2.2 大气受热过程和大气运动 导学案高一地理上学期 人教版2019必修第一册

第二章 地球上的大气 2.2 大气受热过程和大气运动 导学案 【学习目标】 1、将大气圈和地球表面作为一个整体，来认知大气受热过程。 2、构建思维链： 冷热不均引起大气运动，大气运动最简单的形式为热力环流；大气水平运动就是风。 3、绘制海陆间大气环流模式图；会画近地面的风向。 【重点难点】 重点：说明大气受热过程；高空风和近地面风的形成原理；水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的方向、大小和影响因素。 难点：运用大气受热过程原理，解释生活中的相关现象；在气压分布图上根据以上三种作用力判断风向。 【知识梳理】 1、 大气的受热过程 1、 大气热力作用： （1） 大气对太阳辐射的削弱作用： 作用 参与成分 波长类型 特点 现象 作用 云层、大尘埃 各种波长的太阳辐射 无选择性，云层越厚反射越强 阴天的白天气温较低 散射作用 空气分子、微小尘埃 波长较短的蓝紫光 有选择性，光被散射向四面八方 晴朗天空呈 色 吸收作用 臭氧、水汽、二氧化碳 紫外线、红外线 有选择性，臭氧吸收 ，水汽和二氧化碳吸收红外线 臭氧层吸收紫外线，皮肤不会被大量紫外线灼伤 （2） 大气对地面的保温作用 ①大部分太阳辐射（短波）能透过大气射到地面，使地面 （太阳暖大地）； ②地面被加热，并以 辐射的形式向大气传递热量，近地面大气吸收长波辐射后温度 （大地暖大气）； 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。所以地面长波辐射是近地面大气主要的、 的热源。 ③大气在增温的同时，也向外辐射长波辐射。大部分向下射向地面，称为 ，大气逆辐射把热量传给地面，一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了 作用（大气还大地）。 （3） 实例： ①一天中气温最高为地方时14时前后，最低温出现在日出前后； ②温室气体导致全球气候变暖； ③阴天昼夜温差小，晴天昼夜温差大； ④农业生产中的应用： A、温室大棚，原理：温室大棚阻挡地面辐射逸出，将热量保留在温室内，使得室内温度升高。 B、秋冬季节，农民在地头燃烧枯草秸秆以防霜冻，原理：烟雾增强大气吸收地面辐射，增强大气逆辐射，对地面具有保温作用。 C、果农在果树根部铺设砂石，原理：砂石白天增温快，夜间降温也快，增大昼夜温差。 二、热力环流 概念：地面 而形成的空气环流，称为大气热力环流。它是大气运动的一种最 的形式。 形成过程： （1） 当A地受热量多，B、C两地接受热量少时，A地近地面空气膨胀 ，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成 气压；B、C两地空气收缩 ，上空空气密度减小，形成 气压。于是空气从气压高的A地上空向气压低的B、C两地上空扩散。 （2） 在近地面，A地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成 气压；B、C两地因有下沉气流，空气密度增大，形成 气压。这样近地面的空气从B、C两地回流A地，以补充A地上升的空气，从而形成了热力环流。 规律总结： ①垂直方向上，海拔越高，气压值越低，空气由低压流向高压； ②“高压”和“低压”是同一水平面上相对而言，空气由高压流向低压； ③同一垂直面，近地面与高空气压状况相反； ⑤与同一水平面比，等压面上凸为高压区，下凹为低压区； ⑥近地面高压—垂直气流下沉→多为晴天，近地面低压—垂直气流上升→为阴天。 应用： （1） 海陆风 形成 白天陆地比海洋增温 ，近地面陆地气压低于海洋，风从海洋吹向陆地，形成 风 夜晚陆地比海洋降温 ，近地面陆地气压高于海洋，风从陆地吹向海洋，形成陆风 影响 海陆风使滨海地区气温日较差 ，降水增多 （2） 山谷风 谷风 山风 白天，山坡比同高度的山谷增温快，气流 ，气压 ，暖空气沿山坡 ，形成谷风。 夜晚，山坡比同高度的山谷降温快，气流 ，气压 ，冷空气沿山坡 ，形成山风。 （3） 城市热岛效应（城市风） 形成 城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热量，再加上植被覆盖率较低，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”，引起空气在城市上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，在城市与郊区之间形成城市热岛环流 影响 一般绿化带布局在气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布局于下沉距离之外 三、大气的水平运动——风 1、成因： （1）直接原因：水平气压梯度力 （2）根本原因：地表 不均匀 2、影响风的三种力： 作用力 方向 大小 对风的影响 水平气压梯度力 始终垂直于等压线，由高压指向低压 等压线越密集水平气压梯度力越大 水平气压梯度力最大，风速越大，并决定风向走向 地转偏向力 始终垂直于风向（北半球向右偏，南半球向左偏） 大小受纬度影响，纬度最高，偏向越明显 使被半球风向右偏，南半球向左偏，不影响风速 摩擦力 始终与风向相反 与下垫面性质有关 使风速减小，改变风向 3、高空风和近地面风 高空风 近地面风 图示（北半球） 受力 水平气压梯度力和地转偏向力共同影响 水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同影响 风向 与等压线平行 与等压线成一夹角 4、等压线图中风向和风力的判断方法 风向判断： 第一步 在等压线图中，画出经过该点切线并垂直于切线的虚线箭头（为水平气压梯度力的方向），虚线箭头由高压指向低压。 第二步 确定南、北半球后，面向水平气压梯度力的方向向右（北半球）或向左（南半球）偏转30°～45°，画出实线箭头，即为经过该点的风向，如上图所示。 风力判断： 同一幅图上，等压线的疏密，等压线密集，气压梯度力大，风力大。反之，风力小。 在不同图幅上进行风力大小比较时，还应注意气压值和比例尺的异同。 不同图幅上，相邻两条等压线数值差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；反之风力越小。 不同图幅上，根据比例尺判断气压差的大小。比例尺越大，水平气压梯度力越大，风力越大，反之风力越小。 如下图中，风力由大到小依次是：C＞A＞D＞B。 【课后练习】 最新研究表明，地球最筒单、最远古的微生物，可幸存于火星极端稀薄的大气层中。虽然当前火星表面干燥寒冷，但是大量证据显示，数十亿年前河流、湖泊和海洋覆盖在火星表面，由于地球液态水存在的区域就有生命，科学家猜测当火星处于潮湿气候状态下，生命体可以进化形成。根据材料完成下面小题。 1．火星生命体可以形成的条件必须要有（   ） ①微生物的存在②液态水充足③表面温度适宜④适宜的大气环境 A．①②③④ B．②③④ C．②③ D．①②③ 2．相对于地球来说，火星更容易遭受陨石袭击，主要原因是（   ） A．火星的公转速度更快 B．火星的体积、质量更大 C．火星的大气密度更小 D．火星的表面宇宙辐射更强 3．太阳辐射的能量来源于（   ） A．耀斑爆发 B．太阳活动 C．太阳黑子 D．内部核聚变反应 近年来，国家不断加大西藏太阳能应用的投资，西藏有关部门也更加重视太阳能的开发和利用。太阳能属于绿色能源，它的开发利用不仅是西藏常规能源的一个很好的补充，对西藏的环境保护也有着积极作用。据此完成下列小题。 4．下列与青藏高原太阳能丰富的原因不相关的是（   ） A．晴天多，日照时间长 B．空气稀薄，对太阳辐射削弱作用小 C．冰川广布，地面反射强 D．纬度较低，太阳高度较大 5．除太阳辐射能外，青藏地区的其他能源也很丰富，其中哪一项能源与太阳能无关（   ） A．柴达木盆地的天然气 B．藏南谷地的地热能 C．高原北部的风能 D．雅鲁藏布江的水能 科学家预计2023年太阳活动将达到史无前例的高峰期。我们可以预见到那时将发生剧烈的太阳活动。下图表示1960—2013年年均太阳黑子相对数与辽宁西北地区年降水距平关系（降水距平值=当年降水量-多年平均降水量）。据此回答下列小题。 6．太阳黑子出现在太阳大气的（   ） A．光球层 B．色球层 C．日冕层 D．最外层 7．如果2022~2023年是太阳活动强烈的时段，那么下一个活动强烈时段约是（   ） A．2027~2028年 B．2033~2034年 C．2037~2038年 D．2042~2043年 8．据图判断下列说法正确的是（   ） A．1980年太阳黑子相对数最大，该地区降水量偏多 B．1994年太阳黑子相对数较少，该地区旱灾威胁大 C．1999—2003年期间,该地树木生长快,年轮稀疏 D．总体上太阳黑子相对数与该地年降水距平值呈负相关 9．在太阳剧烈活动时期，人们可以采取的防护措施有（   ） ①关闭所有的通信设施②适当调控人造卫星的运转③尽量减少室外活动④关闭所有大型发电设施 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 10．下左图为邵阳市连续两天的天气预报图，下右图为大气受热过程示意图。据此完成下题。 与11月6日相比，11月7日昼夜温差变小的主要原因是（   ） A．①增强④减弱 B．①减弱④增强 C．②增强③增强 D．②增强④减弱 嫦娥六号探测器成功在月球正面着陆。嫦娥六号探测器不但要完成月壤采集工作，还要接受月球昼夜温度剧烈变化的考验。下图为地球和月球表面辐射过程示意图。据此完成下面小题。 11．同为白天时，月球表面平均温度（   ） A．高于地球表面 B．低于地球表面 C．与地球表面相当 D．不确定 12．夜晚月球表面温度远低于地球表面，主要因为缺少（   ） A．太阳辐射 B．月表辐射 C．大气辐射 D．大气逆辐射 读热力环流示意图，回答下面小题。 13．图中①②③④四点的气压大小比较，正确的是（   ） A．①>② B．①>③ C．①>④ D．②>③ 14．图中①②③④四点的空气运动方向，正确的是（   ） A．②→① B．①→④ C．③→④ D．③→② 热力环流是一种常见的自然现象。大湖泊周围会出现与海陆风相似的风的周期变化称为“湖陆风”。下图为某研学小组绘制的湖陆风环流示意图。据此完成下面小题。 15．热力环流的形成原因是（   ） A．地面冷热不均 B．地表高低不平 C．月球引力 D．太阳引力 16．图中湖陆风环流绘制正确的是（   ） A．① B．② C．③ D．④ 读某区域两个时刻等压线示意图（单位：hPa），完成下面小题。 17．10月8日14时，丙地的风向为（   ） A．西北风 B．东北风 C．偏北风 D．偏南风 18．下列四地中，14时到20时风力明显加大的是（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 19．图甲为“大气受热过程示意图”，图乙为“某地晴天和阴天的气温日变化曲线图”，读图，回答下列问题。 (1)甲图箭头中，代表近地面大气主要直接热源的是 （填字母），它表示 。 (2)甲图B箭头代表的辐射能量主要集中在 （紫外光、可见光、红外光）部分，容易被 吸收。 (3)甲图中字母C表示 ，它能对地面起到 作用；字母D代表 过程，体现了大气对太阳辐射的 作用。 (4)乙图①②中表示阴天的是 。 (5)据甲图所示原理，解释新疆早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜的原因。 20．大气对地面的保温作用 材料一：拉萨和成都纬度基本相同，两城市的光照和气温却存在显著的差异。下表为两个城市气候资料。 年日照时数/小时 1月平均气温/℃ 7月平均气温/℃ 拉萨 3005 －2.1 15.3 成都 1130 5.5 25.2 材料二：下图为大气受热过程示意图。 据此探究下列问题： (1)与①相比，② ，主要原因是什么 ？ (2)图中序号中，对地面具有保温作用的是 ，其保温依赖的大气组分主要是什么 ？ (3)与成都相比，拉萨太阳辐射强、气温低。试分析原因。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 反射 淡蓝 紫外线 增温 长波 增高 直接 大气逆辐射 保温 冷热不均 简单 上升 高 下沉 低 低 高 快 海 快 减小 上升 低 上升 下沉 高 下沉 受热 1．B 2．C 【解析】1．据材料“大量证据显示，数十亿年前河流、湖泊和海洋覆盖在火星表面，由于地球液态水存在的区域就有生命，科学家猜测当火星处于潮湿气候状态下，生命体可以进化形成”，再结合地球上生命物质存在的条件，可知火星生命体可以形成的必要条件有：液态水充足；表面温度适宜；有适宜的大气环境，②③④正确；而微生物本身就是生命物质，它不是生命体可以形成的条件，①错误，综上所述，B正确，ACD错误。故选B。 2．火星空气稀薄，大气密度小，与陨石的摩擦力小，陨石不容易燃烧，所以火星更易遭陨石袭击；地球被厚厚的大气层包围，陨石在落向地面的过程中，由于和大气摩擦燃烧，不少在落地前燃烧成灰烬，不会对地表造成撞击，C正确。地球的公转速度比火星要快一些，A错误；地球的体积、质量更大，B错误；宇宙辐射强度与陨石袭击关系不大，D错误。故选C。 3．D 【详解】太阳内部具有极高的温度和压力，氢原子核在此发生聚变反应生成氦原子核，损失部分质量，释放巨大的能量，这是太阳能量的来源，D符合题意；太阳活动及太阳活动中的耀斑爆发、黑子，均是太阳释放能量的方式，不是太阳辐射的能量来源，排除ABC。故选D。 4．C 5．B 【解析】4．结合所学知识，青藏高原由于海拔高，水汽少，晴天较多，日照时间长，因此太阳能丰富，A不符合题意；青藏高原海拔高，大气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用小，因此太阳能丰富，B不符合题意；青藏高原气候寒冷，冰川广布，与太阳光照时间和强度关系不大，不是青藏高原太阳能丰富的原因，C符合题意；青藏高原纬度较低，太阳高度较大，太阳辐射强度较大，因此太阳能丰富，D不符合题意。故选C。 5．结合所学知识，天然气是地质时期生物能演化而来的，而生物能主要来自于光合作用，因此柴达木盆地的天然气与太阳能密切相关，A不符合题意；藏南谷地的地热能的来源是地球内部放射性元素衰变所产生的能量，与太阳能无关，B符合题意；风能来源于大气运动，而太阳辐射是大气运动的根本能量来源，因此高原北部的风能与太阳能密切相关，C不符合题意；水能是水循环过程中产生的能量，太阳辐射能量水循环的能量来源，因此雅鲁藏布江的水能与太阳能密切相关，D不符合题意。故选B。 6．A 7．B 8．D 9．B 【解析】6．太阳黑子出现在光球层，A正确，BCD错误。故选A。 7．太阳活动的平均周期大约为11年，因此如果2022~2023年是太阳活动强烈的时段，那么下一个活动强烈时段约是2033~2034年，B正确，ACD错误。故选B。 8．由图可知，1980年太阳黑子相对数最大，该地区降水量偏少，A错误；1994年太阳黑子相对数较少，对应距平为正，降水比往年偏多，旱灾威胁不大，B错误；1999—2003年期间，降水距平为负，气候干旱，该地树木生长慢，年轮密集，C错误；从图中可以看出，总体上太阳黑子相对数与该地年降水距平值呈负相关，D正确。故选D。 9．在太阳剧烈活动时期，人们可以采取的防护措施有：适当调控人造卫星的运转和尽量减少室外活动，②③正确。关闭所有的通信设施和大型发电设施，对生产、生活影响巨大且不现实，①④错误。故选B。 10．B 【详解】在大气受热过程示意图中，①为到达地面的太阳辐射，②为大气削弱作用、③为地面辐射，④为大气逆辐射。11月6日为晴天，大气的削弱作用和保温作用差，白天到达地面的太阳辐射多，地面升温快，气温高，晚上大气的保温作用弱，地面散热快，降温快，气温低，温差大；11月7日多云天气，大气对太阳辐射的削弱作用强，保温作用强，白天到达地面的太阳辐射少，地面升温慢，白天温度不至于过高，晚上大气的保温作用强，地面降温慢，气温较高，所以温差要小。主要原因是11月7日①太阳辐射减弱，④大气逆辐射增强，据上所述，B正确，ACD错误，故选B。 11．A 12．D 【解析】11．读图可知，月球相较于地球，缺少大气层，白天缺少大气对太阳辐射的削弱作用，故月球表面平均温度高于地球表面，故选A。 12．月球表面无大气，缺少大气的保温作用，即缺少大气逆辐射，夜晚月球表面损失的热量多，因此月球表面夜晚温度远低于地球表面，故选D。 13．D 14．C 【解析】13．②地等压面向高空弯曲，为高压区；③地等压面向地面弯曲，为低压区。同理分析①为低压，④为高压。因近地面空气密度大，故近地面气压高于高空。因此四地气压由大到小为：②>③>④>①，D正确，ABC错误。故选D。 14．结合上题分析可知在近地面空气由②地流向③地，高空由④地流向①地。在垂直方向上，③地空气受热上升，②地空气遇冷收缩下沉。故其运动方向为③→④→①→②→③，C正确，ABD错误。故选C。 15．A 16．B 【解析】15．热力环流的形成原因是地面冷热不均引起的，A正确，与地面起伏、月球引力、太阳引力无关，BCD错误。故选A。 16．由图可知，③和④不符合热力环流规律，CD错误；白天湖面气温低、气压高，陆地气温高、气压低，近地面风从湖面吹向陆地；夜间湖面气温高、气压低，而陆地气温低、气压高，近地面风从陆地吹向湖面，综上所述，B正确，A错误。故选B。 17．D 18．C 【解析】17．水平气压梯度力由高压指向低压，根据10月8日14时丙等压线分布及北半球地转偏向力可知，14时丙地此时风向为偏南风，D正确，ABC错误。故选D。 18．等压线越密集，风力越大，根据14时、20时的等压线的疏密变化可知，甲、乙、丁地的风力明显变小，丙地风力变大，C正确，ABD错误。故选C。 19．(1) B 地面辐射 (2) 红外光 水汽或二氧化碳 (3) 大气逆辐射 保温 反射 削弱 (4)② (5)新疆多晴朗天气，大气对太阳辐射的削弱作用小，白天气温高；晚上大气逆辐射作用微弱，保温效果差，气温低。 【分析】本题以大气受热过程图、某地晴天和阴天的气温日变化曲线图为材料，涉及大气的削弱和保温作用、气温日变化的影响因素，考查获取和解读地理信息、论证和探讨地理问题的能力，体现了综合思维、地理实践力等等学科素养。 【详解】（1）根据箭头指向可以判断A为太阳辐射，B为地面辐射，C为大气逆辐射。近地面大气的主要直接热源为地面辐射，即B。 （2）太阳辐射为短波辐射，地面辐射、大气辐射、大气逆辐射是长波辐射，B为地面辐射，辐射能量主要集中在波长较长的红外光部分，大气中水汽和二氧化碳主要吸收红外线长波辐射。 （3）C为指向地面的大气逆辐射，能够弥补地面所散失的热量，对地面起到保温作用。D是云层对太阳辐射的反射，削弱了到达地面的太阳辐射的强度。 （4）由乙图可知①气温日变化大，说明昼夜温差大。晴天没有云层，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，温度高；晚上无云，大气逆辐射弱，对地面的保温作用弱，气温低，故昼夜温差大。②气温日变化小，说明昼夜温差小，阴雨天气，云层较厚，白天削弱作用强，夜晚保温作用强，昼夜温差小，因此乙图①②中表示阴天的是②。 （5）晴天云量少，大气对太阳辐射的削弱作用差，到达地面的太阳辐射多，气温较高；阴天的夜晚云量多，大气逆辐射强，保温效果好，气温高。新疆深居大陆内部，各大洋水汽均很难到达，降水少，多晴朗天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用小，气温高；晚上大气逆辐射作用微弱，保温效果差，气温低，因而昼夜温差大。 20．(1) 弱 大气对太阳辐射具有削弱作用。 (2) ⑤ 水汽和二氧化碳。 (3)拉萨地处青藏高原，海拔高，空气稀薄，大气能见度高，大气对太阳辐射削弱作用弱，太阳辐射强；空气稀薄，大气吸收地面辐射少，气温低。 $$