23大气环境对流层大气的受热过程资料.pptx

对流层大气的受热过程对流层大气的受热过程对流层大气的受热过程对流层大气的受热过程第三节第三节 大气环境大气环境大气的组成和垂直分层大气的组成和垂直分层(一一)大气的组成大气的组成 大气是多种气体的混合物。低层大气主要由大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气干洁空气、水汽水汽和和固体杂质固体杂质三部分组成。三部分组成。大气组成大气组成主要作用主要作用干洁空气干洁空气主要主要 氮气氮气成分成分 氧气氧气地球上生物体的基本成分地球上生物体的基本成分维持生命活动的必需物质维持生命活动的必需物质次要次要 臭氧臭氧成分成分 二氧化碳二氧化碳吸收紫外线，吸收紫外线，地球生命保护伞地球生命保护伞光合作用原料，光合作用原料，保温保温地面地面水汽水汽成云致雨的必要条件，对地面有成云致雨的必要条件，对地面有保温保温作用作用固体杂质固体杂质成云致雨的必要条件，增加空气中的凝结核成云致雨的必要条件，增加空气中的凝结核(二二)大气的垂直分层大气的垂直分层5012高层大气高层大气平流层平流层高度（千米）高度（千米）气温（气温（）宇宙火箭宇宙火箭 人造卫星人造卫星极光极光流星流星气温垂直分布气温垂直分布积雨云积雨云-1006020-20-60对流层对流层气温随温度增加而递减；对气温随温度增加而递减；对流运动显著；天气现象复杂流运动显著；天气现象复杂多变。多变。22-27km高度处，臭氧含量高度处，臭氧含量达最大值，形成臭氧层；平达最大值，形成臭氧层；平流运动为主，大气稳定。流运动为主，大气稳定。80-500km高空存在若干电高空存在若干电离层，对无线电通信有重离层，对无线电通信有重要作用。要作用。根据根据温度温度、密度密度和和大气运动大气运动状况将大气分为：状况将大气分为：对流层对流层、平流层平流层和和高层大气高层大气三层。三层。下热上冷下热上冷上热下冷上热下冷先降低后增加先降低后增加一、对流层大气的受热过程一、对流层大气的受热过程(一一)大气对太阳辐射的削弱作用大气对太阳辐射的削弱作用 大气对太阳辐射的削弱作用，主要表现为大气对太阳辐射的削弱作用，主要表现为选择性吸收选择性吸收、散射散射和和反射反射。想一想想一想：1.太阳辐射根据波长太阳辐射根据波长共分为哪几个波段？共分为哪几个波段？2.太阳辐射最强部分太阳辐射最强部分的波长集中在哪个光的波长集中在哪个光区？区？3.为什么为什么到达地面的到达地面的太阳辐射比到达大气上太阳辐射比到达大气上界的要少？界的要少？地地 面面高高层层大大气气平平流流层层对对流流层层臭氧大量吸收紫外线臭氧大量吸收紫外线CO2、水汽吸收红外线、水汽吸收红外线大气对太阳辐射的大气对太阳辐射的吸收吸收作用作用 从臭氧、从臭氧、CO2和水和水汽的吸收作用，可知大汽的吸收作用，可知大气吸收具有什么特性？气吸收具有什么特性？选择性选择性 为什么大气直接吸为什么大气直接吸收的太阳辐射能量是收的太阳辐射能量是很少的很少的？大气对太阳辐射中大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收能量最强的可见光吸收很少，大部分可见光能很少，大部分可见光能够透过大气到达地面。够透过大气到达地面。参与的大气成分：水汽、云层、浮尘参与的大气成分：水汽、云层、浮尘特点：特点：无选择性无选择性参与的大气成分：参与的大气成分：空气分子和微小尘埃空气分子和微小尘埃特点：特点：具有一定的选择性具有一定的选择性大气对太阳辐射的大气对太阳辐射的反射反射作用作用大气对太阳辐射的大气对太阳辐射的散射散射作用作用削弱各种波长的太阳辐射，例如夏季削弱各种波长的太阳辐射，例如夏季多云的白天气温不太高。多云的白天气温不太高。削弱波长较短的蓝、紫色光，例如晴朗削弱波长较短的蓝、紫色光，例如晴朗天空呈蔚蓝色。天空呈蔚蓝色。1.日出前的黎明、日落后的黄昏以及阴天，天空为日出前的黎明、日落后的黄昏以及阴天，天空为什么仍是明亮的？什么仍是明亮的？2.根据所学的知识说明交通信号灯规定根据所学的知识说明交通信号灯规定“红灯停，红灯停，绿灯行绿灯行”，有什么科学依据？，有什么科学依据？3.为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？全球太阳辐射强度最大的地区？4.为什么雨过天晴天空显得格外的蓝？为什么雨过天晴天空显得格外的蓝？5.为什么在树荫下，房间里，凡是阳光不能直接照为什么在树荫下，房间里，凡是阳光不能直接照射的地方仍是明亮的？射的地方仍是明亮的？6.为什么晴朗的正午天空呈蓝色？早晚呈红色？为什么晴朗的正午天空呈蓝色？早晚呈红色？有趣的自然现象大气对太阳辐射的削弱作用（二）地面辐射和大气辐射（二）地面辐射和大气辐射太阳辐射太阳辐射 太阳以太阳以电磁波电磁波的的形式向宇宙空间放射形式向宇宙空间放射的能量。的能量。太阳辐射称为太阳辐射称为短波辐射。短波辐射。太阳辐射太阳辐射100%大气上界大气上界太阳常数太阳常数8.24Jcm2min大气和地面的大气和地面的反射散射反射散射34%大气吸收大气吸收19%大大 气气地面吸收地面吸收47%地面吸收透过大气的太阳辐射后增温，同时又持续向地面吸收透过大气的太阳辐射后增温，同时又持续向外（主要是向大气层）释放辐射能量，形成地面辐射。外（主要是向大气层）释放辐射能量，形成地面辐射。属长波辐射，是对流层大气增温的直接能量来源。属长波辐射，是对流层大气增温的直接能量来源。地面辐射地面辐射大气辐射大气辐射 大气吸收地面辐射的同时，也向外辐射能量，即大气大气吸收地面辐射的同时，也向外辐射能量，即大气辐射。（一部分朝上射向高层大气和宇宙空间，一部分向辐射。（一部分朝上射向高层大气和宇宙空间，一部分向下射到地面，其中下射到地面，其中射向地面的大气辐射称为射向地面的大气辐射称为大气逆辐射大气逆辐射。）。）大气辐射属长波辐射，大气辐射属长波辐射，大气逆辐射大气逆辐射会使地面增温，而会使地面增温，而地面增温又加强了地面辐射（地面增温又加强了地面辐射（保温作用保温作用）。）。地面受热增温地面受热增温地地面面辐辐射射射向宇宙空间射向宇宙空间1.“1.“太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地”2.“2.“大地暖大气大地暖大气大地暖大气大地暖大气”大大气气增增温温太太阳阳辐辐射射大气上界大气上界地面地面大气的受热过程示意图大气的受热过程示意图大气吸收、大气吸收、反射、散射反射、散射射射向向地地面面近地面大气的直近地面大气的直接能量来自谁？接能量来自谁？大大气气辐辐射射射向地面射向地面保持地面温度保持地面温度3.“3.“大气还大地大气还大地大气还大地大气还大地”大气大气吸收吸收夜间由于没有大气的保温效夜间由于没有大气的保温效应，月球表面辐射强烈，月应，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，气温很低面温度骤降，气温很低白天，大气削弱了到达白天，大气削弱了到达地面的太阳辐射，气温地面的太阳辐射，气温不会太高不会太高白天，由于没有大气对太阳白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度辐射的削弱作用，月面温度升得很高，气温很高升得很高，气温很高大气大气上界上界地球地球白天白天:月球表面气温高，地球表面气温低。月球表面气温高，地球表面气温低。夜晚夜晚:月球表面气温低，地球表面气温高。月球表面气温低，地球表面气温高。月球月球削弱作用削弱作用为什么月球表面的昼夜温差比地球的大？为什么月球表面的昼夜温差比地球的大？夜间，地面辐射夜间，地面辐射绝大部分热量又绝大部分热量又被大气逆辐射还被大气逆辐射还给地面，使气温给地面，使气温不致降得过低不致降得过低有趣的自然现象有趣的自然现象有趣的自然现象有趣的自然现象白天多云，对太阳辐射白天多云，对太阳辐射的的削弱作用削弱作用强。强。夜晚多云，夜晚多云，大气逆辐射大气逆辐射作用作用（保温作用保温作用）强。）强。1.夏季天空多云时，白天气温不会太高；多云的夜晚通夏季天空多云时，白天气温不会太高；多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些。常比晴朗的夜晚温暖些。因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射大气逆辐射弱弱，地面辐射的热量散失多，因此晚秋或寒冬晴朗的，地面辐射的热量散失多，因此晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻。夜晚地面气温很低，容易出现霜冻。人造烟幕能人造烟幕能增强增强大气逆辐射大气逆辐射，对地面起到，对地面起到保温作保温作用用，因此可防御霜冻。，因此可防御霜冻。3.在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？2.在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？4.青藏高原比长江中下游平原气温日较差大的原因？青藏高原比长江中下游平原气温日较差大的原因？离太阳近；离太阳近；太阳高度角小；太阳高度角小；云层高且夜晚长；云层高且夜晚长；地势高空气稀薄；地势高空气稀薄；白天太阳辐射强；白天太阳辐射强；夜晚大气逆夜晚大气逆辐射强（选择题）辐射强（选择题）（三）影响地面辐射的主要因素（三）影响地面辐射的主要因素大气上界大气上界AB 影响地面辐射的因素主要有：影响地面辐射的因素主要有：纬度因素纬度因素和和下垫面因素下垫面因素。纬度不同的地区纬度不同的地区，年均正午太阳高度不同。，年均正午太阳高度不同。太阳辐射强太阳辐射强度由低纬向两极递减。同样性质的地表，受到太阳辐射越强，度由低纬向两极递减。同样性质的地表，受到太阳辐射越强，地面辐射就越强。地面辐射就越强。纬度低纬度低太阳高度大太阳高度大经过的大气路程短经过的大气路程短大气削弱少大气削弱少纬度高纬度高太阳高度小太阳高度小经过的大气路程长经过的大气路程长大气削弱多大气削弱多 下垫面因素：下垫面因素：下垫面的状况不同，下垫面的状况不同，吸收吸收和和反射反射的太阳的太阳辐射比例也不同。使地面辐射的变化，并不完全与纬度变辐射比例也不同。使地面辐射的变化，并不完全与纬度变化一致。化一致。其他因素：其他因素：气象因素影响最大（年日照时数多少）气象因素影响最大（年日照时数多少）。为什么冬季我国北方温度很低？为什么冬季我国北方温度很低？为什么我国四川盆地是我国太阳辐射最低的地区？为什么我国四川盆地是我国太阳辐射最低的地区？想一想想一想太 阳 辐 射2935地面性质 沙土 黏土 浅色土 深色土 草地 耕地 新雪 冰 海洋 海洋202232101526148495507(平均)2(赤道)