大氣的組成分層和對流層大氣受熱過程

萬物生存離不開大氣大氣——包圍地球的空氣一、大氣的組成及其作用氮氣78%氧氣21%其他氣體1%CO2、氬氣、O3等干潔空氣組成圖1、大氣的組成干潔空氣、水汽、固體雜質(zhì)成云致雨的必要條件，起凝結(jié)核作用水汽固體雜質(zhì)生物體的基本成分維持生物活動的必要物質(zhì)植物光合作用的原料；對地面保溫吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害成云致雨的必要條件；大氣組成主要作用干潔空氣O3N2O2CO22、大氣各成分的作用討論歸納以下表格：活動探究在奧運會等世界重大體育賽事中，來自非洲的長跑運動員往往成績優(yōu)異，結(jié)合教材，試推測其原因。榆中多巴海埂興隆呈貢海拔/m19962366188821181906經(jīng)度104°02′E103°31′E102°41′E117°22′E102°48′E緯度35°52′N35°52′N25°01′N40°36′N24°53′N在中國地圖上找到表21所列的高原訓練基地的位置。表21我國部分高原訓練基地的地理坐標高原地形高原地勢，空氣稀薄，運動員的血液輸氧能力差，在高原訓練就是利用氣壓低的條件來提高血液的輸氧能力，當運動員返回平原時，就會感到輕松，比賽成績顯著提高。二、大氣的垂直分層原理：根據(jù)大氣的溫度、密度等物理性質(zhì)在垂直方向上的差異，將大氣圈進行分層-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060人造衛(wèi)星5012高層大氣平流層對流層溫度/℃高度/Km氣溫垂直分布流星1、大氣垂直結(jié)構(gòu)氣溫變化厚度大氣運動狀況對流層⑴對流層主要特點天氣狀況8-18千米因緯度和季節(jié)的不同而不同。隨高度增加而遞減（下熱上冷）；上升1000米，下降6度。對流顯著天氣和氣候變化顯著。原因水汽塵埃含量多對流運動顯著原因熱量主要來自地面輻射2、各層主要特點討論：對流層氣溫上低下高，原因是什么？會引起哪些現(xiàn)象？根據(jù)對流運動的規(guī)律，其厚度的時空分布有何規(guī)律？對流層厚度的變化緯度17~1810~1210~128~98~9N90°60°30°0°30°60°90°S厚度（KM)5101520夏季：厚冬季：薄隨季節(jié)變化隨緯度變化上海：夏季16千米冬季11千米對流層的厚度為什么存在時空差異？地表氣溫差異導致對流強度不同。逆溫現(xiàn)象：有時候出現(xiàn)下列情況：①海拔上升，氣溫升高；②海拔上升1000米，氣溫下降幅度小于6°C。這就是逆溫現(xiàn)象。逆溫現(xiàn)象往往出現(xiàn)在近地面氣溫較低的時候，如冬季的早晨。逆溫現(xiàn)象使空氣對流運動減弱，大氣中的污染物不易擴散，大氣環(huán)境較差。A發(fā)生時穩(wěn)定性特別強不利于垂直運動,易出現(xiàn)大氣污染B最有利于逆溫發(fā)生的條件是平靜而晴朗的夜晚C日出前后的逆溫層最厚,日出后地面溫度升高,逆溫層慢慢消失逆溫現(xiàn)象特征逆溫現(xiàn)象發(fā)展過程：平流層臭氧層氣溫變化天氣狀況對流層⑵平流層主要特點范圍大氣運動狀況對流層頂至50-55千米；臭氧層位于其中隨高度增加而上升上熱下冷大氣水平流動晴朗原因臭氧吸收太陽紫外線為何有利于高空飛行？水平運動，大氣平穩(wěn)；天氣晴朗，能見度好。范圍氣溫變化平流層對流層⑶高層大氣主要特點平流層頂以上，包括中間層（55-85千米）熱層（85-500千米）外大氣層（500千米以上）隨高度增加先降低后升高高層大氣在70-500千米之間存在一個電離層地面電離層無線電波反射無線電波3、大氣各層對人類活動影響名稱對人類活動的影響對流層平流層熱層水汽、塵埃最集中——天氣和氣候變化最顯著臭氧層吸收太陽紫外線；航空最佳飛行層電離層反射無線電波——對電訊通訊工程建設有意義4人類活動對大氣成分的影響（1）溫室效應①礦物燃料（煤、石油）的使用②大量砍伐森林（2）臭氧空洞：使用氯氟烴（3）酸雨礦物燃料（煤、石油）的使用，排放硫、氮等氧化物二、大氣對太陽輻射的削弱作用削弱作用：大氣對太陽輻射的削弱作用，主要表現(xiàn)為選擇性吸收、散射和反射

紫藍青綠黃橙紅太陽輻射1、從臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用，可知大氣吸收具有什么特性？2、為什么大氣直接吸收的太陽輻射能量是很少的？1、吸收作用地面高層大氣平流層對流層臭氧大量吸收波長大于0175微米的紫外線二氧化碳、水汽吸收紅外線選擇性大氣對太陽輻射中能量最強的可見光吸收得很少，大部分可見光能夠透過大氣到地面吸收波長小于0175微米的紫外線2、散射作用：特點：具有選擇性空氣分子和微小塵埃參與的大氣成分：波長越短越容易被散射思考：為什么晴朗的天空多呈現(xiàn)蔚藍色？波長較短的藍色、紫色光最容易被小的空氣分子散射。3、反射作用無選擇性特點：參與的大氣成分：水汽、云（最顯著）和浮塵思考：為什么白天多云，溫度不會太高？厚厚的云層阻擋了到達地面的太陽輻射，所以氣溫低。大氣對太陽輻射的削弱作用小結(jié)：作用形式參與作用的大氣成分被削弱的光線作用特點吸收

反射散射臭氧（平流層）水汽、二氧化碳（對流層）紫外線紅外線吸收強烈，有選擇性，大部分可見光可穿透云層、塵埃各種波長同樣被反射無選擇性，反射光呈白色空氣分子、微小塵埃藍色光最易被散射向四面八方散射，有選擇性（1）概念：地面吸收透過大氣的太陽輻射后升溫，同時又對外（主要是向大氣層）釋放輻射能量。（2）地面輻射為長波輻射，太陽輻射為短波輻射。（3）作用：對流層能夠直接吸收部分的地面輻射，地面輻射是對流層大氣增溫的直接能量來源。（二）地面輻射和大氣輻射1、地面輻射大氣上界地面地面增溫地面輻射射向宇宙空間大氣吸收“太陽暖大地”“大氣還大地”“大地暖大氣”大氣輻射射向地面太陽輻射大氣吸收、散射、反射地面吸收2、大氣輻射（1）概念：大氣吸收地面輻射增溫，同時也向外輻射能量，即大氣輻射。射向地面的大氣輻射，稱為大氣逆輻射。（2）影響因素：大氣中含有水汽、二氧化碳越多，吸收的地面輻射越多，大氣輻射越強。（3）大氣輻射和大氣逆輻射也為長波輻射。大氣保溫作用：1、大氣吸收地面輻射，阻止熱量散失2、大氣逆輻射把熱量還給地面，補償了部分地面損失的熱量小資料由于月球上沒有大氣，月球表面晝夜的溫差很大。白天,在陽光垂直照射的地方溫度高達127攝氏度；夜晚，溫度可降低到零下183攝氏度。僅從大氣的熱力作用，說明為什么地球表面溫度的晝夜變化不像月球那樣明顯？月球夜間由于沒有大氣的保溫效應，月球表面輻射強烈，月面溫度驟降，氣溫很低白天，大氣削弱了到達地面的太陽輻射，氣溫不會太高夜間，地面輻射絕大部分熱量又被大氣逆輻射還給地面，使氣溫不致降得過低白天，由于沒有大氣對太陽輻射的削弱作用，月面溫度升得很高，氣溫很高大氣上界地球11、在晚秋和寒冬，為什么霜凍多出現(xiàn)在晴朗的夜晚？跟蹤訓練：晴朗的夜晚天空水汽、云含量少，大氣逆輻射弱，地面熱量散失多，所以多霜凍。2、為什么點火放煙能起到防御霜凍的作用？人造煙幕能增強空氣中的塵埃，增強大氣逆輻射，減少夜晚地面輻射損失的熱量，對地面起到保溫作用，所以可防御霜凍。沙漠地區(qū)晴天多，白天大氣對太陽輻射的削弱作用小，氣溫高；夜晚大氣對地面的保溫作用弱（特別是大氣逆輻射弱），氣溫低。3、沙漠地區(qū)（晴天）為什么氣溫日較差大？1晴朗的天空為什么是蔚藍色的？大氣的散射作用引起的，波長較短的藍色、紫色光最易被小的空氣分子散射。2日出前的黎明和日落后的黃昏天空為什么是明亮的？散射作用將太陽輻射的一部分能量射向四面八方，所以在黎明和黃昏雖然看不見太陽，但天空仍很明亮。探究：1、溫室內(nèi)氣溫高于溫室外的原因是什么？緯度低——太陽高度大——經(jīng)過的大氣路程短—大氣削弱少——地面獲熱多緯度高——太陽高度小——經(jīng)過的大氣路程長——大氣削弱多——地面獲熱少大氣上界地球AB（三）影響地面輻射的因素：1、緯度因素L1L2緯度低——太陽高度大——光熱集中——單位面積地面獲熱多緯度高——太陽高度小——光熱分散——單位面積地面獲熱少２、下墊面因素下墊面是指與大氣下層直接接觸的地球表面下墊面的狀況不同，吸收和反射的太陽輻射比例出不同幾種下墊面的反射率比較：新雪＞冰＞沙土＞淺色土＞草地＞耕地這導致世界各地地面輻射的變化，并不完全與緯度的變化相一致３、其它因素：以氣象因素影響最大。1空氣密度大小空氣越稀薄，大氣削弱的越少，到達地面的太陽輻射越多。2）空氣潔凈程度空氣越潔凈，云和塵埃越少，其反射作用越弱。到達地面的太陽輻射就越多。問題探究：讀圖比較不同性質(zhì)地面的反射率，描述其規(guī)律？太陽輻射下墊面（陸地和海洋表面）其它因素，如大氣緯度（三）影響地面輻射的因素大氣的熱力作用大氣對太陽輻射的削弱作用大氣