高中地理-第二章-第3节-第1课时-对流层大气的受热过程课件-湘教版必修1.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二章 第三节 第,1,课时,成才之路,高中新课程,学习指导,湘教版,地理,必修,1,成才之路,高中新课程,学习指导,湘教版,地理,必修,1,单击此处编辑母版文本样式,第二章自然环境中的物质运动和能量交换,成才之路,地理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,湘教版,必修,1,自然环境中的物质运动和能量交换,第二章,第二章,第三节大气环境,第,1,课时对流层大气的受热过程,课时目标,导航,课堂导学,探究,基础训练,达标,能力提升,巩固,课时目标,导航,课时目标,导航,1,知道大气的基本组成、垂直分层特点以及与人类的关系。,2,理解太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射的概念及大气的受热过程。,3,学会利用大气的受热过程分析解释大气中的相关自然现象。,课堂导学,探究,一、大气的垂直分层,基础梳理,垂直分层,气温特点,与人类关系,A_,层,随高度升高而,_,最为密切,B_,随高度升高而,_,适合飞机飞行,C_,随高度增加先降低后升高,人造卫星等在此运行,归纳提升,1,大气,包围地球的空气称为大气。大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要的条件。,对流,降低,平流,升高,高层大气,归纳提升,1,大气,包围地球的空气称为大气。大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要的条件。,归纳提升,1,大气,包围地球的空气称为大气。大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要的条件。,2,大气的垂直分层,地球大气从地面可延伸到数千千米高空，根据温度、密度和大气运动状况，可将其划分为对流层、平流层和高层大气，其主要特点及与人类关系总结如下表：,大气分层,高度,气温垂直变化,空气运动,天气现象,与人类,的关系,规律,原因,对流层,低纬,17,18,千米，中纬,10,12,千米，高纬,8,9,千米,气温随高度增加而递减，大约每升高,100,米，气温降低,0.6,地面是对流层大气主要、直接的热源，离地面越远，气温越低,对流运动显著,复杂多变,人类生活在对流层底部，与人类关系最密切,大气分层,高度,气温垂直变化,空气运动,天气现象,与人类,的关系,规律,原因,平流层,自对流层顶至,50,55,千米,下层气温随高度变化很小，,30,千米以上气温随高度增加而迅速上升,该层气温基本上不受地面影响，而靠臭氧大量吸收太阳紫外线而增温,平流运动为主,天气晴朗,臭氧大量吸收紫外线，成为人类生存环境的天然屏障；大气稳定，利于高空飞行,高层大气,自平流层顶以上到大气上界,2000,3000,千米,起初随高度增加而递减，后随高度增加而上升,高空有氧原子吸收太阳辐射,自下而上先对流后平流,稳定少变,80,500,千米高空有若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用,特别提醒：,(1),对流层中的三个特点之间存在因果关系,(2),大气结构的稳定性,上冷下热的空气结构不稳定，垂直运动显著；上热下冷的空气结构稳定，大气以水平运动为主。如下图所示：,(3),对流层的厚度为什么随纬度增加而逐渐降低？,低纬地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以对流层厚，高纬地区受热少，对流较弱，所以对流层薄。,(2),大气结构的稳定性,上冷下热的空气结构不稳定，垂直运动显著；上热下冷的空气结构稳定，大气以水平运动为主。如下图所示：,(3),对流层的厚度为什么随纬度增加而逐渐降低？,低纬地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以对流层厚，高纬地区受热少，对流较弱，所以对流层薄。,(4),为什么平流层适合飞机飞行？,平流层的气温下低上高，空气难以对流，大气以平流运动为主，飞机飞行时不会上下颠簸；平流层水汽和尘埃少，天气晴朗少变、能见度高，利于飞机飞行。,(5),臭氧主要分布在平流层，其中在,22,27,千米高度处，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。在此高度以上和以下臭氧含量都逐渐减少。臭氧可以吸收紫外线，使地球上的生命免受紫外线伤害，被誉为,“,地球生命的保护伞,”,。,读下图，回答,(1),(2),题。,典例剖析,(1),从大气垂直分层看，图示大气层是,(,),A,低纬度的对流层,B,中纬度的平流层,C,高纬度的对流层,D,低纬度的平流层,(2),该层大气,(,),A,随高度增加，温度增幅变小,B,能够大量吸收紫外线长波辐射,C,以水平运动为主，有利于飞机高空飞行,D,受强烈的太阳辐射呈电离状态,解析：,第,(1),题，该层大气位于距地面,12,50,千米处，且气温随高度的增加而上升，故为平流层；从图中可知，该层下面的对流层厚度约,12,千米，因此应该位于中纬度。第,(2),题，从图中可知，平流层下部增温较慢，向上随高度增加，温度增幅变大；平流层增温是因为臭氧吸收太阳辐射中波长较短的紫外线；处于电离状态的大气位于,80,500,千米高空；平流层空气上暖下冷，空气以水平运动为主，有利于飞机高空飞行。,答案：,(1)B,(2)C,气球作为探空的工具已被广泛使用，如下图所示，一探空气球由地面上升至,100,千米处。,据其可能探测到的现象回答,(1),(2),题。,气球作为探空的工具已被广泛使用，如下图所示，一探空气球由地面上升至,100,千米处。,据其可能探测到的现象回答,(1),(2),题。,(1),探空气球记录的随高度增加气温变化的规律可能是,(,),A,一直递减,B,一直递增,C,递增递减递增递减,D,递减递增递减递增,(2),探空气球探测到水汽集中的层次是,(,),A,对流层,B,平流层,C,高层大气,D,电离层,解析：,第,(1),题，探空气球在上升的过程中，依次经过对流层、平流层和高层大气，因此气温变化律是递减,递增,递减,递增。第,(2),题，水汽和固体杂质几乎全部都集中在对流层。,答案：,(1)D,(2)A,二、对流层大气的受热过程,基础梳理,1,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为选择性,_,、散射和,_,，但干洁空气对于太阳辐射近乎,“,_,”,。,经过大气层时发生的情况,紫外光,绝大部分被,_,吸收,可见光,波长较短的蓝色光等为大气分子所,_,，水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和,_,一部分可见光，绝大部分可见光能够直接到达地面,红外光,对流层大气中的,_,、水汽可直接吸收相当数量的红外光,吸收,反射,完全透明,臭氧层,散射,吸收,二氧化碳,2.,地面辐射、大气辐射及其影响因素,(1),概念比较：,序号,辐射名称,辐射类型,辐射方向,作用,_,短波辐射,射向地面,地面的直,接热源,地面辐射,_,辐射,射向,_,和宇宙空间,_,的直接热源,_,_,辐射,射向宇,宙空间,_,会使地面增温,大气逆辐射,射向,_,太阳辐射,长波,大气,对流层大气,大气辐射,大气逆辐射,长波,地面,(1),概念比较：,序号,辐射名称,辐射类型,辐射方向,作用,_,短波辐射,射向地面,地面的直,接热源,地面辐射,_,辐射,射向,_,和宇宙空间,_,的直接热源,_,_,辐射,射向宇,宙空间,_,会使地面增温,大气逆辐射,射向,_,太阳辐射,长波,大气,对流层大气,大气辐射,大气逆辐射,长波,地面,增强,越大,越强,越少,越弱,年日照时数,合作探究,读教材,P46,图,2,26,不同太阳高度辐射强度变化示意，据图探究以下问题：,(1),影响太阳辐射强度的主要因素是什么？除此之外，还有哪些？,_,。,(2),为什么旭日和夕阳呈红色？,_,。,提示：,(1),太阳高度,(,纬度,),。除此之外，还有天气状况、地势、空气密度。,(2),日出、日落前后，太阳高度角小，太阳辐射到达地面经过的大气路程长，大气对太阳辐射的散射作用强，波长较短的可见光被散射掉，只有波长较长的红光、橙光透射下来，故呈红色。,归纳提升,1,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对太阳辐射的削弱作用主要包括吸收、散射、反射三种形式，具体如下图和表所示：,削弱作用,参与的物质,主要作用,典例,吸收,对流层大气中的水汽和二氧化碳；平流层大气中的臭氧,水汽和二氧化碳吸收红外线，臭氧吸收紫外线,平流层中的气温随高度的增加而上升；地面生物免遭过多紫外线的伤害,散射,空气分子或微小尘埃,使一部分太阳辐射改变方向，从而不能到达地面,蓝、紫色光最容易被散射，故晴朗的天空呈蔚蓝色；日出前的黎明、日落后的黄昏，天空仍然明亮,反射,大气中的云层和较大颗粒的尘埃,大气中的云层和尘埃将投射到其上的太阳辐射的一部分反射回宇宙空间,夏季天空多云时，白天的气温不会太高,特别提醒：,由于大气对太阳辐射的吸收、反射和散射，削弱了到达地面的太阳辐射。再加上地面反射，最后被地面吸收的太阳辐射约占,47%,，如下图：,影响太阳辐射削弱的主要因素：太阳辐射经过大气路程的长短。,特别提醒：,由于大气对太阳辐射的吸收、反射和散射，削弱了到达地面的太阳辐射。再加上地面反射，最后被地面吸收的太阳辐射约占,47%,，如下图：,影响太阳辐射削弱的主要因素：太阳辐射经过大气路程的长短。,2,大气对地面的保温作用,大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续，大气通过对地面长波辐射的吸收，实现了大气的受热过程。大气受热之后，又通过大气逆辐射的形式弥补了地面辐射的损失，实现对地面的保温作用。具体图示分析如下：,3,大气热力作用原理的实例分析,现象,原因,阴天时天空不是很暗，白天时，房间里、树阴下明亮,空气分子或微小尘埃的散射作用改变了太阳辐射的方向，使之到达地平线以上或者太阳不能直接照射的地方,交通信号,“,红灯停，绿灯行,”,的科学依据,红色光线波长较长，难被散射，穿透力强，以红灯作为停止信号更为醒目,白天多云时气温比晴天低；夜晚多云时气温比晴天高,白天多云时云层反射作用强，到达地面的太阳辐射少；夜晚多云时大气逆辐射强，地面散失热量少,现象,原因,晚秋或寒冬，霜冻出现在晴朗夜晚及,“,十雾九晴,”,晴朗夜晚，大气逆辐射弱，热量散失快，气温低，易出现霜冻及雾等天气现象,对流层中,“,高处不胜寒,”,地面是对流层大气的直接热源，离地面越远，获得的地面热量越少,青藏高原是我国太阳辐射最强的地区,青藏高原的海拔高，空气稀薄，阴雨天气少，晴天多，且日照时间长，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强,特别提醒：,(1),地面辐射是近地面大气,(,对流层,),主要的直接的热量来源，而地面辐射的主要能量来源是太阳辐射，所以说，太阳辐射是地球上,(,地面和大气,),的根本能量来源。对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。它们之间的关系如下图所示：,特别提醒：,(1),地面辐射是近地面大气,(,对流层,),主要的直接的热量来源，而地面辐射的主要能量来源是太阳辐射，所以说，太阳辐射是地球上,(,地面和大气,),的根本能量来源。对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。它们之间的关系如下图所示：,(2),大气保温作用的产生可归纳为三个过程：,“,太阳暖大地,”,：太阳辐射,(,短波辐射,),到达地面，地面吸收太阳辐射后增温；,“,大地暖大气,”,：地面增温后产生地面辐射,(,长波辐射,),，大气强烈吸收地面辐射而增温；,“,大气还大地,”,：大气在增温的同时产生大气辐射,(,长波辐射,),，它将其中很大部分能量返还给地面,(,即大气逆辐射,),，弥补地面辐射所损失的热量，这就是大气保温作用。,(3),大气逆辐射是时刻存在的，而且白天气温高，大气逆辐射更强。在夜晚，由于没有太阳辐射，近地面气温主要受大气逆辐射强弱的影响。,(5),大气保温和玻璃温室保温的原理是否相同？,同是保温作用，但原理并不相同。大气保温作用主要依赖大气逆辐射把地面辐射的热量还给地面；而温室的玻璃却通过阻止空气在室内、外对流而起到保温的作用。,4.,影响地面辐射的因素,主要因素,主要影响,纬度因素,纬度越高，年平均正午太阳高度角越小，太阳辐射经过大气的路径越长，大气的削弱作用越大，太阳光线射到地面的角度越小，单位面积地面吸收的热量越少，所产生的地面辐射越少,季节因素,夏季，白昼时间长，正午太阳高度角大，地面获得的太阳辐射多，地面辐射强；冬季，白昼时间短，正午太阳高度角小，地面获得的太阳辐射少，地面辐射也较少,地势因素,地势越高，空气越稀薄，大气的削弱作用和保温作用越差，地面辐射量差别越大,主要因素,主要影响,地形因素,阳坡接收太阳辐射多，地面辐射强；坡度与太阳光线越垂直，地面辐射也越强,地面性质,下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例不同，硬化地面、冰雪反射率较高，水体、植被反射率较低，导致各地地面吸收热量、辐射不同,气象因素,同纬度地区，天气状况不同，日照时数长短不同，从而影响地面获得的太阳辐射不同，导致地面辐射强度不同,主要因素,主要影响,地形因素,阳坡接收太阳辐射多，地面辐射强；坡度与太阳光线越垂直，地面辐射也越强,地面性质,下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例不同，硬化地面、冰雪反射率较高，水体、植被反射率较低，导致各地地面吸收热量、辐射不同,气象因素,同纬度地区，天气状况不同，日照时数长短不同，从而影响地面获得的太阳辐射不同，导致地面辐射强度不同,特别提醒：,(1),地面辐射的影响因素,(2),我国新疆地区流行这样的谚语：,“,早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜,”,，新疆气温日较差大的原因为：我国新疆地处亚欧大陆内部，晴天多，降水较少。白天太阳辐射强，地面获得热量较多，气温较高；到了晚上，大气逆辐射较弱，因而地面气温较低，昼夜温差大。,(3),太阳辐射强的地方，气温不一定高，如青藏高原，由于海拔高，空气稀薄，水汽、尘埃少，晴天多，太阳辐射强，光照充足；但由于空气稀薄，大气吸收的地面长波辐射很少，大气的保温作用弱，成为我国夏季气温最低的地区。,一年中最热月和最冷月平均气温的差值，称为气温年轻差。气温年较差的大小因纬度、海陆分布、地形等而异。气温年较差一般随纬度增高而增大。地面通过吸收太阳辐射而获得热量，同时通过地面辐射的方式而散失热量。地面吸收太阳辐射与地面向外辐射之差额，称为地面辐射差额。读,“,三个地区地面辐射差额的年变化图,”,，,回答,(1),(2),题。,典例剖析,(1),关于三条曲线的叙述，正确的是,(,),A,三条曲线所代表的地区均位于南半球,B,曲线所代表的地区地面辐射能的收入始终小于支出,C,三条曲线中所代表的地区纬度最低的是曲线,D,三条曲线中所代表的地区纬度最低的是曲线,(2),一日内地面辐射差额由正值变为负值的时间一般在每天的,(,),A,日出前后,B,正午,C,日落前后,D,午夜,解析：,第,(1),题，三条曲线都是在北半球的夏季辐射差额为正值，说明三地都位于北半球；辐射差额变化越大说明该地气温年较差越大，一般气温年较差随纬度增大而增大，图中曲线变化最小，说明该地纬度最低。第,(2),题，白天地面辐射差额一般为正值，夜晚无太阳辐射则为负值。,答案：,(1)D,(2)C,(2),一日内地面辐射差额由正值变为负值的时间一般在每天的,(,),A,日出前后,B,正午,C,日落前后,D,午夜,解析：,第,(1),题，三条曲线都是在北半球的夏季辐射差额为正值，说明三地都位于北半球；辐射差额变化越大说明该地气温年较差越大，一般气温年较差随纬度增大而增大，图中曲线变化最小，说明该地纬度最低。第,(2),题，白天地面辐射差额一般为正值，夜晚无太阳辐射则为负值。,答案：,(1)D,(2)C,(2015,天津南开,3,月,),某校地理学习小组在一次活动中发现：某地区某日最高气温并没有出现在午后,2,：,00(,地方时,),，而是出现在,12,：,00(,地方时,),前后。他们猜想：该现象的出现与大气的热力作用有关。,请结合大气的热力作用示意图，回答,(1),(2),题。,(1),图中，表示大气对地面保温作用的箭头是,(,),A,B,C,D,(2),箭头中，可能导致该地最高气温时间提前的是,(,),A,B,C,D,解析：,第,(1),题，读图，根据箭头来源和方向分析，是到达地面的太阳辐射。是被反射回宇宙空间的太阳辐射，来自地面，是地面辐射。,由大气指向地面的是大气逆辐射。大气逆辐射把地面辐射损失的热量大部分还给地面，减少了地面的热量损失，起到了保温作用，所以,B,选项正确。,第,(2),题，气温的变化，是由大气吸收的地面辐射和大气逆辐射能量变化共同决定的，当大气吸收的地面辐射能量和逆辐射能量相等时，一天中气温达到最大值。阴天时，空中云量多，到达地面的太阳辐射被削弱，地面辐射能量减弱，云量多，大气逆辐射能力增强，所以二者能量达到相同的时间提前，最高气温时间提前。云量影响的是，所以,D,选项正确。,答案：,(1)B,(2)D,基础训练,达标,一、单项选择题,下图是,“,大气对地面的保温作用示意图,”,。,读图，回答,1,3,题。,一、单项选择题,下图是,“,大气对地面的保温作用示意图,”,。,读图，回答,1,3,题。,1,图中太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的数字代号按顺序依次是,(,),A,B,C,D,2,青藏高原比长江中下游平原气温日较差大的原因是,(,),离太阳近青藏高原比长江中下游平原太阳高度角小云层厚而且夜晚长地势高，空气稀薄白天太阳辐射强夜晚大气逆辐射弱,A,B,C,D,3,大气的保温效应主要是由于,(,),A,大气中的水汽和,CO,2,吸收太阳辐射中的红外线、臭氧吸收太阳辐射中的紫外线而增温,B,大气逆辐射对地面辐射损失热量的补偿,C,大气中的云层和尘埃对地面辐射的反射作用,D,大气热容量大，容易降温,解析：,第,1,题，该题主要考查从太阳辐射到大气逆辐射按顺序排列的关系：太阳辐射,地面吸收,地面辐射,大气吸收,大气辐射,大气逆辐射。第,2,题，青藏高原海拔高，空气稀薄，大气质量小，水汽、杂质相对较少；白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温高；晚上大气逆辐射弱，温度低，所以气温日较差大。第,3,题，大气中的,CO,2,和水汽能够强烈吸收红外线长波辐射，通过大气逆辐射使大气具有保温效应。,答案：,1.C,2.B,3.B,4,(2013,北京,),读,“,地球大气受热过程,”,示意图回答，如果大气中,(,),A,臭氧层遭到破坏会导致增加,B,二氧化碳浓度降低会使减少,C,可吸入颗粒物增加会使增加,D,出现雾霾天气会导致在夜间减少,解析：,此题应先根据图形确定各箭头的含义，臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线，臭氧遭到破坏，会导致减少；二氧化碳主要吸收地面长波辐射，其浓度降低必然导致减少，故,B,为正确选项。可吸入颗粒物增加，阴天的几率增加，地面吸收太阳辐射的能力降低，会减少；雾霾天气污染物不容易扩散，会增强大气逆辐射，会增加，导致夜晚温度升高。,答案：,B,A,臭氧层遭到破坏会导致增加,B,二氧化碳浓度降低会使减少,C,可吸入颗粒物增加会使增加,D,出现雾霾天气会导致在夜间减少,解析：,此题应先根据图形确定各箭头的含义，臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线，臭氧遭到破坏，会导致减少；二氧化碳主要吸收地面长波辐射，其浓度降低必然导致减少，故,B,为正确选项。可吸入颗粒物增加，阴天的几率增加，地面吸收太阳辐射的能力降低，会减少；雾霾天气污染物不容易扩散，会增强大气逆辐射，会增加，导致夜晚温度升高。,答案：,B,(2014,陕西二模,),大气污染物、特别是,PM2.5,一般都集中在对流层低层，也就是距离地面,1,1.5,千米的位置，这一层也叫做边界层。在一天中，下午,2,时边界层最高，距离地面,1.5,2,千米，晚上可能降低至,200,300,米。,读材料，完成第,5,6,题。,5,读材料分析影响雾霾边界层高度的直接因素是,(,),A,太阳辐射,B,气温,C,地温,D,污染物的浓度,6,下图为某市某日不同时间气温垂直变化图，如果只考虑温度的影响，雾霾最严重的时间为,(,),A,5,时,B,8,时,C,15,时,D,20,时,解析：,第,5,题，从题干可知，气温是影响边界层高度的直接因素。第,6,题，,20,时逆温严重，大气对流运动微弱，因而雾霾严重。,答案：,5.B,6.D,二、综合题,7,读,“,太阳辐射与大气和地面的关系示意图,”,，回答下列问题。,(1),图中,A,表示大气对太阳辐射的,_,作用，它使太阳辐射向,_(,方向,),散开。,(2),图中,B,表示,_,作用。受该作用影响，白天阴天时气温比晴天,_,。,(3),图中,O,3,能吸收,_,，它主要分布在,_,层。,(4),图中,CO,2,、水汽能吸收,_,，它们主要分布在,_,层。,(1),图中,A,表示大气对太阳辐射的,_,作用，它使太阳辐射向,_(,方向,),散开。,(2),图中,B,表示,_,作用。受该作用影响，白天阴天时气温比晴天,_,。,(3),图中,O,3,能吸收,_,，它主要分布在,_,层。,(4),图中,CO,2,、水汽能吸收,_,，它们主要分布在,_,层。,解析：,该题主要考查对大气削弱作用原理的理解。第,(1),题，,A,使太阳辐射向四面八方散射开来，是散射作用。第,(2),题，,B,处有云层，云层反射太阳辐射，使到达地面的太阳辐射减少，因此白天阴天时，气温比晴天低。第,(3,题,),，臭氧主要分布在平流层，它能吸收太阳紫外光，使地面生物免遭紫外线的侵扰。第,(4),题，,CO,2,、水汽等能吸收红外光，整个大气质量的四分之三和几乎全部的水汽、尘埃都集中在对流层。,答案：,(1),散射四面八方,(,各个,),(2),反射低,(3),紫外光平流,(4),红外光对流,