3.2大气受热过程讲义2026-2027学年高中地理湘教版必修一

本高中地理讲义围绕大气受热过程核心知识点，系统梳理大气对太阳辐射的削弱作用（吸收、反射、散射）及其影响因素，太阳高度角与辐射路径的关系，地面反射率差异，大气保温作用“太阳暖大地→大地暖大气→大气还大地”原理，以及昼夜温差、霜冻等实际应用，构建完整知识支架。 该资料通过表格对比、探究活动（如月球与地球昼夜温差分析）及生活现象解释（温室大棚、朝霞晚霞），培养学生综合思维与地理实践力。知识框架与速记要点清晰，课中辅助教师系统授课，课后助力学生回顾强化，有效弥补知识盲点。

湘教版必修一 · 3.2 大气受热过程 第二节 大气受热过程 讲义 学习目标 ◎ 本节学习目标 1. 理解大气对太阳辐射的削弱作用（吸收、反射、散射）及其影响因素 1. 掌握大气对地面的保温作用原理（太阳暖大地→大地暖大气→大气还大地） 1. 了解太阳高度角与太阳辐射穿过大气路程的关系 1. 理解不同性质地面的反射率差异及其地理意义 1. 应用运用大气受热过程原理分析昼夜温差、霜冻、温室大棚等实际问题 01 大气对太阳辐射的削弱作用 一、大气削弱作用概述 投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的大气层才能到达地球表面。在传播过程中，小部分被大气吸收、反射或散射，大部分到达地球表面。大气对太阳辐射的削弱作用只发生在白天，削弱的对象是太阳辐射。 图1 太阳辐射穿过大气层示意图 二、削弱作用的三种形式 作用形式 特点 参与成分 被削弱辐射 自然现象 吸收 有选择性 臭氧、水汽、CO₂ 紫外线、红外线 臭氧层保护生物 反射 无选择性 云层、较大尘埃 各种波长 夏季多云白天不太热 散射 有选择性 空气分子、微尘 蓝紫光等短波 天空呈蔚蓝色 1. 吸收作用（有选择性） 1. 臭氧（O₃）：主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线（平流层） 1. 水汽和CO₂：主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线（对流层） 1. 可见光：大气对能量最强的可见光吸收很少，大部分能透过大气到达地面 结论：吸收作用使大气直接吸收的太阳辐射较少，大部分可见光能到达地面。 2. 反射作用（无选择性） 1. 反射主体：云的反射作用最为显著。云层越低、越厚、云量越多，反射越强 1. 反射特点：反射无选择性，反射光呈白色 1. 影响因素：云层厚度、云量多少、大气中尘埃含量 实例：夏季多云的白天，气温不会太高——云的反射减少了到达地面的太阳辐射。 3. 散射作用（有选择性） 1. 原理：太阳辐射遇到空气分子或微小尘埃时，以这些质点为中心向四面八方弥散 1. 有选择性散射：波长较短的蓝、紫光最易被空气分子散射 → 晴朗天空呈蔚蓝色 1. 无选择性散射：较大尘埃对各类波长均匀散射 → 阴天天空呈灰白色 实例：日出日落时太阳呈红橙色——红光波长较长，不易被散射，穿过大气路径后仍有较多红光到达地面。 图2 大气对太阳辐射的削弱作用原理（反射、散射、吸收） ⓘ 重点提示 反射作用是最主要的削弱作用（云层反射）；吸收作用和散射作用具有选择性，反射作用无选择性。三种作用共同减少了到达地面的太阳辐射。 三、太阳高度角与大气削弱的关系 太阳高度角越大，太阳辐射穿过大气层的路径越短，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多；反之，太阳高度角越小，太阳辐射穿过大气层的路径越长，被削弱得越多。 图3 太阳高度与辐射穿过大气路径示意图 太阳高度 大气路径 削弱程度 地面获得辐射 大（正午） 短 弱 多 小（日出/日落） 长 强 少 ⓘ 拓展 这也是为什么日出日落时太阳呈红橙色（短波蓝紫光被大量散射），而正午太阳接近白色（各波长光均较多到达地面）的原因。 02 地面反射率与下垫面 一、地面反射率 到达地面的太阳辐射，一部分被地面吸收，另一部分被地面反射回大气。不同性质的地面，反射率差异显著。反射率越高，地面吸收的太阳辐射越少，地面增温越慢。 图4 不同性质地面反射率对比 地面类型 反射率（%） 说明 新雪 80～95 反射率最高 冰面 30～70 较新雪低 沙漠 25～35 中等 草地 10～20 较低 海洋 5～10 反射率最低 记忆要点：新雪反射率 > 冰面反射率 > 沙漠 > 草地 > 海洋。颜色越浅、表面越光滑，反射率越高。 二、下垫面对大气受热的影响 1. 比热容差异：海洋比热容大，升温慢降温也慢；陆地比热容小，升温快降温也快 1. 反射率差异：反射率高的地面（如新雪）吸收太阳辐射少，地面辐射弱 1. 植被覆盖：森林蒸腾作用强，空气湿度大，对气温有调节作用 03 大气对地面的保温作用 一、大气受热过程的三步曲 大气的受热过程可以概括为三个步骤，即「太阳暖大地→大地暖大气→大气还大地」。 图5 大气受热过程完整示意图 ① 太阳暖大地 大部分太阳辐射能够透过大气射到地面，地面吸收后增温。太阳辐射是地面的直接热源。 ② 大地暖大气 地面增温后，以地面长波辐射的形式向外传递能量。对流层中的水汽、CO₂等强烈吸收地面长波辐射（75%～95%被截留），使大气增温。地面长波辐射是近地面大气最主要的直接热源。 ③ 大气还大地 大气增温后也向外辐射热量（大气辐射），其中射向地面的部分称为大气逆辐射。它将部分热量返还给地面，补偿了地面辐射损失的热量，起到保温作用。 图6 大气对地面的保温作用示意图 步骤 过程名称 能量传递方式 热源关系 ① 太阳暖大地 太阳辐射（短波）→ 地面 太阳是地面的直接热源 ② 大地暖大气 地面辐射（长波）→ 大气 地面是大气的主要直接热源 ③ 大气还大地 大气逆辐射（长波）→ 地面 大气逆辐射补偿地面热量 ⓘ 核心记忆 「太阳暖大地，大地暖大气，大气还大地」——三步概括大气受热全过程。地面是对流层大气的主要、直接热源。 二、四种辐射类型对比 辐射类型 波长 方向 作用 太阳辐射 短波 太阳 → 地面/大气 根本能量来源 地面辐射 长波 地面 → 大气 加热大气的主要热源 大气辐射 长波 大气 → 宇宙空间/地面 大气散热 大气逆辐射 长波 大气 → 地面 保温作用的关键 三、保温作用的影响因素 1. 云层：云量越多、云层越厚，大气逆辐射越强，保温作用越明显 1. 水汽含量：空气湿度越大，大气逆辐射越强 1. CO₂含量：CO₂浓度越高，吸收地面辐射越多，大气逆辐射越强 1. 尘埃杂质：大气中杂质越多，保温作用越强 ⓘ 温室效应原理 大气中CO₂等温室气体增多 → 吸收地面长波辐射增多 → 大气逆辐射增强 → 大气对地面的保温作用增强 → 全球气温升高（全球变暖）。 04 昼夜温差分析与应用 一、大气热力作用的意义 1. 削弱作用：降低白天最高气温（使白天气温不至于过高） 1. 保温作用：提高夜间最低气温（使夜晚气温不至于过低） 1. 综合效应：减小气温日较差，形成适宜人类生存的温度环境 二、昼夜温差影响因素 因素 白天（削弱作用） 夜晚（保温作用） 昼夜温差 晴天 削弱弱→气温高 保温弱→降温快 大 阴天 削弱强→气温低 保温强→降温慢 小 高原（海拔高） 大气稀薄→削弱弱 大气稀薄→保温弱 大 海洋/水域 比热容大→升温慢 降温也慢 小 三、实际应用 1. 霜冻易出现在晴朗夜晚 1. 原因：晴朗夜晚云量少，大气逆辐射弱，对地面的保温作用差，地面热量散失快，气温急剧下降，容易出现霜冻 2. 温室大棚保温原理 1. 原理：大棚薄膜允许太阳短波辐射透过进入棚内，地面吸收后向外释放长波辐射（地面辐射），但薄膜阻止了地面长波辐射向外散失，同时棚内CO₂浓度较高，增强了大气逆辐射，从而起到保温作用 3. 燃烧秸秆防霜冻 1. 原理：燃烧产生的烟雾中含有大量CO₂和微小颗粒，能强烈吸收地面长波辐射并增强大气逆辐射，减少地面热量净支出，提高近地面温度 ⓘ 常见误区 1. 大气的直接热源是地面辐射，而非太阳辐射——太阳暖大气主要通过「地面」这一中介 1. 大气逆辐射昼夜都存在，白天也在进行，只是白天地面净收入热量，不明显 1. 月球昼夜温差极大（白天127℃，夜晚-183℃），正是因为缺乏大气层——没有削弱作用导致白天极热，没有保温作用导致夜晚极冷 05 知识总结与思维导图 一、知识框架 图7 大气受热过程三阶段示意图 二、核心知识点速记 1. 大气能量来源：太阳辐射是根本来源；地面辐射是近地面大气的主要直接热源 1. 削弱作用三方式：吸收（有选择性）、反射（无选择性，最主要）、散射（有选择性） 1. 太阳高度角越大：大气路径越短，削弱越少，到达地面辐射越多 1. 地面反射率：新雪 > 冰面 > 沙漠 > 草地 > 海洋 1. 三步受热：太阳暖大地 → 大地暖大气 → 大气还大地 1. 保温作用：大气逆辐射补偿地面热量损失 1. 温差规律：晴天/高原/陆地昼夜温差大；阴天/低海拔/水域昼夜温差小 三、关键数据 数据项 数值 意义 大气上界太阳辐射 100% 基准 被大气反射回太空 约35% 含云层反射27%+地面反射8% 被大气吸收 约14% 臭氧、水汽、CO₂吸收 到达地面 约51% 被地面吸收或反射 地面辐射被大气吸收 75%～95% 水汽和CO₂强烈吸收 对流层气温递减率 0.6℃/100m 上冷下热，对流旺盛 探究与活动 活动一：分析大气受热过程的地理意义 材料：月球表面白天温度高达127℃，夜晚低至-183℃，昼夜温差超过300℃；而地球表面昼夜温差一般不超过几十摄氏度。 问题：运用大气受热过程原理，解释为什么月球昼夜温差远大于地球。 参考答案要点 1. 月球没有大气层，白天缺少大气对太阳辐射的削弱作用，大量太阳辐射直达月面，温度急剧升高 1. 夜晚缺少大气的保温作用（无大气逆辐射），地面热量迅速散失到宇宙空间，温度骤降 1. 地球有大气层，白天削弱作用降低最高气温，夜晚保温作用提高最低气温，从而减小昼夜温差 活动二：解释生活现象 现象1：「朝霞不出门，晚霞行千里」——朝霞和晚霞的形成与大气散射作用有关。 解释：日出日落时太阳高度角小，太阳光穿过大气的路径长，短波蓝紫光被大量散射掉，剩下波长较长的红橙光透过大气，使天空呈现红霞。朝霞预示西方已有云系东移（天气转阴），晚霞预示天气系统已过境（天气转晴）。 现象2：青藏高原是我国太阳能最丰富的地区之一。 解释：青藏高原海拔高，大气稀薄，大气中水汽和尘埃含量少，对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多。同时该地晴天多，日照时间长，进一步增加了地面获得的太阳能。 现象3：「十雾九晴」——雾多出现在晴朗的夜晚。 解释：晴朗夜晚云量少，大气逆辐射弱，地面散热快，近地面气温迅速下降，空气中的水汽容易凝结成雾。这从侧面印证了大气保温作用的存在。 — — 学科网（北京）股份有限公司 $