内容正文:
大气受热过程和大气运动
第二章第2节
地球上的大气
The heating process of the atmosphere and atmospheric motion
运用示意图,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象
【课标要求:】
◆ 了解大气的受热过程并能解释相关现象
◆ 弄清大气保温原理及其在生产和生活中的应用
◆结合热力环流的形成示意图,说明热力环流的形成过程。
◆利用原理,分析生活中典型热力环流的形成过程,培养学以致用的能力
【学习目标与核心素养:】
01
目录
03
大气
受热过程
大气
热力环流
大气
水平运动-风
02
01
大气受热过程
大气受热过程
预备知识梳理---太阳辐射及热量传递方式
太阳辐射:太阳以电磁波的形式向地球传输热量称为太阳辐射
物质传递
电磁波传递
热量传递方式
大气受热过程
预备知识梳理---辐射波长的判断
波长/微米
3.0
2.0
1.5
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
可见光区
红外区
紫外区
50%
43%
7%
太阳辐射的波长分布图
太阳辐射:太阳以电磁波的形式向地球传输热量称为太阳辐射
太阳表面温度
约5727°C
地球固体表面
均温约22°C
近地面大气
均温约15°C
太阳辐射
能量集中
0.4-0.76um
地面辐射
4-120um
大气辐射
4-120um
短波辐射
长波辐射
长波辐射
波长与温度呈负相关
简述对流层大气受热过程涉及的辐射对象,并说明该过程分为几个环节,逐一写出各环节的热力传递过程。
对流层
高层大气
大 气 上 界
宇宙空间
二氧化碳、水汽
下垫面
大气受热过程
预备知识梳理---大气成分的选择性吸收
12km
50km
红外线(长波)
成
分
吸收
平流层
臭 氧
紫外线(短波)
成
分
吸收
大气受热过程
活动探究1:受热过程
简述对流层大气受热过程涉及的辐射对象,并说明该过程分为几个环节,逐一写出各环节的热力传递过程。
太
阳短波
辐
射
大气削弱
反射
散射
吸收
(少量)
反射
下垫面吸收太阳短波辐射,受热并储存能量,增加的能量通过转化为长波辐射的形式向外释放能量。
对流层中的水汽、C02、云层吸收地面长波辐射,并因此受热并储存能量。
地面长波
辐
射
①对流层大气主要、直接的热源?
②对流层大气的根本热源?
③太阳辐射为什么没有直接加热大气?
太阳辐射
地面长波辐射
大气吸收受热
辐射具有差异(波长),而大气成分对辐射的吸收也具有选择性。
地面吸收、储存、转化、释放
大气受热过程
活动探究1:受热过程
小结
太阳
地面
大气
短波辐射
长波辐射
太阳暖大地
大地暖大气
削弱作用(吸收、反射、散射)
大气受热过程
思考
地面是对流层大气的直接热源。(每上升1000m,气温降低6°C)
“高处不胜寒”,为什么海拔越高的地方气温越低?
1
大气受热过程
思考
读图找出一天中的最高温度和最低温度出现的时间分别是什么时候?为什么最高温度不是出现在正午阳光最强烈的时候?
2
12点太阳辐射最强,13点地表温度最高, 14点气温最高,能量的吸收、转化、传递过程都需要。日出前后最冷。
大气受热过程
活动探究2:大气的作用
太
阳短波
辐
射
大气削弱
反射
散射
吸收
(少量)
反射
下垫面吸收太阳短波辐射,受热并储存能量,增加的能量通过转化为长波辐射的形式向外释放能量。
对流层中的水汽、C02、云层吸收地面长波辐射,并因此受热并储存能量。
地面长波
辐
射
分析对流层大气除了对太阳辐射具有削弱作用外,还有什么作用?
大气逆
辐
射
大气
辐射
热量返还地面,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。
大气受热过程
总结
大气的受热过程及大气作用
大气吸收受热
地面吸收、储存、转化、释放
太阳
地面
大气
短波辐射
长波辐射
太阳暖大地
大地暖大气
削弱作用(吸收、反射、散射)
大气还大地保温作用
大气逆辐射
大气受热过程
活动---说明地球大气的作用
观察右图,分别找出白天和夜晚地球比月球多了哪些辐射途径?多出的环节对地表分别起了什么作用?
1
白天多了大气反射、大气吸收,削弱到达地表的太阳辐射,起了削弱作用。
晚上多了大气吸收、大气辐射、大气逆辐射,返还地表能量,起了保温作用。
说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。
2
月球没有大气,白天由于没有大气对太阳辐射的削弱作用,月面温度升得很高;夜间由于没有大气的保温作用,月球表面辐射强烈,月面温度骤降,气温很低,所以昼夜温差大。地球有大气存在,减少了昼夜温差。
说明地球大气对地球昼夜温差的影响。
3
使地球昼夜温差不至于过大,有利于生命的存续和发展。
127℃
-183℃
大气受热过程
知识拓展:影响昼夜温差的因素
日期 最高温 最低温 天气状况
10月12日 18℃ 14℃ 阴
10月13日 21℃ 15℃ 晴
10月14日 24℃ 15℃ 晴
10月16日 22℃ 17℃ 小雨
1、根据以下天气记录,说明那种天气昼夜温差更大,为什么?
晴天云层薄
白天,削弱作用弱,太阳辐射强,升温快;
夜晚,大气逆辐射弱,保温作用弱,降温快。
晴天 温差大
天气
东部长江中下游平原(武汉、南京)
大气受热过程
知识拓展:影响昼夜温差的因素
2、结合材料,说明那种地势昼夜温差更大,并解释原理是什么?
青藏高原(拉萨)
夏季白天最高温 25~28℃,夜间最低温 8~12℃,昼夜温差可达 15℃以上;秋冬季节昼夜温差常突破 20℃。
夏季白天 32~36℃,夜间 26~29℃,昼夜温差仅 5~8℃;冬季昼夜温差普遍不足 10℃。
拉萨
南京
海拔高的地区昼夜温差更大
海拔高空气稀薄,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,太阳辐射强;夜晚大气逆辐射弱,保温作用弱,所以昼夜温差大。
地势
大气受热过程
知识拓展:影响昼夜温差的因素
3.1、请结合比热容原理,判断哪个量杯升温速度更快,并解释原因。
记录时间 土石量杯温度(℃) 水量杯温度(℃)
0min(初始) 26 26
30min 37 31
60min 48 30
90min 46 32
不同下垫面吸热对比实验
装土石的量杯升温速度更快
同等太阳辐射量,土石比热容小,储存热量能力弱,温度快速飙升
大气受热过程
知识拓展:影响昼夜温差的因素
3.2、若傍晚将两组烧杯放置在露天环境,推测二者降温快慢差异并说明理由。
不同下垫面吸热对比实验
装土石的量杯降温速度更快
土石储热总量偏少,热量散失速度快,温度大幅下跌
3.3、结合本次实验结论,简析内陆地区昼夜温差普遍大于沿海地区的地理原理。
深居内陆,远离海洋,白天升温速度快,夜晚降温速度快,昼夜温差大。
结论:比热容小,白天升温速度快,夜晚降温速度也快,昼夜温差大;比热容大则反之。
下垫面
大气受热过程
知识拓展:影响昼夜温差的因素
总结
①地势
②天气
③下垫面
地势高
大气稀薄
→
→
→
白天大气削弱作用弱
夜晚大气保温作用弱
→
→
天气晴朗
→
→
白天大气削弱作用弱
夜晚大气保温作用弱
→
→
昼夜温差大
下垫面
比热容大
→
→
白天增温速度慢
夜晚降温速度慢
→
→
昼夜温差较小(如海洋)
昼夜温差大
大气受热过程
活动探究3:大气保温作用的实践应用
1、 运用保温作用原理,分析全球气候变暖的原因。
太
阳短波
辐
射
地面长波
辐
射
大气逆
辐
射
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,
大气受热过程
活动探究3:大气保温作用的实践应用
2、 我国深秋时节,哪种天气、一天中的哪个时段更容易形成霜冻?请说明原因。
深秋晴朗微风、无云少雨的天气,在一天中的 日出前后(凌晨清晨)最易形成霜冻。
因为晴天的夜晚,云层少,大气保温作用弱,近地面大气降温快。
大气受热过程
活动探究3:大气保温作用的实践应用
3、 有哪些方法措施可以减少霜冻危害?
傍晚释放烟雾,增强夜晚的大气逆辐射,增强保温作用。
削弱地面辐射向外散失,减少地面热量损失,起到保温效果
烟雾防冻
温室大棚
地膜覆盖
秸秆覆盖
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