内容正文:
第二章 地球上的大气
第二节 大气受热过程和大气运动
学习目标
1.通过对大气受热过程、大气对地面的保温作用、大气热力环流的过程分析,从时空综合的角度,认识大气运动的规律,从要素综合的角度分析近地面风和高空风的受力情况。
2.观察生活中的热力环流现象,尝试设计小实验,验证生活中的热力环流。
3.结合大气受热过程在实际生活中的应用,认识地理环境对人类的影响。
2
目录
CONTENTS
知识点一 | 大气的受热过程
知识点二 | 大气对地面的保温作用
课堂小结 | 巩固知识
随堂训练 | 素养落实
知识点三 | 大气热力环流
知识点四 | 大气的水平运动----风
情景导入
月球上的昼夜温差
在月球上,一天中不同时段的温差可能超过350摄氏度。所以,月球上山峰的向阳面比火焰山还要热,而山峰的背阳面却比冰窖还要冷得多。当月球被地球遮住时,温度会更低。
知识点一 大气的受热过程
1.能量来源:太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源。
50%
7%
43%
物体的温度越高,它辐射的能量最强的部分波长越短
短波辐射
太阳辐射的能量主要集中在可见光区
紫 蓝 青 绿 黄 橙 赤
太阳表面温度
约5500°C
太阳辐射
知识点一 大气的受热过程
2.大气受热过程原理
地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
知识点一 大气的受热过程
红外光
可见光
紫外线
反射
散射
CO2
H2O
O3
太阳辐射
吸收作用
反射作用
散射作用
知识点一 大气的受热过程
作用
形式 参与作用的大气成分 被削弱的光线 作用特点
吸收
反射
散射
臭氧(平流层)水汽、二氧化碳(对流层)
紫外线、红外线
吸收强烈,有选择性
云层、尘埃
无选择性、各种波长同样被反射
空气分子、微小尘埃
较大颗粒的尘埃等
有选择性可见光中
波长较短的蓝紫光
无选择性各种
波长的太阳辐射
阴天的天空
呈灰白色
晴朗的天空
呈蔚蓝色
云层越厚、
反射能力越强
知识点一 大气的受热过程
由于大气散射的选择性,波长较短的蓝紫色光最容易被散射掉,所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。
日出日落时阳光斜射,穿过的大气路程长,更多的蓝紫色光被散射掉了,剩下的主要包括红色和橙色的太阳光,所以此时太阳看起来呈红色。
知识点一 大气的受热过程
为什么晴天白天比阴天白天温度高?
白天晴天,大气对太阳辐射的削弱作用弱,气温高。
知识点二 大气对地面的保温作用
大气上界
地 面
太
阳
辐
射
地
面
吸
收
地面增温
射向宇宙空间
射向宇宙空间
大
气
辐
射
大气逆辐射
“太阳暖大地”
“大地暖大气”
“大气还大地”
被CO2 H2O气体吸收
地面辐射
大气吸收 、反射、散射等削弱作用
射向宇宙空间
大气逆辐射补偿了部分地面损失的热量,
对地面起到了保温的作用
知识点二 大气对地面的保温作用
在秋冬季节,我国北方农民用人造烟幕来防御霜冻,有何作用?
增强了大气逆辐射,补偿地面损失的热量,加强对地面的保温作用
知识点二 大气对地面的保温作用
在晚秋和寒冬,为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚?
因为晴朗的夜晚,天空少云或无云,大气逆辐射弱,地面辐射的热量散失多,大气的保温作用弱,所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低,容易出现霜冻
知识点二 大气对地面的保温作用
为什么晴天比阴天昼夜温差大?
白天晴天比阴天,大气对太阳辐射的削弱作用小,气温高;
晚上晴天比阴天大气逆辐射弱,对地面的保温作用差,气温低;
所以晴天昼夜温差大。
知识点二 大气对地面的保温作用
从大气受热过程角度分析地中海沿岸葡萄园里铺设鹅卵石的原理。
白天鹅卵石吸热快,近地面气温高,有利于光合作用。
夜晚鹅卵石放热快,气温迅速降低,葡萄的呼吸作用减弱,消耗的营养物质少。
地面
1010 pa
1008 pa
1006 pa
热
冷
冷
高压
低压
低压
高压
形
成
冷热不均
垂直运动(上升或下降)
同一水平产生气压差
水平运动
热力
环流
冷热不均
C
D
A
(根本原因)
B
高压
低压
实验模拟
知识点三 大气热力环流
1.形成原理
实验模拟
3、同一垂直方向上:
热上升,冷下沉。
4、同一水平方向上:
2、近地面和对应高空的气压总是相反的。
气流总是由高压流向低压
一般只在同一水平面才比较气压高低
1、热形成低压,冷形成高压。
规律总结
知识点三 大气热力环流
知识点三 大气热力环流
你能用热力环流解释孔明灯的原理吗
知识点三 大气热力环流
2.常见热力环流
(1)海陆风
白天, 陆地比海洋升温快,近地面陆地气压低于海洋,风从海洋吹向陆地,形成海风
夜晚, 陆地比海洋降温快,近地面陆地气压
高于海洋,风从陆地吹向海洋,形成陆风
知识点三 大气热力环流
(2)山谷风
白天,山坡比同海拔的山谷升温快,气流上升,气压低,暖空气沿山坡上升,形成谷风
夜晚,山坡比同海拔的山谷降温快,气流下
沉,气压高,冷空气沿山坡下滑,形成山风
(3)城市风
由于城市居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热,导致城市中心区气温高于郊区,形成“城市热岛”,引起空气在城市中心区上升,在郊区下沉,近地面风由郊区吹向城市,在城市中心区与郊区之间形成城市热岛环流
知识点四 大气的水平运动----风
(1)基本概念
①气压梯度:单位距离间的气压差。
②水平气压梯度力:水平面上存在气压梯度,就产生了促使大气由高压区流向低压区的力,这个力称为水平气压梯度力。
(2)力的方向:垂直于等压线,由高压指向低压。
(3)对风向的影响:若没有其他外力的作用,风向应与水平气压梯度力的方向一致。
(4)对风速的影响:形成风的直接原因,是最基本的力;水平气压梯度力越大,风速(风力)越大。
1.水平气压梯度力
知识点四 大气的水平运动----风
(1)概念:由于地球自转,促使在地球上做水平运动的物体运动方向发生偏转的力,称为地转偏向力。
(2)力的方向:始终垂直于风向。
(3)对风向的影响:使风向逐渐偏离水平气压梯度力的方向在不受摩擦力作用的情况下,风向最终与等压线平行。
(4)对风速的影响:只改变风向,不改变风速。
2.地转偏向力
知识点四 大气的水平运动----风
(1)概念:指地面和空气之间,以及运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的阻力。
(2)力的方向:与风向相反。
(3)对风向的影响:在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下,风向与等压线斜交。
(4)对风速的影响:与地表粗糙度、地势起伏状况有关。
3.摩擦力
知识点四 大气的水平运动----风
4.风的受力状况与风向
比较项目 高空风 近地面风
图示
(北半球)
受力 F1(水平气压梯度力)和F2(地转偏向力)共同影响 F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(摩擦力)共同影响
风向 与等压线平行 与等压线成一夹角
知识点四 大气的水平运动----风
3.判断南、北半球
(1)风向在水平气压梯度力的右侧——北半球。
(2)风向在水平气压梯度力的左侧——南半球。
4.判断风力(风速)大小
根据等压线判断:等压线密集,水平气压梯度力大,风力大;等压线稀疏,水平气压梯度力小,风力小。
注:北半球用右手,掌心向上,四指指向为水平气压梯度力方向,大拇指指向为近地面风向。
等压线图的判读
(1)低压中心(如图中乙处):等压线呈闭合曲线,中心气压比四周气压低(中心为上升气流)。
(2)高压中心(如图中甲处):等压线呈闭合曲线,中心气压比四周气压高(中心为下沉气流)。
2.判断风向
首先明确高低气压;其次确定水平气压梯度力的方向;最后根据南、北半球画出风向。
1.判读气压场
课堂小结 巩固知识
随堂训练 素养落实
某文字记载:“天雨新晴,北风寒彻,是夜必霜……”下图为大气受热过程示意图。据此完成1~2题。
1.使近地面大气温度升高的热量传递过程是( )
A. ① → ② → ③B. ① → ② → ④
C. ② → ③ → ④D. ② → ④ → ③
2.“天雨新晴,北风寒彻”造成“是夜必霜”
的主要原因是 ( )
A. 多雨的夜晚,云层反射地面辐射,气温降幅大
B. 晴朗的夜晚,大气透明度高,大气逆辐射较弱
C. 北方的冷空气,加速地面蒸发,增强地面辐射
D. 雨后的夜晚,空气湿度大,吸收大气辐射较少
随堂训练 素养落实
3.我国华北地区的农民在春播时进行膜覆盖,可有效提高地温,保障农作物的正常发芽、生长,其主要原理是 ( )
减弱了地面辐射
B. 增强了大气逆辐射
C. 增加了太阳辐射总量
D.增强了对太阳辐射的吸收
地膜覆盖是一种现代农业生产技术,采取地膜覆盖的方式栽培农作物一般都能获得早熟增产的效果,其效应表现在增温、保温、保水、保持养分、增加光效和预防病虫害等方面。结合下图,完成3~4题。
随堂训练 素养落实
4.山东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜,其主要作用是 ( )
A. 减弱地面辐射,保持地温
B. 反射太阳辐射,降低地温
C. 反射太阳辐射,增加光效
D.吸收太阳辐射,增加地温
地膜覆盖是一种现代农业生产技术,采取地膜覆盖的方式栽培农作物一般都能获得早熟增产的效果,其效应表现在增温、保温、保水、保持养分、增加光效和预防病虫害等方面。结合下图,完成3~4题。
随堂训练 素养落实
5.地面上不同地区的热量差异会引起空气流动。下列示意图中,符合热力环流原理的是( )
随堂训练 素养落实
6.图中箭头代表风向的是 ( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
7.此图表示的是 ( )
北半球近地面 B. 南半球近地面
C. 北半球高空 D. 南半球高空
读下面风的各种力的示意图,完成6~7题。
谢 谢
32
A太阳短波辐射地面增温大气增温层层向上传递能量
$