内容正文:
2.2 大气受热过程和大气运动
人教版 地理1
1
大气的受热过程
自学活动:阅读课本P34-P35“大气的受热过程”、“大气对地面的保温作用”部分
学习用时:2分钟
待解答的问题:
1. 大气对太阳辐射的削弱作用表现为?
2. 大气对地面的保温作用表现为?
3. 大气的受热过程是怎样的?
P35“大气对地面的保温作用”
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
2
大气的受热过程 —— 两个认知前提
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
对流层
0km
12km
物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短
物体的温度越低,辐射中最强部分的波长越长
太阳表面温度
(约5700℃)
太阳辐射
短波辐射
地球表面温度
(约15℃)
地面辐射
长波辐射
3
大气的受热过程
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
思考:大气的削弱作用表现为?
高层大气
投射到地球上的太阳辐射,要穿过厚厚的大气才能到达地球表面。
吸收、反射、散射
4
大气的受热过程 —— 削弱作用
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
高层大气
参与作用的大气成分
作用特点
受到削弱的辐射
相关现象
大气对太阳辐射的吸收
氧原子、臭氧
水汽、二氧化碳
有选择性
O
(高层大气)
太阳辐射中波长
更短的紫外线
O3
(平流层)
太阳辐射中波长
较短的紫外线
H2O、CO2
(对流层)
太阳辐射中波长
较长的红外线
气温的垂直变化、生命保护伞
5
大气的受热过程 —— 削弱作用
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
大气对太阳辐射的反射
高层大气
参与作用的大气成分
作用特点
受到削弱的辐射
相关现象
云层、直径较大的尘埃
无选择性
强度与云层厚度、云量呈正相关
各种波长的太阳辐射
夏季多云的白天,气温不太高
6
大气的受热过程 —— 削弱作用
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
高层大气
参与作用的大气成分
作用特点
受到削弱的辐射
相关现象
大气对太阳辐射的散射
空气分子、大气悬浮微粒
有选择性;无选择性
直径较小的空气分子
可见光中波长
较短的蓝紫光
直径较大的悬浮微粒
各种波长的
太阳辐射
晴朗天气,天空呈蔚蓝色
阴雨天气,天空呈灰白色
晨昏蒙影
7
大气的受热过程 —— 削弱作用小结
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
作用形式 参与作用的大气成分 作用特点 受到削弱的辐射 相关现象
反射 云层、直径较大的尘埃
散射 直径较小的空气分子
直径较大的悬浮微粒
吸收 高层大气 :O
平流层:O3
对流层:H2O、CO2
无选择性
有选择性
无选择性
有选择性
各种波长的太阳辐射
可见光中波长较短的蓝紫光
各种波长的太阳辐射
O 和 O3吸收紫外线
H2O 和 CO2吸收红外线
夏季多云的白天,气温不太高
晴朗天气,天空呈蔚蓝色
阴雨天气,天空呈灰白色
气温的垂直变化、生命保护伞
8
大气的受热过程
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
大气上界
太
阳
辐
射
射向宇宙空间
大
气
辐
射
大气逆辐射
绝大部分被H2O、CO2等吸收
对流层大气升温
大气的削弱作用
地面辐射
射向宇宙空间
射向宇宙空间
大气的保温作用
地球表面
短波辐射
图例:
长波辐射
大气逆辐射使地表因地面辐射而损失的热量得到一定补偿,对地面起到保温作用,称之为大气保温效应或温室效应。
9
大气的受热过程
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
探究活动:说明地球大气的保温作用(课本P35)
1. 观察图片,找出地球比月球多了哪些辐射途径?
3. 说明月球表面昼夜温差比地球表面剧烈得多的原因。
答:大气辐射(尤其是大气逆辐射)
2. 说明上述辐射途径对地球昼夜 温差的影响。
答:夜间,大气逆辐射使地表因地面辐射而损失的热量得到一定补偿,对地面起到保温作用。
答:月球没有大气,白天缺少大气的削弱作用,夜间缺少大气的保温作用,导致昼夜温差大。
最高温度
127℃
最低温度
-183℃
10
大气的受热过程小结 —— 一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
大气上界
太
阳
辐
射
射向宇宙空间
大
气
辐
射
大气逆辐射
绝大部分被H2O、CO2等吸收
对流层大气升温
大气的削弱作用
地面辐射
射向宇宙空间
射向宇宙空间
大气的保温作用
地球表面
太阳暖大地
大地暖大气
大气还大地
近地面大气的主要、直接热源(重要):
近地面大气的根本热源(重要):
地面辐射
太阳辐射
11
大气的受热过程 —— 一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
思考1:1816年“无夏之年”是如何形成的?
2022年汤加火山爆发瞬间的云图(VEI 6级)
2022年汤加火山爆发后产生的冲击波
12
大气的受热过程 —— 一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
思考1:1816年“无夏之年”是如何形成的?
大量火山灰物质进入大气,经过一系列化学反应形成的硫酸盐气溶胶,反射太阳光
13
大气的受热过程 —— 一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
思考2:温室大棚的原理是什么?
白天,大棚的塑料薄膜、玻璃等材料能够使太阳辐射透过,而有效阻挡地面辐射;
夜间,大气逆辐射较强,使棚内保持较高温度。
14
大气的受热过程 —— 一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
思考3:晚秋或寒冬,为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚?如何有效防治?
晚秋或寒冬,晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,气温下降幅度大,容易出现霜冻
措施1:燃烧秸秆,产生烟雾,增强大气逆辐射,补偿地面因辐射而损失的温度
措施2:点燃蜡烛,人为增加热源(近似于增强地面辐射)
……
15
大气的受热过程 —— 一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
思考4:一日内气温最高的时间是?原因是什么?
地方时14:00
近地面大气的主要、直接热源是地面辐射。地方时12时,当地地面接收的太阳辐射最多,但地面辐射使大气受热尚需要一定时间, 所以地方时14时气温最高。
16
大气的受热过程 —— 一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
思考5:为什么人类活动排放大量温室气体会导致全球变暖?
温室气体排放增多
(CO2、CH4等)
吸收更多地面辐射
大气逆辐射增强
气温升高
全球变暖
17
大气的受热过程 —— 一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
思考6:南极洲“变绿”会对区域环境产生怎样的影响?
18
补充:昼夜温差的影响因素
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
影响因素1:地形地势
青藏高原海拔高
大气较稀薄
白天大气的削弱作用弱
夜间大气的保温作用弱
白天气温较高
夜间气温较低
昼夜温差大
思考:昼夜温差大的表现是什么?
19
补充:昼夜温差的影响因素
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
影响因素2:气候天气
阿塔卡马沙漠气候干燥
晴朗天气多
白天大气的削弱作用弱
夜间大气的保温作用弱
白天气温较高
夜间气温较低
昼夜温差大
20
补充:昼夜温差的影响因素
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
影响因素3:下垫面性质
塔克拉玛干沙漠下垫面比热容小
白天地表升温快、幅度大
白天气温较高
夜间气温较低
昼夜温差大
夜间地表降温快、幅度大
21
昼夜温差的影响因素小结
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
地形地势
下垫面性质
气候天气
地势低
→
→
白天大气削弱作用较强
夜晚大气保温作用较强
→
→
昼夜温差小
大气稠密
→
气候湿润
→
→
白天大气削弱作用较强
夜晚大气保温作用较强
→
→
昼夜温差小
阴雨天气多
→
下垫面
比热容大
→
→
白天地表升温慢、幅度小
夜间地表降温慢、幅度小
→
→
昼夜温差小
22
大气热力环流 —— 基础概念
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
气压:作用在单位面积上的大气压力。
A
B
C
地球表面
大气上界
A1
A2
A3
思考:比较A1、A2、A3的气压值大小?
A1>A2>A3
结论1:同一区域垂直方向上,海拔越高,气压越低
等压面:空间中气压相等的各点所组成的面。
思考:理想状况下,等压面的分布状况是怎样的?
等压面1
相互平行,且平行于地面
等压面2
等压面3
23
大气热力环流
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
A
B
地球表面
大气上界
热
冷
A1
A2
B1
B2
地面冷热不均
大气的垂直运动
同一水平面出现高低气压差
大气的水平运动
形成热力环流
思考1:A1、B1的气压是否变化?
A1、B1 均未变化
思考2:A2、B2的气压是否变化?
A2 增大、B2 减小
思考3:A1、B1的气压是否变化?
A1 减小、B1 增大
高压
低压
高压
低压
(根本原因)
结论2:同一水平面,气流由高压流向低压
24
大气热力环流
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
A
B
地球表面
大气上界
热
冷
A1
A2
B1
B2
高压
低压
高压
低压
比较1:A1、A2 、B1、B2的气压大小?
B1 > A1 > A2 > B2
比较2:A1、A2 、B1、B2的温度高低?
A1 > B1 A2 > B2
结论3: 热低压,冷高压
近地面
25
大气热力环流
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
26
大气热力环流
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
A
B
地球表面
大气上界
热
冷
高压
低压
高压
低压
500hPa
1000hPa
A
B
结论4:等压面高凸低凹
结论5:近地面、高空的等压面弯曲方向相反
500hPa
1000hPa
27
大气热力环流 —— 规律总结
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
结论1:同一区域垂直方向上,海拔越高,气压越低
结论2:同一水平面,气流由高压流向低压
结论3:近地面热低压,冷高压
结论4:等压面高凸低凹
结论5:近地面、高空的等压面弯曲方向相反
结论6:垂直方向上的气流运动影响天气,低雨高晴
28
大气热力环流的现实案例 —— 城市风
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
自学活动:阅读课本P37案例“城市热岛环流”部分
待解答的问题:1. 热岛效应如何影响城市中心区与郊区的热力环流?
2. 城市热岛环流对城市生产活动有何影响?
29
大气热力环流的现实案例 —— 海陆风
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
清代黄叔璥在《台海使槎录》中,记述了台湾海峡两岸的风向差异:“内地之风,早西晚东,惟台地早东风,午西风....四时皆然。”
福建
台湾
30
大气热力环流的现实案例 —— 海陆风
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
清代黄叔璥在《台海使槎录》中,记述了台湾海峡两岸的风向差异:“内地之风,早西晚东,惟台地早东风,午西风....四时皆然。”
福建
台湾
规律:(陆地)白天吹海风,夜间吹陆风
31
大气热力环流的现实案例 —— 山谷风
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
冷
冷
热
热
热
冷
谷风
山风
规律:白天吹谷风,夜间吹山风
32
大气热力环流的现实案例 —— 山谷风
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
《夜雨寄北》
唐·李商隐
君问归期未有期,巴山夜雨涨秋池。
何当共剪西窗烛,却话巴山夜雨时。
谷地地形较为封闭,白天蒸发的水汽难以扩散。
白天,谷地盛行下沉气流,不易形成降水。
夜间,山顶空气冷却下沉,沿山坡下沉至谷地。其中相对暖湿的气流被迫抬升,气温下降、水汽凝结,形成降水。
33
大气热力环流的现实案例
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
人工火线
山火
森林
34
大气热力环流的现实案例
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
35
大气热力环流 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
甲、乙为相距不远的陆地,a、c为水平气流,b、d为垂直气流,甲、乙、丙、丁四处气压的关系为( )
A. 甲 > 乙 > 丙 > 丁
B. 乙 > 甲 > 丙 > 丁
C. 乙 > 甲 > 丁 > 丙
D. 甲 > 乙 > 丁 > 丙
D
36
大气热力环流 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
右图是某地高空等高面与等压面关系示意图。读图回答下列问题。
A、B两地中受热的是____,空气____(上升/下沉);冷却的是____,空气____(上升/下沉),两地中可能出现阴雨天气的是____。
图中①~⑤点,气压最高的是____气压最低的是____。
图中热力环流方向为____(顺/逆)时针。
若该热力环流发生于城区与郊区之间,则A、B两地中代表城区的是____。
若图中A处为海洋,B处为陆地,则该热力环流出现在____(白天/夜间)。
B
上升
A
下沉
B
④
⑤
逆
B
白天
37
大气热力环流 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
下图为我国某山间河谷某时段等温面和等压面分布剖面示意图。完成下面小题。
(1) 下列四幅图,反映左图中大气运动模式的是( )
A.
B.
C.
D.
D
38
大气热力环流 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
广东省不少地方都有中秋“烧番塔”的习俗,祈求来年丰收,阖家幸福,火苗高就代表吉祥。读“烧番塔”实景图,完成下面小题。
(1) 下列图片,反映左图中A点垂直方向上等温面与等压面配置的是( )
A
A
39
大气的水平运动 —— 基础概念
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
冷却收缩下沉
受热膨胀上升
等压线:同一海拔上气压相等的点的连线
等压面:空间上气压相等的点连成的面
等压面
高压
低压
高压
低压
地面冷热不均
大气的垂直运动
同一水平面出现高低气压差
大气的水平运动
形成热力环流
等压线
40
大气的水平运动 —— 基础概念
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
冷却收缩下沉
受热膨胀上升
等压线:同一海拔上气压相等的点的连线
等压面:空间上气压相等的点连成的面
等压面
等压线
高压
低压
高压
低压
地面冷热不均
大气的垂直运动
同一水平面出现高低气压差
大气的水平运动
形成热力环流
气压梯度:单位距离间的气压差
水平气压梯度力
(根本原因)
(直接原因)
41
大气的水平运动 —— 水平气压梯度力
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
(2) 等压线越密集,水平气压梯度力越大
B>A
A>B
方向:
大小:
始终垂直于等压线,由高压指向低压
(1)单位距离间的气压差越大(气压梯度越大),水平气压梯度力越大
42
大气的水平运动 —— 水平气压梯度力
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
方向:始终垂直于等压线,由高压指向低压
大小:
作用:
既影响风向,也影响风速
1. 对比A、B两地的风向
2. 对比A、B两地的风速
N
A为东北风,B为西南风
A > B
(1)单位距离间的气压差越大(气压梯度越大),水平气压梯度力越大
(2) 等压线越密集,水平气压梯度力越大
43
大气的水平运动 —— 地转偏向力
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
概念:由于地球自转,在地球上作水平运动的物体,其运动方向会发生偏转。导致 物体的水平运动方向发生偏转的力,即为地转偏向力
南半球向左偏,北半球向右偏赤道不偏
44
大气的水平运动 —— 地转偏向力
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
方向:
大小:
作用:
始终与大气水平运动方向垂直(南左北右赤道不偏)
随大气水平运动速度增加而加大
只影响风向,不影响风速
45
大气的水平运动 —— 摩擦力
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
方向:
大小:
作用:
始终与大气运动方向相反
主要与下垫面的粗糙程度有关
(近地面) 与其他力共同作用改变风向,减小风速
46
大气的水平运动 —— 三种力的小结
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
作用力 方向 大小 对风的影响
风向 风速
水平气压梯度力 与等压线垂直
由高压指向低压 等压线越密集
水平气压梯度力越大
地转
偏向力 与风向垂直 随大气水平运动速度 增加而加大
摩擦力 与风向相反 下垫面越粗糙,摩擦力越大
决定风速
决定风向
不影响风速
影响风向
影响风速
影响风向
47
大气的水平运动 —— 高空风(以北半球为例)
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
494 hPa
496 hPa
498 hPa
500 hPa
水平气压梯度力
风向
与等压线垂直,由高压指向低压
地转偏向力
与风向垂直,南左北右
高空的摩擦力忽略不计
摩擦力
?
在水平气压梯度力的作用下,产生了风
风一旦形成,即受地转偏向力的影响
最终二力平衡,高空风风向与等压线平行(重要)
48
大气的水平运动 —— 近地面风(以北半球为例)
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
994 hPa
996 hPa
998 hPa
1000 hPa
风向
与等压线垂直,由高压指向低压
与风向垂直,南左北右
与风向相反
在水平气压梯度力的作用下,产生了风
风一旦形成,即受地转偏向力、摩擦力的影响
最终三力平衡,近地面风向与等压线斜交(重要)
摩擦力
水平气压梯度力
地转偏向力
49
大气的水平运动
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
3. 在图上画出甲、乙两地的风向。
甲地>乙地
理由:单位距离间的气压差更大
水平气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
偏北风
水平气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
偏东风
探究活动:根据等压线确定风向和风速(课本P40)
1. 比较甲、乙两地的气压梯度大小,并说明理由。
2. 比较甲、乙两地风速的大小,并说明理由。
甲地>乙地
理由:甲地附近等压线密集,表明水平气压梯度力大
50
大气的水平运动 —— 技巧小结(“三步走”)
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
第一步:做力
水平气压梯度力
由高压指向低压,作垂线
第二步:偏向
地转偏向力
南左北右赤道不偏
第三步:定向
高空风平行于等压线
近地面风斜交于等压线
51
大气的水平运动 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
下图示意南半球某地区海平面等压线分布图。据此完成下面小题。
1.图中甲、乙、丙、丁四地风力最大的地点是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
B
2.图中丙地风向为( )
A.东北风 B.西南风 C.东南风 D.西北风
D
52
大气的水平运动 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
在航空航天领域中,大气垂直分层、热力环流等起到决定性的因素。完成下面小题。
1.图左中( )
A.甲地气温高于乙地 B.丙处气流上升 C.甲地气流流向乙地 D.丙处气压高于丁处
A
2.图右所在区域位于南半球,图中飞机与风向的关系是( )
A.顺风飞行 B.风从东侧吹来 C.逆风飞行 D.风从西侧吹来
A
53
大气的水平运动 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
左图中,实线为等压线,虚线为近地面风向轨迹,④是稳定风向;右图是④处各种受力的示意图,F4是风向。完成下列各题。
1.上面图中④地风向,正确的是( )
A.西南风 B.东北风 C.东南风 D.西北风
A
54
大气的水平运动 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
左图中,实线为等压线,虚线为近地面风向轨迹,④是稳定风向;右图是④处各种受力的示意图,F4是风向。完成下列各题。
2.关于右图中各箭头说法正确的是( )
① F1从高压指向低压,垂直等压线,是水平气压梯度力
② F3是摩擦力,它不影响风速,只影响风向
③ F2是地转偏向力,它影响风向,也影响风速
④ 该地风向向右偏转,位于北半球
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
C
55
大气的水平运动 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
左图中,实线为等压线,虚线为近地面风向轨迹,④是稳定风向;右图是④处各种受力的示意图,F4是风向。完成下列各题。
3.下列各风向示意图中,表示南半球高空风的是( )
A.
B.
C.
D.
A
56
大气的水平运动 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
在低碳背景下,风能开发项目越来越多。家住丙地的小明,在自家院子里安装了一个风力发电机,叶面方向可调节。左图示意可调节风力发电装置,右图为我国某平原地区某日等压线分布图。完成下面小题。
1.若不考虑其他因素,该日风力发电效率最高的地方是( )
A.乙地 B.丙地 C.丁地 D.甲地
C
57
大气的水平运动 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
在低碳背景下,风能开发项目越来越多。家住丙地的小明,在自家院子里安装了一个风力发电机,叶面方向可调节。左图示意可调节风力发电装置,右图为我国某平原地区某日等压线分布图。完成下面小题。
2.为提高发电机发电效率,该日小明应将发电机叶面朝( )
A.偏东方 B.偏南方 C.偏西方 D.偏北方
D
58
大气的水平运动 —— 课堂练习
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
在低碳背景下,风能开发项目越来越多。家住丙地的小明,在自家院子里安装了一个风力发电机,叶面方向可调节。左图示意可调节风力发电装置,右图为我国某平原地区某日等压线分布图。完成下面小题。
3.该日最可能受阴雨天气影响的是( )
A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地
B
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补充1:风力大小标识
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
60
补充1:风力大小标识
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
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补充2:风向玫瑰图
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
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课堂总结
课标要求:1.6 运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。
大气的水平运动——风
大气的受热过程
大气热力环流
大气受热过程和大气运动
大气的受热过程
大气热力环流
大气的水平运动 —— 风
一个过程,两个作用,三个环节,多种影响
城市热岛环流
海陆风
山谷风
三步走:做力、偏向、定向
63
Lavf59.16.100
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Lavf58.20.100
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