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大气受热原理在生产和生活中的应用
一、利用大气受热原理解释常见的地理现象
1.利用大气对太阳辐射的散射作用原理解释:白天的天空是明亮的,晴朗的天空呈现蔚蓝色,日出、日落时的天空常呈现火红色,阴天或雾霾天时的天空往往呈现灰白色,一般使用红色光作为警示灯。
(1)白天太阳辐射受到大气的散射作用,导致光线漫布在天空中,所以天空是明亮的。
(2)晴朗的天空,空气中颗粒物细小,波长较短的蓝紫光容易发生散射作用,因此蓝紫光漫布在天空中,但人的眼睛对紫色光不敏感,因此我们看到的天空是蓝色的。
(3)日出、日落时太阳高度很小,太阳光穿越大气层的路径较长,大气对太阳辐射的散射作用强,波长较短的光线在到达人的眼睛前已被完全散射掉,因此就剩下波长较长的红、橙光,因此天空呈现火红色。
(4)阴天或雾霾天时,大气中的颗粒物较大,七色光都发生了散射作用,因此天空呈现灰白色。
(5)红色光是可见光中波长最长的光线,最不易发生散射作用,其传播距离远,因此警示灯般都是红色的。
2.利用大气受热原理解释:夏季,青藏高原太阳辐射很强,但是气温相对同纬度其他地区却较低。
青藏高原海拔高,空气稀薄,大气透明度高加上夏季太阳高度大,因此,大气对太阳辐射的削弱作用弱,照射到地面的太阳辐射强,地面辐射也强,但是由于空气稀薄,大气对地面辐射的吸收少,地面辐射散失多,因此大气的温度较低。
3.利用大气削弱和保温作用原理解释:新疆会感到:地区昼夜温差大,在夏季素有“早穿棉袄午穿纱地理知围着火炉吃西瓜”的说法。
新疆地区地处内陆,距海遥远,相对其他地区而言,阴雨天气少,晴天多。因此,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,太阳辐射强,温度高;夜晚大气逆辐射弱,对地面的保温作用弱,温度低加上地处内陆,比热容小,温度变化大。因此,其昼夜温差大。
4.利用大气对地面辐射的保温作用原理解释:气体大量排放对全球气候变暖的影响
温室气体增多→大气对地面辐射的吸收增多→大气逆辐射增强,保温作用加剧一全球气候变暖。
二、大气受热过程原理在农业生产实践中的具体应用
1.我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。白天,阳光通过温室大棚上方的玻璃或透明薄膜进人大棚,被地面吸收,而地面辐射属长波辐射,很难穿透玻璃或薄膜散失,从而起到保温作用。
2.早春,华北地区农民利用地膜覆盖进行农作物种植。早春,夜间气温相对较低,覆盖地膜后,阳光可透地膜进人地表,地面吸收太阳辐射后,转化为地面辐射,地面辐射很难透过薄膜射出,从而减少地面辐射的散失,起到保温作用。另外,覆盖地膜还能有效减少水分蒸发,起到保湿作用。
3.干旱、半干旱地区果农在果园中铺沙或鹅卵石。
沙子和鹅卵石的比热容较小,白天吸收太阳辐射增温快,夜晚散热快,昼夜温差大,有利于水果的糖分积累,同时还能有效减少土壤水分蒸发。
阅读图文材料,完成下列要求。
2024年暑假期间,小明同学跟随父母进行了为期一周的济南—乌鲁木齐自驾旅行。以下是旅行期间的自驾路线(图1)和部分旅游记录。
记录一 由陕西进入甘肃后,户外的夜晚变得凉爽起来,天上的星星也更加明亮繁多了。在宁夏中卫可见到“石头缝里”种西瓜(瓜农在瓜田表面铺了一层砂石),每个西瓜的个头都长得很大,口感确实不一样。
(1)分析进入甘肃后夜晚更加凉爽的原因。
【答案】(1)温带大陆性气候,水汽少(空气干燥);大气逆辐射弱(保温作用弱),夜晚降温幅度大。
记录二 在吐鲁番和哈密地区可见大片的哈密瓜种植区,瓜叶下还可见到覆盖的地膜。通过与瓜农交流得知,地膜是在春季播种之前就已经覆好,这样既可以提高出苗率,还能使哈密瓜提前成熟上市。
(2)宁夏中卫压砂西瓜口感好、新疆覆膜哈密瓜出苗率高。从大气的受热过程角度,分别分析其原因。
【答案】 (2)中卫瓜田的砂石比热容小,白天增温快、夜晚降温也快,昼夜温差大,利于有机质的积累,提高西瓜品质;哈密地区的地膜可以减少地面辐射损失,起保温作用,利于哈密瓜出苗。
矿物能源的大量使用,会使大气中二氧化碳的浓度不断提高,导致全球变暖。新型“阳光居室”,采用透明玻璃制作屋顶和墙面,在冬季可有效利用太阳能提高室内温度,实现节能减排,缓解温室效应。下左图为某地“阳光居室”景观,下右图示意大气受热过程。
(1)在大气受热过程示意图中,选择合适的序号表示近地面大气的受热过程。
(2)用大气受热过程原理解释冬季“阳光居室”能提高室内温度的原因。
(3)新型“阳光居室”的推广能够减缓“温室效应”,说明其原因。
【答案】(1)①③④
(2)太阳辐射可透过玻璃到达室内地面,地面吸收太阳辐射后增温,并以地面辐射的形式把热量传递给室内大气;地面辐射和大气辐射不易穿透玻璃,从而提高室内温度。
(3)能够减少二氧化碳的排放,大气吸收地面辐射减少,大气逆辐射减弱,大气的保温作用减弱,使气温升高趋势减缓。
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