大氣的受熱過程高中地理湘教版（2019）必修一+

2019新課標(biāo)湘教版選擇性必修一第二章第二節(jié)大氣受熱過程大氣受熱過程物體輻射原理輻射指的是由場源發(fā)出的電磁能量中一部分脫離場源向遠處傳播，而后不再返回場源的現(xiàn)象，能量以電磁波或粒子（如阿爾法粒子、貝塔粒子等）的形式向外擴散。自然界中的一切物體，只要溫度在絕對溫度零度（-273.15攝氏度）以上，都以電磁波和粒子的形式時刻不停地向外傳送熱量，這種傳送能量的方式被稱為輻射。一切物體都會產(chǎn)生熱輻射，溫度愈高，輻射出的總能量就愈大，且輻射中最強部分的波長越短。太陽輻射太陽不停地以電磁波的形式向四周放射能量，即太陽輻射。太陽輻射是地球大氣的根本熱源。太陽輻射能量最集中的部分物體的溫度越高輻射中最強部分的波長越短太陽表面溫度約6000°C

地球固體表面均溫約22°C

近地面大氣均溫約15°C

太陽輻射

地面輻射大氣輻射

短波輻射

長波輻射長波輻射

長短太陽輻射光譜示意圖藍紫光紅光高度（km）大氣密度氣壓水汽塵埃對流層平流層高層大氣大高低小少多對流平流O3天氣晴朗天氣多變-80-60-40-20020406080溫度（℃）臭氧層電離層01250提問：1、平流層和對流層的溫度變化為什么不一致？2、為什么對流層主要的直接熱源是地面？3、地面是對流層大氣的主要直接熱源，那地面的熱源又是什么？地面吸收47%臭氧吸收紫外線水汽、二氧化碳吸收紅外線大氣上界云層、塵埃反射空氣分子微小塵埃散射19%34%思考：太陽輻射經(jīng)過大氣層后為什么只有部分的能量被地面吸收？這些能量去了哪里？反射散射吸收削弱作用（反射無選擇性，各波段都被反射）大氣反射作用太陽輻射被反射的太陽輻射云層、較大顆粒的塵埃反射太陽輻射云層越厚、越低，云量越多，反射越強【思考】陰天白天氣溫不高的原因云層厚，大氣對太陽輻射的反射作用強，到達地面的太陽輻射弱一、大氣對太陽輻射的削弱作用→反射光呈白色大氣散射大氣分子、微小塵埃散射波長比自身直徑短的光空氣分子太陽輻射（散射具有選擇性，波長短更容易被散射）大氣對太陽輻射的削弱作用【思考】晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍色藍光與紫光波長較短，容易被散射，大氣呈藍色陰天的天空呈灰白色顆粒較多，散射較強，各種波長的光都被散射為什么信號燈是紅燈和綠燈？紅光、綠光的波長較長，不易被散射，穿透力強大氣對太陽輻射的削弱作用晨昏蒙影，即在日出之前（黎明）和日出之后（黃昏）時，天空依然明亮日出前和日落后太陽雖然不能直接照射到地面，但由于高空大氣的空氣和塵埃對太陽光起散射作用，使一部分光散射到夜半球上，使天空處于半光明狀態(tài)大氣對太陽輻射的削弱作用【思考】為什么太陽越接近地平線，朝朝霞、晚霞的顏色就越紅？①太陽越接近地平線，水汽和塵埃等越多，大氣的散射作用越明顯。②日出、日落前后，太陽高度角小，太陽光線經(jīng)過大氣的路徑較長，藍紫光波長較短，容易被散射殆盡；紅光波長相對較長，不易被散射。散射掉的藍光和紫光越多，保留下來的紅光和橙光越多，因此霞的色彩就越紅。f）

分析“朝霞不出門，晚霞行千里”的原理朝霞說明早晨天空有云彩存在，大氣中已經(jīng)有較多的水汽，及較大顆粒物，大氣狀態(tài)不十分穩(wěn)定。隨著太陽升高，熱力作用增強，對流進一步發(fā)展，云也進一步發(fā)展變化，容易造成陰雨天氣而不便出行。相反，晚上由于太陽下山，大氣狀況逐漸趨于穩(wěn)定，對流減弱，云也易于消散，天氣一般晴好，有利出行。高層大氣平流層對流層臭氧大量吸收波長大于0.175微米的紫外線二氧化碳、水汽吸收紅外線氧原子、離子幾乎全部吸收了波長小于0.175微米的紫外線地面絕大部分可見光直接到達地面太陽輻射（短波輻射）大氣上界大氣吸收作用大氣對太陽輻射的削弱作用吸收散射反射紅外線紫外線短波藍光云層大氣的削弱作用作用形式參與作用的大氣成分波長范圍特點反射散射吸收云、較大顆粒塵埃大氣分子、微小塵埃太陽輻射所有波段波長較短的可見光臭氧（平流層）水汽、CO2（對流層）紫外光波段紅外光波段沒有選擇性反射光呈白色有選擇性改變太陽輻射方向有選擇性大部分可見光可穿透O、離子（高層大氣）紫外光波段晨昏蒙影蔚藍色天空陰雨天天空昏暗灰白色天空白天教室是明亮的雪后天晴陽光特別耀眼農(nóng)民在白色塑料大棚上加一層可黑色尼龍網(wǎng)紅色常用作警戒色（比如紅燈停，綠燈行）多云的白天氣溫不會太高反射吸收散射思考：大規(guī)模的火山爆發(fā)之后可能造成地表溫度下降還是上升，為什么?大規(guī)模的火山爆發(fā)會噴發(fā)出大量的火山灰，火山灰對太陽輻射的反射和散射作用很強，即對太陽輻射具有很強的削弱作用，從而使到達地面的太陽短波輻射減弱。影響地面吸收的太陽輻射的因素01太陽高度02海拔03天氣04反射率01太陽高度為何一天之中早上和傍晚比中午冷？為何地球上兩極地區(qū)比赤道地區(qū)冷？早上和傍晚太陽高度小。太陽斜射，到達地面的輻射能量分散。并且此時太陽光穿過大氣層的路程長，又被大氣削弱的多。所以到達地面的太陽輻射少，感覺更冷。思考：赤道和兩極地區(qū)是否也是類似的原因呢？太陽高度角的范圍0°≤θ≤90°大氣削弱路徑(L)S1>S2L1>L2地面大氣上界太陽輻射能量集中度(E/S)低緯度地區(qū)，太陽高度角越大，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，到達地面的太陽輻射越多且輻射能量更集中，單位面積獲得的太陽輻射越多?！舅伎肌繛槭裁吹途暥鹊貐^(qū)太陽輻射較高緯度地區(qū)豐富？02海拔為什么青藏高原到達地面的太陽輻射量大？其中一個重要原因就是空氣稀薄，大氣削弱得少03天氣天空中的云量可以反射太陽輻射，所以天氣也是影響到達地面的太陽輻射的重要原因。到達地面的太陽輻射就可以完全被地面吸收嗎？（1）比較不同性質(zhì)地面的反射率，說一說哪些種類地面的反射率較高，哪些種類地面的反射率較低。新雪、冰、城市水泥路面的反射率較高；海洋，特別是赤道地區(qū)的海洋反射率低，其次還有深色土的反射率也低79頁活動04反射率（2）分析地面性質(zhì)與反射率之間的關(guān)系。地面性質(zhì)不同，反射率也不同。一般來說，深色土比淺色土的反射率低，草地比耕地高、潮濕土比干燥土壤小、粗糙表面比平滑表面小。比較4地太陽輻射強度：ABCD大氣上界地球A＞C＞B＞D二大氣對地面的保溫作用二大氣對地面的保溫作用平流層對流層吸收反射太陽輻射散射短波輻射二：大氣對地面的保溫作用太陽輻射地面反射太陽暖大地吸收地面輻射大地暖大氣地溫↑長波輻射大氣輻射大氣逆輻射氣溫↑大氣還大地地面是對流層大氣的直接熱源H2O、CO2

保溫作用吸收大氣逆輻射只發(fā)生在夜晚

太陽輻射(短波)、地面輻射和大氣逆輻射(長波)①太陽暖大地→②大地暖大氣→③大氣還大地

①主要直接熱源（地面長波輻射）②根本熱源（太陽輻射）①大氣對太陽輻射的削弱作用②大氣對地面的保溫作用三種輻射：三個過程：兩個熱源：兩種作用：大氣受熱過程課本87頁閱讀大氣熱力作用的意義學(xué)以致用思考（1）學(xué)以致用思考（1）晴朗陰雨地面熱地面不熱地面冷地面不冷晝夜溫差大晝夜溫差小削弱作用強到達少，地溫低到達多，地溫高地面輻射強吸收升溫多削弱作用弱大氣逆輻射弱保溫作用弱大氣逆輻射強保溫作用強地面輻射弱吸收升溫少霜凍多出現(xiàn)在晚秋和寒冬晴朗的夜晚還是多云的夜晚？大氣逆輻射又把熱量歸還給地面，這就在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量，對地面起到了保溫作用。天空中有云，特別是有濃密的低云，或空氣中濕度比較大時，大氣逆輻射就會增強。冬半年時，前一晚的夜空多云，第二天往往早晨很暖和。而如果前一天夜空晴朗，第二天的早晨會很冷，地上往往會結(jié)霜。這是為何呢？思考（2）多云的夜晚常比晴朗的夜晚暖和大氣逆輻射強云層厚保溫作用強生活中大氣現(xiàn)象學(xué)以致用：北方農(nóng)民燃燒秸稈預(yù)防霜凍北方農(nóng)民建設(shè)溫室大棚種植蔬菜大氣保溫作用原理在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用人造煙幕能增強大氣逆輻射，增強對地面起到保溫作用，所以可防御霜凍。但容易造成污染。太陽輻射是短波輻射，從玻璃溫室或塑料薄膜穿過；地面輻射是長波輻射，受玻璃溫室阻擋，熱量保留下來，溫度升高，農(nóng)作物可以提早成熟。思考（3）我國古代神話傳說嫦娥奔月，嫦娥到月球之后她能夠愉快的生活下去嗎？學(xué)以致用思考（4）月球老弟,你光著身子感覺怎么樣？地球大哥,我難受啊，白天熱到127℃，夜晚冷到-183℃。白天，由于沒有大氣對太陽輻射的削弱作用，升溫快，氣溫很高。夜間由于沒有大氣的保溫作用，月球表面溫度驟降，氣溫很低學(xué)以致用

月球表面，白天在太陽直射的地方，溫度可達127℃，夜晚則降到-183℃。為什么月球表面晝夜溫差比地球大得多？請用大氣的受熱過程解釋。思考（4）沒有大氣的月球有大氣的地球的情況大氣上界學(xué)以致用請運用大氣的熱力作用原理解釋“早穿皮襖午穿紗，圍者火爐吃西瓜”現(xiàn)象

新疆地處內(nèi)陸，氣候干旱，晴天多，云量少。白天大氣的削弱作用弱，到達地面的太陽輻射多，氣溫高，出現(xiàn)“午穿紗”的現(xiàn)象；

晚上大氣的保溫作用弱，地面損失熱量多，至清晨近地面氣溫達到最低，故有“早穿皮襖”的現(xiàn)象。思考（5）大氣受熱過程Atmosphericheatingprocess課時作業(yè)2019版湘教版高中地理第一冊自然地理2019HunanEducationEditionhighschoolgeographyVolume1naturalgeography課時作業(yè)讀圖,完成第1~3題。1.白天多云,氣溫偏低,與圖中哪個數(shù)字代表的輻射被削弱有關(guān)?(

)A.① B.② C.③ D.④2.大氣溫度的變化主要與圖中哪個數(shù)字代表的輻射直接相關(guān)?(

)A.① B.② C.③ D.④3.青藏高原地區(qū)夜間降溫較快,與圖中哪個數(shù)字代表的輻射有關(guān)?(

)A.① B.② C.③ D.④下圖為甲、乙兩地某時段大氣受熱過程示意圖,箭頭反映了輻射傳遞的方向及多少(粗細)。讀圖完成第4~6題。(注:大氣透明度往往與大氣密度、天氣有關(guān))4.①⑤兩箭頭傳遞的輻射方向及多少相同,說明甲、乙兩地(

)A.緯度相當(dāng) B.海拔相當(dāng)C.距海遠近相當(dāng) D.大氣透明度相當(dāng)課時作業(yè)課時作業(yè)下圖為甲、乙兩地某時段大氣受熱過程示意圖,箭頭反映了輻射傳遞的方向及多少(粗細)。讀圖完成第4~6題。(注:大氣透明度往往與大氣密度、天氣有關(guān))5.近地面氣溫隨高度增加而遞減,其主要影響因素是 (

)A.①⑤ B.②⑦ C.③⑧ D.④⑥6.霜凍多出現(xiàn)在晚秋或寒冬季節(jié)晴朗的夜晚,主要是因為此時(

)A.地面輻射弱 B.太陽輻射強C.大氣反射強 D.大氣逆輻射弱課時作業(yè)我國北方地區(qū)的農(nóng)民為了避免所種莊稼遭受霜凍災(zāi)害,在深秋的夜晚往往在田間點燃柴草。結(jié)合大氣受熱過程示意圖,完成第7~8題。

7.關(guān)于圖中a、b、c所代表的內(nèi)容,敘述正確的是(

)A.a代表近地面大氣主要的直接熱源B.a、b、c所代表的輻射波長的大小關(guān)系是a<b<cC.b代表的輻射主要被大氣中的臭氧吸收D.c代表的輻射與天氣狀況無關(guān)8.燃燒柴草防御霜凍的做法,有利于(

)A.增強a輻射 B.增強b輻射C.增強c輻射 D.改變b的輻射方向課時作業(yè)9.結(jié)合圖文材料,完成下列各題。材料一隨著礦物能源的大量消耗,大氣中二氧化碳不斷增多,充分利用太陽能、降低二氧化碳排放量,是工農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要途徑。材料二下圖為我國北方地區(qū)的大棚。(1)二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳增多是如何加強“溫室效應(yīng)”的?