长。 知识铺垫2 假如到达大气上界的太阳辐射为100％,实际到达地球表面被地面吸收的太阳辐射却只有47%,这是什么原因造成的？ 大气对太阳辐射的削弱作用 地面对太阳辐射的反射作用 大气对太阳辐射的削弱作用 表现形式： 1.吸收 2.反射 3.散射 知识铺垫3 地 面 高层大气 平流层 对流层 臭氧大量吸收紫外线 二氧化碳、水汽吸收红外线 大气上界 氧原子吸收紫外线 大气受热过程和大气运动人教版 思考： 为什么大气直接吸收的太阳辐射很少？ （大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少，大部分可见光能够透过大气到地面） 1.大气对太阳辐射的吸收作用 2.大气对太阳辐射的反射作用： 参与 的大气成分： 云层、尘埃 3.大气对太阳辐射的散射作用： 参与 的大气成分： 空气分子、尘埃 可见光中波长较短的蓝、紫色光较易被散射。 2.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？ 大气对太阳辐射的散射作用 波长较短的蓝紫色光更易被大气中的微尘、空气分子散射，散射的光进入人眼，我们就看到了蓝色天空 1.为什么晴朗的天空多呈蔚蓝色？黄昏时天空是红色或者黄色的？ 黄昏时天空是红色或者黄色的是因为 红黄光的穿透力较强 实战演练： 大气上界 地平面 大气对太阳辐射的削弱作用因时因地而异 夏季→太阳高度大→经过的大气路程短→大气削弱少 冬季→太阳高度小→经过的大气路程长→大气削弱多 纬度低→太阳高度大→经过的大气路程短→大气削弱少 纬度高→太阳高度小→经过的大气路程长→大气削弱多 太阳辐射由低纬向两极递减 总结：大气对太阳辐射的削弱作用 削弱作用 作用成分 效果 反射 云层、尘埃 直接反射 吸收 （选择性） CO2 H2O 长波辐射 氧原子、O3 紫外线 散射 （选择性） 空气分子、微小尘埃 蓝紫光被散射 吸收 散射 反射 知识铺垫3 地面对太阳辐射的反射作用 一般规律：下垫面（地球表面，含陆面和洋面）颜色越浅，其反射就越强、吸收就越弱；颜色越深，其反射就越弱、吸收就越强。陆地表面的反射率高于海洋。 太 阳 辐 射 不同性质地面的反射率 29－35 地面性质 沙土 黏土 浅色土 深色土 草地 耕地 新雪 冰 海洋 海洋 20 22－32 10－15 26 14 84－95 50 7(平均) 2(赤道) 知识铺垫4 除与其高纬度、高海拔等因素外，极冰的强反射也是形成其低温的重要原因。 南极大陆内部是全球最寒冷的地方？ 阅读教材34-35页，理解并尝试描述大气的受热过程和大气对地面的保温作用。 地面反射 大气上界 地面 地面增温 地 面 辐 射 射向宇宙空 间 大气吸收 “太阳暖大地” “大气还大地” “大地暖大气” 大气辐射 射向地面 太阳辐射 大气吸收 地 面 吸 收 反射、散射 射向宇宙空 间 大气逆辐射 白天：削弱作用 夜晚：保温作用 近地面大气的直接热源： 根本热源： 一. 大气的受热过程和大气对地面的保温作用 地面辐射 太阳辐射 有同学认为大气逆辐射就是大气对地面辐射的反射，这种认识对不对？为什么？ 不对。 大气逆辐射是射向地面的大气辐射。 太阳辐射 大气 吸收作用 反射作用 散射作用 削弱作用 地面 大气逆辐射 地面辐射 宇宙空间 保温作用 大气作用： 白天对太阳辐射的削弱作用 夜晚对地面辐射的保温作用 意义： 缩小地表昼夜温差 探究 说明地球大气的保温作用 1、观察图2.10，找出地球比月球多了哪些辐射途径。 2、说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响。 3、说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。 答：大气辐射、大气逆辐射。 答：使地球昼夜温差不至于过大，有利于地球生命的生存与发展。 答：月球没有大气，白天由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高；夜间由于没有大气的保温作用，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，温度很低，所以昼夜温差大。地球有大气存在，减少了昼夜温差。 月球表面 昼 夜 太阳辐射 月球表面辐射 月球表面辐射 “大气的受热过程和大气对地面的保温作用原理”应用： 1.解释自然现象： （1）夏季，阴天与晴朗比，昼夜温差有何差异？ （2）在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ (3)为什么说地面辐射是近地面大气的直接热源？ （4）为什么二氧化碳浓度升高引起全球气候变暖？ (5)为什么青藏高原是我国太阳能最丰富的地方，但气温却不高？ 学以致用 阴天与晴天比： 白天，大气对太阳辐射的削弱作用强，气温低；夜晚，大气逆辐射强，大气对地面的保温作用强，气温高；因此：阴天比晴天昼夜温差小。 近地面大气含有大量的二氧化碳和水汽，对地面长波辐射吸收能力强，对太阳短波辐射吸收能力弱。 二氧化碳浓度升高，使大气对地面长波辐射吸收能力增强，大气增温，全球变暖。 晴朗的夜晚，天空云量少，大气吸收地面辐射少，地面辐射的热量散失多，大气逆辐射弱，对地面的保温作用弱，所以地面温度低，水汽易凝结、凝华，出现霜冻。 因为青藏高原海拔高，空气稀薄，大气中二氧化碳和水汽含量少，大气吸收地面辐射少，大气逆辐射弱，对地表保温作用弱，不利于热量的储存，所以常年气温低。 2.农业实践中的应用 （1）深秋，傍晚燃烧秸秆，人造烟幕防御霜冻原理？ （2）温室大棚种植反季节蔬菜原理？ （3）华北地区早春种植农作物覆盖地膜的主要原因？ 短波辐射穿透玻璃或塑料薄膜的能力强，长波辐射穿透能力弱； 因此太阳辐射能够大量进入温室，并被温室内地面吸收，增温。 温室内的地面辐射、大气辐射不能大量穿过玻璃（或塑料薄膜），从而使大部分热量保留在室内。 人造烟幕产生大量二氧化碳、水汽和尘埃，增强大气对地面辐射吸收能力，使气温升高，进而增强大气逆辐射，增强大气对地面的保温作用。 学以致用 减少地面辐射的散失 3.昼夜温差的影响因素 学以致用 天气： 海拔： 比热容： 晴天，白天大气对太阳辐射的削弱作用小； 夜晚大气对地面的保温作用差。 海拔高，空气稀薄，白天大气对太阳辐射的削弱作用小； 夜晚大气对地面的保温作用差。 比热容小，白天地表升温快；夜晚地表降温快。 昼夜温差大 思考：干旱半干旱地区，农田铺沙或砾石对昼夜温差的影响？进而分析其对农业生产的益处？ ①沙、砾石比热容小，增大昼夜温差，白天增强光合作用，夜晚抑制呼吸作用，利于有机质积累。 ②能增加水分下渗；防止土壤水分蒸发；减少风蚀。 复习填空： 1.图中A、E、H所表示的辐射中属短波辐射的有 ，属长波辐射的有 。 2.从辐射数量上看A>D的原因是： 。 3.对地面起保温作用的主要环节是： 。 4.晴天与阴天的气温日较差哪个大?为什么？ 5.露或霜为什么会出现在晴朗的夜晚？ 地面 大气上界 A D B C E F G H I A E、H 因为D是进入大气层受到的大气的吸收和反射. F ①大气吸地面辐射 H ②大气逆辐射把热量返还地面 晴天大,因为白天大气对太阳辐射的削弱作用小，夜晚大气逆辐射少,保温弱 1.太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射分别是什么波长辐射？ 2、什么是大气逆辐射？大气如何对地面起到保温作用？ 3.描述大气的受热过程和保温作用（体现：2种作用、3个过程、4种辐射） 4.近地面大气的直接热源、根本热源？ 5.大气层的存在，对地表昼夜温差的影响？ 6.晴天和阴天谁的昼夜温差更大，为什么？ 7.为什么说地面辐射是近地面大气的直接热源？ 8.在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 9.二氧化碳浓度上升引起全球气候变暖原因? 10.为什么青藏高原是我国太阳能最丰富的地方，但气温却不高？ 11.深秋，人造烟雾防霜冻的原因？ 12.温室大棚能够种植反季节蔬菜的原理？ 13.华北地区早春种植农作物覆盖地膜的主要原因？ 14.影响昼夜温差的因素？（海拔、天气、比热容） 15.干旱半干旱地区，农田铺沙或砾石对昼夜温差的影响？进而分析对农业生产的益处？ 复习提问 23 学习目标： 1、能熟练绘制热力环流示意图，并理解热力环流的形成过程。 2、掌握等压面的变化规律和判读方法。 3、学会利用大气运动规律解决实际生活问题。 二、热力环流 1.大气运动的意义： 大气中＿＿＿和＿＿＿的输送，以及各种＿＿＿＿＿，都是通过大气运动实现的。 热量 水汽 天气变化 2.大气运动的主要能量来源？ 4.热力环流定义？ 独立自学1：《1分钟自学成果展示》 3.大气运动的方向？什么是风？ 1、气压：指单位面积所承受的上方空气柱的总重量（hpa）。 B A 知识铺垫 2、等压面：空间气压相等的点所组成的空间曲面。 2个概念 1.垂直方向上，海拔越高，气压越低 4个规律 2.同一等压面上，气压数值相等 3.热胀冷缩原理：空气受热膨胀上升；空气冷却收缩下沉 4.高压、低压： 同一高度上，某地气压值高于四周，称为高压；气压值低于四周，称为低压。 水平方向上，空气由高压流向低压。 海拔越高 气压越低 若地面受热均匀 A B C ③　 ① ② 　 ③ ＞ ② ＞① 气压高低比较： 创设情境 等 压 面 （地面） （高空） 1.形成过程 理想等压面 二、热力环流 27 课件5：等压面(认识等压面及气压与高度的关系) 把空间气压值相同的各点组合而成的面叫做等压面。海拔越高，气压越低。在理想状态下（在不考虑大气运动的影响下），同一海拔高度的气压是一样的，即等压面是水平的。 B A C 受热 冷却 冷却 高 低 低 高 高 低 密度增大 密度减小 密度减小 密度增大 密度减小 密度增大 地面 冷热 不均 大气 垂直 运动 热力环流 同一水平面上出现气压差 大气 水平 运动 高空 近地面 创设情境 :地表冷热不均 等压面变化？ 根本原因 A B C 受热 受冷 受冷 低 压 低 压 低 压 高 压 高 压 高 压 B′ A′ C′ （1）近地面A、B处气温与气压的关系？ （2）近地面与高空气压状况对应关系？ （3）A、B、A’、B’气压高低? （4）气流水平和垂直运动规律？ （5）等压面凹凸与气压高低的对应关系？ (6)A.B两地天气状况差异？气温日较差的差异？原因？ B＞A＞A’＞B’ 高空 2、等压面的判读（理解与迁移） 近地面 总结提升： 高压、低压是同一水平面比较而来的。 在垂直方向上，高度越高，气压越低。 3.水平方向上，气流从高压流向低压。 4.垂直方向上，气流受热上升，冷却下沉。 5.等压线高压向高空弯曲，低压向地面弯曲（高高低低规律）。 6.低压处盛行上升气流，多阴雨天气，气温日较差小； 高压处盛行下沉气流，多晴朗天气，气温日较差大； （1）运用热力环流原理，描述白天和夜晚海陆之间热力环流形成过程，并绘制示意图。 热 热 冷 冷 白天吹海风 夜晚吹陆风 海陆风 3、典型实例—— （2）总结近地面风的方向。（3）海陆风对滨海地区的气温有什么影响？ 海陆风使滨海地区的气温日较差变小。 冷到热 材料：由于海陆之间存在热力差异，即比热容有差异，比热容越小增温和降温越快，比热容大则相反。白天：陆地增温快，海上增温慢；夜间：陆地降温快，海上降温慢。 城市热岛环流 冷 冷 城市热岛效应 （1）热岛效应成因？ （2）画出城市热岛环流。 （3）城市热岛环流对城市降水、温度、环境质量、城市规划有什么影响？ ①使城市盛行上升气流，降水相对较多，形成“雨岛效应”； ②降低市区温度，减轻城市热岛效应； ③净化市区空气。 ④指导城市规划：有大气污染的工业要布置在城市热力环流范围之外，避免对城市造成大气污染；绿化带要布置在城市热力环流范围之内，净化城市空气。 3、典型实例—— 材料：白天：在同一高度上，靠近山坡地面的大气距热源近，增温快，同高度山谷空气距离山谷地面远，增温慢；夜间：靠近山坡地面的大气降温快，同高度山谷空气距离山谷地面远，降温慢。 山谷风 A B C A B C 易错点：冷热是山坡和同高度大气相比较的。 冷 热 热 冷 热 冷 白天吹谷风 夜晚吹山风 3、典型实例—— 不均——大气 运动——同一高度 差异——大气 ——热力环流 1、热力环流的形成过程（基础） 2、等压面的判读（理解与迁移） 3、热力环流应用（海陆风、城市风、山谷风） 垂直 冷热 水平气压 水平运动 目标升华 二、热力环流 高压、低压是同一水平面比较而来的。 在垂直方向上，高度越高，气压越低。 水平方向上，气流从高压流向低压。 垂直方向上，气流受热上升，冷却下沉。 等压线高压向高空弯曲，低压向地面弯曲（高高低低规律）。 低压处盛行上升气流，多阴雨天气，气温日较差小； 高压处盛行下沉气流，多晴朗天气，气温日较差大； 1.读下图(a、b表示等压面)，完成下列问题。 (1)在图中画出热力环流。 (2)图中所示的热力环流过程先有气流的 运动，再形成气流的 运动。 (3)热力环流形成的根本原因是： 。 (4)A、B、C、D四处气压由高到低排序，正确的是( ) A．D>A>B>C B．C>B>A>D C．B>C>D>A D．B>D>C>A (5)大气热力环流的实例有 、 。 （6）一般情况下，B、C两地对应的天气状况分别是： B地　　　　，C地　　　　，两地气温日较差较大的是　　。 垂直 水平 地面冷热不均 c 海陆风 城市风 当堂诊学 阴雨天气 晴朗天气 B 【学习目标】 1. 理解水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风的影响并能在等压线图上画出风向和受力. 2．能够在等压线图上判断风向、风力。 三、大气的水平运动----风 等压线 等压面 水平面 等压线是同一水平面上气压相等的各点的连起来的闭合曲线. 等压面是空间上气压相等的点连成的曲面。 区分：等压线与等压面 知识铺垫 等压面 1009 1003 1000 1006 【温故知新】 大气运动的形成过程 地面冷热不均 热力环流 大气垂直运动 水平气压差异 大气水平运动 风 冷 热 风 风 水平气压差异 水平气压梯度力 1.形成风的直接原因： 气压梯度 三、大气的水平运动----风 单位距离间的气压差。 风 促使大气从高压区流向低压区的力。 1010 1005 1000 （hPa） 特点： 1.方向：垂直于等压线，由高压指向低压 2.大小：气压梯度越大，水平气压梯度力越大 3.对风的影响：决定风最初的方向；既影响风向，也影响风速。 2.影响风的形成的力 （1）水平气压梯度力---直接原因 风向 北半球 风向 南半球 地转偏向力 地转偏向力 （2）地转偏向力 特点： 1.方向：垂直于风向，北半球右偏，南半球左偏，赤道上不偏转 2.大小：与纬度、风速呈正相关。 3.对风的影响：只改变风向，不改变风速。 特点： 1.方向：与风向相反， 2.大小：取决于地面状况 。 3.对风的影响：减小风速、影响风向。 （3）摩擦力 名 称 特 点 力 1.方向：垂直于 ，由 ____ 指向 压 2.大小：与 正相关。 3.对风的影响：影响 、 。 力 1.方向： 风向，北半球 偏，南半球 偏 2.大小：与风速、纬度成正相关， 3.对风的影响：只改变 ，不改变风速 力 1.方向：与 相反； 2.大小：取决于地面状况。 3.对风的影响：使风速 . 水平气压梯度 低 高压 地转偏向 摩擦 左 右 风向 总结：影响风的形成的力 等压线 气压梯度 风向 风速 垂直 风向 减小 500 498 496 494 492(hpa) 高空中的风 风向：平行于等压线 3、风的形成 (1)在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风 地转偏向力方向：垂直风向 气压梯度力 风向 地转偏向力 北半球 1010 1008 1006 1004 1002 1000 （百帕） 水平气压梯度力 摩擦力 地转偏向力 风向 近地面的风 风向：与等压线斜交 地转偏向力方向：垂直风向 摩擦力方向：与风向相反 (2)在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风 北半球 理想状态的风 高空风 近地面风 影响风的力 风向 示意图 水平气压梯度力 与等压线垂直 水平气压梯度力地转偏向力 与等压线平行 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 与等压线斜交 （高） （低） （高） （低） （高） （低） 总结：风的形成（北半球为例） 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力 风向 定：南/北半球，近地面/高空； 过该点，作与等压线的切线； 画水平气压梯度力：垂直于切线，指向低压。 画风向：运用左右手定则，北半球右手，南半球左手 方法：掌心向上，四指指向水平气压梯度力方向，大拇指指向为风向。地面风：与等压线斜交。高空风与等压线平行。 等压线图上画风向 4.风的画法 近地面 活动：根据等压线确定风向和风速 比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由 图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时) 甲大于乙 理由：同一幅等压线图中，等压线越密集， 水平气压梯度力越大 47 活动：根据等压线确定风向和风速 在图上画出甲、乙两地的风向 比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由 图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时) 甲大于乙 理由：同一幅等压线图中，等压线越密集， 水平气压梯度力越大，风速越大 水平气压梯度力 地转偏向力 西北风 摩擦力 水平气压梯度力 地转偏向力 偏东风 摩擦力 48 地面冷热不均 大气垂直运动 水平气压差异 水平运动 即：风 假如地球不自转 地球自转 （以北半球为例） 风向 （一种力作用） 风向 （三种力作用） 风向 （二种力作用） 课堂小结 力 形成 画法 风力 判读 1、 读左图的等压线图， 回答A点近地面风向V的 形成过程： （1）F1是 力 它垂直于_________, 并指向_________。 （2）F2是___________力 （3）F3是___________力 （4）本图位于北半球还 是南半球________理由是 ______________________ ______________________ 水平气压梯度 等压线 低压 地转偏向力 摩擦力 南半球 风向偏在水平气压梯度力的左边 F1 F2 F3 V • • • • • 1000米 等压面 1 2 3 4 5 1、排列图中各点的气压数值，由大到小为_______ 2、画出图中热力环流的方向。 3、在4和5两点中，4____ 5 ____ (冷或热），4天气多_____.　 5 4 1 2 3 解题方法： 1、先看点的分布：气压值低空>高空 2、再根据等压面的凹凸判断同一水平面上的气压。 热 冷 阴雨 基础巩固 1012/hpa 1010 1008 1006 高空风 举一反三 参考北半球情况，绘制南半球近地面和高空最终形成的风向及受力状况 600/hpa 598 596 594 近地面的风 水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力 水平气压梯度力 风向 地转偏向力 热力环流 1.描述热力环流的形成过程，并画图示意。 2.等压面的判读规律 3.描述海陆风、山谷风、城市热岛效应的形成过程，并画图示意。 大气的水平运动--风 1.气压梯度、水平气压梯度力的定义？形成风的直接原因？ 2.影响风的形成的力？特点？ 3.描述并画图：高空的风、近地面的风的受力和风向 4.说出风向的画法。 5.等压线图中如何判断风力大小？ 1）近地面：受热，低压,阴雨天气；冷却，高压，晴朗天气； 2）近地面与高空：气压状况相反。 3）气压：水平：高压高、低压低。 垂直：高度越高，气压越低。 4）气流：水平：从高压流向低压。 垂直：受热上升，冷却下沉。 5）等压面：高压上凸，低压下凹（高高低低规律）。 复习提问 $$