内容正文:
第二节 大气受热过程
课标展示
素养考查
运用示意图等,说明大气受热过程原理,并解释相关现象。
1.运用示意图,了解大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温效应,从整体的角度,动态、系统地分析和认识大气的受热过程。(综合思维)
2.通过观察和实验,理解大气的保温作用,并能运用这一原理解释相关地理现象。(地理实践力)
3.根据所学知识和原理,了解温室效应对人类生产活动的积极意义,关注全球变暖问题,增强环保意识。(人地协调观)
[对应学生用书P60]
一、大气对太阳辐射的削弱作用
1.反射作用
(1)含义:大气中的__云层__和较大__颗粒__的尘埃,能将投射在其上的太阳辐射的一部分,又反射回宇宙空间。
(2)特点:没有选择性,反射光呈__白__色。
(3)云的反射作用:云层越__低__、越厚,云量越__多__,反射越强。云的反射减少了到达地面的太阳辐射。
2.散射作用
(1)概念:太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,太阳辐射的一部分便以这些质点为__中心__,向四面八方__弥散__。
(2)特点:改变了太阳辐射的__方向__,使一部分太阳辐射不能到达地面。有选择性,可见光中的__蓝光__、__紫光__容易被空气分子所散射,因而晴朗的天空呈现蔚蓝色。
3.吸收作用
(1)具有选择性:平流层大气中的__臭氧__,主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层中的__水汽__和__二氧化碳__等,主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。
(2)大气对太阳辐射中的__可见光__吸收得很少,大部分可见光能够透过大气射到地面上来。
4.影响:大气对太阳辐射的__反射__、__散射__和吸收作用,削弱了到达地面的太阳辐射。
5.太阳辐射的分布规律:由__低纬度__向__两极__递减。
[特别提醒] 大规模的火山爆发会喷发出大量的火山灰,火山灰对太阳辐射的反射和散射作用很强,即对太阳辐射具有很强的削弱作用,从而使到达地面的太阳短波辐射减弱。
二、大气对地面的保温作用
1.大气受热过程
2.大气增温的直接原因:吸收地面__长波__辐射,__地面__是对流层大气主要的直接热源。
3.大气逆辐射
(1)含义:射向地面的大气辐射。
(2)作用:把__热量__归还给地面,补偿了地面辐射损失的热量。
4.大气对地面的保温作用:大气逆辐射在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了__保温__作用。
[名师点睛] 人类大量燃烧矿物燃料、毁林等使二氧化碳在大气中的浓度升高。二氧化碳浓度升高,大量吸收地面长波辐射,使大气增温,容易引起全球气候变暖问题。
1.判断题
(1)云层越低、越厚,云量越多,反射越强。( )
(2)可见光中波长较短的蓝色光和紫色光易被散射。( )
(3)对流层大气中的水汽和二氧化碳等,主要吸收太阳辐射中的波长较短的紫外线。( )
(4)物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短。( )
(5)大气逆辐射对地面具有较强保温作用。( )
[提示] (1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√
2.连线题
[对应学生用书P61]
要点一 大气对太阳辐射的削弱作用
材料一 歌曲《草原上升起不落的太阳》中唱道:“蓝蓝的天上白云飘,白云下面马儿跑……”
材料二 坚持打好蓝天保卫战,加强对雾霾形成的机理研究,提高应对的科学性、精准性,是社会关注的热点之一。
[问题探究]
(1)晴朗的天空为什么是“蓝蓝的”,天上的云层为什么是白色的?
(2)分析浓雾天气能见度较低,但是交通信号灯却较醒目的原因。
[提示] (1)蓝光、紫光波长较短,容易被空气分子散射,故晴朗的天空呈现蔚蓝色。云层能反射太阳光,反射因为没有选择性,故反射光呈白色。
(2)浓雾对太阳辐射有反射和散射作用,使到达地面的太阳辐射减少,降低能见度。红、绿色光的穿透力较强,不容易被散射,即使在能见度较低的情况下(如大雾天)也较容易被看见。
1.大气对太阳辐射削弱作用的三种形式
削弱
形式
作用特点
参与作用的
大气成分
被削弱
的辐射
形成的自
然现象
吸收
作用
选择性(平流层大气中的臭氧吸收紫外线;对流层中的水汽和二氧化碳吸收红外线;对可见光吸收很少)
臭氧、水汽、
二氧化碳
紫外线、
红外线
—
反射
作用
无选择性
云层、较大尘埃
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
选择性(蓝、紫色光向四面八方散射)
空气分子、
微小尘埃
波长较短的
蓝、紫色光
晴朗的天空呈蔚蓝色
无选择性(各种波长的太阳辐射向四面八方散射)
颗粒较大
的尘埃等
各种波长
的太阳辐射
阴天天空
呈灰白色
2.大气对太阳辐射的削弱作用随纬度、时间而有变化
(1)随时间变化(图1)
太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,辐射作用越强;反之,被大气削弱得越多,辐射作用越弱。
(2)随纬度变化(图2)
纬度越低,太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,辐射作用越强;纬度越高,太阳辐射被大气削弱得越多,辐射作用越弱。
读到达地面的太阳辐射示意图,完成(1)~(2)题。
(1)图中数字表达的含义正确的是( )
A.①—地面反射 B.②—大气反射
C.③—大气散射 D.④—地面吸收
(2)大气中二氧化碳浓度增加,将导致( )
A.①增加 B.②减弱
C.③增强 D.④减弱
[解题导引] 获取和解读信息
第一步 获取信息
图中①箭头指向地面,②箭头是由云层反射指向宇宙空间,③箭头由太阳指向大气,④箭头是大气散射。
第二步 解读信息
图中①是到达地面的太阳辐射,②是大气反射,③是大气吸收的太阳辐射,④是大气散射。
[尝试解答] (1)______ (2)______
[解析] 第(1)题,图中①是到达地面的太阳辐射,②是大气反射,③是大气吸收的太阳辐射,④是大气散射。第(2)题,二氧化碳浓度增加,可以更多地吸收太阳辐射中的红外线,所以③将增强。
[答案] (1)B (2)C
地球的大气对太阳辐射具有选择性吸收作用,其中大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线;水汽和二氧化碳则主要吸收波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少,大部分可见光能够透过大气层射到地面上来,大气直接吸收的太阳辐射的能量是很少的。据此完成1~2题。
1.图中A、B、C三个箭头所表示的辐射依次是( )
A.大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射
B.太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射
C.地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射
D.太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射
2.大气对太阳辐射产生吸收作用的主要成分是( )
A.氧、臭氧
B.氮、氧
C.氧、二氧化碳
D.二氧化碳、臭氧
解析 第1题,箭头A表示太阳辐射,箭头B是地面辐射,箭头C是大气的逆辐射。故选B。第2题,近地面大气中的二氧化碳主要吸收太阳辐射的红外线部分,平流层大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线部分。选D正确。
答案 1.B 2.D
(2024·贵州铜仁期末)2024年6月4日,国家航天局发布嫦娥六号着陆器着陆月球背面拍摄的系列影像图。如图为月面及天空景观。与地球不同,月球几乎没有大气和水,昼夜温差达到310℃左右,自然景观形成具有独特性。据此完成3~4题。
3.白天,月球月面明亮天空黑暗,而地球天空明亮,说明大气具有( )
A.反射作用 B.吸收作用
C.保温作用 D.散射作用
4.造成月球昼夜温差大的原因是( )
①白天太阳辐射强 ②白天地面辐射强 ③夜晚几乎没有大气逆辐射 ④夜晚地面辐射强
A.①② B.②③
C.①③ D.①④
解析 第3题,相比于月球,地球地表上空存在厚厚的大气层,太阳光线入射地球时首先遇到地球大气,大气能够把太阳光线向四面八方散射,从而使地球天空明亮,而月球几乎没有大气,仅靠月面反射太阳光线,所以月面明亮天空黑暗,D正确,A、B、C错误。故选D。第4题,月球几乎没有大气层,白天对太阳辐射削弱作用很弱,太阳辐射强,白天温度很高,而夜晚大气保温作用几乎没有,月球表面热量迅速散失,温度很低,所以月球表面昼夜温差比地球大,①③正确,②④错误。故选C。
答案 3.D 4.C
要点二 大气对地面的保温作用
材料 深秋季节,当寒潮来临前,我国华北地区的农民为了防止晚熟的庄稼遭受霜冻,经常在田间地头用潮湿的柴草燃起一堆堆篝火。在我国浙江丘陵地带,当地茶农为防止冻害影响茶树生长,往往会向茶树喷水。
[问题探究]
(1)我国华北农民在寒潮来临前燃烧柴草的原因是什么?可能会带来什么问题?
(2)浙江茶农为防冻害向茶树喷水有什么科学道理?
[提示] (1)燃烧柴草可以增加空气中二氧化碳的深度,增加晚上的大气逆辐射,从而减少霜冻。可能会造成大气污染及资源浪费等问题。
(2)向茶树喷水可以增加空气中水汽含量,增强晚上的大气逆辐射,减少冻害。
一、大气的受热过程和保温作用
太阳辐射是大气热量的根本来源,热量在地面与大气之间的传递:太阳辐射→地面增温→地面辐射→大气增温→大气逆辐射→地面保温。如下图所示:
由上图可知,大气的受热过程可归纳为下表:
过程
具体过程
热量来源
1
太阳暖
大地
太阳辐射到达地面,地面吸收后增温
太阳辐射是地面的直接热源
2
大地暖
大气
地面增温后形成地面辐射,大气吸收后增温
地面长波辐射是近地面大气的直接热源
3
大气还
大地
大气增温后形成大气辐射,其中向下的部分称为大气逆辐射,它将大部分热量还给地面
通过大气逆辐射把热量还给地面
利用大气保温作用原理解释一些生产、生活现象
(1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响
→→→
(2)分析农业实践中的一些现象
①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。
②深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。
③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。
④干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石,不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。
二、大气受热过程示意图的判读
大气受热过程原理示意图作为示意图的一种,在进行解读分析时,可以按以下思路从三个方面进行突破。
1.判定热源及热源关系
近地面大气的直接热源是地面,根本热源是太阳。大气受热过程依次为太阳辐射→地面辐射→大气逆辐射→地面,也可利用“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”来理解整个受热过程。
2.推断热量传递过程
太阳短波辐射→地面(吸收升温)→地面长波辐射→近地面大气(吸收升温)→大气逆辐射(大气辐射中射向地面的部分)→地面(补偿地面辐射热量,起到保温作用),如太阳辐射的部分被地面吸收、地面辐射的大部分被大气吸收。
3.判读昼夜温差大小
对同一地区、同一季节而言,晴天昼夜温差大,阴天昼夜温差小。
地膜覆盖是指以农用塑料薄膜覆盖地表的一种措施,地膜覆盖栽培的最大效应是提高土壤温度。下图为农田地膜覆盖景观图。据此完成(1)~(2)题。
(1)地膜覆盖可有效提高土壤温度,主要是因为地膜( )
A.增加了太阳辐射
B.增加了地面反射
C.减少了地面辐射的散失
D.减少了大气辐射
(2)下列现象与地膜覆盖原理相似的是( )
A.冬季积雪厚利于作物越冬
B.冬季农田熏烟以防冻害
C.不同农作物间作套种
D.夏季葡萄园挂黑色尼龙网
[解题导引] 获取和解读信息
获取信息
解读信息
文字
信息
地膜覆盖栽培的最大效应是提高土壤温度
太阳短波辐射可以通过地膜被地面吸收,地面长波辐射无法穿过地膜,减少了土壤与大气的热量的交换,减少了土壤热量的散失,有效提高了土壤温度
图像
信息
农田地膜覆盖景观图
地膜覆盖是指以农用塑料薄膜覆盖地表的一种措施,地膜覆盖栽培的最大效应是提高土壤温度
[尝试解答] (1)______ (2)______
[解析] 第(1)题,通过铺设地膜,太阳短波辐射可以通过地膜被地面吸收,地面长波辐射无法穿过地膜,减少了土壤与大气的热量的交换,减少了土壤热量的散失,有效提高了土壤温度,C正确;地膜无法增加太阳辐射,对大气辐射亦无影响,A、D错误;如果地膜增加了地面反射,则不利于提高土壤温度,B错误。故选C。第(2)题,积雪主要对上下空气热量的交换起到物理阻隔作用,冬季积雪越厚,对土壤与大气热量交换的阻隔越强,地面辐射减少越少,有利于土壤保温,从而利于作物过冬,所以冬季积雪厚利于作物过冬与地膜覆盖原理相似,A正确;冬季农田熏烟主要是增强大气逆辐射以防冻害,B错误;不同作物间作套种是传统种植业中一种农业增产模式,与地膜覆盖原理关系不大,C错误;夏季葡萄园挂黑色尼龙网主要是为了削弱太阳辐射,降低水分蒸发,D错误。故选A。
[答案] (1)C (2)A
安徽利辛融媒体报道:2022年11月25日上午,记者走进亳州市利辛县孙庙乡富民村草莓采摘园,棚外寒风凛冽,棚内温暖如春。一股清香扑鼻而来,绿油油的草莓叶下,一颗颗鲜红欲滴的草莓长势喜人,这里的30多亩“红颜”草莓已经开始结果成熟上市。下图为大气受热过程示意图。据此完成1~2题。
1.棚内地温较棚外地温偏高,主要是因为棚内( )
A.①增强 B.②增强
C.③减弱 D.④增强
2.与阴天相比,晴天时( )
A.白天①较强,晚上④较强
B.白天②较弱,晚上③增强
C.白天③较弱,晚上④较强
D.白天①较弱,晚上④较弱
解析 第1题,图中①表示大气对太阳辐射的削弱作用,②是太阳辐射,③是地面辐射,④是大气逆辐射,⑤是大气辐射。太阳辐射属于短波辐射,可以穿过地膜从而使地面增温,地面增温后,以长波辐射的形式向外散失热量,75%~95%被大气中的二氧化碳和水汽吸收,大气增温的同时也在向外释放能量,但是大气辐射却很少能够穿过薄膜,热量被阻隔在地膜内,起到保温作用;再加上地膜的保水作用,更增强了大气吸收热量的能力,从而增强了大气逆辐射。所以覆膜后提高地温的原理应该是增强了大气逆辐射④过程,D正确;地膜覆盖增强大气对太阳辐射的削弱作用①,不会使棚内温度偏高,A错误;②是太阳辐射,地膜显然不可能增强太阳辐射,B错误;地面的长波辐射是大气热量的直接来源,地面辐射过程③减弱不能使棚内温度偏高,C错误。故选D。第2题,图中①表示大气对太阳辐射的削弱作用,②是太阳辐射,③是地面辐射,④是大气逆辐射。与阴天相比,晴天时,白天大气对太阳辐射的削弱作用①会减弱,到达地面的太阳辐射②会增多,因此白天地面辐射③会增强;晚上由于晴天云少,大气吸收地面辐射少,因而大气逆辐射④也会减弱,最终使昼夜温差变大,A、B、C错误,D正确。故选D。
答案 1.D 2.D
图1为我国某地雾霾出现前后对比图,图2为大气受热过程示意图。读图,完成3~4题。
图1
图2
3.雾霾天气时,图2中的( )
A.①在减弱 B.②在减弱
C.③在增强 D.⑤在增强
4.图2中②表示大气对太阳辐射削弱作用当中的( )
A.反射 B.吸收
C.散射 D.折射
解析 第3题,雾霾天气,大气的污染物质增多,导致大气对太阳辐射的削弱作用增强,②增强;到达近地面的太阳辐射减弱,即③减弱;同时大气逆辐射会增强,即⑤会增强;①为到达大气上界的太阳辐射,不受雾霾影响,A、B、C错误,D正确。故选D。第4题,读图可知,图2中②表示云层把太阳辐射反射回宇宙空间,代表大气对太阳辐射削弱作用当中的反射,A正确;没有体现大气吸收作用;散射是指由于粒子、光子或光波与其所穿过的媒介物的粒子互撞而射向不同方向;光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时,传播方向一般会发生变化,这种现象叫光的折射;图2中②没有体现散射与折射,B、C、D错误。故选A。
答案 3.D 4.A
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