2.2 大气受热过程和大气运动（第1课时 大气受热过程）（AI智学·教学课件）地理人教版必修第一册

该高中地理课件聚焦大气受热过程，以吉林甑峰岭丁达尔效应和2024年中东部“秋老虎”高温为情境导入，引导学生从自然与社会现象出发，探究太阳-地面-大气的能量传递逻辑，搭建从现象到原理的学习支架。 其亮点在于以情境驱动和问题链设计贯穿教学，通过绘制大气受热示意图培养综合思维，结合迷你温室实验提升地理实践力，对比不同区域受热差异渗透区域认知。案例丰富如燃烧秸秆防霜冻，帮助学生理解原理应用，教师可借此高效落实核心素养，提升教学效果。

大气受热过程 从“丁达尔效应”到“秋老虎”背后的能量密码 适用教材：人教版高中地理必修第一册 第二章 第二节 【学习目标】核心素养导向 人地协调观 结合温室大棚、燃烧秸秆防霜 冻、全球变暖等案例，理解人 类活动对大气受热过程的影响， 树立顺应自然规律的发展意识。 综合思维 独立绘制大气受热过程示意图， 梳理「太阳-地面-大气」的能 量传递逻辑链，说明大气削 弱、保温作用的发生机制。 区域认知 对比东北林区、西北内陆、四 川盆地、中东部地区的大气受 热差异，解释不同区域太阳辐 射射总量、气温特征的成因。 地理实践力 运用大气受热原理解释丁达尔 效应、秋老虎、霜冻等现象， 设计迷你温室测温小实验，验 证大气保温作用。 第3页：【情境目录】探索大气的能量之旅 主线情境一：吉林甑峰岭丁达尔效应 主线情境二：2024年中东部「秋老虎」高温 探秘清晨林间光束的成因 破解大气对太阳辐射的“削弱作用” 追踪立秋后持续闷热的幕后推手 揭示大气对地面的“保温作用” 第一部分 主情境引入：看似无关的场景，共同的能量规律 第5页：【主情境展示】2024年的两个真实瞬间 瞬间一：绝美晨光 吉林甑峰岭夏秋季清晨，阳光穿过长白山原始林海，在空气中形成清晰的金色光束（丁达尔效应），多次被央视报道。 甑峰岭丁达尔效应高清延时摄影截图组图（光束动态变化感） 瞬间二：持续酷热 2024年8月，立秋已过，中东部多地却遭遇“秋老虎”，连续12天最高温超35℃，夜间最低温普遍在28℃以上，体感闷热超过盛夏。 中央气象台连续10天发布高温预警 第6页：【主问题提出】寻找气温变化背后的核心逻辑 东北森林里的绝美光学现象 (静、冷、晨) 核心思考： 一个是东北森林里的绝美光学现象（静、冷、晨） 一个是中东部城市里的极端高温天气（动、热、夜） 中东部城市里的极端高温 天气（动、热、夜） 主问题：这两个看似毫无关联的自然与社会场景，背后共同遵循的能量传递规律 是什么？我们该如何运用这个规律来解释身边的气温现象？ 大气受热过程 第二部分 吉林甑峰岭丁达尔效应--大气削弱作用 第8页：【情境感知】甑峰岭的清晨奇观 现象观察：清晨的阳光穿过长白山原始林海， 在空气中形成了清晰可见的金色光束。 科学名词：这种现象在物理学和气象学中被 称为“丁达尔效应”。 光束的轨迹 空气中的悬浮颗粒 生活联想：你在日常生活中，还在哪里见过 类似的光束？（如：云层缝隙透出的光、暗室 里的投影仪光束） 思考：为什么只有在清晨或傍晚，且在森林、云雾等特定环 境下，才容易看到这种清晰的光束？ 阳光从遥远的宇宙空间到达地球表面的过程中，穿越了厚厚的大气层， 它和大气之间究竟发生了哪些“互动”？ 核心线索：太阳辐射的能量在穿越大气层时，并没有 100%到达地面。 第10页：【知识铺垫】大气垂直分层与太阳辐射 大气的组成与分层（复习） 太阳辐射的波长分布： 太阳辐射是短波辐射。 能量主要集中在可见光区（约占50%）。 包含紫外线（波长较短）和红外线（波长较长）。 高层大气 大气对太阳辐射的削弱作用 红外线 可见光 紫外线 CO2 H2O 吸收 散射 O3 反射 吸收 ——吸收、反射和散射 云层、尘埃 空气分子和微小尘埃（晴天是蔚蓝色） 大部分可见光能够透过大气到地面 第 12 页：【核心知识】大气削弱作用之“吸收” 吸收作用 特点：具有强烈的选择性。 作用物质与对象： 平流层中的臭氧（）：大量吸收太 阳辐射中的紫外线。 对流层中的水汽和二氧化碳（CO）： 吸收太阳辐射中的红外线。 散射作用 白光 空气分子 水滴与尘埃 瑞利散射：蓝紫光强烈散射 米氏散射：所有光色均匀散射 【核心知识】大气削弱作用之“反射” 反射作用 (Reflection) 特点：无选择性，将太阳辐射直接 反射回宇宙空间。 作用物质：云层和较大的颗粒物。 规律：云层越厚，云量越多，反射 作用越强。 影响：是大气削弱太阳辐射最主要 的方式之一，直接影响到达地面的 太阳辐射总量。 反射原理示意图 四川盆地多云天气实景 第14页 第15页：【问题链解析1】丁达尔效应与正午光束 【问题1：丁达尔效应对应大气削弱作用的哪一种类型？为什么正午很难看到这种光束？】 » 原理解析 类型：属于大气的散射作用（林间的雾滴、尘埃对阳光的无选择性散射）。 时间差异：清晨/傍晚太阳高度角小，阳光穿过大气的路径长，被散射的程度深，加上林间湿度大（雾滴 多），光束明显；正午太阳高度角大，穿透路径短，直射光强烈，掩盖了微弱的散射光。 第16页：【问题链解析2】天空颜色的奥秘 问题2：为什么晴朗的天空呈蔚蓝色，阴天的天空呈灰白色? 晴天（蔚蓝） 阴天（灰白） 原理解析：空气分子对太阳辐射进行选择性散射， 波长较短的蓝紫光最容易被散射，布满天空。 原理解析：云层中的水滴和较大颗粒物进行无选择 性散射和反射，各种波长的光被均匀散射，混合后 呈现灰白色。 适用教材：人教版高中地理必修第一册 第二章 第二节 第17页：【问题链解析3】夏季多云白天气温偏低 问题3：为什么夏季多云的白天气温比晴天低? 原理解析: 主导因素：大气的反射作用。 多云天气→ 到达地面的 对太阳辐射的 云层厚、云量多 反射作用强 太阳辐射减少 气温相对较低。 地面吸收热量少 大气的受热过程 大气圈 太阳 辐射 大气吸收 大气反射和散射 地面吸收 太阳辐射 地面反射 大气 吸收 75%—95% 水汽和二氧化碳 地面辐射 太阳辐射 地面 大气 太阳暖大地 地面辐射 大地暖大气 被大气削弱 地面增温 大气增温 大气逆辐射 大气还大地 大 气 逆 辐 射 大气对地面长波辐射吸收较多，所以地面辐射是近地面大气的主要、直接的热源。 第19页：【问题链解析4】近地面大气的直接热源 【文字内容】 问题4：太阳辐射是地球的根本能量来源，为什 么近地面大气的直接热源是地面，不是太阳？ 原理解析： 太阳辐射（短波）：大气对其吸收具有选择 性，主要吸收紫外线和红外线，对能量最集 中的可见光吸收极少，因此太阳短波辐射易 穿透大气到达地面。 地面辐射（长波）：地面吸收太阳辐射增温 后，向外释放长波辐射。对流层大气中的水汽 和二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射而增温。 结论：地面是近地面大气主要、直接的热源。 第三部分 2024年中东部「秋老虎」 高温--大气保温作用 第21页：【情境感知】2024年8月全国高温分布 国家气候中心：2024年8月全国高温区域分布图 【文字内容】 数据直击：2024年立秋后，中东部多地连续12天最高温 超过35℃。 异常现象：不仅白天酷热，夜间最低温也普遍在28℃ 以上，空气湿度大，体感闷热感甚至超过盛夏。 社会影响：持续的高温预警，影响了人们的出行、农业 生产和能源供应。 同期昼夜温差统计图表（2024年8月中东部） 【驱动问题】立秋后的持续高温与夜间闷热 思考： 立秋之后，太阳直射点南移，太阳高度角已经开始降低，到 达地面的太阳辐射理应减少，为什么气温还居高不下? 尤其是在空气湿度大的“秋老虎”时期，为什么夜间没有太 阳辐射了，却依然感觉特别闷热？ 核心线索：大气不仅能削弱太阳辐射，还能把热量“锁”在 近地面。 第23页：【探究活动】补充夜晚能量传递环节 小组合作任务（延续）： 在之前绘制的「太阳-大气-地面」 受热过程示意图基础上，补充夜 晚的能量传递环节。 要求: 标注出夜晚存在的辐射类型。 对比各小组的示意图差异，找出 关键环节。 标明“大气逆辐射”的作用路径。 思考夜晚地面辐射和大气辐射的去向。 第24页:【核心知识】大气逆辐射与保温作用机制 大气保温作用的逻辑链条： 大气吸收：近地面大气强烈吸收地面长波辐射 而增温。 大气辐射：大气增温后，向外释放长波辐射。 大气逆辐射：大气辐射中，射向宇宙空间的部 部分较少，大部分向下射向地面，这部分辐射 方向与地面辐射相反，称为大气逆辐射。 保温本质：大气逆辐射将热量还给地面，补偿 了地面辐射损失的热量，从而起到保温作用。 第25页：【问题链解析1】秋老虎湿度大与夜间降温慢 【文字内容】： 问题1：秋老虎时期空气湿度大，会对大气逆辐 射产生什么影响？为什么夜间降温慢？ 原理解析： 水汽的作用：空气湿度大意味着大气中水汽含 量高。 吸收增强：水汽能强烈吸收地面长波辐射，使 大气吸收的热量增多。 逆辐射增强：大气温度高，向下释放的大气 逆辐射增强，对地面的热量补偿多。 结果：夜间地面热量散失慢，导致夜间气温 居高不下，体感闷热。 H H 吸收地面辐射能力↑ H H,0 水汽（）增多 大气逆辐射箭头变粗 2024年8月中东部地区平均湿度数据图表 溶液温度(%) 夜间降温幅度↓ 60 - 80% 2024年8月中东部地区平均温度 焕重规诺容平动乌涩鲍国表 2024年8月中新赣地区于当温度雨季 第26页：【问题链解析2】最高温出现在14点的“时间差”逻辑 【文字内容】 一天中太阳辐射、地面温度、气温变化曲线图 问题2：正午12点太阳辐射最强，为什么一天的 最高温出现在14点左右? 原理解析（能量传递的时间差）： 12:00: 太阳辐 射最强，地面 开始加速吸收 热量。 13:00左右：地 面吸收热量达 到最大，地面温 度最高，地面辐 射最强。 14:00左右：大 气吸收地面辐射 需要时间，此时 大气吸收的热量 大于散失的热量， 大气温度达到最 高。 核心规律： 太阳辐射→地面增温→大气增温（存在时间滞后） 太阳辐射最强， 大气吸收热量>散失 地面吸收热量 热量，气温最高 太阳辐射 地面辐射最强， 加热大气 地面温度 大气温度 12:00 13:00 14:00 6:00 8:00 20:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 【问题链解析3】秋夜霜冻与燃烧秸秆防冻原理 问题3：为什么晴朗的秋夜容易出 现霜冻？农民燃烧秸秆防霜冻的原 理是什么? 原理解析： 晴朗秋夜：云量少，大气逆辐射弱， 保温作用差，地面热量散失快，气温骤 降易生霜冻（“十雾九晴”）。 燃烧秸秆（人造烟幕）：燃烧产生大 量的二氧化碳和浓烟（悬浮颗粒）。 防冻原理：增加大气中的吸收物质， 强烈吸收地面辐射，从而增强大气逆 辐射，提高地面温度，防止农作物受 冻。 晴朗秋夜（无烟幕） 燃烧秸秆（人造烟幕） 【问题链解析4】地球与月球昼夜温差对比 问题4：月球没有大气，昼夜温差超过300℃，为什么地球的昼夜温差只有10℃左右? 原理解析（削弱与保温的组合效应）： 白天：地球有大气层，削弱了到达地面的太阳辐射，白天气温不会过高（月球白天无削弱，极热）。 夜晚：地球有大气层，通过大气逆辐射起到保温作用，夜间气温不会过低（月球夜晚无保温，极冷）。 结论：大气的削弱作用和保温作用共同维持了地球适宜的温度范围。 第四部分 迁移应用与课堂总结 第30页：【迁移应用】玻璃温室与西北果园铺鹅卵石 案例1：北京某校玻璃温室 原理: 玻璃能让太阳短波辐射透入，但能阻挡地面长波 辐射透出，将热量截留在温室内（温室效应）。 案例2：西北干旱区果园铺鹅卵石 原理分析思路（削弱+保温组合）： 白天：鹅卵石比热容小，吸热快，增温迅速（增 加白天温度）。 夜晚：鹅卵石散热快，降温迅速（降低夜间温 度）。 结果：增加昼夜温差，利于水果糖分积累；同时 减少土壤水分蒸发。 课堂总结 课后作业（地理实践力） 太阳短波辐射（地球根本热源） 大气削弱作用 (吸收/散射/反射，部分能量返回宇宙) 大部分到达地面 地面增温 释放地面长波辐射 近地面大气吸收 （近地面大气直接热源） 大气增温 释放大气辐射 大部分射向地面 (大气逆辐射) 补偿地面热量损失（大气保温作用） 核心结论：削弱+保温共同作用 →维持地球适宜气温、影响昼夜温差 用矿泉水瓶、温度计设计迷你温室实验：将一支温 度计放入密封矿泉水瓶，另一支放在旁边露天处， 同时记录白天14点、夜晚20点的两支温度计读数， 分析温差产生的原因，下节课分享。 密 封 矿 泉 水 瓶 120°C 24°C 15℃ 白天14点 夜晚20点 分析温差 $