内容正文:
地理 必修第一册
第三节 大气受热过程与热力环流
第一课时 大气的受热过程
运用示意图等,说明大气受热过程原理,并解释相关现象。
学业质量标准
大气对太阳辐射的削弱作用
大气对地面的保温作用
水平1
说出大气对太阳辐射的削弱作用的表现形式。(综合思维)
说出大气对地面的保温作用的表现形式及特点。(综合思维)
水平2
根据资料,归纳大气对太阳辐射的削弱作用的表现形式的特点。(综合思维)
根据资料,归纳大气对地面保温作用的基本原理。(综合思维)
水平3
根据资料,说明影响大气削弱作用的因素。(综合思维)
能够运用大气受热过程原理解释相关地理现象。(综合思维)
水平4
结合实例,说明大气对太阳辐射的削弱作用在生产、生活实践中的应用。(地理实践力)
结合实例,说明大气对地面的保温作用在生产、生活实践中的应用。(地理实践力)
一 大气对太阳辐射的削弱作用
1.三种削弱作用
形式
特征
反射
云层和较大颗粒的尘埃能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。云的反射作用尤为显著,云层愈厚,云量愈多,反射作用愈强
散射
太阳辐射在遇到空气分子、尘粒、云滴时,会向四面八方发生散射,使得一部分太阳辐射不能到达地面
吸收
选择性
平流层中臭氧吸收紫外线
对流层中水汽和二氧化碳等主要吸收红外线
可见光极少被吸收
2.大气削弱作用的纬度差异:低纬度地区的太阳高度角大,太阳辐射经过大气层的路径短,被大气削弱得少,地球表面吸收的太阳辐射就多。高纬度地区的情况则相反。
1.判断正误。
(1)吸收作用是大气对太阳辐射削弱作用的主要表现。(×)
(2)低纬地区较高纬地区大气对太阳辐射削弱作用弱。(√)
2.太阳辐射被削弱的方式中,叙述正确的是( )
A.云层对太阳辐射的反射最显著
B.散射使得太阳辐射都回到宇宙空间
C.平流层中臭氧吸收红外线
D.对流层中的水汽、二氧化碳吸收紫外线
答案:A
解析:云层对太阳辐射的反射最显著,云层越厚反射越强烈,故A项正确。
3.阴天时,气温一般比晴天低。为什么?
提示:阴天云层厚,对太阳辐射反射强烈,很多太阳辐射不能到达地表,大气获得太阳的能量较少,所以气温一般比晴天低。
二 大气对地面的保温作用
名称
特征
能量来源
辐射方向
作用
地面辐射
长波辐射
太阳辐射
射向大气
几乎全部被水汽和二氧化碳吸收,地面是大气主要的直接热源
大气辐射
长波辐射
地面辐射
小部分射向宇宙,大部分射向地面
大气逆辐射补偿地面辐射散失的热量,对地面起到保温作用
1.判断正误。
(1)太阳温度高、辐射能力强,所以太阳辐射是长波辐射。(×)
(2)地面是大气主要的直接热源。(√)
2.对地面起到保温作用的是( )
A.太阳辐射 B.地面辐射
C.大气辐射 D.大气逆辐射
答案:D
解析:大气逆辐射把热量还给地面,在一定程度上补偿了地面辐射散失的热量,对地面起到了保温作用。
3.多云的夜间,气温比晴朗的夜间高。为什么?
提示:多云的夜间很多热量被大气中的二氧化碳和水汽吸收,大气逆辐射再将热量还给地面,极少散失到宇宙空间,所以温度比晴朗的夜间高。
大气对太阳辐射的削弱作用
某中学地理学习小组在某周末进行了为期两天的课外实践活动。活动中发现周六为阴天,周日为晴天。通过实践活动,该学习小组得出了以下结论:
①日出前的黎明,日落后的黄昏,天空仍然是明亮的。
②阴沉的天空呈现灰白色,晴朗的天空呈现蔚蓝色。
③下图为两日气温日变化示意图。
据此探究下列问题:
(1)运用大气受热过程原理解释结论①和②中的现象。
(2)判断两条气温曲线代表的日期。
(3)阴天时,白天的气温较晴天________,为什么?
[成果展示] (1)大气散射作用改变了太阳光的方向,日出前、日落后,天空仍然是明亮的;因各种波长的太阳辐射被云层散射,阴沉的天空呈现为灰白色;太阳光中的蓝紫色光易被散射,晴朗的天空呈现蔚蓝色。
(2)A曲线代表周日气温变化,B曲线代表周六气温变化。
(3)低 阴天时,大气对太阳辐射的削弱作用强,因而白天气温较低。
1.大气对太阳辐射削弱作用的三种方式
作用形式
作用特点
参与作用的大气成分
削弱的辐射
形成的自然现象
反射作用
无选择性
云层和较大颗粒的尘埃
各种波长的太阳辐射
夏季多云的白天,气温不太高
散射作用
有选择性
空气分子、微小尘埃
可见光中波长较短的蓝紫光
晴朗的天空呈蔚蓝色
无选择性
较大颗粒的尘埃等
各种波长的太阳辐射
阴天的天空呈灰白色
吸收作用
有选择性
水汽、二氧化碳(对流层);臭氧(平流层);氧原子(高层大气)
水汽和二氧化碳主要吸收红外线,臭氧和氧原子主要吸收紫外线
平流层中的臭氧能吸收紫外线,对地球具有保护作用
2.削弱作用与纬度的关系
纬度低—经过的大气路程短—大气削弱少—地面得到能量多。
纬度高—经过的大气路程长—大气削弱多—地面得到能量少。
3.削弱作用在实践中的应用
现象
原因
晴朗天空呈蔚蓝色
晴天时,太阳光中的蓝紫色光易被散射
阴沉天空呈灰白色
阴天时,云层厚,各种波长的太阳辐射被散射
日出前、日落后天空明亮
大气的散射作用改变了太阳光的方向
白天多云时气温比晴天低
多云时,云层反射作用强,到达地面的太阳辐射减少
读大气受热过程图,回答(1)~(2)题。
(1)图中箭头④比①细的主要原因是( )
A.大气的吸收作用 B.大气的反射作用
C.大气的削弱作用 D.大气的散射作用
(2)与同纬度地区相比,青藏高原太阳辐射强,主要是由于( )
A.大气削弱①辐射少 B.大气削弱②辐射少
C.地面削弱③辐射少 D.地面削弱④辐射少
[科学思维] 大气受热过程的分析思路
类题透析
思路点拨
原理
削弱作用包括吸收、反射、散射作用
受大气削弱作用的影响,到达地面的太阳辐射明显减少
应用
大气削弱作用越弱,到达地面的太阳辐射越强
青藏高原地势高,空气稀薄,大气的削弱作用弱
[答案] (1)C (2)A
大气对地面的保温作用
材料一 2022年10月18日,华北某地气象局发布了未来5天的天气情况(下表),并预报19日凌晨局部地区将会有轻霜冻出现,提醒人们农牧业生产注意防寒。
日期
天气状况
19日
晴
3 ℃~18 ℃
南风3~4级
20日
晴转多云
8 ℃~20 ℃
南风3~4级
21日
多云间阴
13 ℃~19 ℃
南风3~4级
22日
晴间多云
10 ℃~22 ℃
南转北风3~4级
23日
多云转晴
7 ℃~19 ℃
北风3~4级
材料二 为防止秋冬霜冻,该地区农民采用燃烧秸秆的方法预防霜冻,如下图。
据此探究下列问题:
(1)指出该地19日凌晨局部地区出现轻霜冻的原因。
(2)指出未来五天内该地区昼夜温差小的时间及原因。
(3)从大气受热过程的角度分析燃烧秸秆预防霜冻的原因。
[成果展示] (1)晴朗的夜晚大气逆辐射弱,保温作用弱,气温低,易出现霜冻。
(2)10月21日。该日多云间阴,白天大气对太阳辐射的削弱作用强,气温低;夜晚大气对地面的保温作用强,气温高。因此昼夜温差小。
(3)燃烧秸秆增加了大气中的二氧化碳,增强了大气逆辐射,从而增强了大气的保温作用,使得地面降温速度减慢,降温幅度小,预防霜冻。
1.大气的受热过程
2.大气对地面的保温作用
3.保温作用在实践中的应用
现象
原因
夜晚多云时气温比晴天高
夜晚多云时,大气逆辐射强,地面散失热量少
晚秋或寒冬霜冻多出现在晴朗的夜晚
晴朗夜晚,大气逆辐射弱,热量散失多,地面气温低,易出现霜冻现象
青藏高原光照强但气温低
高原上空气稀薄,大气削弱作用弱,保温作用弱
利用烟雾防霜冻
烟雾能增强大气逆辐射,减少地面热量的散失
果园中铺沙或鹅卵石
防止土壤水分蒸发的同时也能增加昼夜温差,有利于水果糖分积累等
读大气受热状况示意图,完成(1)~(2)题。
(1)对地面起保温作用是图中的( )
A.① B.②
C.③ D.④
(2)雾霾天气时,图中的( )
A.①增强 B.②减弱
C.③增强 D.④增强
[科学思维] 大气保温作用的分析思路
类题透析
思路点拨
原理
大气逆辐射将能量返还地面,实现大气的保温作用
①为太阳辐射,②为大气的削弱作用,③为地面辐射,④为大气逆辐射
应用
雾霾天气时,大气吸收地面辐射的能力增强
大气辐射增强,大气逆辐射增强
[答案] (1)D (2)D
综合思维——逆温的形成及影响
从2023年12月27日夜间开始,江苏迎来2023年冬季最强雾霾天气,江苏省气象台发布大雾橙色预警信号,局部地区出现能见度不足50米的特强浓雾,此次雾霾天气过程于当月31日结束。据省气象台预报员介绍,该时段江苏大气环流稳定,存在显著的辐射逆温,同时在后半夜到早晨江苏省近地层的湿度会明显增加,这是出现连续性、大范围大雾天气过程的主要成因。逆温带来的多雾天气会对我们的生产生活产生哪些影响?
1.逆温的概念
对流层气温一般随高度增加而递减,海拔每升高1 000米,气温下降6 ℃。但在一定条件下,也会出现海拔上升,气温升高或海拔上升1 000米,气温下降幅度小于6 ℃的现象,这两种现象都称为逆温。
2.逆温的形成与消失过程
晴朗无云的夜间或黎明,由于大气逆辐射较弱,地面辐射散失热量多,从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温现象黎明前最强,日出后逆温层自下而上消失。
3.逆温的影响
(1)出现多雾天气:早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,使能见度降低,影响人们的出行,出现交通事故。
(2)加剧大气污染:逆温现象的存在使空气垂直对流受阻,造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康。
(3)对航空造成影响:“逆温”多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空,对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为主,飞行中不会有较大的颠簸。
4.逆温的两种形式
(1)海拔上升,气温升高。
(2)海拔每上升1 000米,气温下降幅度小于6 ℃。
发生上热下冷逆温现象的大气层称为“逆温层”。逆温层下限至地面的距离称逆温高度,逆温层上下限的温度差称逆温强度。银川市主城区在全年各季中均有逆温层出现。据统计,银川市逐月平均逆温强度和厚度如下图所示。据此完成1~2题。
1.关于银川市逆温时间分布特征,下列说法正确的是( )
A.冬半年逆温强度小于夏半年逆温强度
B.7月20时逆温强度小于8时的逆温强度
C.8时逆温厚度始终大于20时逆温厚度
D.6月至10月,8时的逆温厚度持续上升
答案:C
解析:读图可知,银川市逆温时间分布总体变化较大,11月—次年1月(冬季)较强,4—10月(夏半年)较弱,A项错误;20时强度比8时强度大的月份有1、7、10、11月,其他几个月相反,B项错误;从逆温厚度来看,8时比20时逆温层厚度大,C项正确;6—7月、8—9月8时的逆温厚度保持稳定,D项错误。
2.逆温现象的出现造成银川市( )
①缓解大气污染 ②抑制沙尘暴发生 ③易出现大雾天气 ④减少冻害发生
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
答案:B
解析:根据所学知识可知,逆温现象发生时空气对流运动受到抑制,大气稳定,不利于污染物的扩散,加重大气污染,危害人类健康,①错误;近地面温度低,作物易发生霜冻现象,发生冻害,导致农作物减产,④错误;大气稳定,减少风力作用,有利于抑制沙尘暴,近地面温度低,水汽易凝结,易出现大雾天气,②③正确。故选B项。
[教材第46页探索]
点拨 1.沥青路面与草地相比较,沥青路面比热容小,所以其升温和降温的辐度大,一天内温差较大。
2.关系:二者变化基本同步,草地温度整体高于近地面空气温度。
原因:大气的热量主要来自地面辐射。
3.沥青路面提高城镇气温,增大城镇温差。
[教材第48页思考]
点拨 晴朗夜晚,水汽少,大气对地面的保温作用弱,导致地面辐射散失的热量更多,故更凉一些。
(
难
度
题
号
知
识
点
)
★
★★
大气对太阳辐射的削弱作用
1,6
7,9,10
大气对地面的保温作用
2,3
4,5,8,11
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
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1~3题。
1.造成①②差异的原因是( )
A.大气对太阳辐射的削弱作用
B.大气对太阳辐射的散射作用
C.大气对太阳辐射的反射作用
D.大气对太阳辐射的吸收作用
答案:A
解析:读图可知,①和②都是太阳辐射,受大气对太阳辐射的削弱作用的影响,②小于①。大气对太阳辐射的削弱作用包括吸收、反射、散射三种方式。
2.与人们通常所称大气“温室效应”相关的主要过程有( )
A.①和② B.②和③
C.③和④ D.②和④
答案:C
解析:“温室效应”是大气中温室气体过多,能强烈吸收地面辐射(③),使大气增温明显;过多的温室气体会增强大气逆辐射(④),保温作用强。
3.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
答案:D
解析:多云的天气,白天云层对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射(②)减少,温度不太高;夜晚大气逆辐射(④)强,保温作用强,温度不太低,昼夜温差小。
下图示意我国某城市1月不同天气状况下草地地表平均温度的日变化情况。读图,完成4~5题。
4.①、②、③曲线示意的天气状况分别为( )
A.阴天、多云、晴天 B.阴天、晴天、多云
C.晴天、多云、阴天 D.多云、阴天、晴天
答案:A
解析:阴天代表天空均被云层覆盖,白天大气对太阳辐射削弱作用强,气温较低,夜间大气逆辐射作用强,气温相对较高,所以昼夜温差最小,因此①为阴天;晴天天空少云或无云层覆盖,昼夜温差最大,因此③为晴天;多云天空有部分区域被云层覆盖,昼夜温差介于阴天和晴天之间,因此②为多云。故选A项。
5.①曲线较②③曲线夜晚温度高的原因是( )
A.太阳辐射强 B.地面反射强
C.地面辐射强 D.大气逆辐射强
答案:D
解析:由上题可知,①曲线表示阴天。阴天时夜晚大气逆辐射作用强,地面热量散失慢,因此气温较晴天和多云天气高,D项正确。
藏族人民大部分面色黝黑。下图为大气热量平衡示意图。据此完成6~7题。
6.藏族人民大部分面色黝黑,造成这一现象的地理原因是( )
A.甲强 B.乙强
C.丙强 D.丁强
答案:B
解析:青藏高原海拔高,空气稀薄,太阳辐射受到大气的削弱作用较弱,到达地面的太阳辐射强,长期生活在太阳辐射强的环境下,造成其面色黝黑。据图可知,乙为到达地表的太阳辐射,根据前面分析可知,藏族人民面色黝黑主要是乙作用强所导致的,B项正确;甲为大气对太阳辐射的削弱作用,会使到达地表的太阳辐射减弱,不会使其面色黝黑,不符合题意,A项错误;丙为大气逆辐射,其主要作用是保温,不会使面色黝黑,不符合题意,C项错误;丁为地面辐射,主要是地面吸收太阳辐射后将热量传递给大气,使大气增温,不会使面色黝黑,不符合题意,D项错误。
7.拉萨郊区的农民在夏季给蔬菜大棚覆盖黑色尼龙网的主要目的是( )
A.削弱甲,提高夜间的温度
B.阻止丙,防止夜间温度过低
C.削弱乙,减少对蔬菜伤害
D.增强丁,增强作物水分蒸腾
答案:C
解析:甲为大气对太阳辐射的削弱作用中的反射作用,乙为到达地面的太阳辐射,丙为大气逆辐射,丁为地面辐射。拉萨郊区的农民在夏季给蔬菜大棚覆盖黑色尼龙网,并不能削弱大气对太阳辐射的反射作用,也不能阻止大气逆辐射,A、B两项错误;青藏高原大气稀薄,到达地面的太阳辐射较强,黑色尼龙网能够遮挡一部分太阳光,削弱了一部分进入大棚内部的太阳辐射,即削弱了乙作用,以减少过强的太阳辐射对蔬菜的伤害,C项正确;地面辐射由地面产生,根本热源是太阳辐射,不会被尼龙网增强,也不会使农作物水分蒸腾增强,D项错误。
深秋、初冬时节是大雾多发期。读图,回答8~9题。
8.深秋、初冬时节是大雾多发期,这其中的道理是( )
A.昼夜温差较小,水汽易凝结
B.昼夜温差较小,水汽不易凝结
C.昼夜温差较大,水汽不易凝结
D.昼夜温差较大,水汽易凝结
答案:D
解析:深秋、初冬时节天气晴朗,大气逆辐射弱,昼夜温差大,夜晚降温快,水汽易凝结形成大雾。
9.白天的大雾天气使空气能见度降低的主要原因是( )
A.大雾削弱了地面辐射
B.大雾对太阳辐射具有反射作用
C.大雾改变了太阳辐射的波长
D.大雾增强了大气逆辐射
答案:B
解析:白天,大雾对太阳辐射的反射强,使光线很弱,大气能见度降低。
二、综合题(共2题)
10.读大气热力作用关联示意图,回答下列问题。
(1)图中①②③各表示什么辐射:
①________辐射;②________辐射;③________辐射。
(2)图中④表示大气对太阳辐射的________作用,包括⑤__________、⑥__________、⑦__________三种形式。
(3)大气通过________对地面起到________作用。
(4)影响图中①的强度的最主要因素是________,其原因是什么?
(5)地面增温主要来自图中的________,大气受热主要来自图中的________。(填代号)
答案:(1)太阳 地面 大气逆
(2)削弱 吸收 反射 散射
(3)大气逆辐射 保温
(4)太阳高度 太阳高度越大,单位面积地面获得的热量越多;太阳高度越大,太阳辐射经过大气层的路程越短,被削弱得越少。
(5)① ②
解析:第(1)题,根据箭头指向可判断,①为太阳辐射,②为地面辐射,③为大气逆辐射。第(2)题,图中④表示大气对太阳辐射的削弱作用,包括吸收、反射和散射。第(3)题,大气吸收大部分地面辐射,通过大气逆辐射对地面起保温作用。第(4)题,图中①为太阳辐射,影响其强度的主要因素是太阳高度。太阳高度越大,单位面积地面获得的热量越多;太阳辐射经过大气层的路程越短,被削弱得越少。第(5)题,从大气的受热过程来看,太阳辐射是地面增温的主要来源,对应的是①;近地面大气的主要的直接热源是地面辐射,对应的是②。
11.读大气的保温作用示意图,回答下列问题。
(1)大气吸收太阳辐射的主要成分是平流层的________以及对流层的________和________。
(2)由图可知,大气对地面之所以具有保温作用,就是因为大气吸收________使大气增温,指出大气保温作用与天气变化的联系。
(3)太阳辐射和地面辐射相对而言,辐射波长较长的是________。
(4)在寒冷的冬天,农民往往在麦田边燃烧大量的秸秆来防御寒潮,试用所学知识解释其原理。
答案:(1)臭氧 水汽 二氧化碳
(2)地面辐射 晴天,保温作用弱;阴雨天,保温作用强。
(3)地面辐射
(4)燃烧秸秆产生的浓烟中含有大量二氧化碳,它可以强烈地吸收地面辐射使大气增温,然后大气又以大气逆辐射的形式把部分热量返还给地面,从而使地面辐射热量损失减少,降温减慢,减少寒潮造成的损失。
解析:第(1)题,大气吸收太阳辐射的主要成分是平流层的臭氧、对流层的水汽和二氧化碳。第(2)题,大气吸收地面辐射使大气增温,阴雨天的保温作用强于晴天。第(3)题,物体的温度越高,辐射的波长越短;反之越长。故太阳辐射为短波辐射,地面辐射为长波辐射。第(4)题,农民焚烧秸秆增加了大气中的二氧化碳,从而更多地吸收地面辐射,增强了大气逆辐射,故对地面起到保温作用。
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