2026-2027学年高一上学期人教版必修一2.2 大气受热过程和大气运动（第1课时）课件

大气受热过程 目录 大气的受热过程 01 大气对地面的保温作用 02 大气热力环流 03 大气的水平运动—风 04 1 运用示意图，说明大气的受热过程和大气对地面的保温作用。 2 能运用原理，解释与大气受热相关的地理现象。 教学目标 课程标准 运用示意图，说明大气的受热过程，并解释相关现象。 白天约120℃ 晚上约-180℃ 情境导入—月球昼夜温差如此之大？ 什么是太阳辐射？地面辐射？大气逆辐射？ 太阳辐射属于长波辐射还是短波辐射？地面辐射和大气辐射呢？ 太阳辐射在穿过厚厚的大气层的过程中，是全部到达地面了吗？ 地面吸收太阳辐射给予的热量后，把热量传递给了谁？ 大气增温主要靠地面还是靠太阳？ 自主学习 阅读课本第34-35页，思考以下问题 一 50% 7% 43% 1、区分长短波辐射—看辐射源温度 辐射类型 辐射源 温度 波长范围 举例 短波辐射 太阳 约6000K 0.15—4μm 太阳辐射 长波辐射 地面、大气 约200—300K 3—120μm 地面辐射、大气辐射 结论：温度越高，物体辐射能力越强，波长越短 大气的受热过程 教师：同学们，我们经常说“太阳辐射是短波辐射，地面辐射是长波辐射”。为什么这样区分？ 教师：关键看温度。太阳表面温度约6000K，地面温度约300K。根据维恩位移定律，温度越高，辐射能力最强的波长越短。太阳的辐射峰值在可见光区（约0.48μm），是短波辐射；地面的辐射峰值在红外区（约9.7μm），是长波辐射。 教师：那有同学可能会问——波长越短，是不是辐射能力越强？ 教师：不是。辐射能力的强弱取决于温度，不是波长。根据斯特藩-玻尔兹曼定律，辐射能力与温度的四次方成正比。太阳辐射强，是因为太阳温度高；地面辐射弱，是因为地面温度低。 教师：所以，温度高→辐射能力强+波长短，这两个特征同时出现，但它们是“并列”的，不是“因果”的。波长不决定辐射能力，温度才是根本原因。 教师：记住一句话——温度定波长，温度定强弱。 大气的受热过程 一 2、大气对太阳辐射的削弱作用 观察图中：大气对太阳辐射的削弱作用包括哪些方面？ 吸收 散射 反射 一 1、大气对太阳辐射的削弱作用 （1）吸收作用 地 面 高层大气 平流层 对流层 吸收波长小于0.175微米的紫外线 臭氧大量吸收波长大于0.175微米的紫外线 二氧化碳、水汽吸收红外线 大气对太阳辐射中能量最强的 可见光吸收得很少，大部分可见光能够透过大气到地面 大气吸收有选择性 特点： 参与的大气成分：臭氧、水汽、二氧化碳 大气的受热过程 8 大气的受热过程 一 （一）大气对太阳辐射的削弱作用 （2）反射作用 云层越厚，云量越多，反射作用越强 思考：为什么夏季的白天，温度不会太高？ 厚厚的云层减少了到达地面的太阳辐射，所以气温低。 无选择性 参与的大气成分：大气中的云层、较大颗粒的尘埃 特点： 雷雨天气天空昏暗 浓密的低云将太阳可见光几乎全部反射 选择性 波长较短的蓝、紫色光容易被散射 空气分子和微小尘埃 参与的大气成分： 空气分子和微小尘埃 特点： 思考：为什么晴朗的天空多呈现蔚蓝色？ 波长较短的蓝色光最容易被小的空气分子散射。 一 2、大气对太阳辐射的削弱作用 （3）散射作用 大气的受热过程 11 单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级 蔚蓝色天空（选择性散射） 灰白色天空（无选择性散射） 晴朗的天气，大气中的细小尘埃主要散射波长较短的蓝紫光，故晴朗的天空呈蔚蓝色。 阴雨的天气，大气中的粗大颗粒，云滴无选择性，不管波长较长还是较短，通通被散射，故阴雨天气的天空呈灰白色。 （3）散射作用 蓝紫光被散射到四面八方，我们无论看向哪里都能看到，所以天空是蓝色的。 当各种波长的光被均匀散射后，它们混合在一起，就形成了白色。但因为阴天云层较厚，部分光线被吸收，加上散射到地面的光强度较低，所以看起来是灰白色。 与散射有关的现象：朝霞晚霞现象 朝霞和晚霞，都是因为日出日落时太阳光斜射穿过厚厚的大气层，蓝紫光被散射殆尽，只剩下红橙光照射天空和云层，形成绚丽的霞光。 日出日落时 总结：大气对太阳辐射的削弱作用 到达地面的太阳辐射：由低纬度向两极递减。 3、太阳高度角对太阳辐射的影响 低纬地区 太阳高度角大 → 光线垂直/近垂直穿过→ 路径短 → 削弱少 → 到达地面辐射多 → 气温高 两极地区 太阳高度角小 → 光线斜射穿过→ 路径长 → 削弱多 → 到达地面辐射少 → 气温低 一 4、大气的受热过程 （1）太阳暖大地 到达地球表面的太阳辐射，被地面吸收和反射。地面因吸收太阳辐射而增温 太阳辐射 太阳辐射 少部分被大气 反射、散射、吸收 地面吸收 太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表。 大气的受热过程 大气的受热过程 一 4、大气的受热过程 （2）大地暖大气 太阳辐射 太阳辐射 大气反射、散射、吸收 地面吸收增温 地面辐射 大气强烈吸收 增温 地面增温，同时又以长波辐射形式把热量传递给近地面大气。近地面大气吸收地面长波辐射以后，又以对流、传导等方式层层向上传递能量 一 总结：大气的受热过程 大气对太阳短波辐射吸收较少， 大气对地面长波辐射吸收较多，绝大部分地面长波辐射被大气截留。 所以，地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源，对流层大气的热量主要也是来源于此。 大气的受热过程 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） 对流层气温随高度增加而降低 （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? 原因：地面长波辐射是对流层大气主要的、直接的热源。因此离地面越远（高度越高），能获得的地面热量越少，温度就越低。 为什么最高气温没有出现在中午12点呢？ 最低气温出现在什么时候？ 原因：太阳辐射最强在12点 → 地面升温需要时间 → 大气升温再需要时间 → 最高气温在14点左右。 最低气温出现在：日出前后。 最高气温：出现在午后2点左右（14时） 最低气温：出现在日出前后（约5—6时） 二 太阳辐射 太阳辐射 射向宇宙 地面辐射 大气吸收 大气的 削弱作用 大气上界 射向宇宙 大气逆辐射 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。 地面吸收 ③（大气还大地） ①（太阳暖大地） ②（大地暖大气） 天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强。 短波辐射 长波辐射 大气辐射 大气对地面的保温作用 地面反射 天气 晴天 阴雨天 白天削弱 弱 强 白天气温 高 低 夜晚保温 弱 强 夜晚气温 低 高 昼夜温差 大 小 请比较晴天和阴雨天的昼夜温差大小？ 晴天昼夜温差大，阴雨天温差小的原因 案例： 新疆“早穿皮袄午穿纱”——晴天多，昼夜温差大 深秋晴朗夜晚容易出现霜冻——晴天夜晚保温弱，降温快 二、夜晚：大气的保温作用 晴天：云少 → 逆辐射弱 → 气温低 阴天：云多 → 逆辐射强 → 气温高 一、白天：大气的削弱作用 晴天：云少 → 削弱弱 → 气温高 阴天：云多 → 削弱强 → 气温低 三、综合 晴天：白天热 + 夜晚冷 → 温差大 阴天：白天不太热 + 夜晚不太冷 → 温差小 教师：这些现象都印证了“晴天温差大、阴天温差小”的规律。 大气对地面的保温作用 大气对太阳辐射的削弱作用 地面反射 请同学们尝试绘制“大气受热过程示意图” 大气受热过程（文字版总结） 1、太阳暖大地 投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的大气才能到达地球表面。太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收、反射、散射，大部分能够透过大气到达地球表面。到达地球表面的太阳辐射，被地面吸收和反射，地面增温。这个过程叫做“太阳暖大地”。 (2)大地暖大气 地面因吸收太阳辐射而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气。 近地面大气中的水汽、二氧化碳等，吸收地面长波辐射的能力很强。因此，地面辐射的长波辐射除极少部分穿过大气，到达宇宙空间外，绝大部分（75%一95%）被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收。大气在吸收地面长波辐射后会增温。这个过程叫做“大地暖大气”。 3、大气还大地（大气对地面的保温作用） 大气在增温的同时，也向外辐射长波辐射。大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称大气逆辐射。天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强。 大气逆辐射把热量传给地面，一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起保温作用。这个过程叫做“大气还大地”。 三种辐射： 三个过程： 两种作用： 两个热源：根本热源是太阳辐射；直接、主要热源是地面辐射 太阳辐射(短波)、地面辐射和大气逆辐射(长波) ①太阳暖大地→②大地暖大气→③大气还大地 大气对太阳辐射的削弱作用 大气对地面的保温作用 太阳辐射 太 阳 地 面 大 气 宇 宙 空 间 直接热源 地面辐射 大气逆辐射 保温作用 削弱作用(吸收、反射、散射) 小部分 小部分 根本热源 课堂小结 活动 P35说明地球大气的保温作用 1.观察图2.10，找出地球比月球多了哪些辐射途径。 2.说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响。 3.说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。 ①大气辐射 ②大气的反射、吸收和散射 ③大气逆辐射。 地球大气对太阳辐射的削弱作用，降低了地球白天的最高气温； 地球大气对地面的保温作用，提高了夜间的最低温度； 使地球昼夜温差不至于过大，有利于地球生命的生存与发展。 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（地面）辐射强烈，月面温度骤降，气温很低，所以昼夜温度变化大。 地球有大气存在，减少了气温的日较差。 活动 P35说明地球大气的保温作用 温室气体大量排放 大气中二氧化碳吸收地面辐射增多 大气逆辐射增强，保温作用增强 气温升高，全球变暖 1.全球气候变暖 三 大气受热过程的原理应用 太 阳 辐 射 地 面 辐 射 2.玻璃温室(温室大棚) ①太阳辐射温度高，辐射能力强，透过玻璃进入温室使地面增温； ②地面辐射温度低，辐射能力弱，玻璃阻挡大部分地面辐射散失到温室外，把大部分地面辐射保留在温室内。 三 大气受热过程的原理应用 晴朗夜晚没有云层，大气逆辐射弱，大气对地面保温作用差，地面辐射散热快 ，地面温度迅速下降 ，气温降到0℃以下，水汽凝华成霜。 三 3.深秋至次年早春季节,霜冻为何多出现在晴朗的夜晚？ 大气受热过程的原理应用 烟雾中含有大量的二氧化碳、水汽和尘埃，能够吸收地面辐射，从而增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的能量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻。 三 4.我国北方农民用人造烟幕来防御霜冻 大气受热过程的原理应用 ③晚上大气的保温作用弱，地面损失热量多，至清晨近地面气温达到最低，故有“早穿皮袄”的现象。 5.“早穿皮祆午穿纱，围着火炉吃西瓜”的原因 三 ①新疆地处内陆，气候干旱， 晴天多， 云量少。 ②白天大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现"午穿纱”的现象; 大气受热过程的原理应用 课堂检测 课堂检测 课堂检测 答案 1．D 2．C 3．D 【详解】1．新疆深居内陆，气候干旱，晴天多，白天②（大气的反射）弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，晚上④（大气逆辐射）弱，气温低，昼夜温差大，有利于糖分积累，B错误，D正确；①为到达大气上界的太阳辐射，新疆晴天多，大气削弱作用弱，到达地面的太阳辐射较强，利于作物光合作用，①与作物光合作用没有直接关系，A错误；③是地面辐射，与降水关系不大，C错误。故选D。 2．地膜覆盖可以减少地面热量的散失，即减弱了地面辐射（③）的散失，从而起到保温作用，C正确；地膜不会增强到达大气上界的太阳辐射（①），A错误；大气的反射（②）是大气云层、尘埃等对太阳辐射的反射作用，地膜铺在地表，并不会增加或改变大气的反射能力，B错误；地膜主要是减少地面辐射，不是直接增强大气逆辐射（④），D错误。故选C。 3．近地面大气的热量主要直接来源于地面辐射（③），因此离地面越远，获得的地面辐射热量越少，气温越低，D正确；高度增加，离地面辐射的热源变远，A错误；太阳辐射不是近地面大气的主要热源，B错误；太阳辐射主要被地面吸收，不是大气，C错误。故选D。 【点睛】大气对太阳辐射具有削弱作用，可以降低白天的温度；大气通过大气逆辐射对地面具有保温作用，提高了夜间温度，对于地表温度的调节作用强。 答案 4．C 5．D 【详解】4．在农田里燃烧秸秆制造烟雾，浓烟吸收地面辐射，增强大气逆辐射，对地面起着保温作用，从而避免农作物受到冻害，C正确；人造烟雾不能增强太阳辐射，A错误；人造烟雾削弱太阳辐射，到达地面的太阳辐射减少，减弱地面辐射，B错误；大气辐射由两部分组成，一部分指向宇宙空间，降低大气的温度，另一部分指向地面，为大气逆辐射，人造烟雾主要增强大气逆辐射，D错误，故该题选C。 5．在深秋或初冬，霜冻多出现在晴朗的夜晚，主要是由于晴天晚上云少，大气逆辐射弱，保温效应差，故强烈降温，而容易出现霜冻，人造烟雾防御霜冻多选在晴朗的夜晚，D正确；白天温度较高，不易发生霜冻，AC错误；阴天的夜晚，大气逆辐射强，大气的保温作用强，不易发生霜冻，B错误，故该题选D。 【点睛】大气对地面的保温效应：地面吸收太阳短波辐射增温，产生地面长波辐射；大气中的CO2和水汽强烈吸收地面的长波辐射而增温；大气逆辐射对地面热量进行补偿，起保温作用。 答案 【详解】6．图中①是太阳辐射，②是大气对太阳辐射的反射，③是地面辐射，④是大气逆辐射。二氧化碳是温室气体，低碳生活降低二氧化碳排放，会使得大气对地面的保温作用减弱，即使得④代表的大气逆辐射减弱，从而降低全球温度，与①②③关系不大，D正确，ABC错误。故选D。 7．温室大棚内，环境相对封闭，地面辐射不易散失，更容易被大气吸收，据上题分析可知，③为地面辐射，大气吸收更多的地面辐射后，④大气逆辐射也会增强，从而增强对地面的保温作用，使得大棚内温度较高，满足瓜果的生长需要，D正确；①②发生在温室大棚外，温室大棚不会使得到达棚内地面的太阳辐射增强，温室大棚对③地面辐射的增强作用与④大气逆辐射相比不明显，ABC错误。故选D。 【点睛】大气的受热过程：①太阳暖大地：射向地球的太阳辐射（短波辐射），一部分被大气吸收和反射，另一部分到达地面，被地面吸收，使得地面温度升高；②大地暖大气。地面升温后，将热量传递给近地面的大气（长波辐射），一部分被大气吸收，使得大气温度升高；③大气还大地。大气增温后，一部分射向宇宙，另一部分射向（长波辐射）地面，射向地面的部分称为大气逆辐射，会使近地表温度升高，即大气对地面的保温作用。 $