1、第三节大气环境第1课时对流层大气的受热过程一、大气的垂直分层1大气的组成(1)干洁空气(2)水汽和固体杂质(成云致雨的必要条件)2划分依据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。垂直分层高度分布主要特点与人类关系对流层高度因纬度而异：低纬1718 km；中纬1012 km，高纬89 km气温随高度增加而递减；大气下热上冷，空气上升，对流现象显著；天气复杂多变与人类关系最密切平流层对流层顶到5055 km气温随高度升高而迅速上升； 大气下冷上热，以平流运动为主天气晴朗，适合高空飞行；O3吸收紫外线，是人类生存环境的天然屏障高层大气平流层顶到大气上界在80500 km高空，存在若干电离层；温
2、度随高度增加先降低后升高对无线电通信有重要作用温馨提示(1)对流层在不同季节厚度也不同，夏季对流层厚度大于冬季。(2)平流层的2227 km处存在臭氧层，是地球生命的天然屏障。二、对流层大气的受热过程1大气对太阳辐射的削弱作用(1)表现形式：吸收、散射和反射。(2)削弱强度：对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。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太阳辐射短波辐射射向地面地面的直接热源地面辐射长波辐射射向大气和宇宙空间对流层大气的直接热源大气辐射长波辐射射向宇宙空间大气逆辐射会使地面增温大气逆辐射射向地面(2)影响大气逆辐射的因素：大气逆辐射都
3、会增强(3)影响地面辐射的主要因素：纬度因素同样性质的地表，纬度越低，年平均正午太阳高度越大，太阳辐射经过的大气路程越短，地表受到的太阳辐射强度就越大，地面辐射也就越强下垫面因素不同性质地面的反射率不同，新雪反射率最大气象因素同纬度地区，降水量越多，年日照时数越少，得到的太阳辐射就越少；反之则多巧学妙记数字法记忆大气的受热过程一个根本原因：太阳辐射。两种作用：削弱作用和保温作用。三个环节：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。 情景导入先思考 大型客机在飞行时，往往飞得越高越安全。你知道这是为什么吗？提示：飞行高度越高，大气的对流运动越弱，能见
4、度越高，越有利飞机飞行。 核心要点掌握好 对流层气温的变化规律1气温垂直递减率的变化正常情况下，气温随海拔升高而逐渐降低，海拔每升高100 m，气温下降约0.6 (如图1)，但是在不同的地点和不同的时间，可能会小于0.6 或者大于0.6 ，如图2表现为曲线变陡或变缓，在情况下，大气对流运动会更加强烈，在情况下，大气的对流运动会减弱，大气比较稳定。2逆温现象及危害(1)在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。具体如下表所示：类型成因特点危害辐射逆温地面辐射冷却，在晴朗无云或少云的夜晚，地面辐射冷
5、却快，离地面越近，降温越快大陆上常年均可出现，尤以冬季最强减弱空气对流运动，影响污染物的扩散；易形成雾霾天气，使大气能见度降低，影响交通安全；加剧空气污染，影响人类身体健康平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或水面上，而发生的冷接触作用愈近地表，降温愈快锋面逆温冷暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部出现于锋面附近地形逆温冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动出现于山谷或盆地 (2)辐射逆温的生消过程：无逆温逆温生成逆温层最厚逆温减弱逆温消失 应用体验不可少 1近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的4种情形。图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是()A. B.
6、 C. D. 解析：选A从图中的四种气温分布图来看， 、 、三中气温分布图中均出现了逆温，逆温不利于空气的扩散。只有图中的气温，随着海拔高度的升高，气温是降低的，大气的对流运动显著，故最有利于空气的对流运动，故选A。读某工业区不同时段气温垂直分布图，完成23题。2为减少污染，排污烟囱最好高度不低于()A300 mB200 mC100 mD50 m3下列时段中，最有利于近地面污染物净化的是()A19时22时 B4时7时C7时10时 D13时16时解析：2.A3.D第2题，由气温垂直递减率的变化可知，图示是逆温发生、发展、消失的过程，逆温层最高达300 m，所以排污烟囱的高度不应低于300 m。第
7、3题，气温呈现下热上冷有利于空气对流。 情景导入先思考 齐民要术中有这样一段描述：“凡五果，花盛时遭霜，则无子。天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜。此时放火作煴，少得烟气，则免于霜矣。”煴：无烟的微火“放火作煴，少得烟气，则免于霜”的原因是什么？提示：“烟气”主要成分是二氧化碳，增强大气逆辐射，对地面起保温作用。 核心要点掌握好 一、大气对太阳辐射的削弱作用削弱作用参与的物质表现形式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(有选择性)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侵害反射大气中的云层和较大颗粒的尘埃云层愈厚，反射作用
8、愈强(无选择性)夏季天空多云时，白天的气温不会太高散射空气分子或微小尘埃蓝紫光最容易被散射(有选择性)晴朗的天空呈蔚蓝色；日出前的黎明、日落后的黄昏，天空仍然明亮二、大气对地面的保温作用由上图可知，大气对地面的保温作用过程可归纳如下表：保温过程具体过程热量来源过程太阳暖大地太阳辐射到达地面，地面吸收后增温太阳辐射过程大地暖大气地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温地面辐射过程大气还大地大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面大气辐射三、昼夜温差大小的分析分析昼夜温差的大小，主要结合大气受热过程原理从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。1地势高低：地势高
9、大气稀薄白天大气的削弱作用和夜晚的保温作用都弱昼夜温差大。2天气状况：晴朗的天气条件下，白天大气削弱作用和夜晚的保温作用都弱昼夜温差大。3下垫面性质：下垫面的比热容大地面增温和降温速度都慢昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。 方法技巧很重要 图解太阳辐射、地面辐射、大气(逆)辐射之间的关系 应用体验不可少 1(北京高考)下图为地球大气受热过程示意图，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，会导致在夜间减少解析：选B先根据图确定各箭头的含义，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，A项错误；二氧化碳主要吸收
10、地面长波辐射，其浓度降低必然导致减少，B项正确。可吸入颗粒物增加，导致大气对太阳辐射的反射和散射的作用加强，到达地面的太阳辐射减少，故会减少，C项错误；雾霾天气污染物不容易扩散，会增强大气逆辐射，会增加，导致温度升高，D项错误。下面是大气受热过程示意图，完成24题。2图中序号含义正确的是()A太阳辐射B地面辐射C大气逆辐射 D削弱作用3近地面大气的主要直接热源是()A BC D4沙漠地区白天气温高主要因为()A增强 B较强C减弱 D不变解析：2.A3.C4.B第2题，图示大气热力作用的基本过程，表示到达大气上界的太阳辐射，太阳辐射穿过大气会被大气削弱，则表示到达地面的太阳辐射；地面吸收了太阳辐
11、射则发出地面辐射，大气对地面长波辐射具有很强的吸收能力，之后大气发出大气辐射，其中射向地面的部分表示大气逆辐射。大气逆辐射把能量还给了地面，对地面起了保温作用。第3题，近地面大气对太阳辐射的吸收作用不强，而对地面长波辐射具有很强的吸收能力，故近地面大气的直接热源是地面辐射。第4题，沙漠地区云少，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温较高。下图示意大气垂直分层，读图回答13题。1图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()ABCD2对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于()A层顶部B层底部 C层中部 D层3我国发射的“神舟十号”飞船运行轨道所在的大气层()A气温在50 到20 之
12、间 B气温随高度增加平稳下降 C最低气温约为80 D最高气温约为40 解析：1.B2.D3.C第1题，对流层气温随海拔增高而降低，平流层气温随海拔增高而增高；高层大气的底层气温随海拔增高而降低，上层气温随海拔增高而增高。第2题，层为高层大气，在该层中有一电离层(海拔大约85 km处)。第3题，“神舟十号”的轨道在高层大气层，依据图所示阅读出相关数据即可。电视剧闯关东中的场景：“主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害，在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草”结合大气受热过程示意图，完成45题。4关于图中a、b、c所代表的内容，叙述正确的是()Aa代表大气的直接热源Ba、b、c所代
13、表的辐射波长的大小关系是abD的原因是_。图中的作用是_。(3)试比较晴天与阴天的气温日较差的大小：_。原因是什么？(4)深秋，我国北方有寒潮活动的地区，农民常用浓烟笼罩大白菜地，可以防止大面积冻害，其主要原因是()A浓烟散射地面辐射，增加大气温度B浓烟反射大气逆辐射，增加大气温度C浓烟可阻挡冷空气入侵，防止大面积作物冻害D浓烟吸收地面辐射，增加大气逆辐射(5)如果夜晚多云，人们制造烟雾所起到的作用将变_(大或小)，原因是_。解析：第(1)题，根据图中各箭头的指向和粗细即可判断出AJ的含义。第(2)题，AD的原因是大气对太阳辐射的削弱作用，使到达地面的太阳辐射比大气上界的要小；图中是大气逆辐射
14、，其作用是补偿地面损失的热量。第(3)题，就气温的日较差而言，晴天时大，阴天时小，这主要和大气对太阳辐射的削弱作用及大气逆辐射的强弱有关。第(4)题，浓烟中含有大量二氧化碳气体和尘埃，能大量吸收地面长波辐射，增强大气逆辐射，对地面起到保温作用。第(5)题，多云的夜晚，大气逆辐射强，地面降温慢，温度不会太低。答案：(1)太阳辐射大气吸收的太阳辐射大气反射、散射的太阳辐射地面吸收的太阳辐射大气吸收的地面辐射大气逆辐射(2)大气的削弱作用补偿地面损失的热量(3)晴天大，阴天小晴天：白天大气的削弱作用弱，温度高，夜晚大气逆辐射弱，温度低，温差大；阴天：白天大气的削弱作用强，温度不高，晚上大气逆辐射强，温度不低，故温差较小。(4)D(5)小因为夜间多云，大气逆辐射强，气温不会太低