课题15大气圈的组成与结构大气的受热过程

廊坊第十五中学高一地理必修一导学案地理组主备人：侯庆国审核人：胡丽平孟凡丽姓名：班级：使用时间：2015.10.19教师评价1课题15第三节第1讲大气圈的组成与结构大气的受热过程一、大气圈的组成与结构1．大气圈的组成(1)低层大气的主要成分：干洁空气、少量的水汽和固体杂质。(2)干洁空气主要成分及作用：干洁空气是由氮、氧、二氧化碳和臭氧等物质组成的。（3）大气组成成分对生命活动和地理环境的影响大气成分主要作用干洁空气氧人类和一切生物维持生命活动所必需的物质氮地球上生物体的基本成分二氧化碳绿色植物进行光合作用的基本原料；对地面有保温作用臭氧大量吸收太阳紫外线，对地球上的生命有保护作用水汽成云致雨的必要条件；影响地面和大气温度，具有“保温效应”固体杂质成云致雨的必要条件（凝结核）；削弱太阳辐射；影响大气质量（4）.人类活动对大气成分的影响①二氧化碳含量增加人类活动中燃烧煤、石油等矿物燃料，不断向大气中排放大量的二氧化碳；大量森林被砍伐，二氧化碳吸收量减少，使大气中的二氧化碳含量不断增加。②氟氯烃含量增加在制冷工业发展前，大气中并不存在氟氯烃化合物。随着冰箱、冰柜、空调等的广泛使用，释放出大量的氟氯烃化合物，使大气中的氟氯烃化合物含量增加。③大气中的臭氧总量减少大气中的氟氯烃化合物增加，破坏大气中的臭氧，使大气中的臭氧总量减少。说明：大气中气体含量的变化规律：①CO2：城区农村；冬季夏季；夜间白天；阴天晴天；与排放物和植物光合作用有关。②水汽：夏冬；低纬度地区高纬度地区；与蒸发量有关。③固体杂质：陆海；城乡；早晚午；冬夏；与排放物和空气稳定与否有关。2.大气圈的结构——垂直分层(1)垂直分层的依据：大气在垂直方向上的温度、密度及大气运动状况的差异。(2)垂直分层：大气自下而上依次划分为对流层、平流层和高层大气A:对流层B:平流层C:高层大气厚度低纬达17～18km,中纬达10－12km高纬仅8～9km。因季节而异：夏冬自对流层顶至50～55km高度平流层顶至2000～3000km特点1.气温随高度的增加而递减（地面是其主要的直接热源）2.对流运动显著3.天气现象复杂多变1.气温随高度增加而增高（臭氧吸收紫外线增温，臭氧层以上，太阳紫外线辐射强烈）2.气流以水平运动为主1.气压很低，密度小。2.在80～500km的高空有若干电离层与人类关系1.与人类关系最密切，人类生活在对流层底部。2.各种天气现象发生在对流层1.臭氧大量吸收太阳紫外线（“地球上生命的保护伞”）2.有利于高空飞行电离层能反射无线电短波，对无线电短波通信有重要作用注意：①不同纬度、不同季节对流层厚度不同：受热多，对流旺盛，对流层高度越多。纬度越高，对流层厚度越小。夏季对流层厚度比冬季大。②对流层对流运动显著的原因：气温下高上低，大气不稳定。③对流层天气变化显著的原因：水汽杂质含量多，易成云致雨；大气对流运动显著④平流层成为最佳航空飞行层的原因：大气以水平运动为主；水汽尘埃少，大气能见度好。特别提示(1)对流层的平均高度为12千米。低纬度地区气温高，对流强烈，可达17千米～18千米。高纬度地区仅8千米～9千米。(2)从近地面到高空，大气密度逐渐减小，气压逐渐降低，水汽、尘埃含量逐渐减少。二、大气的受热过程1．辐射与波长(1)A：________________；B：________________；C.________________。(2)就波长而言：A为________辐射，B、C为________辐射。由实验得知：物体的温度越高，波长越短；物体温度越低，辐射波长就越长。因此，太阳辐射称为短波辐射，地面辐射称为长波辐射。2．受热过程地面辐射大气对太阳辐射的削弱作用大气辐射大气对地面起保温作用大气逆辐射地面辐射太阳辐射太阳地面大气宇宙空间廊坊第十五中学高一地理必修一导学案地理组主备人：侯庆国审核人：胡丽平孟凡丽姓名：班级：使用时间：2015.10.19教师评价2过程:(1)“太阳暖大地”：地面吸收太阳辐射能④而增温；(2)“大地暖大气”：同时地面又把热量向外辐射，地面辐射①的能量绝大部分被对流层的CO2等吸收；(3)“大气还大地”：大气逆辐射③直接补偿了地面损失的热量。（大气逆辐射包括大气向地面的辐射、大气和云层对地面辐射的反射）影响：降低了白天最高温度，提高了夜间最低温度，减小了_____，形成了适宜人类生存的温度环境。3．结论：A是大气热量的________________，________是低层大气主要的直接热源。方法指导大气保温作用可以归纳为易于理解和掌握的“知识串”：太阳辐射——地面吸收——地面增温——地面辐射——大气吸收——大气升温——大气逆辐射。三、大气的热力作用（一）大气对太阳辐射具有削弱作用(发生在白天)（1）吸收：具有选择性。平流层大气中的O3吸收紫外线；对流层的H2O和CO2吸收红外线。（2）反射：无选择性。反射量的多少与云层厚度、云量多少有关。在夏季多云的白天，气温不是很高（3）散射：部分选择性。散射可以改变太阳辐射的方向，使一部分太阳辐射不能到达地面；波长较短的蓝色、紫色光最易被散射。所以晴朗的天空呈蔚蓝色经大气对太阳辐射的削弱后，到达地面的太阳辐射主要是可见光部分。（二）大气对地面的保温作用（温室效应）(发生在夜晚)大气逆辐射对地面起保温作用：大气增温的同时，也向外放出长波辐射，其中的大部分向下射向地面，称为大气逆辐射，被地面吸收，补偿了地面的热量损失，起到保温作用。(三)意义：大气对太阳辐射的削弱作用，使得到达地面的太阳辐射减少，从而使得白天气温不至于过高；而大气对太阳辐射的保温作用，使夜晚地面散热不至于过多，从而使夜晚气温不至于过低，对形成适宜于人类生存的温度环境起到了重要作用。补充：对流层气温的垂直变化及影响1.判断大气结构是否稳定的方法上冷下热的空气结构不稳定，垂直运动显著；上热下冷的空气结构稳定，大气以水平运动为主。如右图所示：2.逆温现象：（1）垂直递减率：对流层大气温度随高度增加而降低(即上冷下热现象)，每升高100米，气温约下降___℃。影响：气温下热上冷，空气上升，________现象显著；（2）逆温：在一定条件下，对流层的某一高度范围内出现气温随高度增加而上升的现象(即下冷上热现象)，这就是逆温现象。（3）影响：空气上升受阻，对人类生产生活产生影响如下：(1)出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故。(2)加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气对流上升受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康，如果位于盆地内，将会更加严重。(3)对航空造成影响。逆温现象如果出现在低空(下图A)，多雾天阻碍飞机起降；而逆温现象出现在高空(下图B)，空气以平流运动为主，飞机飞行平稳，同时万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。例(2010·山东高考)下图为北半球中纬度某地某日5次观测到的近地面气温垂直分布示意图。当日天气晴朗，日出时间为5时。由图中信息可分析出()A．5时、20时大气较稳定B．12时、15时出现逆温现象C．大气热量直接来自太阳辐射D．气温日较差自下而上增大考点一大气的受热过程及其应用典例导入1.地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐射。（1）关于甲、乙、丙三地多年平均年有效辐射总量的空间分布，下列叙述正确的是()A．由甲地向乙地急剧增加B．由乙地向丙地急剧增加C．由甲地向丙地逐渐减少D．由丙地向乙地逐渐减少(2)关于地面辐射和大气逆辐射，下列叙述不正确的是()A．地面辐射与下垫面性质有关B地面温度越高，地面辐射越弱C．空气温度越低，大气逆辐射越弱D．空气湿度大、云量多，大气逆辐射强疑难剖析1．受热过程由右图可知，大气的受热过程可归纳为下表。过程具体过程热量来源1太阳暖大地太阳辐射到达地面，地面吸收后增温太阳是地面的直接热源2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是近地面大气的直接热源3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通过大气逆辐射把热量还给地面2.应用(1)大气中的二氧化碳和水汽能够强烈吸收地面长波辐射，故大气中二氧化碳和水汽含量较大时，大气保温作用较强。如下面两例：廊坊第十五中学高一地理必修一导学案地理组主备人：侯庆国审核人：胡丽平孟凡丽姓名：班级：使用时间：2015.10.19教师评价3①采用塑料大棚发展农业，玻璃温室育苗等。原理：塑料薄膜、玻璃与二氧化碳具有相同的功能，能让太阳短波辐射透射进入，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃散失，从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。②秋冬季节，北方农民常用人造烟幕的办法来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。(2)海拔高、空气稀薄、晴天多、大气洁净的地区，太阳辐射强，如青藏高原、西北地区。这些地区太阳能资源丰富。考点二大气逆温现象及其影响(补充知识)典例导入2.气温垂直递减率是指空气温度在垂直方向上随高度升高而降低的数值。读“某地春季某日气温垂直递减率(℃/100米)时空变化图”，回答(1)～(2)题。(1)当天该地几乎没有对流运动发生的时段是()A．9时～17时B．18时～次日8时C．17时～次日9时D．19时～次日6时(2)发生大气逆温现象的最大高度约为()A．100米B．200米C．400米D．500米疑难剖析1．逆温现象在一定条件下，对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象(即下冷上热现象)，这就是逆温现象。(1)图a为正常气温垂直分布情况。在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。离地面越近，降温越多；离地面越远，降温越少，因而形成了自地面开始的逆温(图b)。(2)随着地面辐射冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时达到最强(图c)。(3)日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温层便逐渐自下而上消失(图d、e)。辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现。夏季夜短，逆温层较薄，消失也快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。3．逆温的类型类型发生的条件出现的地区辐射逆温常发生在晴朗无云的夜晚，地面辐射冷却快，近地面气温迅速下降，而高层降温较慢。冬季陆地上日出前后逆温层最厚中纬度地区平流逆温暖空气平流移动到较冷的地面或气层之上中纬度沿海地区地形逆温主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷地，谷地原来的暖空气被抬升盆地和谷地中锋面逆温锋面过境时，由于冷气团在下，暖气团在上，而形成逆温锋面过境时；准静止锋控制地区更加明显2．影响：无论是哪种逆温，都会造成局部大气上热下冷，阻碍空气垂直运动，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在空气下层，使能见度变差，空气污染加重；尤其是城市及工矿区上空，由于凝结核多，易产生大雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件，如光化学烟雾等。因此，在城市中早晨锻炼的时间不宜过早，特别是冬季，以日出以后一段时间为宜。例题下图为“世界局部地区年平均气温等值线图”。据此回答(1)～(2)题。(1)造成①处气温与同纬度地区明显不同的主要因素是()A．海陆分布B．洋流C．太阳辐射D．大气环流(2)图中甲、乙、丙、丁四个区域中南北温差最小的是()A．甲B．乙C．丙D．丁思维过程答案(1)B(2)B考查点一大气的受热过程我国北方地区农民为了避免所种庄稼遭受霜冻灾害，在深秋的夜晚往往在田间点燃柴草。结合“大气受热过程示意图”，回答1～2题。1．关于图中a、b、c所代表的内容，叙述正确的是()A．a代表近地面大气的直接热源B．a、b、c所代表的辐射波长的大小关系是abcC．b代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收D．c代表的辐射与天气状况无关2．燃烧柴草防御霜冻的做法，有利于()A．增强a辐射B．增强b辐射C．增强c辐射D．改变b的辐射方向廊坊第十五中学高一地理必修一导学案地理组主备人：侯庆国审核人：胡丽平孟凡丽姓名：班级：使用时间：2015.10.19教师评价4考查点二逆温现象（暂时超出知识范围）读“山东烟台附近某山区村庄某时刻