内容正文:
第14课时 大气受热过程(重难课时)
提能点一 透析大气受热过程原理
【基础精梳】
(1)两个来源。
(2)两大过程。
(3)两大作用。
[点拨]白天也有大气逆辐射
大气逆辐射并非只在晚上存在,白天也存在,而且白天比晚上强;大气逆辐射最强时为大气温度最高时,即午后2点左右。
【典例精析】
(2024·安徽选择考)如图为我国某地面观测站(47°06'N,87°58'E,海拔561m)某月1日前后连续4天太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射和大气逆辐射的通量逐小时观测结果。据此完成(1)~(3)题。
(1)图中甲、乙、丙三条曲线依次表示( )
A.地面长波辐射、地面反射太阳辐射、大气逆辐射
B.地面长波辐射、大气逆辐射、地面反射太阳辐射
C.大气逆辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射
D.大气逆辐射、地面长波辐射、地面反射太阳辐射
(2)观测期间该地( )
①第1天晴朗无云
②第2天地面吸收的太阳辐射量最大
③第3天比第4天大气透明度低
④可能经历了降水过程
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
(3)该时段可能为( )
A.4月1日前后 B.6月1日前后
C.10月1日前后 D.11月1日前后
【思维路径】
第(1)题,思路分析如下:
第(2)题,思路分析如下:
第(3)题,思路分析如下:
【尝试作答】(1) B ,(2) D ,(3) B 。
【重难精讲】
1.大气的保温作用:
(1)三个前提:①太阳短波辐射可透过大气层照射到地面,使地面增温;②地面通过长波辐射损失热量,使地面降温;③大气吸收大部分的地面辐射而保存热量。
(2)一个实质:大气以逆辐射的形式把热量归还给地面,补偿了地面损失的热量,从而起到对地面的保温作用。
(3)一种过程:大气逆辐射是一种过程,大气保温是结果,而温室效应是大气保温的一种通俗说法,是一种污染结果。
2.影响昼夜温差大小的三个主要因素:
天气
状况
晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大
地势
高低
地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大
下垫面
性质
下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小,如海洋的昼夜温差一般小于陆地
【考向精练】
(2025·河南适应性演练)塔克拉玛干沙漠腹地沙垄广泛发育。下图表示观测期高大沙垄高点和低点的气温日变化,沙垄高点和低点相对高差49m。完成1~3题。
1.与沙垄高点相比,沙垄低点( )
A.全天气温均较低 B.日平均气温较低
C.气温日较差较小 D.夜晚降温较慢
2.观测期间( )
A.6时,因高差较大,沙垄高点和低点温差大
B.上午,因太阳辐射逐渐增强,沙垄低点增温加快
C.15时,因地面辐射较强,沙垄区气温高
D.夜晚,因大气逆辐射强,沙垄高点气温较高
3.观测期最可能是( )
A.6月 B.8月 C.10月 D.12月
【解析】1选 B,2选 C,3选C。第1题,据图示信息可知,在0-8时沙垄低点比沙垄高点气温低,在8-17时沙垄低点比沙垄高点气温高,在17-24时沙垄低点比沙垄高点气温低,A错误;沙垄低点与沙垄高点一天中的最高气温相近,但沙垄低点一天中的最低气温远低于沙垄高点,说明沙垄低点的日平均气温较低,且气温日较差较大,B正确,C错误;夜间气温曲线沙垄低点的下降幅度更大,说明沙垄低点的夜间降温较快,D错误。第2题,沙垄高点和低点相对高差49m,一般来说对流层每上升1 000米气温下降6℃,而仅49米的高差不可能在6时沙垄高点与低点温差近9℃,A错误;上午沙垄低点因沙垄的阻挡而受太阳辐射较沙垄高点少,B错误;地面辐射最强时一般是在14时左右,而大气热量的主要来源是地面辐射,据图示信息可知沙垄整体都在14-15时达到最高,所以推断15时是因地面辐射较强,沙垄区气温高,C正确;沙垄所在的塔克拉玛干沙漠腹地气候极其干旱,天气以晴朗为主,夜间的大气逆辐射弱,D错误。第3题,塔克拉玛干沙漠腹地气候干旱,降水极少,天气以晴朗为主,太阳辐射充足,沙漠比热容小,所以夏季增温幅度极大,在6-8月气温很高,不可能一天中最高气温不到20℃,排除A、B;塔克拉玛干沙漠属于典型的温带大陆性气候,冬季寒冷,冬季12月时一天中的气温多在0℃以下,排除D;10月秋季时当地气温由夏季转冷,日平均气温下降,气温既不可能是夏季的炎热,也不可能是冬季的寒冷,符合观测期的气温特征,C正确。
提能点二 大气受热过程原理的应用
【典例精析】
(2023·广东选择考)2019年5月28日,某科研团队利用往返式探空气球,在长沙观测站(28°07'N,112°17'E)收集了四个不同时刻释放的气球所记录到的太阳短波辐射量变化信息(图a)。图b为其中某一时刻对应的太阳光照示意图(阴影部分代表黑夜)。据此完成(1)(2)题。
(1)在图a中,符合图b示意时刻所释放气球接收到的太阳短波辐射量变化的曲线是( )
A.① B.② C.③ D.④
(2)这次探测结果显示,白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多,是因为随高度增加( )
A.CO2量减少 B.空气温度降低
C.大气越稀薄 D.人类干扰越小
【思维路径】
第(1)题,思路分析如下:
第(2)题,思路分析如下:
【尝试作答】(1) A ,(2) C
【重难精讲】
1.运用大气受热过程原理解释自然现象:
(1)利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡。
①高海拔地区(如青藏高原地区):
②内陆地区(如我国西北地区):
③湿润内陆盆地(如四川盆地):
(2)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响。
2.分析大气受热过程原理在农业生产中的应用:
(1)趋利措施。
①采用塑料大棚发展反季节农业,利用玻璃温室育苗。
②果园中铺砂或鹅卵石,不但能防止土壤水分蒸发,还能增大昼夜温差,有利于水果的糖分积累。
③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植,可以提高地温。
(2)避害措施。
浇水
防冻
浇水可增加空气湿度,增强大气逆辐射;水汽凝结释放热量;水的比热容大,可降低地表温度下降的速度和变化幅度,从而减轻冻害
冬天树
木涂白
树干涂了部分石灰水后,因为石灰是白色的,能够使相当一部分的阳光被反射掉,所以树干在白天和夜间的温度相差不大,就不易裂开
覆盖
黑色
尼龙网
园林工人一般会给新栽大树覆盖黑色尼龙网,以削弱太阳辐射,减少树木水分蒸腾
【考向精练】
考向1 大气受热过程
(2024·广东选择考)有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值。下图表示2003—2012年云南省西双版纳热带季雨林林冠层向上长波辐射(L↑)及其上大气逆辐射(L↓)的月平均变化。据此完成1、2题。
1.与7—9月相比,2—4月西双版纳热带季雨林林冠层之上的大气逆辐射值较低,主要是因为2—4月期间( )
A.降水较多 B.云雾较少
C.地表植被覆盖度较低 D.正午太阳高度角较大
2.根据有效辐射变化可知,一年中该地热带季雨林的林冠层( )
A.表面的温度保持恒定
B.热量主要来自大气层
C.各月都是其上表层大气的冷源
D.夏季对大气加热效果小于冬季
【解析】1选B,2选D。第1题,云南省西双版纳热带季雨林植被带对应热带季风气候,7-9月降水量远大于2-4月,2-4月由于降水较少,云雾日数少,天气以晴朗为主,故此林冠层之上的大气逆辐射较弱,B正确,A错误;热带季雨林的植被覆盖度没有明显的季节变化,C错误;2-4月相比于7-9月西双版纳离太阳直射点更远,对应的正午太阳高度角较小,D错误。第2题,受太阳辐射的季节变化影响,当地热带季雨林林冠层表面温度也会出现季节变化,夏季高于冬季,A错误;林冠向上的长波辐射在不同时间尺度上总是高于大气逆辐射,因此林冠层有效辐射在不同时间尺度上均是正值,这表明热带季节雨林林冠始终是大气的一个热源,是林冠层向大气提供热源,B、C错误;据图示信息可知林冠层的长波辐射与大气逆辐射差值在夏季较冬季小,说明林冠层有效辐射夏季小于冬季,林冠层对大气的加热效果夏季小于冬季,D正确。
考向2 大气受热过程的应用
“雾凇”一词最早见于西晋《字林》:“寒气结冰,见日光乃消,齐鲁谓之雾凇”。雾凇是过冷却水汽凝华形成冰晶挂结于草木枝叶的天气现象。“瀚海雾凇”专指沙漠戈壁中的雾凇景观,犹如在石海沙丘上开出的“玉树琼花”。新疆北部古尔班通古特沙漠“瀚海雾凇”出现频率高,吸引摄影爱好者慕名前往。据此完成3、4题。
3.“寒气结冰”形成雾凇的原因是( )
A.上升气流导致降温
B.云层较厚太阳辐射弱
C.大气的保温作用弱
D.暖锋过境前后温差大
4.为了次日能拍摄古尔班通古特沙漠雾凇景观,适宜摄影爱好者蹲守的天气是( )
A.飘雪初晴 B.气温回升
C.晚来风急 D.夜间有雨
【解析】3选C,4选A。第3题,具体思路分析如下:
“寒气”说明气温低,不利于大气上升
A错误
“见日光乃消”说明“寒气结冰”形成雾凇主要发生在夜间,夜间没有太阳辐射
B错误
大气的保温作用弱,降温快,夜间温度低,水汽容易冷却水汽凝华形成冰晶,形成雾凇
C正确
暖锋过境温度升高,不利于水汽凝华
D错误
第4题,结合材料分析可知,雾凇景观的出现需要满足充足的水汽条件、遇冷条件。飘雪说明刚经历过雨雪天气,空气湿度较大。初晴说明天气晴朗,大气逆辐射弱,夜间大气保温作用弱,降温快,水汽容易遇冷凝华,形成雾凇,A正确;气温回升不利于水汽凝华,B错误;风力大,凝华的冰晶难以挂结于草木枝叶上,容易被风吹落,C错误;夜间有雨说明夜间大气逆辐射强,保温作用强,降温慢,不利于雾凇形成,D错误。
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