大气的受热过程及大气运动

对流层大气的受热过程及大气运动第三章自然环境中的物质运动和能量交换大气受热过程1.掌握大气受热过程，理解大气对太阳辐射的削弱作用及地面的保温作用。2.理解热力环流形成原理，大气水平运动的影响因素及风向的判断。3.学会阅读、分析和判读等温线分布图、等压线分布图和等压面分布图，并能运用已学知识分析解决问题。对流层大气的受热过程微专题一对流层高纬薄低纬厚大气垂直分层主要特点原因气温随高度增加而递减；对流运动显著；天气现象复杂多变热量自地面；上冷下热，对流强；水汽杂质多平流层大气垂直分层主要特点原因气温随高度升高而增高；大气以水平运动为主；大气平稳，天气晴朗臭氧吸收紫外线；上热下冷；水汽杂质少高层大气大气垂直分层主要特点原因存在若干电离层能反射无线电短波对无线电通信有重要作用太阳紫外线和宇宙射线作用大气组成干洁空气悬浮物水汽N2O2CO2O3成云制雨分层分层依据:高层大气平流层对流层生物体的基本成分维持生命活动光合作用、保温作用（吸收红外线）地球生命的保护伞（吸收紫外线）主要根据大气温度随海拔升高而变化的情况与人类关系最密切天气现象复杂多变对流降低地面17~18KM（赤道）8~9KM（极地）O3吸收紫外线有利于飞机飞行平流升高O3层吸收紫外线50—55KM无线电短波通讯2000~3000KM与人类的关系运动形式温度变化直接热源厚度吸收散射大气反射地面吸收逸出逸出(大气辐射)返回地面（大气逆辐射）大气吸收大气的受热过程：吸收反射散射大气的削弱作用：太阳短波辐射地面吸收地面长波辐射大气吸收大气逆辐射近地面大气主要直接热源：地面大气最重要的能量来源：太阳辐射能大气的保温作用：大气逆辐射云层越厚云量越大，大气逆辐射越强地面反射024681012辐射能力（J/cm2•min•μm]）波长/μm0.20.40.751.02.03.0紫外区红外区可见光区太阳辐射能随波长分布示意太阳辐射能量最集中的部分是可见光区，因此说太阳辐射属于短波辐射大气（主要指CO2）只能吸收长波，故太阳辐射能穿透大气到达地面而不是直接被大气吸收有同学认为大气逆辐射就是大气对地面辐射的反射，这种认识对不对？为什么？不对。大气逆辐射是大气吸收地面辐射升温后，产生的射向地面的大气辐射。大气受热过程原理的应用(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响(2)应用于农业生产实践，提高生产效益利用温室大棚生产反季节蔬菜，利用烟雾防霜冻；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大气受热过程原理的应用(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡高海拔地区:空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富内陆地区:晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富大气增温指近地面大气的增温。近地面大气主要的、直接的热源是地面，但并不意味着整个地球大气层主要的、直接的热源是地面。整个地球大气层主要的、直接的热源是太阳辐射。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。(1)地势高低：地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。(2)天气状况：晴朗的天气条件下，白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→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。大气的受热过程上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①增加B.二氧化碳浓度降低会使②减少C.可吸入颗粒物增加会使③增加D.出现雾霾会导致④在夜间减少大气的受热过程原理的应用随着矿物能源的大量消耗，大气中二氧化碳不断增多。充分利用太阳能，降低二氧化碳排放，是工农业持续发展的重要途径。二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳增多，是如何加强大气“温室效应”的？更多地吸收了地面长波辐射，提高了大气温度；增强了大气逆辐射，补偿了地面损失的热量大气的受热过程原理的应用利用“温室效应”原理，我国北方地区冬季采用大棚技术种植蔬菜、花卉等作物。参考右图，分别说明大棚技术对农业生产光、热、水条件的有利影响。使冬季的太阳光照得以充分利用；提高了大棚内的温度，使作物在冬季也可种植(可以减轻冻害，提高农业生产抗灾能力)；有利于保持、调节大棚内空气和土壤的水分气温的变化及其影响因素微专题二气温垂直递减率的变化1km0km2km3km28℃22℃16℃10℃表现为曲线变陡或变缓。如右图在②情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定；在①情况下，大气对流运动更加强烈正常情况下，海拔每升高100m气温下降0.6℃，但在不同地点及不同时间，可能会小于0.6℃或大于0.6℃等温线特征气温分布规律主要影响因素全球等温线大致与纬线平行从低纬向两极递减太阳辐射(纬度位置)北半球较曲折1月份大陆等温线向低纬凸出，海洋向高纬凸出7月份正好相反在同一纬度,冬季大陆比海洋气温低夏季大陆比海洋气温高海陆热力性质差异南半球较平直同一纬度气温差别小海陆分布等温线特征气温分布规律主要影响因素同纬度地带气温低，则等温线向低纬凸出气温高，则等温线向高纬凸出高原、山地的气温较低平原的气温较高寒流经过处气温低暖流经过处气温高地形洋流我国冬季，等温线密集1月份0℃等温线大致沿秦岭—淮河一线延伸冬季，南北温差大，越往北温度越低太阳辐射冬季风夏季，等温线稀疏夏季普遍高温南北温差不大太阳辐射气温的时间变化规律气温的日变化气温的日(年)较差变化①大陆上气温日较差和年较差比同纬度海洋大②阴天气温日较差比晴天小③纬度越高，气温年较差越大一天中气温最高出现在午后2时左右，最低气温出现在日出前后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昼夜温差地势高大气稀薄白天大气削弱作用和夜晚大气保温作用都弱昼夜温差大地势高低晴朗天气白天大气削弱作用和夜晚大气保温作用都弱昼夜温差大天气状况比热容大增温和降温速度都慢昼夜温差小下垫面气温随高度升高而递减气温高度气温随高度升高而递增气温高度逆温造成局部上热下冷，大气层结稳定，使大量烟尘水汽凝结物等聚集在它的下部，易产生大雾天气，使能见度变坏，甚至造成严重大气污染夜间地面迅速降温，离地面愈近降温愈快，形成逆温，黎明达最强暖空气水平移动到冷的地面上，底层空气受地面影响而迅速降温山坡上的冷空气沿斜坡下沉到谷底积聚并把较暖的空气抬挤上升冷暖空气相遇形成锋面，其上方为暖空气，下方为冷空气平流雾炊烟平流等温线的水平分布及其变动该地1月0℃等温线的位置总体上A.向亚热带地区偏移B.向海拔较低地区偏移C.向低纬度地区偏移D.向落叶阔叶林带偏移右图为1959～2009年秦岭山地1月0℃等温线位置变化图。等温线的水平分布及其变动由图中等温线的位置及其变动可知A.甲为山岭,冬季平均气温趋于下降B.乙为山谷,冬季平均气温趋于上升C.甲地海拔低于乙地海拔D.甲地年平均气温高于乙地右图为1959～2009年秦岭山地1月0℃等温线位置变化图。逆温现象及其影响近年来，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。右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.①B.②C.③D.④热力环流与等压面微专题三形成原因：地面冷热不均是大气运动最简单的形式DCAB冷热高压低压低压高压受热上升冷却下沉垂直方向：海拔越高气压越低先有空气垂直运动，再有高低压，最后有空气水平运动水平方向：空气由高压流向低压地面10201015101010051000等压面等压面等高面①②③④⑤热低压冷高压上升雨下沉晴上升气流容易形成降水，下沉气流往往晴朗等压面上弯说明该处是高压，下弯则是低压地面气压状况与高空相反【地面与高空等压面相反】气压值：①(②=③=④)⑤海陆风海风陆风城市风有大气污染的工业应该布局在城市风范围以外山谷风①②③④⑤⑥谷风山风结合降水量日变化考查热力环流读“拉萨7月降水量日平均变化图”。有关拉萨7月降水日变化成因的叙述，正确的是A.夜晚地面降温迅速，近地面水汽易凝结成雨B.夜晚近地面形成逆温层，水汽易凝结成雨C.白天盛行下沉气流，水汽不易凝结成雨D.白天升温迅速，盛行上升气流，水汽不易凝结成雨市区气温经常比郊区高污染物比郊区多，能见度低白天市区近地面湿度小于郊区夜晚市区近地面湿度高于郊区城市热岛产生的局地上升气流有利于对流雨的形成等压线的判断与应用某校地理兴趣小组利用假期对当地的一个山谷进行野外考察，下图其中竖实线为剖面线，虚线为等压面，实线为等温面，箭头为大气流动方向。右图信息中，只有一处正确是A.甲B.乙C.丙D.丁地理兴趣小组观测时间可能是A.8:00～9:00B.12:00～13:00C.15:00～16:00D.23:00～24:00判读气压的高低判断气压高低的依据及判读思路如下：(1)气压的垂直递减规律。在垂直方向上随着高度增加气压降低，如下图，在空气柱L1中，PA′PA，PDPD′；在L2中，PBPB′，PC′PC。1.(2)同一等压面上的各点气压相等。如上图中PD′＝PC′、PA′＝PB′。综上分析可知：PBPAPDPC。判读等压面的凸凹因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，使等压面发生弯曲。等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”。(如右图所示)另外，近地面与高空等压面凸起方向相反。2.判断近地面的冷热状况及其下垫面性质可按如下思路进行判断：等压面的弯曲状况⇨近地面气压高低⇨根据温压关系，判读出气温高低⇨根据不同下垫面的热力差异，判读出下垫面的性质，如高压可能对应夏季的海洋(冬季的陆地)、白天的绿地(夜晚的裸地)、城市的郊区等。判断近地面的天气状况及日较差可按如下思路进行判断：等压面的弯曲状况⇨近地面气压高低⇨判读出天气状况(低压多阴雨天气，高压多晴朗天气)⇨日较差大小(晴天日较差大、阴天日较差小)。3.4.读北半球某地的气压分布图，完成下列各题。(1)甲、乙、丙、丁四地气压的大小关系为________。(2)在图中用箭头标出环流模式。(3)甲、乙两地中气温较高的是________地，其对应的天气状况常为________天气，气温日较差较大的是_______地。(4)图中，甲、乙两地之间的风向为________。(5)在图中画出高空的等压面。解析该题以北半球某地的气压分布图为背景，综合考查热力环流的形成原理。解答该题可按如下思路进行：答案(1)甲乙丙丁(2)如右图(3)乙阴雨甲(4)西南(5)如图(与近地面弯曲方向相反)大气的水平运动与等压线微专题四大气的水平运动：等压线与等压面等压面等压面等压线水平气压梯度力水平气压梯度力水平气压梯度力与等压线垂直，由高压指向低压等压线越密，水平气压梯度力越大，风速越大形成风的直接原因【根本原因：地面冷热不均】500/hPa498496494492490高空的风高空的风：与等压线平行由于地转偏向力总是与物体运动的方向垂直。当地转偏向力与水平气压梯度力相平衡时，物体保持原来的运动状态。北半球风向水平气压梯度力地转偏向力1010/hPa10081006100410021000近地面的风近地面的风：斜穿等压线由于地面有摩擦力，摩擦力的方向与物体运动的方向相反。摩擦力既改变物体运动的方向，也改变物体运动的速度。南半球风向水平气压梯度力地转偏向力摩擦力脊脊槽槽作图：等压线图上画风向风向水平气压梯度力10101000990北半球近地面约45°西北风东南风根据等压线判断风向改变数字法记忆大气的水平运动一个直接原因：形成风的直接原因——水平气压梯度力；二种风：高空中的风——风向平行于等压线；近地面的风——风向与等压线斜交；三种力：水平气压梯度力——方向垂直等压线，指向低压；地转偏向力——始终与风向垂直；摩擦力——始终与风向相反。等压线的判读与技巧等压线是把在一定时间内气压相等的地点在平面图上连接起来所成的封闭曲线，其可以显示空间气压的高低分布状况，如下图所示。具体有以下应用：1985年4月5日8时世界海平面气