2.1大气圈与大气运动（课件）地理鲁教版2019必修一

2.1.1大气的组成与分层 下雨后，我们经常能见到车顶上有很多“泥点”…… 这些“泥点”是从哪里来的呢？你知道大气的主要成分及其作用吗？ ？ 课标解读 运用图表等资料，说明大气组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 【课标呈现】 1.了解低层大气的组成及其作用 2.掌握大气垂直分层及各层的特征 3.理解各层特点及其与人类生产生活的关系 【学习目标】 3 干洁空气 水汽 杂质 大气 78% 21% 氮气 氧气 其他 干洁空气成分的体积分数 (25千米以下) 地球上生物体的基本成分 氮气 氧气 维持生物活动的必要物质 大气的组成 ①干洁空气 大气的组成 ①干洁空气 大气的组成 ②水汽 大气的组成 ③杂质 思考1:大气的组成成分是一成不变的吗？ 大气的组成不是固定不变的，人类活动造成的大气污染，使大气的成分发生了越来越明显的变化。 思考2:.人类行为会改变影响大气成分，请列举，并分析这些成分改变对地理环境的影响？ The Ozone Hole 臭氧空洞 全球气候变暖 雾霾天气多发 思考3:结合生活体验，认识雾和霾的区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响？ 思考3:结合生活体验，认识雾和霾的区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响？ 雾和霾的区别 雾是---由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。 霾是---是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体，能够使空气混浊。 两种物质的组成不同，前者是液态物质，后者是固态颗粒物。两者都能造成空气的能见度下降，前者指空气中水平能见度低于1千米，后者指低于10千米。两者在日出后变化较大，雾日出后即散，霾日出后不会消散。 思考3:结合生活体验，认识雾和霾的区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响？ 对人体产生的危害 对呼吸系统的影响。引发支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系统疾病。雾霾天气还可导致近地层紫外线的减弱，使空气中的传染性病菌的活性增强，传染病增多。 影响交通通行 雾霾天气时，由于空气质量差，能见度低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。在日常行车行走时更应该多观察路况，以免发生危险。 影响生态环境 雾霾天气对农作物生长也会产生重要影响。雾、霾会造成空气质量下降，影响生态环境，给人体健康带来较大危害。 ——Pre class guidance 飞机起飞时下着淅淅沥沥的小雨。 飞机飞到一定的高空后却是晴空万里。 这是什么原因呢？ 地平面 对流层 平流层 高层大气 大气垂直分层的依据 温度、密度和运动状况 等物理性质方面的差异 对流层 平流层 高层大气 对流层 对流层 对流层 平流层 高层大气 高度范围 物质组成 主要特点 低纬度：17~18千米 中纬度：10~12千米 高纬度：8~9千米 整个大气质量的3/4 几乎全部的水汽、杂质 大多大气污染物 1. 气温随高度升高而降低； 2. 空气对流运动显著； 3. 天气复杂多变。 12㎞ 逆温的形成及其影响 Formation and influence of inversion 大气的组成与垂直分层 含义 ：一般情况下，对流层温度上冷下热，但在一定条件下，对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象或不变化，或实际值高于理论值，气象学上把这种现象称为“逆温”。 气温随高度 升高而递减 气温 高度 气温随高度 升高而递增 气温 高度 什么是逆温呢？ 影响：逆温层可以阻碍空气对流运动的发展，使污染物难以扩散 成雾 易造成早晨多雾，使能见度降低，影响交通。 大气污染 大气对流运动受阻，使近地面污染物不能及时扩散，危害人体健康。 影响航空 逆温出现在低空，多雾天气影响飞机起降；逆温出现在高空，大气以平流运动为主，有利于飞机飞行。 平流层 平流层 对流层 平流层 高层大气 高度范围 物质组成 主要特点 1. 气温随高度升高而升高； 2. 空气以平流运动为主， 3. 天气晴朗，能见度好。 对流层顶部 50~55千米高空 水汽、杂质含量很少，22-27千米范围内，形成臭氧层 50㎞ 30㎞ 适合航空飞行； 思考 有人认为，臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么？ 臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害。 臭氧层空洞 臭氧对人类有什么作用？什么原因导致臭氧层的破坏？ 地球保护伞 臭氧通过吸收太阳紫外线保护地球生物免受伤害，是地球的保护伞。 人类活动破坏臭氧层 近现代，人类过多使用氟氯氢类化学物质，破坏了臭氧层，使人类及生物的生存受到了威胁。 高层大气 高层大气 对流层 平流层 高层大气 高度范围 物质组成 主要特点 1. 温度随高度升高先降低后升高； 2. 电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。 平流层顶部 3000千米高空 空气密度很小， 存在若干电离层。 80㎞ 大气垂直分层 高度范围 气温特点 气流运动 自然现象 人类活动 对流层 平流层 高层大气 低纬17-18km 中纬10-12km 高纬8-9km 上部冷下部暖 对流运动 云雨雾雪等复杂的天气现象 与人类关系密切 对流层顶至50-55km 上部暖 下部冷 水平运动 1.臭氧层 2.天气晴朗 利于航空飞机飞行 平流层顶以上 电离层 流星、极光 电离层反射无线电波 自下而上先降后升 2.1.2 大气的受热过程 高处不胜寒，是因为地面是大气的热源，那为什么太阳不是热源呢？ ？ 课标解读 运用示意图等，说明大气的受热过程，并解释相关现象 【课标呈现】 1.结合示意图，理解大气对太阳辐射的削弱作用。 2.结合示意图或具体案例，掌握大气对地面的保温作用。 3.结合实例，用大气的受热过程原理解释相关地理现象。 【学习目标】 33 （一）太阳辐射 能量来源：其核心物质在高温、高压条件下，经核聚变反应产生巨大能量，并以电磁波的形式源源不断地向外辐射。 4H He+E(能量) 核聚变 太阳与地球之间的平均距离约1.5亿千米（天文学上称为1天文单位），太阳光到达地球的时间大约为8分钟。 日地距离 高温高压 （一）太阳辐射 辐射能力：物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短。 。 太阳辐射能量最集中的部分 太阳表面温度 约6000k 地球固体表面 均温约22°C 近地面大气 均温约15°C 太阳辐射 地面辐射 大气辐射 短波辐射 长波辐射 长波辐射 （二）气温 天气预报中所说的气温，指在野外空气流通、不受太阳直射下测得的空气温度（一般在百叶箱内测定）。 最高气温是一日内气温的最高值，一般出现在14—15时； 最低气温是一日内气温的最低值，一般出现日出前。 大气的热量从哪来？ （二）气温 。 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。 而太阳辐射中可见光部分被吸收很少。 大气的热量从哪来？ 太阳辐射能量最集中的部分 大气受热过程 （一）大气对太阳辐射的削弱作用 太阳辐射要穿过厚厚的大气，才能到达地表。由于大气对太阳辐射的反射、散射和吸收作用，投射到大气上界的太阳辐射（特别是波长短的电磁波）不能完全到达地表。大气对太阳辐射的吸收、反射或散射，称为大气的削弱作用。 1.反射作用 多云的白天，厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射，大气的反射作用强，所以气温不太高。 起反射作用的大气成分：云层和较大颗粒的尘埃 特点：无选择性，削弱各种波长的辐射 2.散射作用 蓝色、紫色光波长短，容易被空气分子散射。晴朗的天空多呈蔚蓝色。早晚阳光斜射，穿过路程长，短波各色光皆被散射，剩下红光投射地面，阳光红似火，地平线附近的天空呈红色霞光。 起反射作用的大气成分：空气分子和微小尘埃 特点：有选择性 （波长越短越容易被散射） 3.吸收作用 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。 （二）大气受热过程 “太阳暖大地 大地暖大气” 对流层大气层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强，因此地面长波辐射绝大部分被大气吸收。（地面是对流层大主要的直接热源。） （二）大气受热过程 大气直接热源与气温垂直递减率，正常情况下，海拔每升高100m，气温下降0.6℃。 “高处不胜寒”，为什么海拔越高的地方气温越低? 地面辐射是对流层大气的直接热源； 太阳辐射是大气的根本（最终）热源。 地面吸收 地面辐射 （三）大气保温过程 “大气暖大地” 大气辐射大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，称大气逆辐射。大气逆辐射把热量还给地面，对地面起到了保温作用。 大气逆辐射的应用 保 温 作 用 / 温 室 效 应 青藏高原光照强但气温低？ 农田烟熏防霜冻 塑料大棚/玻璃温室育苗 冬夜晴无风，早起必有霜农田铺设地膜 青藏高原光照强但气温低？ 高原上空气稀薄，大气削弱作用小，但保温作用也弱 农田烟熏防霜冻 烟雾中含有大量的二氧化碳，能够吸收地面辐射，从而增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻。 塑料大棚/玻璃温室育苗 温室大棚可以减少地面辐射的散失，也可以减少农作物呼吸作用产生的二氧化碳等气体的流失，从而起到保温作用。 太阳辐射 地 面 辐 射 冬夜晴无风，早起必有霜 晴朗无风夜晚，地面辐射散热，且大气逆辐射作用弱，大气保温能力差，气温下降，易成霜冻。 农田铺设地膜 减少地面辐射损失，吸收的热量保留在土壤中。 课堂小结 2.1.3 大气运动 海陆风，是如何形成的，海陆热力性质差异如何影响气压差形成水平气压梯度力？ ？ 课标解读 运用示意图等，说明大气的受热过程，并解释相关现象 【课标呈现】 1.运用示意图等资料，说明热力环流原理，并解释相关现象。 2.运用示意图等，说明风的形成和风向规律。 【学习目标】 55 热力环流 （一）气压 静止大气中，任意高度单位面积垂直向上延伸到大气层顶的空气柱的总重量。一般以百帕（hPa）为单位。 大气上界 空气柱 空气柱 A B 空气柱 C 地 面 规律：同一地点，不同高度，海拔越高气压越低 PA＞PB＞PC （二）等压面 指气压相等各点所组成的面。由于同一高度各地气压不相等，等压面在空间不是平面，而是象地形一样起伏不平。 当地面受热均匀时，等压面平行于地面，气压自地面向高空降低。 高压——向上凸起 低压——向下凹陷 （三）等压线 指同一高度上气压相等点的连线。 等 压 面 等压面 等压线 （四）热力环流过程 高空 1030hpa 1020hpa 高 低 低 高 高 1040hpa 低 地 面 热 冷 冷 地面受热不均时 等 压 面 等 压 面 地面温度高的区域空气在垂直方向上膨胀上升，使得空气柱内分子数目减少，气压低。 地面冷热不均造成空气的垂直方向运动。 同一水平面出现了高低气压差，空气水平运动（风） 等压面弯曲（高凸低凹） （五）热力环流应用 海陆风。 低压 高压 高压 低压 低压 高压 高压 低压 陆地比热小，增温快 海洋比热大，增温幔 陆地比热小，降温快 海洋比热大，降温幔 陆风 海风 （五）热力环流应用 山谷风。 热 热 冷 热 冷 冷 岩石比热小，山坡增温快，吹谷风 岩石比热小，山坡降温快，吹山风 （五）热力环流应用 城市风。 冷 冷 热 市区因地面硬化，缺少植被，废热排放，人工屏障（高楼大厦）多通风条件差等因素，气温比四周的郊区高。 影响：一般将绿化带布局于气流下沉处或下沉距离以内，将卫星城或污染较重的工厂布局于气流下沉距离之外。 典型例题 （五）热力环流应用 1．若①②③④处的气压分别为P1、P2、P3、P4，则（ ） A．P1＜P2 B．P2＜P3 C．P2＝P4 D．P3＞P4 2．下列判断正确的是（ ） A．M处温度较N处高 B．环流方向为逆时针 C．气流a自东向西运动 D．d处盛行上升气流 、 、 大气的水平运动 （一）水平气压梯度力 单位距离间的气压差，只要水平面上存在气压梯度，就产生了气压差，就产生了促使大气从高压区流向低压区的力，这个力称为水平气压梯度力，是形成风的直接原因。 1030 1020 1010 （hPa） A B 风向 表示方法：垂直于等压线，高压指向低压 对风的影响：影响风速和风向，等压线越密集，水平气压梯度力越大，风力越大 （二）地转偏向力和摩擦力 地转偏向力：由于地球的自转，对地表作水平运动的物体产生一个与其运动方向相垂直的作用力。 （北右南左，只改变风向，不改变风速） 摩擦力：地面与空气之间，以及运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的阻力。（既改变风向，又改变风速） 风的类型 受力情况 风向 图示（北半球为例） 理想风 水平气压梯度力 与等压线垂直 高空风 水平气压梯度力、 地转偏向力 与等压线平行 近地风 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力 与等压线成一夹角 风向 近地面等压线图上风向的绘制 ①过点画切线 ②画水平气压梯度力 （高压指向低压，垂直于切线） ③画风向（相对于水平气压梯度力发生偏转：北右南左 30° ~45 ° 如何根据风向判断气压高低和南北半球 ①根据风的来向为高压一侧可知：图中南侧为高压，北侧为低压。 ②根据水平气压梯度力垂直于等压线且由高压指向低压可绘出水平气压梯度力F水。 ③从图中可知风向比F水偏右，可知该地位于北半球，然后在风向的右侧绘出地转偏向力F地，并且垂直于风向。 几种不同的风力风向表示图 典型例题 大气的水平运动-风 下图为某时刻北太平洋局部地区海平面等压线(单位：hPa)分布示意图。读图完成1～2题。 1．济南与高知之间的气压差可能为(　　) A.16hPa B.20hPa C.24hPa D.28hPa 2．下列城市中，风力最小的是(　　) A．长崎 B．首尔 C．平壤 D．上海 、 、 解析：读图可知，等压线的等值距为2hPa，根据等值线变化规律，济南的气压值为1032～1034hPa，高知的气压值为1012～1014hPa，故两地的气压差为18～22hPa。故选B。解析：读图可知，选项所列四个城市中，上海附近等压线分布最为稀疏，水平气压梯度力最小，风力最小。故选D。 课堂总结 大气运动 热力环流 大气水平运动——风 热力环流的成因 热力环流的形成过程 热力环流的应用 风的成因 风的受力情况 风的三种类型 理想风 高空风 近地风 Lavf57.62.100 Lavf58.28.100 $$