1、第二节 大气受热过程和大气运动 第一课时 大气受热过程 基础认知自主学习一、大气的受热过程 1.大气的能量来源:(1)地球大气最重要的能量来源:_,属于短波辐射。(2)近地面大气主要、直接的热源:_,属于长波辐射。2.大气对太阳辐射的削弱作用:主要包括吸收和_。A太阳辐射 B地面辐射 反射 3.大气的受热过程:过程 内容 太阳暖大地 太阳辐射穿过地球大气层,少部分被_,大部分 到达地面,地面吸收_而增温 大地暖大气 地面增温后,以_的形式把热量传递给近地面大气,近地面大气又以_等方式层层向上传递能量 吸收或反射 太阳辐射 长波辐射 对流、传导 二、大气对地面的保温作用 1.吸收作用:对流层中的
2、水汽、_等,吸收长波辐射的能力很强;大气 吸收_后会增温。2.大气逆辐射:大气增温的同时,向外辐射长波辐射,大部分向下射向_,其 方向与_相反,故称大气逆辐射。3.保温作用:二氧化碳 地面长波辐射 地面 地面辐射【填图绘图】填出各代号代表的含义。提示:a_;b_;c_;d_;e_。反射 吸收 太阳短波辐射 地面长波辐射 大气吸收【对点连线】【质疑批判】判断下列说法的正误。太阳辐射是大气能量的根本来源。()辐射热交换是大气增温的最重要方式。()大气的绝大部分成分都可以直接吸收太阳辐射。()大气逆辐射与大气辐射是两种不同的辐射。()【实践探索】我国新疆地区有“早穿皮袄午穿纱”的说法,请运用大气受热
3、过程和保温作用原理解释其原因?提示:新疆深居内陆,降水少,多晴朗天气,云层薄。白天对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射强,气温高,因此“午穿纱”;夜晚大气的保温作用弱,经过一夜的热量散失,早上气温低,因此“早穿皮袄”。能力形成合作探究能力一 大气的受热过程和保温作用【能力形成】1.大气对太阳辐射的削弱作用:大气对太阳辐射的削弱作用表现在大气对太阳辐射的反射、散射和吸收三个方面。如下表所示:作用 形式 作用 特点 参与作用的 大气成分 削弱的辐射 形成的自然 现象 反射 作用 无选 择性 较大颗粒 的尘埃、云层 各种波长的 太阳辐射 夏季多云的白天,气温不太高 作用 形式 作用 特点 参与
4、作用的 大气成分 削弱的辐射 形成的自然 现象 散射 作用 有选 择性 空气分子,微小尘埃 可见光中波长较短的蓝、紫光 晴朗的天空呈蔚蓝色 无选 择性 较大颗粒 的尘埃等 各种波长的太阳辐射 阴天的天空呈灰白色 吸收 作用 有选 择性 臭氧、水汽、二氧化碳等 紫外线、红外线 平流层中的臭氧能吸收紫外线,对地球生物具有保护作用 2.大气的受热过程原理:大气的受热过程可形象地概括为“太阳暖大地”“大地暖大气”,具体图解如下:3.原理应用利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉:(1)高海拔地区:地势高空气稀薄大气的削弱作用弱太阳能丰富。(2)内陆地区(如我国西北):气候较为干旱晴天多、阴雨天气
5、少大气的削弱作用弱太阳能丰富。(3)沿海地区(如英国):气候湿润阴雨天多大气的削弱作用强太阳能不丰富。【知识拓展】大气对太阳辐射的削弱作用随纬度和时间变化的规律(1)随时间变化:太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得 越少,太阳辐射作用越强,反之,被大气削弱得越多,太阳辐射作用越弱。(2)随纬度变化:纬度位置越低,太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,太阳辐射作用越强;纬度位置越高,太阳辐射被大气削弱得 越多,太阳辐射作用越弱。这是太阳辐射由低纬向两极递减的原因。【典例示范】(2020北京合格考)读“大气受热过程示意图”,完成(1)(3)题。(1)大气热量
6、的根本来源是()A.B.C.D.(2)图中表示大气的()A.反射作用 B.逆辐射作用 C.吸收作用 D.净化作用(3)倡导低碳生活,减少CO2排放可以缓解温室效应,主要是因为()A.增强 B.减弱 C.减弱 D.增强【思路点拨】解答该题的思路如下:【解析】(1)选A,(2)选B,(3)选C。第(1)题,由图可知,序号是到达地面的太阳辐射、是地面辐射、是大气逆辐射、是射向宇宙空间的大气辐射,大气热量的根本来源是太阳辐射。第(2)题,由图可知,序号是大气向下射向地面的大气逆辐射。第(3)题,倡导低碳生活,大气中CO2排放减少,CO2吸收地面长波辐射减少,会使大气逆辐射减少。【类题再练】(2019山
7、东1月学考)下图为大气受热过程示意图。读图回答(1)、(2)题。(1)图中箭头中,代表近地面大气主要直接热源的是()A.B.C.D.(2)与晴天相比,阴天()A.强 B.弱 C.强 D.强【解析】(1)选C,(2)选D。结合箭头可以判断图中为太阳辐射,为大气反射,为地面辐射,为大气逆辐射。第(1)题,地面辐射是近地面大气主要直接热源,图中为地面辐射。第(2)题,阴天云层厚,白天削弱作用强,到达地面的太阳辐射少,地面辐射也弱,因此弱,强,弱;夜晚云层厚,保温作用强,故强。【补偿训练】最新研究发现,鸟粪可以影响北极气温变化。每年迁徙至北极地区的鸟类 产生的鸟粪被微生物分解后,会释放约4万吨的氨,氨
8、与海水浪花喷洒出的硫酸 盐及水分子混合后,形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒。这些尘埃颗粒物不仅 集中在鸟群附近,在整个北极均有分布。下图示意大气受热过程。据此完成(1)、(2)题。(1)鸟粪对北极地区气温的影响及其原理是()A.升高,增强 B.升高,增强 C.降低,增强 D.降低,增强(2)该影响最明显的季节是()A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季【解析】(1)选D,(2)选B。第(1)题,由材料可知鸟粪被微生物分解后,最终形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒,结合图可知尘埃颗粒增强了大气对太阳辐射的吸收和反射作用,使到达地面的太阳辐射减少,从而使北极地区气温降低。第(2)题,由材料可知鸟粪被微生
9、物分解后,最终形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒,影响北极地区的温度,夏季北极地区气温高,微生物分解作用强,因此该影响最明显的季节是夏季。能力二 大气的保温作用【能力形成】1.大气的保温作用:基本过程 地面辐射的长波辐射绝大部分被对流层中的水汽、二氧化碳吸收,然后以大气逆辐射(长波辐射)的形式将热量退还给地面 作用 减少了地面的热量损失,使地球表面温度特别是夜间的温度不至于降得过低 影响因素 与空气的透明度有关,如大气中的云量、尘埃、水汽等越多,作用越明显 举例 阴天夜晚不太冷,春秋晴朗的夜晚易发生霜冻 2.大气保温作用原理在农业中的应用:(1)我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。(2)深秋利
10、用烟雾防霜冻。(3)干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。(4)昼夜温差大小的分析。分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。【特别提醒】大气逆辐射并非夜晚存在 大气逆辐射是大气辐射的一部分,白天、夜晚都存在,且白天更强。只是白天由于太阳辐射的影响,分析问题时主要侧重于大气对太阳辐射的削弱作用;夜晚,由于没有太阳辐射,近地面气温主要受大气逆辐射强弱的影响,因而易产生大气逆辐射只存在夜晚的误解。【知识拓展】1.谚语中的地理原理:十雾 九晴 深秋、冬季和初春的时候,早晨出现大雾,多数是晴天。
11、原因在于,低温条件下,才会形成雾。晴天的夜晚,大气的保温作用弱,近地面辐射降温,气温较低,故易形成雾。翌日,日出后气温上升,过饱和状态逐渐结束,雾也就逐渐消散,天气晴好。所以有“十雾九晴”之说 露重见 晴天 露的形成类似于雾,气温低才会形成露。说明当地夜间天气晴朗,大气的保温作用弱,寒冷,大气稳定,地面辐射降温强烈 霜重见 晴天 即指霜冻多出现在晴朗的夜晚,原因是晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,大气的保温作用弱,气温降低,地表水汽凝结为霜 2.逆温的类型及成因:类型 成因 特点 辐射 逆温 在晴朗或少云的夜晚,地面辐射强,冷却快,离地面越近,降温越快 大陆上常年均可出现,尤其冬季最强 平流 逆温 暖
12、空气水平移动到冷的地面或水面发生的冷接触作用 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【情境探究】玉兔二号,嫦娥四号任务月球车,于2019年1月3日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离,驶抵月球表面。首次实现月球背面着陆,成为中国航天事业发展的又一座里程碑。月球表面白天非常炎热温度高达160度,黑夜异常寒冷,温度骤降到零下180度,对于玉兔二号的电子设备是一种考验。【探究】(1)玉兔二号工作时的能源主要来自哪里?(区域认知:从空间-区域维度认知地理事物或现象)提示:太阳辐射能。(2)月
13、球表面的温度昼夜变化为什么剧烈?(综合思维:从时空综合角度分析地理事物或现象)提示:月球的自转周期较长,加上白天,月球由于没有大气对太阳辐射的削弱作用,月面温度升得很高;夜间由于没有大气的保温效应,月面温度骤降,气温很低。【典例示范】(2020全国卷)对我国甘肃某绿洲观测发现,在天气稳定的状态下,会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。下图呈现该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化。据此完成(1)、(2)题。(1)图示观测时段内()A.正午绿洲和沙漠长波辐射差值最大 B.傍晚绿洲降温速率大于沙漠 C.凌晨绿洲和沙漠降温速率接近 D.上午绿洲长波辐射强于沙漠(2)导致绿洲夜间地表温度仍低
14、于沙漠的主要原因是绿洲()白天温度低 蒸发(腾)多 空气湿度大 大气逆辐射强 A.B.C.D.【思路点拨】解答该题的思路如下:【解析】(1)选C,(2)选A。第(1)题,由图可知,凌晨0-6时左右绿洲和沙漠地表 温度的变化曲线接近平行,说明降温速率接近;地面长波辐射主要受地温的影 响,图中显示地表温度差值最大时接近15时,故15时左右绿洲和沙漠的地表温 度差值最大;傍晚沙漠地温曲线较陡,温度下降较快,故绿洲降温速率小于沙 漠;上午绿洲地温低于沙漠,故绿洲长波辐射弱于沙漠。第(2)题,由于沙漠白 天温度较绿洲高很多,夜间虽然沙漠降温幅度快于绿洲,但还是会出现绿洲夜 间地表温度仍低于沙漠的现象,正
15、确;绿洲地表较湿润,蒸发(腾)多,吸收热 量多,会使绿洲夜间降温较快,温度较低,正确;空气湿度大和大气逆辐射强 都会导致夜间降温较慢,使绿洲夜间地表温度较高,、错误。【补偿训练】图甲为大气受热过程示意图,图乙为我国某地2019年12月15日和16日天气示意图。据此完成(1)、(2)题。(1)与15日相比,该地16日气温日较差变化的主要原因是()A.减弱,增强 B.减弱,增强 C.增强,减弱 D.增强,减弱(2)现在我们都在提倡低碳生活,实现低碳生活会使图甲中()A.增强 B.减弱 C.减弱 D.增强【解析】(1)选C,(2)选C。第(1)题,读图可知该地天气状况,15日为多云、16日为晴天;图
16、中显示晴天的气温日较差大,这是由于白天大气对太阳辐射的削弱作用较弱,太阳辐射较强,近地面气温较高;而夜晚,由于空气中的云量较少,大气逆辐射弱,即保温作用弱,气温较低,故气温日较差较大;故与15日相比,该地16日气温日较差变化的主要原因是增强,减弱。第(2)题,提倡低碳生活,可以减少二氧化碳的排放,从而减少二氧化碳对地面辐射(图中)的吸收,进而减弱大气逆辐射(图中)。素养发展图表应用【常见图形】图形1 对流层大气受热过程示意图 图形2 太阳、地面、大气、宇宙之间热力作用图【探源母图】1.图形实质:试题中的各种大气受热过程变式图实质都是教材图呈现的大气受热过程示意图呈现的大气的最重要能量来源、直接
17、热源、大气对太阳辐射的削弱作用、大气的受热过程、大气的保温作用等知识。2.学科素养:读懂此图需要具备一定的地理区域认知、综合思维等学科素养。【母图探究】大气的受热过程示意【思考】(1)大气的最重要能量来源、近地面大气的直接热源分别是什么?提示:太阳辐射 地面辐射。(2)大气对太阳辐射削弱作用主要有哪些?提示:吸收、反射、散射。(3)大气的受热过程是怎样的?提示:大部分太阳短波辐射到达地面使地面增温,地面增温后以长波形式向大气传递能量,大气吸收地面长波辐射而增温。学情诊断课堂测评 (水平1)读大气热力作用过程图,回答1、2题。1.图中三个箭头所示辐射依次是()A.大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射
18、B.太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射 C.地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射 D.太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射 2.图中表示大气保温作用的数字代码是()A.B.C.D.【解析】1选B,2选C。第1题,图中为太阳辐射、为地面辐射、为大气逆辐射。第2题,图中表示大气保温作用的是大气逆辐射。【补偿训练】(2021广东联考)2020年11月,我国自主研发的一种新型的可拆装 式方舱营房,亮相海拔4 000多米的某高原部队驻地,该营房主要由屋顶太阳能 面板、玻璃房和起居室三部分组成(下图),读图,完成(1)、(2)题。(1)图中方舱营房的太阳能面板、玻璃房的主要功能是()A.防雨雪 B.防辐射 C.防缺氧 D
19、.防低温(2)屋顶的太阳能面板会()A.增强太阳辐射 B.减弱地面辐射 C.增加地面反射 D.增强大气逆辐射【解析】(1)选D,(2)选B。第(1)题,由材料中海拔4 000多米的驻地安装可知,随着海拔的上升气温下降,当地气温低,太阳能面板可以收集太阳热能,玻璃房有保温功能;方舱营房可以防雨雪、防辐射,但不是主要功能;材料中无与防缺氧有关的信息。第(2)题,由所学知识可知,屋顶的太阳能面板能吸收太阳辐射,使到达地面的太阳辐射能减少,地面温度降低,从而使地面辐射减少;不能增强太阳辐射;地面反射与植被覆盖、海陆状况、土质等因素有关;地面辐射减少,大气逆辐射也减弱。3.(水平1.2)读图,回答下列问题。(1)A、B两条曲线中,表示晴天的气温曲线是 。(2)白天阴天,气温比晴天时 ,这是因为 。(3)夜晚阴天,气温比晴天时 ,这是因为 。(4)霜冻为什么多出现在秋、冬季节晴天的夜里?【解析】阴天的白天,云层的反射作用强,到达地面的太阳辐射减少,气温较低。夜晚阴天,云层增强了大气逆辐射,对地面保温作用强,气温高。如图所示。答案:(1)B(2)低 云层的反射作用强(3)高 大气逆辐射强(4)晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,气温低。