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1、第二节第二节 大气圈与天气、气候大气圈与天气、气候柏 林 2015.10.22教学目标：教学目标：1、了解大气的垂直分层及各层的主要特点、了解大气的垂直分层及各层的主要特点2、通过图表的绘制掌握大气的受热过程、通过图表的绘制掌握大气的受热过程一、大气圈的组成与结构一、大气圈的组成与结构低低低低层层层层大大大大气气气气干洁空气干洁空气干洁空气干洁空气少量的水汽和固体杂质少量的水汽和固体杂质少量的水汽和固体杂质少量的水汽和固体杂质N N N N2 2 2 2O O O O2 2 2 2COCOCOCO2 2 2 2O O O O3 3 3 3（生物体内蛋白质的重要组成部分）（生物体内蛋白质的重要组
2、成部分）（生物体内蛋白质的重要组成部分）（生物体内蛋白质的重要组成部分）（生物维持生命活动的必需物质）（生物维持生命活动的必需物质）（生物维持生命活动的必需物质）（生物维持生命活动的必需物质）（光合作用的原料；调节地表温度）（光合作用的原料；调节地表温度）（光合作用的原料；调节地表温度）（光合作用的原料；调节地表温度）（吸收紫外线，保护地球生命）（吸收紫外线，保护地球生命）（吸收紫外线，保护地球生命）（吸收紫外线，保护地球生命）（成云致雨的重要物质）固（成云致雨的重要物质）固（成云致雨的重要物质）固（成云致雨的重要物质）固体杂质做水汽的凝结核体杂质做水汽的凝结核体杂质做水汽的凝结核体杂质做水汽
3、的凝结核大气的垂直分层大气的垂直分层对流层对流层平流层平流层电电离离层层高高层层大大气气2、特点：、特点：1、划分依据：、划分依据：大气在垂直方向上的温度、大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异密度及运动状况的差异气温随高度增加而降低气温随高度增加而降低气温随高度增加而增加气温随高度增加而增加以对流为主以对流为主以平流为主以平流为主有复杂的天气现象有复杂的天气现象与人类关系最密切与人类关系最密切利于飞行利于飞行对无线电短波通信有重要作用对无线电短波通信有重要作用大气的垂直分层分层特点与人类关系对流层上冷下热；上冷下热；对流运动对流运动天气多变；天气多变；最密切平流层上热下冷；上热下冷；水
4、平运动水平运动利于高空飞行；保护地球生命。高层大气空气密度小；有电离层。对无线电短波通信有重要作用。小结：针对练习针对练习2、能吸收红外线的是、能吸收红外线的是A.对流层对流层B.平流层平流层C.高层大气高层大气D.软流层软流层1、被誉为、被誉为“地球生命的保护伞地球生命的保护伞”的气体是：的气体是：A.氧气氧气B.臭氧臭氧C.二氧化碳二氧化碳D.氮气氮气根据右图回答根据右图回答37题题图图2.1是大气垂直分是大气垂直分层图，图中曲线为气层图，图中曲线为气温的垂直分布温的垂直分布3、云、雨、雾、雪等、云、雨、雾、雪等天气现象主要发生在天气现象主要发生在A、A层层B、B层层C、C层层D、B层层和
5、和C层层4、大气运动以平流为、大气运动以平流为主，有利于飞机飞行主，有利于飞机飞行的是的是（）A、A层层B、B层层C、C层层D、A层下部层下部5、臭氧层主要分布在、臭氧层主要分布在（）A、A层层上部上部B、B层层C、C层层D、A层下部层下部二、二、大气的受热过程大气的受热过程大气对太阳辐射的吸收作用大气对太阳辐射的吸收作用地地面面高高层层大大气气平平流流层层对对流流层层O3大量吸收紫外线大量吸收紫外线CO2、水汽吸收红外线、水汽吸收红外线O原子大量吸收紫外线原子大量吸收紫外线太太阳阳辐辐射射大气大气吸收吸收地地面面辐辐射射射向宇宙空间射向宇宙空间 射向宇宙空间射向宇宙空间大气的受热过程大气的受
6、热过程“太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地”“大地暖大气大地暖大气大地暖大气大地暖大气”“大气还大地大气还大地大气还大地大气还大地”大大气气增增温温地地面面增增温温到到达达地地面面大气上界大气上界地面地面想一想：近地面大气主要的、直接的热源是什么？想一想：近地面大气主要的、直接的热源是什么？根本来源是什么？根本来源是什么？大气吸收大气吸收大大气气辐辐射射射向地面射向地面大大气气逆逆辐辐射射想一想：大气对地面的保温作用主要通过哪个环节想一想：大气对地面的保温作用主要通过哪个环节实现的？实现的？1 1、比较晴朗天气与阴雨天气气温日较差大小。、比较晴朗天气与阴雨天气气温日较差大小。并说明原因。
7、并说明原因。2 2、初冬季节的霜冻为什么出现在晴朗的夜晚？、初冬季节的霜冻为什么出现在晴朗的夜晚？3 3、农民用人造烟幕的办法，能使地里蔬菜免遭、农民用人造烟幕的办法，能使地里蔬菜免遭冻害吗？为什么？冻害吗？为什么？讨论题讨论题ABCDE说出说出A-E各箭头的含义？各箭头的含义？地面大气上界【小结】太阳太阳大气大气地面地面A地面辐射地面辐射大气逆辐射大气逆辐射EBCD对地面的保温对地面的保温削弱太阳辐射削弱太阳辐射太阳辐射太阳辐射1、大气对地面的保温作用主要是、大气对地面的保温作用主要是因为：因为：()A、大气对太阳辐射的吸收作用、大气对太阳辐射的吸收作用B、大气对太阳辐射的反射作用、大气对太
8、阳辐射的反射作用C、大气对太阳辐射的散射作用、大气对太阳辐射的散射作用D、大气逆辐射作用、大气逆辐射作用练习练习2同一纬度同一纬度“高处不胜寒高处不胜寒”的原因是（的原因是（）A气压低气压低B到达的太阳辐射少到达的太阳辐射少C得到的地面辐射少得到的地面辐射少D空气稀薄空气稀薄练习练习3、晚秋或寒冬，霜冻多出现在晴朗的、晚秋或寒冬，霜冻多出现在晴朗的夜晚是因为：夜晚是因为：A、晴天地面辐射强、晴天地面辐射强B、晴天大气辐射强、晴天大气辐射强C、晴天大气逆辐射强、晴天大气逆辐射强D、晴天大气逆辐射弱、晴天大气逆辐射弱练习练习4、读大气对地面的保温作用示意图，、读大气对地面的保温作用示意图，回答下列
9、问题：回答下列问题：（1）写出图中）写出图中A、B、C代表的辐射名称：代表的辐射名称：AB.C.（2）在）在ABC中属于短波辐射的是中属于短波辐射的是，地面的直接热源是地面的直接热源是，大气的直接热源，大气的直接热源来自来自.太阳辐射太阳辐射地面辐射地面辐射大气逆辐射大气逆辐射A AC C玻璃温室玻璃温室探究探究再见！三、大气的运动垂直运动垂直运动水平运动水平运动1.运动形式运动形式:对流实验对流实验:由于冷热不均造成的空气环流由于冷热不均造成的空气环流ABC热热力力环环流流形形成成的的原原理理等压面等压面海海拔拔升升高高气气压压降降低低101010061008(百帕)等压面MN热热力力环环流
10、流形形成成的的原原理理AC101010061008(百帕)B若若A、B、C三地（如左上图）受热均匀，则三地（如左上图）受热均匀，则三地气温相同；三地气压相同；三地气压随高度递减的规律相同；三地上空同一水平面上各点的气压相等，等压面为互相平行的水平面。海海拔拔升升高高气气压压降降低低热热力力环环流流形形成成的的原原理理AC101010061008(百帕)B热冷冷A A 地受热，地受热，B B、C C 两地遇冷时，大气发生怎样的物理变化两地遇冷时，大气发生怎样的物理变化？三地的近地面和高空的气压分别有什么变化？等压面随之三地的近地面和高空的气压分别有什么变化？等压面随之发生怎样的变化？发生怎样的变
11、化？此时，同一水平面上的气压是否还相同？这种气压差异导此时，同一水平面上的气压是否还相同？这种气压差异导致什么样的结果？致什么样的结果？ABC热热力力环环流流形形成成的的原原理理热热冷冷冷冷低低低低高高高高高高低低101010061008(百帕)MNA A地地B B、C C地地等压面等压面下凹下凹凸出凸出近地面气压近地面气压A A地地低于低于B B、C C两地两地近地面气温近地面气温A A地地高于高于B B、C C两地两地近地大气水平运动近地大气水平运动空气由空气由B B、C C两地流向地两地流向地垂直运动垂直运动空气上升空气上升空气下沉空气下沉高空大气水平高空大气水平A A地流向地流向B B
12、、C C两地两地高低气压的判断：高低气压的判断：2、同一地点垂直方向上：气压随高度的升高而递减气压随高度的升高而递减1 1、不同地点气压的比较必须强调同、不同地点气压的比较必须强调同一水平面（同一高度）：一水平面（同一高度）：等压面上凸：高气压等压面上凸：高气压等压面下凹：低气压等压面下凹：低气压热热力力环环流流形形成成的的原原理理热热冷冷冷冷B1C1A1101010061008(百帕)CBA【例题剖析例题剖析】例例 读热力环流模式图，比较读热力环流模式图，比较A.B.C.DA.B.C.D四点气压的高低四点气压的高低。城市近郊区风向是城市近郊区风向是。A、B两处哪个更适合建设水泥厂？两处哪个更
13、适合建设水泥厂？AABB思考题思考题城市地面气温与郊区相比气温城市地面气温与郊区相比气温要要,为什么为什么?BBAA由郊区吹向城市ABC热热冷冷冷冷低气压低气压高气压高气压高气压低气压低气压低气压低气压低气压高气压高气压高气压高气压高气压高气压低气压低气压冷冷热热不不均均空气空气垂直垂直运动运动空气空气水平水平运动运动同一水同一水平面气平面气压差异压差异根本根本原因原因热力环流热力环流大气运动最大气运动最简单形式简单形式热热冷冷冷冷101010061008(百帕)小结小结1读下图，下列各点气压关系正确的是AA点比B点气压低 BB点比D点气压高CB点和D点气压相等 DC点比D点气压高练习:2 2
14、、下图是等压面和大气热力环流垂直剖、下图是等压面和大气热力环流垂直剖面示意图，图中所示正确的是：面示意图，图中所示正确的是：冷冷热热冷冷冷冷热热冷冷热热冷冷热热热热冷冷热热ABCDB海陆风白天风从海上吹向陆地热热冷冷热热冷冷海风海风海陆风海边晚上风从陆地吹向海洋冷冷热热冷冷热热陆风陆风请同学们做以下思考：请同学们做以下思考：某城市为我国重要的钢铁、化学工业基地，该城某城市为我国重要的钢铁、化学工业基地，该城工业区、商业、文化及住宅区的分布如简图所示，住在工业区、商业、文化及住宅区的分布如简图所示，住在该城的居民们发现，白天商业、文化和住宅区的大气污该城的居民们发现，白天商业、文化和住宅区的大气
15、污染现象会加剧，每到夜晚则减轻，请分析其原因。还有，染现象会加剧，每到夜晚则减轻，请分析其原因。还有，该城市是新兴工业城市，这里的老居民们说，现在一年该城市是新兴工业城市，这里的老居民们说，现在一年中阴天的日子比过去多了，请分析其现象及原因。中阴天的日子比过去多了，请分析其现象及原因。以上内容，结合其地理位置，可做如下分析以上内容，结合其地理位置，可做如下分析：白天，山坡地面接受太阳辐射后温度升高、白天，山坡地面接受太阳辐射后温度升高、地面长波辐射增强，山坡上的空气因为受地面长地面长波辐射增强，山坡上的空气因为受地面长波辐射后增温并膨胀上升，这样，白天就出现沿波辐射后增温并膨胀上升，这样，白天
16、就出现沿山坡向上爬升的气流，这股气流也就把谷底工业山坡向上爬升的气流，这股气流也就把谷底工业区排放的大气污染物带到坡面上部的文化、商业区排放的大气污染物带到坡面上部的文化、商业和住宅区，加剧了污染。和住宅区，加剧了污染。而到了晚上，山坡首先降温，山坡上的气流而到了晚上，山坡首先降温，山坡上的气流变为收缩下沉，工业区的污染物被抑制上升，商变为收缩下沉，工业区的污染物被抑制上升，商业、文化和住宅区的污染则得到减轻。因此，这业、文化和住宅区的污染则得到减轻。因此，这一城市的住宅区的大气污染现象，白天加剧，夜一城市的住宅区的大气污染现象，白天加剧，夜晚减轻。这一原理，指大气在山谷与山坡之间的晚减轻。这
17、一原理，指大气在山谷与山坡之间的环流运动，我们习惯称之为山谷环流，也即环流运动，我们习惯称之为山谷环流，也即山谷山谷风。风。第二问的分析第二问的分析：该市是工业区，工厂建成后，工厂该市是工业区，工厂建成后，工厂在生产过程中向大气中排放的大量固体在生产过程中向大气中排放的大量固体杂质成为水汽的凝结核，凝结核的增多杂质成为水汽的凝结核，凝结核的增多使城市上空的水汽更容易发生凝结现象，使城市上空的水汽更容易发生凝结现象，因此，这一地区的阴天也就多了。因此，这一地区的阴天也就多了。谢谢 再见思考：形成风的直接原因？形成风的直接原因？受哪种力的作用下，风向与等压线平行，这受哪种力的作用下，风向与等压线平
18、行，这种风向在什么地方存在？种风向在什么地方存在？试说明风的形成过程及其风在不同力的作用试说明风的形成过程及其风在不同力的作用下风向的变化情况？下风向的变化情况？气压梯度气压梯度水平气压梯度力水平气压梯度力-单位距离间的气压差单位距离间的气压差大小大小方向方向1002（百帕）9981000-取决于气压梯度取决于气压梯度-垂直于等压线，垂直于等压线，并由高压指向低压并由高压指向低压102410161008北半球（比例尺相同）北半球（比例尺相同）AB 1.1.风的直接原因风的直接原因:水平气压梯度力水平气压梯度力100810101006（百帕）高压高压低压低压等压线等压线垂直于等压线垂直于等压线由
19、高压指向低压由高压指向低压10001002100410061008hPa10001005101010151020hPa1004100810121014百帕ABC比较A、B、C三点的气压梯度梯度2.风的大小单位距离内的气压差 (气压梯度气压梯度)3.风的形成:假设只受水平气压梯度力影响假设只受水平气压梯度力影响100810101006100410021000（百帕)3.风的形成:受水平气压梯度力和地转偏向受水平气压梯度力和地转偏向力影响力影响100810101006100410021000（百帕）水平气压梯度力水平气压梯度力风向风向地转偏向力地转偏向力地转偏向力：方向始地转偏向力：方向始终与风向
20、垂直，大小终与风向垂直，大小与风速成正比。与风速成正比。北北 半半 球球 高高 空空 风风 的的 形形 成成hPa100610081010初始状态初始状态hPa100610081010中间状态中间状态hPa100610081010最终状态最终状态F气风向F地F气风向F地F气风向F地地注意：3.风的形成:受水平气压梯度力、地转偏向受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力影响力和摩擦力影响100810101006100410021000（百帕)风向风向地转偏向力地转偏向力摩擦力摩擦力水平气压梯度力水平气压梯度力摩擦力：方向与运动方向相反，摩擦力：方向与运动方向相反，大小取决于地表的粗糙程度大小取决于地
21、表的粗糙程度北北 半半 球球 近近 地地 面面 风风 的的 形形 成成（hPa）1000100510101015南半球南半球判断图中四个判断图中四个箭头表示的力箭头表示的力或风向或风向丁丁甲甲乙乙丙丙能正确反映北半球风向的是水平气压梯度力水平气压梯度力（直接原因）（直接原因）地转偏向力地转偏向力摩擦力摩擦力与等压线平行与等压线平行与等压线成一与等压线成一夹角夹角高空大气高空大气近地面大气近地面大气小结：101099510001005（百帕）（百帕）AB 在上图所示的气压场中，在上图所示的气压场中，A A、B B 两地风向如何？何处风力较大？为什么？两地风向如何？何处风力较大？为什么？思考题：思
22、考题：北半球北半球1.形成风的直接原因是形成风的直接原因是()A.地球自转偏向力地球自转偏向力B.摩擦力摩擦力C.水平气压梯度力水平气压梯度力D.地面冷热不均地面冷热不均C练习练习:2.关于影响大气水平运动的几个力的叙关于影响大气水平运动的几个力的叙述正确的是述正确的是()A.地转偏向力只影响风向不影响风速地转偏向力只影响风向不影响风速B.风力大小与摩擦力无关风力大小与摩擦力无关C.摩擦力只影响风速，与风向无关摩擦力只影响风速，与风向无关D.地转偏向力与水平气压梯度力总是垂地转偏向力与水平气压梯度力总是垂直的直的A练习练习:3.高空大气的方向主要取决于高空大气的方向主要取决于()A.地转偏向力
23、地转偏向力B.地转偏向力和气压梯度力地转偏向力和气压梯度力C.摩擦力和气压梯度力摩擦力和气压梯度力D.无规律可循无规律可循B4、读等压线图，、读等压线图，V代表代表A点点近地面风向近地面风向,回答下列各题：回答下列各题：（1）F1是是，它垂直于它垂直于,并由高压指向低压。并由高压指向低压。（2）F2是是。（3）F3是是。4）本图位于北半球还是南半球）本图位于北半球还是南半球？判断依据是？判断依据是？980985990995AVF1F2F3水平气压梯度力水平气压梯度力等压线等压线地转偏向力地转偏向力摩擦力摩擦力1004100610081010(hPa)读风向形成示意图，回答读风向形成示意图，回答
24、 1、图中是_压，是_ 压。2、图中是_ 力，是_ 力，是_ 。3、该风向形成图是 A北半球的风向形成图 B南半球的风向形成图 C图中的风向右偏 D图中的风向左偏4、在_ 力的作用下，大气由_气压区向_气压区作水平运动，这就形成了风。高气高气低气低气地转偏向地转偏向水平气压梯度水平气压梯度风向风向水平气压梯度水平气压梯度高气高气低气低气5 5、当风一旦形成，马上就受到、当风一旦形成，马上就受到_ _力的力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向，北半球作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向，北半球向向_ _偏，南半球向偏，南半球向_偏。偏。_ _力只改变风的方向，不能改变风的速度。力只改变风的方向
25、，不能改变风的速度。6 6、近地面的风，除受、近地面的风，除受_ _力的影响外，力的影响外，还受还受_ _力的影响，该力的作用是减小力的影响，该力的作用是减小风速。风速。7 7、在三种力的作用下，风向与等压线、在三种力的作用下，风向与等压线 。地转偏向地转偏向右右地转偏向地转偏向地转偏向地转偏向摩擦力斜交5.空气对流实验：空气对流实验：在一间门窗紧闭的房间内，将一支点着的蜡烛靠近两在一间门窗紧闭的房间内，将一支点着的蜡烛靠近两支点着的松香。支点着的松香。设问：图中哪一种现象最有可能发生？为什么？设问：图中哪一种现象最有可能发生？为什么？AB地面地面B BA AC C受热受热冷却冷却冷却冷却高高
26、低低高高高高低低低低大气水平运动大气水平运动地面冷热不均地面冷热不均大气垂直运动大气垂直运动同一水平面同一水平面产生气压差异产生气压差异总结：总结：热力环流热力环流城城市市热热岛岛环环流流1.城市地面气压与郊区相比是城市地面气压与郊区相比是气压。气压。2.城市近郊区风向是城市近郊区风向是。3.A、B两处哪个更适合建设水泥厂？两处哪个更适合建设水泥厂？低低由郊区吹向城市由郊区吹向城市AABBBBAA练习二各层次与人类活动的关系大气层名大气层名称称 气温垂直气温垂直变化变化 大气运动大气运动 与人类关与人类关系系 对流层对流层平流层平流层 高层大气高层大气 氮氮78%78%氧氧21%21%其他气体
27、其他气体1%1%氩、氩、COCO2 2、O O3 3干洁空气组成图干洁空气组成图大气上界大气上界地地面面太太阳阳辐辐射射地地面面吸吸收收大气吸收大气吸收地面增温地面增温大气的受热过程大气的受热过程“太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地”大气上界大气上界地地面面太太阳阳辐辐射射地地面面吸吸收收大气吸收大气吸收地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收射向宇宙空间射向宇宙空间大气的受热过程大气的受热过程“太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地”“大地暖大气大地暖大气大地暖大气大地暖大气”大大气气增增温温地面增温地面增温大气上界大气上界地地面面太太阳阳辐辐射射地地面面吸吸收收大气吸收大气吸收地面增温地面
28、增温地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收射向宇宙空间射向宇宙空间 射向宇宙空间射向宇宙空间大大气气辐辐射射射向地面射向地面大气的受热过程大气的受热过程“太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地太阳暖大地”“大地暖大气大地暖大气大地暖大气大地暖大气”“大气还大地大气还大地大气还大地大气还大地”大大气气增增温温backABC热热力力环环流流形形成成的的原原理理热热冷冷冷冷101010061008(百帕)MN2关于图关于图2中空气运动的说法正确的是中空气运动的说法正确的是处空气上升处空气上升是因为气压高是因为气压高处气压较处气压较处高，所以空气处高，所以空气下沉下沉处气温高、气压低，空气下沉补充处气温高、气压低，
29、空气下沉补充处气温低，空气收缩下沉处气温低，空气收缩下沉下图表示下图表示地处于北半球的低压区，箭地处于北半球的低压区，箭头表示头表示地的风向。四幅图中风向正确地的风向。四幅图中风向正确的是：的是：（提示：低表示气压由外向里气压变低）（提示：低表示气压由外向里气压变低）图2A A气压梯度气压梯度 A B 气压梯度力气压梯度力A BA AB B10001000998998994994996996画出南半球画出南半球A处近地面风向处近地面风向风向风向不同力的作用下风向的画法不同力的作用下风向的画法只受只受F F梯梯作用作用南半球等压线图南半球等压线图受受F F梯、梯、F F地地作用作用受受F F梯、梯、F F地、地、F F摩摩作用作用980985990AB B4、C层大气中产生各种层大气中产生各种天气现象的原因是天气现象的原因是（）A、绿色植物光合作用、绿色植物光合作用的结果的结果B、水汽固液气三态相变结果、水汽固液气三态相变结果C、杂质含量变化的结果、杂质含量变化的结果D、二氧化碳含量变化的结果、二氧化碳含量变化的结果