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1、第三节 大气受热过程与大气运动3.1大气圈的组成及受热过程一、大气圈的组成及作用1.地球表面包围着的大气是大气圈。2.低层大气各组成成分的作用（具体在优化探究P53）*大气成分的适量或过量产生的影响（1）紫外线：适量可以杀菌除病，过量会使人和生物受到伤害。（2）二氧化碳：适量不仅为植物光合作用提供原料，对地表还有保温作用，但过量会导致全球变暖、气侯异常等。（3）固体杂质：是成云致雨的必要条件，但过量会导致大气污染。3.大气污染的主要原因分析（1）自然因素气象因素：（1） 风速（2） 风速小，污染物不易扩散；大风天气，利于污染物扩散（3） 气温（4） 逆温天气出现时，空气对流运动受阻，污染气体不
2、易扩散而大量积聚。（5） 湿度（6） 一般而言，湿度越低，污染越重。地形因素：山间盆地、谷地地区以及三面环山的地区，大气污染物受地形阻碍，不易扩散，加剧污染。（2）人为因素人口因素：人口集聚度越高，经济活动越频繁，环境污染越重。经济因素：第二产业比重越高，对环境的压力越大，空气质量越差；以煤炭为主的能源结构会加重大气污染。技术进步可以提高能源利用效率和环境管理水平，从而降低大气污染，提高空气质量。二、大气的垂直分层（具体的图和总结在优化探究P54）1.划分依据：温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分对流程、平流层和高层大气。2.大气的垂直分层（1）对流层的特点项目主要特点特点成因与人
3、类的关系对流层气温随高度的增加而降低地面辐射是低层大气的直接热源人类生活在对流底部，与人类关系最密切空气对流运动显著该层上部冷、下部热天气现象复杂多变集中了大气质量3/4和几乎全部的水汽与固体杂质；对流运动易成云致雨。*对流层的厚度不是固定不变的在纬度上，厚度是低纬（17-18km）中纬（10-12km）高纬（8-9km）在季节上，同一地区厚度夏季春季，秋季冬季原因：对流层的厚度受地面温度高低的影响。地面温度越高,对流运动越强,对流层厚度越大；地面温度越低,对流运动越弱,对流层厚度越小。（2）平流层的特点气温随高度增加而增加（原因：臭氧大量吸收紫外线增温）*臭氧层：在平流层约20-40km*为
4、什么平流层适合飞机飞行？A. 上热下冷，大气稳定，以平流运动为主，飞机不会上下颠簸；B. 天气晴朗，能见度好，对高空飞行有利。*平流层本身就是一个大的逆温层（3）高层大气的特点特点：气压很低、密度很小；80-500km高空有若干电离层。与人类的关系：电离层能够反射无线电波（太阳活动干扰电离层）。三、大气的受热过程太阳辐射是地球上最主要的能量来源。由实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短，反之则越长。太阳辐射的主要波长范围是0.15微米4微米,其中最主要的为可见光部分1.大气成分对大气受热过程的影响特点具体表现吸收选择性臭氧和氧原子主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线，水汽和二氧化碳主
5、要吸收太阳辐射中波长较长的红外线，而太阳辐射中的可见光被吸收得很少，大部分可见光能透过大气到达地面散射选择性微尘、空气分子能散射波长较短的蓝紫色光-晴朗的天空蔚蓝色；日出日落后天空依然明亮，也是散射作用的结果；红色光线波长较长，难被散射，穿透力强-用红灯表示停止反射无选择性云层和浮尘等可阻挡、反射部分可见光*利用大气的削弱作用原理分析某一地区太阳能的多寡。（优化探究P56）2.大气的受热过程名称概念性质太阳辐射太阳源源不断地以电磁波的形式向外辐射能量短波辐射大气最根本的能量来源地面辐射地面吸收透过大气的太阳辐射后升温，同时持续向外（主要是向大气层）释放辐射能量长波辐射近地面大气最主要和最直接的
6、能量来源大气辐射大气吸收地面辐射增温的同时，向外辐射能量长波辐射白天和夜晚都存在大气逆辐射大气辐射中向下返还给地面长波辐射*近地面大气的直接热源答：太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射，大气吸收的热量主要为长波辐射，对短波辐射吸收很少。因此，地面辐射是近地面大气热量的主要、直接来源。*反射率颜色越浅的物体，反射率越大；颜色越深的物体，反射率越小。比如，对太阳辐射的反射率：新雪冰沙士草地。*影响大气逆辐射的因素一般情况下，云量越多、大气密度越大、烟雾坐埃越多、湿度越大，大气逆辐射越强。*影响地面辐射的主要因素纬度因素：太阳辐射强度从低纬向两极下垫面因素：影响吸收和反射的太阳辐射比例。知识拓展：
7、光照、热量的联系与区别光照（也称为太阳辐射能，或光能）光照的多少取决于日照时数及其强度的多少。影响日照时数和强度的因素主要有两个：昼夜长短和大气的削弱作用。热量：白天获得的太阳辐射能量減去晚上散失的能量。通常用积温（气温的累积）来衡量热量的多少，而影响积温的因素主要有两个：白天温度的高低与大气的削弱作用有关，晚上温度的高低与大气的保温作用有关。光照、热量的联系与区别海拔相近时，低纬地区热量优于高纬地区，内陆地区光照优于沿海地区（天气晴朗）。纬度相近时，高海拔地区光照优于低海拔地区（大气密度)，气候干旱地区光照优于气侯湿润地区（天气晴朗）。一般情况下，低纬地区热量充足，高纬地区热量不足；中低纬高
8、山高原地区，光多热少;中高纬内陆干旱地区，光多热少，但夏季光多热多。考点突破：利用大气的热力作用，解释青菠高原太阳輻射强但气温低的原因。太阳辐射强的原因：纬度较低，正午太阳较大，光线被削弱的路径短，太阳辐射强海拔高，空气稀薄，大气洁净，大气的削弱作用弱，太阳辐射强多晴朗天气，日照时间长，太阳辐射强气温低的原因：青藏高原海拔高，空气稀薄，大气直接吸收的地面辐射较少海拔高，空气稀薄，大气保温作用弱，热量易散失海拔高，地面有大面积冰雪覆盖，对太阳辐射的发射率高，地面吸收的太阳輻射少，传递给大气的热量少，气温低。3.大气保温作用原理应用（具体优化探究P56）*温室的玻璃顶和玻璃窗，能让太阳短波辐射透射
9、进来，使室内地面温度增高；地面放出的长波辐射却很少能穿透玻璃，从而把热量保留在温室中。人们把玻璃温室的这种作用，称为温室效应。（图在课本P37活动）4.昼夜温差大小分析（具体优化探究56）5.气温日变化和气温年变化（1）气温日变化的原因太阳高度影响太阳辐射太阳辐射影响地面辐射地面辐射影响大气辐射故三者最大值的出现依次向后推迟。（2）气温年变化由于地面吸收、储存、传递热量的原因，气温在一年中的最高、最低值，也并不出现在辐射最强、最弱的月份，而是有所滞后，具体如下表：6.保温作用（1）从大气受热过程角度分析地中海沿岸葡萄园里铺设鹅卵石的原理白天鹅卵石吸热快，近地面气温高，有利于光合作用；夜晚鹅卵石
10、放热快，气温迅速降低，葡萄的呼吸作用减弱，消耗的营养物质少。（2） 农业覆盖技术：覆沙、覆膜、覆草共同点：保湿、减轻次生盐碱化；减少地表侵蚀，保肥；调节地温（覆膜、覆沙增温，覆草冬季保温夏季降温）不同点：覆膜：黑膜抑制杂草生长，遮光降温；白膜反光增加作物底部光照。覆沙：增加昼夜温差覆草：增加有机质、抑制杂草生长；易发病虫害分析我国北方地区农田覆盖地膜的影响。有利影响：增加地温；保持土壤水分；提高水分的利用率；保肥；防风沙；抑制杂草生长；减轻病害。不利影响：残膜清除不净，造成土壤污染；阻碍农作物根系发育；土壤透水透气性能降低。四、 逆温1.逆温概念（1）正常气温：对流层大气的直接热量主要来自地面
11、长波辐射。一般情况下，气温随海拔的升高而降低，称为气温垂直递减率R，R为0.6100米。（2）逆温现象：出现温度随高度上升而增高现象，或海拔上升1 000米，气温下降幅度小于6 ， 这两种现象都称为逆温,出现逆温的大气有一定的厚度，这层大气称为逆温层。温度高度m温度高度m气温随高度升高而递增气温随高度升高而递减2.逆温形成的条件设理论温度（按温度的直减率变化）为T，实际温度为TS（1）当某一高度TST：开始出现逆温现象，空气无垂直对流，大气层稳定。（2）当某一高度 TST：逆温现象消失，温差越大，对流越旺盛3.分类（成因）（一）辐射逆温（中高纬度） 经常发生在晴朗无云的夜间或黎明，由于大气逆辐
12、射较弱，地面辐射散失热量多，近地面气温迅速下降，而高处气层降温较慢，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温日落后出现，日出前最强。日出后太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。*辐射逆温为什么冬季更明显？由于海陆热力性质差异，在冬季，地面对于大气是冷源，再加上冬季黑夜长，夜间辐射降温更加明显，所以冬季辐射逆温更明显。（二） 平流逆温由于暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，暖空气下面受下垫面影响迅速降温，上层空气因距离较远，降温较少，产生逆温。逆温的强弱，主要由暖空气和冷地表的温差决定，温差大，逆温越强。冬半年，在中纬度沿海地区，因那里海陆温差显著，当海上暖空气流到大陆上
13、时，形成逆温。（三）地形逆温常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象，称为地形逆温。地形逆温常出现在夜晚山坡冷气流向山底滑落,导致空气上热下冷（四）锋面逆温对流层中，暖空气运移到冷空气之上，形成冷暖相交的锋面。锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带，暖气团位于锋面之上，冷气团在下，在冷暖气团之间的过渡带上易形成逆温。在冬半年有时会形成冻雨一些恶劣性天气。（五）城市逆温：热岛效应形成的逆温现象根据图文资料，可以看出，该城市上空逆温现象，大气扩散条件变差。4.逆温的影响 (1)有利方面逆温的出现阻碍了空气对流，因
14、此可以抑制沙尘暴的发生。逆温出现在高空，有利于飞机的飞行。和其他天气现象一样，逆温可当成一种气候资源加以利用。例如，在我国新疆伊犁河谷，逆温出现在10月至次年3月，长达半年之久，有效地提高了冬季谷地的温度，多年生果树越冬可以免受冻害等。逆温层坡地还是当地牲畜避寒、越冬的理想场所（如天山牧场冬季过冬就不是在山脚下还是在山的一定高度上） (2)不利方面逆温时大气结构比较稳定，容易加重大气污染。对天气的影响：容易产生大雾等不利天气。对交通的影响：能见度降低，地面湿滑。习题：辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地，平均海拔4000多米，冬季辐射逆温现象多发。据此完成13题。1.冬季易加强辐射逆温的地形是（ ） A山峰 B平原 C谷地 D丘陵2. 黄河源地区逆温辐射常出现的时间和天气状况是（ ）A日落前后，大风呼啸 B正午时刻，雨雪交加C午夜时分，浓云密雾 D日出之前，晴朗无风3. 黄河源地区冬季辐射逆温多发是由于（ ）A锋面气旋多 B下沉气流盛行C准静止锋强 D热力对流强盛学科网（北京）股份有限公司