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第1课时大气圈的组成与结构大气的受热过程课标阐释激趣诱思1.运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联系。(综合思维、地理实践力)2.运用示意图等,说明大气的受热过程与热力环流的原理,并解释相关现象。(综合思维、地理实践力)秋季晴朗的傍晚,农民点燃田地里的秸秆或柴草,使烟雾弥漫,从而达到预防或减弱霜冻的目的。你知道大气的受热过程是怎样的吗?为什么通过人造烟雾,可以减轻霜冻的危害?自主预习自我检测一、大气圈的组成与结构1.大气圈的组成(1)组成:干洁空气、水汽和固体杂质。(2)作用大气成分作用N2生物体内蛋白质的重要组成部分O2维持生命活动必需的物质CO2绿色植物进行光合作用的原料,调节地表温度O3吸收太阳辐射中的紫外线,保护人类和动植物免遭过量紫外线的伤害水汽成云致雨的必要条件尘埃作为凝结核,促进云雨的形成自主预习自我检测2.大气圈的分层(1)依据:大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。(2)大气分层A代表对流层,空气对流运动显著。B代表平流层,空气以水平运动为主。该层的臭氧层被誉为“地球生命的保护伞”。C代表高层大气,空气密度小,有若干电离层。自主预习自我检测链接生活对流层的高度在不同纬度地区和不同季节有何差异?提示:对流层的高度有纬度差异和季节变化。低纬度地区较高,高纬度地区较低;同一地区,夏季高于冬季。自主预习自我检测二、大气的受热过程1.两大热源(1)根本来源:A太阳辐射。(2)直接来源:B地面辐射。2.两大过程(1)地面增温:大部分太阳辐射透过大气射到地面,使地面增温。(2)大气增温:地面以长波辐射的方式向大气传递热量,使大气增温。自主预习自我检测3.两大作用(1)削弱作用:大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的反射、吸收和散射作用。(2)保温作用:C大气逆辐射将部分热量还给地面,从而对地面起到保温作用。链接生活苏轼的《水调歌头·明月几时有》中写道“高处不胜寒”。你能运用所学的大气受热过程的知识,解释其中蕴含的科学道理吗?提示:地面辐射是低层大气主要的热量来源,“高处”离地面较远,吸收的地面辐射较少,气温较低。自主预习自我检测1.判断题(1)大气圈中氧气的含量是最多的。()(2)地面辐射是短波辐射。()(3)含量最多的氮气能吸收紫外线,被称为“地球生命的保护伞”。()(4)平流层的气温随高度增加而增加。()(5)阴雨天气大气逆辐射更强。()答案:(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√自主预习自我检测读地球表面受热过程示意图,完成2~3题。2.图中字母表示大气逆辐射的是()A.aB.bC.cD.d3.近地面大气的热量主要来自()A.aB.bC.cD.d自主预习自我检测解析:第2题,a是到达大气上界的太阳辐射;b是被大气削弱后到达地面的太阳辐射;c是地面辐射,大部分被大气吸收,使大气增温;d是大气逆辐射,补偿地面辐射损失的热量。第3题,结合上题的分析,近地面大气的热量主要来自地面辐射,地面的长波辐射是低层大气主要的热量来源。答案:2.D3.C自主预习自我检测下图为地球大气受热过程示意图。读图,完成4题。4.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在夜间减少解析:臭氧层遭到破坏,会导致大气吸收太阳紫外线的能力下降(①减少);二氧化碳浓度降低,会导致大气吸收地面辐射的能力下降,吸收的地面辐射(②)减少;可吸入颗粒物增加,会导致大气对太阳辐射的削弱作用增强,到达地面的太阳辐射减少,从而使地面吸收的太阳辐射减少(③减少);出现雾霾,会导致大气逆辐射(④)在夜间增加。答案:B自主预习自我检测5.霜冻往往出现于深秋至第二年早春晴朗的夜晚,因为此时()A.地面辐射强,地表降温慢B.空气中水汽多,地表降温快C.大气逆辐射弱,地表降温快D.大气保温作用强,地表降温慢解析:深秋至第二年早春晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,大气的保温作用差,地面降温快,空气中的水汽迅速降温,发生凝华现象,形成霜冻。答案:C探究一探究二当堂检测大气的垂直分层问题探究2019年4月30日,天绘二号01组卫星在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射。结合材料探究:(1)卫星发射升空时,依次穿过的大气层是什么?(2)与人类关系最密切的大气层是什么?提示:(1)卫星依次穿过的大气层是对流层、平流层和高层大气。(2)对流层。探究一探究二当堂检测名师精讲大气垂直分层的特点分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系厚度一般为8~16千米,平均12千米左右①气温随高度增加而降低②空气对流运动显著③天气现象复杂多变①地面是低层大气的直接热源,所以同一地区的对流层高度夏季高于冬季②该层上部冷,下部热③几乎全部的水汽、固体杂质都集中在该层,对流运动易成云致雨因人类生活在对流层底部,与人类关系最密切探究一探究二当堂检测分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系从对流层顶至约50千米①气温随高度增加而增加②以水平运动为主③天气晴朗①该层中的臭氧吸收太阳紫外线②该层上热下冷,大气稳定③水汽、杂质少,气流平稳是人类生存环境的天然屏障,有利于高空飞行从平流层顶到3000千米的高空大气密度极小距地面远,受地球引力小电离层能反射无线电短波探究一探究二当堂检测典例剖析例1读大气的垂直分层示意图,完成下列各题。探究一探究二当堂检测(1)平流层的气温和大气运动分别有何特点?(2)高层大气中的电离层有何作用?(3)简述臭氧层被称为“地球生命的保护伞”的原因。(4)为什么平流层有利于飞机飞行?素养立意:本题结合大气圈层结构和人类生活生产,体现对地理实践力的考查。解析:第(1)题,平流层气温随高度增加而增加,大气以水平运动为主。第(2)题,电离层在无线电通信中作用重大。第(3)题,臭氧能够吸收太阳辐射中的紫外线,保护人类和动植物免遭过量紫外线的伤害。第(4)题,平流层大气稳定,以水平运动为主,利于飞机飞行。探究一探究二当堂检测答案:(1)气温随高度增加而增加,大气运动以水平运动为主。(2)电离层能反射无线电波,对无线电通信有重要作用。(3)臭氧能大量吸收太阳紫外线,保护地球生命免受过多紫外线的伤害。(4)该层上部热,下部冷,大气稳定,大气以水平运动为主,利于高空飞行。探究一探究二当堂检测大气的受热过程问题探究深秋和初冬的傍晚,我国北方地区的农民往往在田间地头燃烧柴草以避免庄稼遭受霜冻。下图为大气受热过程示意图。结合材料探究:(1)能够使低层大气增温的主要热源是什么?(2)傍晚燃烧柴草使庄稼免遭霜冻危害,为什么?提示:(1)b(地面)。(2)增强了c(大气逆辐射),对地面保温作用增强。探究一探究二当堂检测名师精讲1.大气对地面的保温作用(1)原理:大气中的二氧化碳和水汽能大量吸收地面的长波辐射,将热量保存在大气层中,并通过大气逆辐射的形式把热量返还给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。探究一探究二当堂检测(2)过程探究一探究二当堂检测2.大气对太阳辐射的削弱作用(1)吸收作用:大气中的臭氧和氧原子主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线;水汽和二氧化碳主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。而太阳辐射中能量最强的可见光被吸收得很少,绝大部分可透过大气射到地面。(2)反射作用:受云层和较大颗粒的尘埃影响,大气对太阳辐射反射较明显,如下图。云层、尘埃对太阳辐射的反射探究一探究二当堂检测(3)散射作用:当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,太阳辐射的一部分光便以这些质点为中心,向周围散射。其中,波长较短的蓝色光最容易被散射,如下图。大气对太阳辐射的散射探究一探究二当堂检测典例剖析例22018年10月3日,印度尼西亚苏拉威西岛上索普坦火山爆发,火山灰直冲4000米高空。结合材料和图完成下题。大气的保温作用示意图火山喷发时产生的火山灰云团,削弱了到达地面的太阳辐射,反映在大气的保温作用示意图中对应的数码是、;火山灰云团增强了大气逆辐射,图中对应的数码是。从理论上说,空中火山灰云团使得当地昼夜温差变。探究一探究二当堂检测素养立意:本题结合地质灾害和大气的受热过程,体现对地理综合思维的考查。解析:1.读图析图:火山灰云团增强①(大气对太阳辐射的反射)和②(大气对太阳辐射的吸收),削弱了到达地面的太阳辐射;火山灰云团增强了③(大气逆辐射)。白天火山灰云团削弱了到达地面的太阳辐射,白天的气温升高较慢;夜晚火山灰云团增强了大气逆辐射,使夜晚的气温下降较慢。所以火山灰云团使得当地昼夜温差变小。2.思路展示:(1)应读懂大气的保温作用示意图,明确图中数码表示的环节,①是大气对太阳辐射的反射,②是大气对太阳辐射的吸收,③是大气逆辐射,④是地面辐射。(2)明确各环节在大气保温作用中所起的作用。3.技巧归纳:大气的受热过程可以归纳为三个过程——“太阳暖大地”(太阳辐射),“大地暖大气”(地面辐射),“大气还大地”(大气逆辐射)。答案:①②③小探究一探究二当堂检测下图示意大气垂直分层。读图,完成1~2题。1.图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()A.①B.②C.③D.④2.“我欲乘风归去,又恐琼楼玉宇,高处不胜寒”说的是大气垂直分层中的()A.Ⅰ层——气温分布特点是随高度增加,气温降低B.Ⅱ层——空气上热下冷,空气不稳定C.Ⅲ层——大气的热量直接来自太阳辐射D.Ⅰ层——大气以水平运动为主,气流平稳探究一探究二当堂检测解析:第1题,根据气温的垂直分布可知,对流层的气温随高度增加而降低,平流层的气温随高度增加而增加,高层大气的气温随高度增加先是下降,然后上升。第2题,题干表述的是对流层气温变化特点,Ⅰ层是对流层。答案:1.B2.A探究一探究二当堂检测下图为大气热力作用示意图。读图,完成3~4题。3.关于大气热力作用的说法,正确的是()A.③只出现在晚上B.①为长波辐射,②为短波辐射C.地面热量的来源主要是③D.低层大气的直接热源是②4.北方农民秋季夜晚用人造烟雾来防止蔬菜受冻,与之关系密切的是()A.①B.②C.③D.④探究一探究二当堂检测解析:第3题,图中①表示到达地面的太阳辐射,②表示地面辐射,③表示大气逆辐射,④表示大气辐射射向宇宙空间。大气逆辐射白天晚上都存在;太阳辐射是短波辐射,其能量主要被地面吸收,低层大气直接吸收较少;地面辐射属于长波辐射,大气中的水汽和二氧化碳能吸收大部分长波辐射,因此地面的长波辐射是低层大气主要的热量来源;大气逆辐射补偿地面辐射损失的热量,对地面具有保温作用。第4题,人造烟雾可增强大气逆辐射,使夜晚的气温不会太低,可以防止秋季蔬菜受冻。答案:3.D4.C探究一探究二当堂检测5.大规模的火山爆发可能造成地表温度下降。其合理的解释是火山爆发导致()A.大气二氧化碳浓度增加B.高纬度地区极光现象减少C.地球表面长波辐射增强D.到达地面的短波辐射减弱解析:大规模的火山爆发所产生的火山灰进入大气层,会通过反射、散射和吸收等形式削弱到达地面的太阳短波辐射,使地表温度下降。答案:D探究一探究二当堂检测6.下图为昼夜太阳辐射示意图。读图,完成下列各题。(1)图中B表示云层对太阳辐射的作用,D表示辐射。(2)白天多云时,由于云层对太阳辐射的作用增强,到达地面的太阳辐射强度,所以地面温度比晴天时(填“高”或“低”)。(3)夜间多云时,由于云层地面长波辐射,并使大气的作用增强,所以地面温度比晴天时要(填“高”或“低”)。(4)若北京某月5日一天24小时都多云,该月4日一天24小时晴朗,则全天温差小的是日。探究一探究二当堂检测解析:第(1)题,由图知,B是云层的反射作用,D是大气逆辐射。第(2)题,白天多云时,由于云层对太阳辐射的反射,减少了到达地面的太阳辐射量,地面温度比晴天时低。第(3)题,夜间多云时,云层增强了大气逆辐射,加强了对地面的保温作用,所以地面温度较晴天时高。第(4)题,根据以上分析,多云时白天气温比晴天低,夜晚气温比晴天高,因此,全天温差比晴天小。答案:(1)反射大气逆(2)反射减弱低(3)吸收逆辐射高(4)5