1、第三节 大气环境 成云致雨的必要条件主要成分次要成分水汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害“地球生命的保护伞”成云致雨的必要条件大气组成主 要 作 用干洁空气O3N2O2CO2大气各成分的作用人类活动大气污染人类活动对大气组成的影响CO2增多O3减少SO2增多全球气候变暖酸雨危害臭氧空洞温度oC高度(km)01250对流层平流层高层大气对流运动显著;天气现象复杂利于高空飞行;保护人类环境无线电通讯大气的垂直分布二、大气的垂直分层1.对流层(1)概况：平均高度12千米；集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水
2、汽、固体杂质。是大气中最活跃、与人类关系最密切的一层。(2)特点气温随高度的增加而递减1000米-6 对流运动显著各纬度高度不同天气现象复杂多变低纬度（0o30o）:中纬度（30o60o）:高纬度（60o90o）:1718km1112km89km对流层的高度随纬度的变化练习地面89KM1718KM89KM赤道北极南极练习：一架飞机从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？2.平流层(1)概况：对流层顶5055千米在2227千米高度有臭氧层(2)特点气温下层随高度变化很小30千米以上随高度增高迅速上升气流以平流运动为主有利于高空飞行吸收紫外线，保护人类环境3.高层大气特点：空气稀薄、密度小、气压低805
3、00千米的高空若干电离层有利于无线电通信地球大气上界：20003000千米的高空大气分层划分范围主要特征温度变化大气运动与人类关系对流层平流层高层大气12KM50KM随高度升高而递减随高度升高而增加对流运动水平运动与人类关系最密切使人类免受紫外线伤害，利于高空飞行电离层利于无线电通讯(二)、大气的垂直分布一、对流层大气的受热过程（一）大气对太阳辐射的削弱作用太阳辐射的能量主要集中在可见光区太阳辐射光谱大气的热力状况大气的热力作用大气对太阳辐射的削弱作用大气的温室效应二、大气对太阳辐射的削弱作用1、吸收作用O3吸收紫外线CO2、水汽吸收红外线大气的吸收作用有何特点？特点：具有选择性2、反射作用云
4、层、尘埃特点：无选择性3、散射作用空气分子和微小尘埃特点：具有选择性作用形式参与作用的大气成分波长范围作用特点吸收反射散射臭氧(平流层)水汽、二氧化碳(对流层)紫外线红外线有选择性，大部分可见光可穿透云层、尘埃各种波长的光都被反射无选择性，反射光呈白色空气分子、微小尘埃蓝、紫色光最易被散射向四面八方散射，有选择性1.为什么月球表面昼夜温差如此之大？（地球上有大气而月球上没有，这说明大气既能削弱太阳辐射，又能对地面起保温作用）2.为什么晴朗的正午天空呈蓝色？早晚呈红色？（正午太阳高度大，穿过大气路程短，仅蓝光被散射掉因而天空呈蓝色）（早晚阳光斜射，穿过路程长，短波各色光皆被散射，剩下红光投射地面
5、，阳光红似火，地平线附近的天空呈红色霞光。）3.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的地区？（赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强的缘故）4.为什么在月球上白天看太阳只是一个明亮的圆盘，而四周背景却是黑暗的？（没有大气的散射作用）5、为什么白天多云，气温比晴天低，夜间多云，气温又比晴天高？6、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？7、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？（大气对太阳辐射的反射作用、大气逆辐射）（因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）（人造烟幕
6、能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻）地面辐射是大气的主要的直接热源，太阳辐射则是形成地面辐射和大气辐射的能量源泉。（三）影响地面辐射的主要因素1.纬度因素年平均正午太阳高度（三）、影响地面获得太阳辐射多少的因素纬度因素：纬度 ，年平均正午太阳高度 ，太阳辐射强度 。太阳高度越 ，等量太阳辐射散布面积越 ，经过的大气路径越 ，太阳辐射被削弱越 ，太阳辐射强度越 。下垫面因素：地面反射率 其它因素：天气状况等。大小短少大低大大2.下垫面因素不同性质地面对太阳辐射的反射率不同不同地形对太阳辐射的吸收效果不同降水少、多晴天和空气稀薄的地区，大气对太阳辐射的
7、削弱作用比较弱，到达地面的太阳辐射强。3.气象因素：一般规律：颜色越浅的物体，其反射就越强、吸收就越弱；颜色越深的物体，其反射就越弱、吸收就越强。陆地表面的反射率高于海洋。温室效应太阳辐射地面增温地面辐射大气增温大气逆辐射地面保温大气的热力作用大气对太阳辐射的削弱作用大气的保温效应太阳辐射大气吸收作用反射作用散射作用削弱作用地面大气逆辐射地面辐射宇宙空间保温效应直接热源直接热源解释下列现象：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。白天多云，对太阳辐射的削弱作用强。夜晚多云，大气逆辐射作用（保温作用）强。6、下列各图中，昼夜温差最小的是A B C D、沙漠地区气温日较
8、差大的原因是 A、沙漠地区距离海洋远 B、沙漠地区反射率大 C、沙漠地区水汽少、云量少，大气的保温作用和削弱作用都小 D、沙漠地区大气中的固体杂质含量多气压：在任何表面的单位面积上空气分子运动所产生的压力。通常用所测高度以上单位截面积的垂直大气柱的重量表示。B A大气上界地面ABHh近地面气压必大于高空。103010201010（hPa）B A C在地面受热均匀的情况下，等压线是水平的。等压线：由气压值相同的点连成的线。如果地面受热不均，气压和等压线又会有怎样的改变?二、全球气压带、风带的分布和移动（一）热力环流形成的原理能量来源：太阳辐射根本原因：太阳辐射纬度间的差异1.概念：由于地面冷热不
9、均形成的空气环流2.形成过程：地面冷热不均空气垂直运动水平方向的气压差大气的水平运动热力环流高高低低低高地面受热(赤)冷却(极)冷却（极）城区气温高郊区气温低郊区气温低城市“热岛效应”城市风高空的气压高低与地面相反注意：近地面低气压 上升气流 阴雨天气 近地面高气压 下沉气流 晴燥天气高压、低压是针对同一水平面而言的。但不同高度上的高压数值不一定比低压数值大同一垂直面上：气压总是由高到低(从地面到高空)同一水平面上：温度高,气压低;温度低,气压高近地面低气压,高空必定是高气压近地面高气压,高空必定是低气压气压变化规律气流运动规律垂直方向：水平方向：热上升；冷下沉从高压流向低压等压线变化规律等压
10、线向高空凸出为高压区等压线向低空凹进为低压区高高低低2000米等压面3124地面AB把1至4点按气压由高到低排序-绘出热力环流过程箭头A、B哪受热，哪冷却？1、3、4、2受热冷却HADBC右图中，弧线为等压线，虚线表示水平面。读图回答：（）A、B两点，气压较低的是 点，气温较高的是 点。请在图中画出大气的垂直运动。（）C、D两点中，气压较高的是 点。请在图中画出大气的水平运动。（3）图上A、B、C、D四点当中，气压由高到低排列，依次为 。ABDC 阅读课本48页活动：思考上海地区温度分布规律和原因画出上海城区和郊区的空气运动方向完成课本48页“活动思考”（二）大气的水平运动1水平气压梯度力水平
11、气压梯度力就是促使大气在水方向上由高压区流向低压区的力，是使大气产生水平运动的原动力，是形成风的直接原因，其方向是沿垂直于等压线的方向，由高压指向低压。水平气压梯度力的大小与水平方向上单位距离内的气压差有关，是决定风速的最重要因素。103010201010（hPa）方向：垂直于等压线，由高压指向低压AB风向形成风的直接原因：水平气压梯度力等压面：气压相等的曲面等压线：气压相等的线10101006100810021004100610081010AB等压线越密，水平气压梯度力越大风力越大?2风向：风的来向 3风力：按风速划分的等级 4风形成的直接原因：水平气压梯度力 5影响风向的因素高空：水平气压
12、梯度力、地转偏向力 风向与等压线平行近地面：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力风向与等压线成一夹角10101008100610041002（hPa）气压梯度力风向地转偏向力地转偏向力方向：垂直风向北半球右偏 南半球左偏 只改变风向，不改变风速（hPa）1000100510101015气压梯度力风向地转偏向力摩擦力摩擦力方向：与风向相反减小风速影响风向影响风向的因素高空：水平气压梯度力、地转偏向力 风向与等压线平行近地面：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力风向与等压线成一夹角（三）全球气压带和风带的分布三圈环流的形成及影响因素第一步：假设：地球表面性质均一地球不自转，无地转偏向力太阳直射赤道高低
13、纬度受热不均水平气压梯度力赤道与极地间的闭合环流赤道南极北极赤道思考二由于地球在不停的自西向东自转，存在地转偏向力，迫使运动着的大气在北半球向右偏转，南半球向左偏转，这样能否形成单圈环流呢？第二步：假设：地球表面性质均一地球自转，有地转偏向力赤 道 低 压 带副热带高压带24副极地低压带76低纬环流中纬环流高纬环流1358910-三圈环流 极地高压带极地东风西风东北信风近地面气压带和风带的形成因素热力因素动力因素地球表面的气压带：赤道低气压带、副热带高气压带、副极地低气压带、极地高气压带1.低纬环流和信风带问题：赤道地区气流如何垂直运动，为什么？气压如何？赤道高空大气如何水平运动？30N地区气
14、流如何垂直运动？30N近地面气压如何？30N-赤道之间的近地面大气如何水平运动？赤道地区的辐合气流如何形成？2.中纬环流与西风带问题：近地面，副热带到副极地地区气流如何水平运动，极地到副极地气流如何水平运动？60N附近大气怎样垂直运动？极锋如何形成？副极地地区近地面气压如何？3.高纬环流与极地东风带问题：近地面，极地到副极地气流如何水平运动？（四）全球气压带和风带的移动问题：1、夏季气压带、风带移向何方，为什么？赤道低气压带、副热带高气压带等位置，势力范围有何变化？3、冬季移向何方，为什么？各风带、气压带的位置、势力范围有何变化？风带和气压带的移动大致随太阳直射点的的季节移动而移动，就北半球而
15、言，夏季北移，冬季南移。三、气压带和风带对气候的影响复习：课本52页“活动1”由于风带、气压带分布以及移动，使得南北纬1020之间，受信风带和赤道低气压带边缘交替控制，表现为干雨季分明的热带草原气候；在南北纬3040之间的大陆西岸冬季被西风带控制，夏季被副高控制，表现为冬季温和多雨，夏季炎热干燥的地中海气候。（一）风带、气压带季节移动与大气活动中心1.7月份，北半球大陆增温比海洋增温快，形成的 一个热低压把北半球的副热带高压带切断 最为突出的为亚洲低压，相对应的太平洋上出现夏威夷高压2.1月份，北半球大陆降温比海洋快，形成的一个冷高压把北半球副极地低压带切断 以亚洲高压最为强烈，相对应的太平洋
16、上出现阿留申低压3.南半球海洋面积占绝对优势，纬向的气压带比 北半球明显。在南纬30度以南地区，气压带基 本上呈带状分布 冬、夏两季，海陆上的这些高、低气压中心，势力强，范围广，称为大气活动中心。他们的强弱与位置随季节的变化而变化，对世界各地的天气与气候有重大的影响。四、气压带和风带对气候的影响 思考阅读课本52页活动由于风带、气压带分布以及移动 南北纬1020:受信风带和赤道低气压带交替控制热带草原气候：干湿季分明 在南北纬3040之间:大陆西岸冬季被西风带控制，夏季被副高控制地中海气候：冬季温和多雨，夏季炎热干燥 一月七月海陆分布对大气环流的影响-北半球气压带断裂成单个的高低气压中心60N
17、30N亚 欧 大 陆洋大西洋太平副 极 地 低 气 压 带蒙古-西伯利亚高压阿留申低压冰岛低压副 热 带 高 气 压 带亚洲（印度）低压亚速尔高压夏威夷高压南半球海洋面积占绝对优势，纬向的气压带比北半球明显，特别是南纬30度以南地区气压带基本成带状分布（二）气压带、风带季节移动与季风环流 概念：大范围地区的盛行风随季节而有明显改变的现象。主要成因：海陆热力性质的差异、气压带风带的移动 东亚季风南亚季风季节冬季夏季冬季夏季源地亚洲高压太平洋亚洲内陆印度洋风向西北风东南风东北风西南风性质寒冷、干燥炎热、湿润温暖、干燥炎热、湿润成因海陆热力性质差异海陆热力性质差异海陆热力性质差异气压带、风带的季节移
18、动四、常见的天气系统预备知识：气团气团是指在水平方向上的温度、湿度等物理性质比较均匀、在垂直方向上各种物理性质也很相似的大团空气。（一）锋面系统与天气冷气团暖气团冷暖气团的交界面叫锋面锋面附近常伴有云、雨、大风等天气1.锋面及锋面附近天气冷气团在下，暖气团在上地面冷气团暖气团锋面锋线锋面是如何形成？锋的结构？锋面特点？说出冷、暖气团的位置特点。锋面附近的天气又将如何？1、看冷暖气团谁主动；2、锋前还是锋后降雨；3、看降雨强度和时间；4、看其标志是齿状还是半圆。哪一张图是暖锋?乙冷、暖锋面的判别甲甲图图示A、B、C、D四地，目前哪些区域可能正在降水？暖气团冷气团冷气团暖气团B（冷锋锋后）、C（暖
19、锋锋前）可能正在降水市区冷气团暖气团想一想：这个锋叫什么锋？冷锋冷气团主动靠近暖气团市区冷气团暖气团想一想：冷锋过境前市区的天气？暖气团控制，气温高、气压低、晴朗市区想一想：冷锋过境时市区的天气？冷锋控制，降温、阴雨、大风、暖气团冷气团市区想一想：冷锋过境后市区的天气？冷气团控制，气温降低、气压升高、晴朗冷气团暖气团暖气团市区想一想：暖气团冷气团这个锋叫什么锋？暖锋暖气团主动靠近冷气团市区想一想：暖气团冷气团暖锋过境前市区的天气？冷气团控制，气温低、气压高、晴朗市区想一想：暖气团冷气团暖锋过境时市区的天气？暖锋控制，阴雨、升温市区想一想：暖气团冷气团暖锋过境后市区的天气？暖气团控制，气温升高、
20、气压降低、晴朗2、锋面类型及特点冷气团暖气团暖气团冷气团冷锋暖锋气团运动天气变化过境前过境时过境后冷气团主动移向暖气团气温高、气压低、晴朗锋后阴雨、大风降温气温降低、气压升高、晴朗暖气团主动移向冷气团气温低、气压高、晴朗锋前阴雨天气气温升高、气压降低、晴朗冷锋暖锋冷、暖锋对比冷锋暖锋概念 冷 气团主动向 暖 气团方向移动的锋。暖气团主动向冷 气团方向移动的锋。气团势力 冷 气团势力强 暖 气团势力强暖气团上升状况暖气团被迫抬升暖气团主动爬升移动方向 冷 气团的移动方向 暖 气团的移动方向锋前、锋后 暖 气团在锋前 冷 气团在锋前锋面坡度较大较小降水区位置主要在锋后,雨区窄在锋前，雨区宽锋面符号
21、影响我国的锋面系统主要是冷锋夏季：暴雨冬季：寒潮春季和冬季：沙尘暴 思考：为什么会一场春雨一场暖？为什么会一场秋雨一场寒？长江中下游地区的梅雨一场春雨一场暖贵阳冬半年“天无三日晴”北方冬春季节的沙尘暴一场秋雨一场寒北方夏季的暴雨冷锋暖锋准静止锋1000.01002.51005.01000.01002.51005.0低高根据水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力画出实际风向。气旋反气旋北半球水平气压梯度力风向（二）低压与气旋、高压与反气旋的联系及天气（二）低气压、高气压系统与天气1.低气压系统与天气 低低气压的含义气旋等压线闭合，中心气压低于周围气压的大气分布伴随着低气压出现的大气旋涡2.高气压系统
22、与天气 高气压的含义反气旋等压线闭合，中心气压高于周围气压的大气分布伴随着高气压出现的大气旋涡高气流状况 气旋 反气旋 气压状况 气 流 水平方向 垂直方向 天气状况 举 例 低气压四周向中心辐合 北半球:逆时针 南半球:顺时针 上升阴雨高气压中心向四周辐散 北半球:顺时针 南半球:逆时针 下沉晴朗夏秋季节东南沿海台风长江流域伏旱北方秋高气爽的天气冬季寒冷干燥的天气下面四幅图中，表示南半球反气旋的是2.锋面气旋系统与天气 高低高压脊低压槽低冷锋高压脊线上气流以辐散为主，不易形成锋面。低压槽线上气流以辐合为主，易形成锋面。暖锋 锋面气旋与天气 讨论：为什么锋面往往与低气压系统结合在一起？以北半球为例活动根据课本图238，回答问题：（1）图中A、B、C、D四地中，目前在冷气团控制下的是_，在暖气团控制下的是_。（2）此时A、C两地各吹什么方向的风？（3）A、B、C、D四地中，目前最可能发生降水的是_。（4）画出南半球锋面气旋示意图。A、D B、C A：偏北风 C：西南风 A、D 地表性质（同纬度）夏季冬季气温气压气温气压陆地海洋高低低低低高高高
