3.2 大气受热过程知识清单 2026-2027学年高一上学期地理湘教版必修一

第二节大气受热过程知识清单

一、课标要求与学习目标

1. 课程标准

运用示意图等，说明大气受热过程，并解释相关现象。

2. 学习目标

能说出大气受热过程的三个环节（太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地），绘制示意图并解释各环节的热量来源与传递方式。

能比较大气对太阳辐射的削弱作用（反射、散射、吸收）在作用特点、参与成分和形成现象上的差异。

能解释大气逆辐射的保温作用，并用该原理解释多云夜晚较暖、霜冻多现于晴夜、温室大棚、青藏高原昼夜温差大等生产生活现象。

二、知识框架总览

本节内容可归纳为“两个作用、三个过程、四种辐射”：

• 两个作用：大气对太阳辐射的削弱作用；大气对地面的保温作用。
• 三个过程：太阳暖大地 → 大地暖大气 → 大气还大地。
• 四种辐射：太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射。

三、大气受热过程的能量基础

1. 大气的根本能量来源——太阳辐射

地球大气热量的根本来源是太阳辐射。太阳辐射属于短波辐射，能量主要集中在可见光区。太阳辐射在传播过程中，少部分被大气吸收、反射和散射，大部分能透过大气到达地面。

2. 近地面大气的直接热源——地面

地面吸收太阳辐射而增温，又以长波辐射（地面辐射）的形式把热量传递给近地面大气，对流层中的水汽、二氧化碳等强烈吸收地面长波辐射。因此，地面是近地面大气主要、直接的热源。这也解释了“高处不胜寒”——海拔越高，离地面这个直接热源越远，气温越低。

3. 四种辐射的波长比较

辐射类型	波长属性	说明
太阳辐射	短波辐射	能量集中在可见光区，大部分能透过大气到达地面
地面辐射	长波辐射	地面吸收太阳辐射后向外放射，被大气大量吸收
大气辐射	长波辐射	大气增温后向外放射，方向既有向上也有向下
大气逆辐射	长波辐射	大气辐射中向下射向地面的部分，起保温作用

四、大气对太阳辐射的削弱作用

太阳辐射在穿过厚厚的大气到达地面的过程中，会因反射、散射和吸收而被削弱，使到达地面的总辐射明显减少。下图示意这一过程：

1. 反射作用

• 参与成分：云层和颗粒较大的尘埃，其中云的反射作用最显著。

• 作用特点：没有选择性，反射光呈白色，各种波长的太阳辐射都被反射。云层越低、越厚、云量越多，反射越强。
• 形成现象：削弱到达地面的太阳辐射，使白天气温相对较低。典型例子——夏季多云的白天，气温不会太高。

2. 散射作用

• 参与成分与表现：当太阳辐射遇到空气分子或微小尘埃时，一部分便以这些质点为中心向四面八方弥散。
• 作用特点：具有选择性，可见光中波长较短的蓝、紫光容易被散射。
• 形成现象：①晴朗的天空呈蔚蓝色；②日出前、日落后天空仍然明亮；③阴天天空呈灰白色（云层厚，各种波长均被散射）。

3. 吸收作用

• 作用特点：具有选择性。
• 参与成分：臭氧（平流层）主要吸收波长较短的紫外线；水汽和二氧化碳（对流层）主要吸收波长较长的红外线。
• 形成现象：大气对能量最强的可见光部分吸收很少，大部分可见光能透过大气射到地面；臭氧层吸收紫外线，对地球生物具有保护作用。

4. 三种削弱方式的比较（重点）

作用形式	作用特点	参与成分	形成现象
反射	无选择性	云层、较大颗粒尘埃	夏季多云的白天气温不会太高
散射	有选择性	空气分子、微小尘埃	晴朗天空呈蔚蓝色
散射	无选择性	颗粒较大的尘埃	阴天天空呈灰白色
吸收	有选择性	臭氧；水汽、二氧化碳	臭氧吸收紫外线，保护地球生物

5. 太阳高度与削弱作用强弱

太阳高度越大，太阳辐射穿过大气层的路径越短，被大气削弱的越少，到达地面的太阳辐射越多，地面温度越高；太阳高度越小，路径越长，削弱越多，地面温度越低。因此，一天中气温最高值一般出现在午后14时（午后2点）左右，而非正午太阳高度最大的12时——地面吸收太阳辐射再转化为长波辐射加热大气需要时间。