内容正文:
3.1 大气的组成、垂直分层和受热过程
第三章 大气
干洁空气
低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体
21%
78%
0.032%
干洁空气成分的体积分数
(25千米以下)
二氧化碳—CO2
光合作用的原料;调节地表温度。
臭氧—O3
吸收紫外线,保护地球生命。
氧气—O2
生物维持生命活动的必需物质。
氮气—N2
生物体内蛋白质的重要组成部分。
78%
21%
0.032%
(其他)
2
氧气 氮气 其他 0.78 0.21 0.01
1.大气的组成
干洁空气
水汽
水汽的相变,产生了云、雨、雾、雪等天气现象;
伴随着热量的吸收和释放,影响地面和大气温度
1.大气的组成
干洁空气
水汽
固体杂质
——影响大气透明度;凝结核,是成云致雨必要条件
固体杂质
对流层高度和气温变化图
高度(千米)
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
(摄氏度)
归纳对流层的主要特点并分析其成因
空气对流运动显著
常出现风、云、雨、雪等天气现象
气温随高度增加而递减,每上升100米降低0.6℃。
1.大气的组成
干洁空气
水汽
固体杂质
2.大气的垂直分层
对流层:
上冷下热
对流运动
天气复杂多变
对流层的厚度
17~18km
8~9km
高纬度地区
低纬度地区
对流运动越活跃,对流层越厚
时间差异
空间差异
夏季比冬季厚
低纬度比高纬度厚
平均厚度10~12km
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
归纳平流层的主要特点并分析其成因
大气平稳,天气晴朗,有利高空飞行
气温随高度升高而升高。
大气上热下冷,大气不易形成对流,以水平运动主;
平流层高度和气温变化图
1.大气的组成
干洁空气
水汽
固体杂质
2.大气的垂直分层
对流层:
平流层:
上冷下热
对流运动
天气复杂多变
上热下冷
大气平稳
适合航空飞行
能见度高
1.大气的组成
干洁空气
水汽
固体杂质
2.大气的垂直分层
对流层:
平流层:
高层:
上冷下热
对流运动
天气复杂多变
上热下冷
大气平稳
适合航空飞行
电离层
反射无线电波
通信
能见度高
大气上界
太阳辐射
太阳辐射
反
射
吸
收
地面辐射
吸
收
散
射
大
气
逆
辐
射
大
气
辐
射
地面辐射
吸
收
大
气
逆
辐
射
大
气
辐
射
削弱作用
保温作用
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
宇宙
大气的两大作用
削弱作用:
大气层中的水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用
100%
吸收 19%
反射
为地面吸收
47%
散射
34%
无选择性
和云层与尘埃有关
地面反射与下垫面性质有关
有选择性
大气对短波辐射的吸收能力较弱,对长波辐射吸收能力较强
有选择性
蓝紫光易被散射
保温作用:
大气的两大作用
大气对地面长波辐射吸收能力强,以大气逆辐射的形式对近地面大气进行热量补偿,使得近地面气温不会过低
大气能让大部分短波辐射通过并到达地面
长波辐射几乎全部被大气吸收,并以大气逆辐射的形式返还给地面
短波辐射
长波辐射
一天中什么时候大气逆辐射最强?
大气逆辐射每时每刻都存在,最强时为大气温度最高时,即午后2时(14点)左右
云层越厚,反射作用越强。
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
太阳能
宇宙
太阳辐射除了与云量有关,还与什么因素有关?
太阳高度角大
经过大气层的路程短
削弱少
受热面积小
能量集中
太阳辐射除了与云量有关,还与什么因素有关?
最高温 最低温
月球 127℃ -183℃
太阳辐射
月球表面辐射
月球表面辐射
月球没有大气
夜
夜晚温度降至-183°C
白天温度可达127°C
白天,由于没有大气对太阳辐射的削弱作用,升温快,气温很高
夜间,由于没有大气的保温作用,月球表面温度骤降,气温很低
昼夜温差大
不管是白天还是黑夜,月球上的天空都是黑色的,区别是白天天上也有一个明亮的太阳,比地球上看太阳还要亮很多。那为什么这么亮的太阳还照不亮天空呢,那是因为月球表面没有大气,所以光线都是直射,没有太阳和星星的天空便是一片漆黑。而地球上因为有大气层的缘故,阳光在大气中散射的到处都是,所以白天的天空便是亮的。
24
早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
昼夜温差
太阳能
云量
宇宙
藏袍穿着的特点与当地气温昼夜变化大密切相关,解释西藏地区昼夜温差大的原因。
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3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
昼夜温差
太阳能
云量
宇宙
地势
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
昼夜温差
太阳能
云量
宇宙
地势
下垫面:海/陆、林地/裸地
秋冬季节为什么有“十雾九晴”之说?
晚上或清晨有雾,说明晚上气温低,昼夜温差大,因此是晴天。
太
阳
辐
射
地
面
辐
射
玻璃温室
大气作用
----保温作用
玻璃温室为什么能够改善农业生产条件?
解释全球气候变暖
温室气体
(CO2、CH4等)
→
吸收地面辐射增多
大气逆辐射增强
气温
变高
全球变暖
→
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
→
→
温室的蔬菜口感如何?
运用所学原理,解释《闯关东》中的地理现象:
1.在深秋和第二年的早春,为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚?
2.秋冬季节,我国北方农民用人造烟幕来防御霜冻,有何作用?
晴朗的夜晚大气逆辐射弱,地面热量散失多。
能增强大气逆辐射,加强对地面的保温作用。
霜:近地面温度达到0℃,空气中的水汽直接凝结在物体上的白色结晶;
霜冻:降到植物所需的低温以下,植物冻害
左图的葡萄园景观最可能在右图中哪一地看到?
乙地
鹅卵石的作用
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
农业:玻璃温室、烟熏防霜冻、鹅卵石增大温差
昼夜温差
太阳能
云量
宇宙
地势
下垫面:海/陆、林地/裸地
大气受热过程对人类生产生活的影响
提高品质
促进光合作用
抑制呼吸作用
防冻保温
防晒保水
玻璃温室
塑料薄膜大棚
地膜覆盖
人造烟雾
黑色尼龙网
增大昼夜温差
铺砂或鹅卵石
反光膜
地面
辐射逆温
近地面大气
高空大气
夜间地面温度迅速冷却
紧贴地面的大气层也迅速降温,降温幅度超过了上层大气
逆温层
形成条件:晴朗少云而有微风的夜晚,冬季大陆上尤为显著(尤其是沙漠)
形成时间:夜间逆温层不断加厚,黎明前后达到最大厚度(气温最低),日出后从地面开始逐步消失(地面开始升温)。
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
农业:玻璃温室、烟熏防霜冻、鹅卵石增大温差
昼夜温差
太阳能
逆温
成因
概念:气温随高度的增加而升高或降温幅度小
辐射逆温:晴朗的夜晚,地面气温低
云量
宇宙
地势
下垫面:海/陆、林地/裸地
形成
增强
缓冲
消失
正常
42
地形逆温
逆温层
山谷或盆地
山坡散热快
冷空气下滑
暖空气被挤压抬升
小尺度的地形逆温:夜间山坡降温快,冷空气下滑,暖空气被挤压抬升,形成逆温。
大尺度地形逆温:冬半年冷空气南下的过程当中,冷空气往往会将盆地和谷地填满,形成冷空气湖。
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
农业:玻璃温室、烟熏防霜冻、鹅卵石增大温差
昼夜温差
太阳能
逆温
成因
辐射逆温:晴朗的夜晚,地面气温低
地形逆温:夜晚冷空气在谷底集聚
云量
宇宙
概念:气温随海拔的增加而增加或降温幅度小
地势
下垫面:海/陆、林地/裸地
下垫面
平流逆温
下垫面温度较低
逆温层
形成条件:晴朗少云,风速可以较大;
平流雾:中纬度沿海地区的冬季,当海上暖湿空气平流至大陆上时,常出现较强的平流逆温,容易产生平流雾
20°S
23°26’S
纳
米
布
沙
漠
埃托沙国家动物园
纳米布沙漠地理位置示意图
捕雾网
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3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
农业:玻璃温室、烟熏防霜冻、鹅卵石增大温差
昼夜温差
太阳能
逆温
成因
辐射逆温:晴朗的夜晚,地面气温低
平流逆温:暖空气水平流到冷的下垫面上
地形逆温:夜晚冷空气在谷底集聚
云量
宇宙
概念:气温随海拔的增加而增加或降温幅度小
地势
下垫面:海/陆、林地/裸地
上暖下冷
气温
锋面逆温
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
农业:玻璃温室、烟熏防霜冻、鹅卵石增大温差
昼夜温差
太阳能
逆温
成因
辐射逆温:晴朗的夜晚,地面气温低
平流逆温:暖空气水平流到冷的下垫面上
地形逆温:夜晚冷空气在谷底集聚
云量
宇宙
概念:气温随海拔的增加而增加或降温幅度小
锋面逆温:暖气团在冷气团之上
地势
下垫面:海/陆、林地/裸地
哪一种情况有利于污染物的扩散?
早锻炼合适吗?
3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
农业:玻璃温室、烟熏防霜冻、鹅卵石增大温差
昼夜温差
太阳能
逆温
成因
影响
空气对流受阻
污染物不易扩散
辐射逆温:晴朗的夜晚,地面气温低
平流逆温:暖空气水平流到冷的下垫面上
地形逆温:夜晚冷空气在谷底集聚
云量
不利
宇宙
概念:气温随海拔的增加而增加或降温幅度小
锋面逆温:暖气团在冷气团之上
地势
下垫面:海/陆、林地/裸地
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3.大气的受热过程
原理:
太阳
地面
大气
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
应用
农业:玻璃温室、烟熏防霜冻、鹅卵石增大温差
昼夜温差
太阳能
逆温
成因
影响
空气对流受阻
污染物不易扩散
形成大雾
能见度降低;
辐射逆温:晴朗的夜晚,地面气温低
平流逆温:暖空气水平流到冷的下垫面上
地形逆温:夜晚冷空气在谷底集聚
云量
地势
不利
有利:大气稳定
缓解沙尘暴;利于飞行;农业
宇宙
下垫面:海/陆、林地/裸地
概念:气温随海拔的增加而增加或降温幅度小
锋面逆温:暖气团在冷气团之上
地面湿滑
伊犁河谷
综合思维:受热过程对人类生产生活的影响
为做好苹果花期冻害防御工作,陕西果农设计了一种熏烟防冻的新方式——土坑式防冻窖。使用该方法可在短时间内形成大量烟雾。该方法具有烟雾大、持续时间长、易操作等优点,可有效防御苹果花期低温冻害。下图示意土坑式防冻窖。据此回答1~2题。
1.土坑式防冻窖能有效防御苹果花期低温冻害,原因是其能( )
A.加热土地,提高地温
B.加热空气,提高气温
C.产生烟雾,增强大气逆辐射
D.产生热源,增强地面辐射
C
综合思维:受热过程对人类生产生活的影响
土坑式防冻窖
综合思维:受热过程对人类生产生活的影响
为做好苹果花期冻害防御工作,陕西果农设计了一种熏烟防冻的新方式——土坑式防冻窖。使用该方法可在短时间内形成大量烟雾。该方法具有烟雾大、持续时间长、易操作等优点,可有效防御苹果花期低温冻害。下图示意土坑式防冻窖。据此回答1~2题。
2.为使防冻效果达到最佳,果农大面积点燃土坑式防冻窖的时间可能是( )
A.日出之前 B.正午前后
C.日落之后 D.午夜时分
A
一天中,下午2时左右气温最高,日出前后气温最低
综合思维:受热过程对人类生产生活的影响
右图示意荷兰某农场全新革命性节能温室。其窗户尺寸为普通温室的两倍,屋顶和侧壁使用双层玻璃结构,四个玻璃侧面均设有防反射涂层。节能温室可节省约60%的能源,但仍需要利用地热能装置加热。据此完成3~4题。
3.温室中利用大气热力作用原理实现节能的设施有( )
①双层玻璃 ②两倍尺寸窗户
③防反射涂层 ④地热能装置
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
C
大气对太阳辐射有削弱作用,还能吸收地面辐射升温并以大气逆辐射的形式将部分热量返还给地面
窗户尺寸大,能够增加透光性,白天获得更多太阳辐射,保持室内温度
减少地面辐射散失
减弱反射
$