2.2大气受热过程和大气运动课件2025-2026学年高中地理人教版必修一

第二单元 地球上的大气 第2节 大气受热过程和大气运动 学习任务要求 学习任务 任务1：运用示意图，说明大气受热过程和大气保温作用，并解释日常生活中相关的地理现象。 任务2：运用示意图等，说明大气热力环流原理，能够绘制并说明热力环流的过程，能够解释海陆风、山谷风和城市风的形成原因及解释日常生活中相关的地理现象。 任务3：运用示意图等，说明风的形成和风向规律，学会在等压线图上绘制和判断近地面或高空的风向、风力状况，并解释日常生活中相关的地理现象。 课程标准：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 2 课堂导入：日常生活中的气温变化 【读图思考】 （1）读图1，找到气温最高的时间。解释为什么气温最高的时间不是出现在太阳辐射最强的正午？ （2）读图2，观察周五和周六的天气状况，并计算它们的温差，思考天气状况与气温之间的联系？ 图1 图2 气温变化背后的地理原理？ 3 一、大气的受热过程 基本概念 太阳辐射波长分布示意 太阳辐射中可见光相对紫外光、红外光的辐射能力要强，太阳辐射能量也是最多的，占太阳辐射总量的50%。 物体温度越高，辐射能力就越强，波长就越短。由于地球表面温度比太阳低得多，地面辐射的波长比太阳辐射长的多。相对而言，太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射。 大气的受热过程主要包括大气对太阳辐射的削弱过程和大气对地球的保温过程两个方面。 大部分紫外光被大气层中O3吸收，红外光被大气中H2O、CO2吸收，达到地面的太阳辐射主要为可见光。 太阳辐射作为大气最重要的能量来源，对大气产生了重要影响。 4 大气受热过程 投射向地面 太 阳 辐 射 大气上界 地面 反射向宇宙空间 地面受热增温 “太阳暖地面” 大气吸收 散射 大气对太阳辐射的削弱作用表现为以下三种方式： （1）吸收——有选择性（如平流层臭氧吸收紫外光；对流层中水汽、二氧化碳吸收红外光） （2）反射——不具选择性，云层、尘埃（多云天气、气温一般不会太高） （3）散射——具有选择性，小的空气分子与尘埃物质最容易对蓝紫光进行散射（事例：天空呈现蔚蓝色；太阳落山以后天空仍然明亮） 一、大气的受热过程 地面反射 5 大气受热过程 投射向地面 太 阳 辐 射 大气上界 地面 反射向宇宙空间 地面受热增温 “太阳暖地面” 大气吸收 散射 地面辐射 地面释放能量 “大地暖大气” 投射向宇宙空间 太阳辐射被大气削弱部分后，到达地球表面，使地面温度升高，地面温度升高以后开始地面散热，形成地面辐射（长波辐射：红外辐射）。地面辐射少部分越过大气上界射向宇宙，绝大多数被大气吸收，使大气增温。 结论：地面是近地面大气主要、直接的热源。（气温随海拔高度增加而降低） 大气吸收增温 一、大气的受热过程 地面反射 对流层气温随高度增加而降低（每上升1000m，气温降低6°C） 6 情境问题 一、大气的受热过程 【读图思考】 （1）读图1，找到气温最高的时间。解释为什么气温最高的时间不是出现在太阳辐射最强的正午？ 图1 气温最高的时间出现在下午14时。 大气只吸收小部分的太阳辐射，因此气温最高的时间不是出现在太阳辐射最强的正午。而是地面吸收了太阳辐射后增温，以长波形式向外辐射，大气中的水汽和二氧化碳吸收地面长波辐射增温，这需要一定的过程时间。因此，气温最高的时间出现在午后两点。 7 大气受热过程 投射向地面 太 阳 辐 射 大气上界 地面 反射向宇宙空间 地面受热增温 “太阳暖地面” 大气吸收 散射 地面辐射 地面释放能量 “大地暖大气” 投射向宇宙空间 投射向宇宙空间 大 气 辐 射 投射向地面 保持地面温度 “大气还大地” 大气吸收增温 大气逆辐射 地面辐射被大气吸收后，大气在增温的同时，也向外辐射热量。大气辐射的方向既有向上的，也有向下的，大气辐射中向下的部分，因为与地面辐射方向相反，称为大气逆辐射，并以此来保持地面的温度不至于太低，完成对地面的保温作用。 一、大气的受热过程 地面反射 8 大气受热过程 一、大气的受热过程 太阳辐射 散射 大气反射 大气吸收 大气层 地面吸收 地面反射 地面辐射 大气辐射 大气吸收 大气逆辐射 大气辐射 图例： 短波辐射 长波辐射 太阳 暖大地 大地 暖大气 大气 还大地 大气受热过程实质上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程，影响着大气的热状况，温度分布和变化，制约着大气的运动状态。 太阳短波辐射 地面吸收 地面长波辐射 大气吸收 大气逆辐射 9 情景问题 一、大气的受热过程 【读图思考】 （2）读图2，观察周五和周六的天气状况，并计算它们的温差，思考天气状况与气温之间的联系？ 图2 晴天，白天，大气削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，使得白天气温较高。夜晚，大气逆辐射弱，大气的保温作用弱，热量散失快，夜晚气温低，使得昼夜温差大； 阴天，白天和夜晚，大气的削弱作用和保温作用都强，使得昼夜温差小。 10 活动探究 一、大气的受热过程 观察图2.10，找出地球比月球多了哪些辐射途径？ 说明上述途径对地球昼夜温差的影响？ 大气辐射与大气逆辐射 白天，大气削弱的作用减少了到达地面的太阳辐射，使得白天温度较低。 夜晚，大气逆辐射弥补了地面辐射散失的热量，对地面起到了保温作用，使得昼夜温差变小。 有利于地球生命的生存与发展。 说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈的多的原因？ 月球无大气，白天没有削弱作用，夜间没有保温作用，导致昼夜温差很大。 11 迁移应用 一、大气的受热过程 温室大棚的保温原理 太阳辐射 地 面 辐 射 白天塑料薄膜、玻璃等材料能够透过太阳光，照射到地面，地面产生长波辐射，而透明覆盖材料能够阻挡长波辐射，从而通过土壤、墙体蓄积更多的热量； 到了夜间，由于透明覆盖材料的保温作用，使得室内环境温度不至于过低。 实质上是减少地面辐射的散失（损失） 温室大棚 12 迁移应用 一、大气的受热过程 分组讨论，回答下列问题并展示 1.晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 2.深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾、浇水防冻预防霜冻的原因是什么？ 3.果园铺设沙或鹅卵石的作用是什么？ 晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻。 增加昼夜温差，利于糖分积累 能减少土壤水分蒸发，保湿 反射太阳辐射，增强光合作用 烟雾、浇水可增加空气云层厚度、湿度，增强大气逆辐射；水汽凝结释放热量；水的比热容大，浇水可减少地表温度的下降速度和变化幅度，减轻冻害。 13 拓展：大气保温作用与温室效应 一、大气的受热过程 温室效应 Greenhouse Effect 自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气吸收地面辐射增多，大气逆辐射增强，保温作用增强，大气的温室效应也随之增强，其引发了一系列问题已引起了世界各国的关注。 温室气体 （CO2、CH4等） → 吸收地面辐射增多 大气逆辐射/保温作用增强 → 排放增多 → 吸收减少 → → 气温 变高 备注：主要的温室气体有水汽（H₂O）、二氧化碳（CO₂）、氧化亚氮（N₂O）、氟利昂、甲烷（CH₄）等 14 一、大气的受热过程 15 课堂导入：台湾海峡两岸的风向变化为什么不同？ 图2.8 《台海使槎录》 初刻本 台湾海峡两岸的风向变化 清代黄叔敬在《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。”这里的“内地”指福建，“台地”指台湾。 为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢？ 这里的风是怎样形成的？ 16 二、大气热力环流 基本概念：气压及影响因素 气压的概念：静止大气中，任意高度单位面积垂直向上延伸到大气层顶的空气柱的总重量（一般以百帕（hPa）为单位）。 h1 h2 3000m 影响气压的因素： （1）大气密度：同一个水平面上，空气密度越大，气压也就越大，为高压；反之，为低压。 （2）温度：温度高，空气体积增大，空气密度减小，气压减小；温度低，体积收缩，密度增大，气压增大。 （3）海拔高度：相同单位面积，海拔高，空气密度小，气压低；海拔低，气压高。 随海拔高度增加，气压值降低 17 二、大气热力环流 基本概念：等压线与等压面 等压线：等压线是指在一个水平面上，气压相等的点连成的线。 等压面：空间上气压相同的点连成的面。 等压线 地 面 海拔 气压 高 低 低 高 等压面 1015 1010 1005 1000 18 二、大气热力环流 热力环流的基本原理 太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异，这是引起大气运动的根本原因。 A B C 近地面 高 空 受热 冷却 冷却 高气压 低气压 高气压 高气压 低气压 低气压 A' C' B' 地面冷热不均 大气垂直运动 同一水平面 产生气压差异 大气水平运动（风） 热力环流 说明：1、气压高低是同一水平面上的比较，垂直方向上总是近地面气压值高于高空气压值；2、气流水平运动与气压有关（高压流向低压），垂直方向气流运动与热力因素有关，与气压无关。 等压面(线)弯曲： 高压向高处凸 低压向低处凹 19 二、大气热力环流 活动探究：绘制海陆间大气热力环流 白天，陆地增温快，海洋增温慢；夜晚，陆地降温快，海洋降温慢。海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流。根据大气热力环流的原理，完成下列任务。 1、在图2.13a上按如下步骤完成白天海陆间的大气热力环流模式图 （1）标出海洋和陆地温度的高低； （2）根据海陆温度的高低，画出海洋与海洋上空、陆地与陆地上空气流垂直运动的方向； （3）根据气流垂直运动的方向标出海洋、陆地表面气压的高低，再标出海洋、陆地上空气压的高低； （4）画出陆地和海洋之间大气水平运动的方向，完成热力环流模式图。 2、在图2.13b上按1的步骤完成夜晚海陆间的大气热力环流模式图。 3、分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。 解释：为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢？ 20 二、大气热力环流 陆地增温快 海洋增温慢 白天形成来自于海洋上的湿润的 海风 【举一反三】在冬季、夏季，海陆间的风向是怎样的？ 夏季陆地气温高于海洋，陆地气流上升形成低压，海洋气流下沉形成高压，近地面风由海洋吹向陆地（海风）；冬季陆地降温快，气温低于海洋，陆地气流下沉形成高压，海洋气流上升形成低压，近地面风由陆地吹向海洋（陆风） 陆地降温快 海洋降温慢 夜间形成来自于陆地上的干燥的 陆风 海陆风 影响：（夏季）海陆风的存在，使滨海地区气温日较差减小（白天起到降温作用，夜间起到增温的作用）。 21 二、大气热力环流 谷 风 山 风 山坡增温快 山谷增温慢 山坡降温快 山谷降温慢 【地理现象释疑】请结合山谷风原理，解释“巴山夜雨涨秋池”这一地理现象？ 四川盆地秋季受西南暖湿气流，空气湿润。盆地地区白天吹谷风，盆地高空气流下沉不易形成降水；夜晚山风盛行，山坡上冷空气下沉将盆底的暖空气往上顶托，温暖空气上升遇冷致雨，形成夜间降水。 山谷风 22 二、大气热力环流 低压 高压 高压 市区 郊区 郊区 热 高压 低压 低压 【知识应用】若将有空气污染的工厂布局在左图A、B处，是否合理？请用热力环流的原理解释。 A B 不合理。近地面气流由郊区流向城市，会将污染物带入城区，造成城市污染。 一般将污染较重的工厂布局在城市热力环流之外。在城市与郊区之间设置绿化带，起到净化空气、降解污染物等作用。 城市风（案例—城市热岛环流） 23 二、大气热力环流 课堂测评 1、下图为“近地面(A、B)及对应的高空(C、D)等压面分布图”。据此回答下列问题。 (1)判断A、B、C、D四地的气压高低和气温高低。 (2)若图示地面为裸地或绿地，判断A、B两处下垫面的性质。 PB>PA>PC>PD 夏季：A为裸地，B为绿地; 冬季：A为绿地，B为裸地。 A处多阴雨天气，气温日较差小； B处多晴朗天气，气温日较差大。 (3)判断A、B两处的天气状况和气温日较差的大小。 TA > TB >TC>TD 24 二、大气热力环流 课堂测评 2、下图中，环流系统正确的是（ ） A.①和② B.③和④ C.①和④ D.②和③ C 3、图中，能正确表示地面和高空等压面分布的是（ ） A．①②　　 B．②③　　 　 C．③④　　 D．②④ D 25 三、大气的水平运动——风 风矢 风矢由风向杆和风羽组成 风向杆指示风的方向 风羽横线表示风力大小，一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一面三角旗帜代表8级风。 26 三、大气的水平运动——风 基本概念 气压梯度：同一水平面上，单位距离间的气压差 比较下面三图的气压梯度大小 1010 1010 1010 1008(hpa) 1004(hpa) 1004(hpa) A B C C >B >A 水平气压梯度力：水平方向上存在气压梯度，促使大气由高压区流向低压区的力。 ——形成风的直接原因 思考：等压线密集程度、气压梯度、水平气压梯度力与风速之间的关系？ 27 三、大气的水平运动——风 基本概念 水平气压梯度力：水平方向上存在气压梯度，促使大气由高压区流向低压区的力。 ——形成风的直接原因 水平气压梯度力垂直于等压线，高压指向低压； 等压线越密，水平气压梯度力越大； A B 1000 1005 1010 A B 思考：A、B 两点哪个风速较大？ A点风速较B点大 结论：同一等压线图上，等压线越密集，气压梯度越大，风速越大；反之，气压梯度越小，风速越小 28 三、大气的水平运动——风 风的形成 ·高压指向低压 ·垂直于等高线 ·决定风力和风向 理想风 无其他外力作用下，风向垂直于等压线 台风的形状是什么？ 台风的形成除了与水平气压梯度力相关，还受到了哪些力的影响呢？ 原运动方向 偏转的方向 地转偏向力 与物体运动方向始终垂直 改变物体运动方向，不改变物体运动速度 使物体北半球向右偏，南半球向左偏，赤道无偏转。 29 三、大气的水平运动——风 风的形成 ·垂直于运动方向 ·北右南左赤不偏 ·改变风向 高空风 两力作用下，风向最终与等压线平行 （北半球）高空地区 ·与风向相反 ·减小风力 近地面风 三力作用下，近地面风向与等压线斜交 （北半球）近地面区域 思考：南半球高空区域和近地面区域的风向如何表示呢？（绘图说明） 【方法技能】风向的判断方法：左右手定则 手心朝上，四指并拢，指向梯度力方向，大拇指指向为风向，北半球右手，南半球左手。 在高空大气，风向与水平气压梯度力垂直，用“左右手定则”时，大拇指与四指保持90°；在近地面，风向与水平气压梯度力成锐角，大拇指与四指保持约45°的夹角。 30 三、大气的水平运动——风 活动探究： 根据等压线确定风向和风速 图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时) 水平气压梯度力 地转偏向力 西北风 摩擦力 水平气压梯度力 地转偏向力 偏东风 摩擦力 （1）比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由? （2）在图上画出甲、乙两地的风向? （3）比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由? 甲地气压梯度大于乙地，甲地等压线比乙地密集，气压梯度大。 甲地风速大于乙地 甲地等压线比乙地密集，单位距离气压差大，水平气压梯度大，风速大 【等压线图上绘制风向的方法】 1.画出水平气压梯度力（高压指向低压，垂直于等高线） 2.确定半球（北半球向右偏转、南半球向左偏转） 3.根据数值确定高空还是近地面（高空风向与等压线平行，近地面风向与等压线斜交） 31 三、大气的水平运动——风 课堂测评 测评一：飞机在北半球高空向西飞行，此时飞行方向左边为高压区，右边为低压区，问飞机是顺风还是逆风飞行？ 西 东 高压 低压 答案： 此情形下，北半球高空形成西风，故飞机为逆风飞行。 水平气压梯度力 风向 地转偏向力 飞行方向 测评二：风向的判读 （1）下列四幅图能正确反映北半球近地面风向的是 32 三、大气的水平运动——风 课堂测评 测评二：风向的判读 （2）读“北半球某区域等压线(单位：hPa)分布图”），图中①②③④四个箭头中正确表示风向的是 A.① B.② C.③ D.④ 测评三：等压线图判读应用 高 低 高 （1）在图中标出高压中心和低压中心的位置。 （2）判读甲、乙两地的风向。 （3）对比甲乙两地风力大小，并分析其原因。 （4）若丙与丁之间形成热力环流，则两地中气温较高的是_____，垂直方向上为下沉气流的是____。 甲地：西北风 乙地：偏南风 甲地风力大于乙地。甲地等压线较密集，气压梯度力较大 丙 丁 北半球某区域等压线分布示意图 33 EVCapture4.1.8软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$