冷热不均引起大气运动ok.ppt

(一)大气的垂直分层,冷热不均引起大气运动,高层大气,低纬： 1718千米 中纬： 1012千米 高纬： 89千米,气温随高度的增加而递减。 每上升100米，气温下降约0.6。 地面是对流层大气的直接热源。,从对流层顶到5055千米,气温随高度的增加而递增。 该层中的臭氧吸收太阳紫外线。,从平流层顶到3000千米,气温随高度的增加先降低后升高。,分层及特点,对流运动 该层上冷下热,天气现象复杂多变。 人类就生活在对流层底部，与人类关系最密切。,平流运动 该层上热下冷,人类生存环境的天然屏障； 利于高空飞行。,大气密度极小 距地面远，受到引力小,出现极光； 宇宙火箭、人造卫星等运行于此； 电离层能反射无线电波。,分层及特点,分层及特点,例：下图示意大气垂直分层，读图回答： (1)图中正确表示大气层气 温垂直变化的曲线是 A B C D (2)对短波通信具有重要意 义的电离层位于 A层顶部 B层底部 C层中部 D层,分层及特点,例：下图示意大气垂直分层，读图回答： (3)2003年10月，我国发射 的“神舟”五号飞船运行轨道 所在大气层 A气温在5020之间 B气温随高度增加平稳下降 C最低气温约为80 D最高气温约为40,(二)大气的受热过程,1、概况,能量来源： 地球大气最重要的热源是太阳辐射； 但近地面大气的主要热源来自地面辐射。 意义： 影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气的运动状态。,太阳辐射的能量主要集中在可见光区,太阳辐射光谱,大气的热力状况,波长范围： 紫外区：0.150.4微米 可见光区：0.40.76微米（能量约占50） 红外区：0.764微米,射向宇宙空间,大气吸收,“大气还大地”,“大地暖大气”,大气辐射,大气吸收,反射,大气的 削弱作用,地面吸收,散射,大气逆辐射,指向宇宙空间,指向地面,“太阳暖大地”,大气的 保温作用,2、受热过程,100,47,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(二)大气的受热过程,2、受热过程,大气对太阳辐射的削弱作用 大气对地面的保温作用,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(二)大气的受热过程,2、受热过程,什么是近地面大气（对流层）的主要的直接热源？ 地面辐射 地面辐射的主要能量来源是什么？ 太阳辐射 地球上（地面和大气）的根本能量来源是什么？ 太阳辐射 对地面直接起保温作用的是什么？ 大气逆辐射,反射作用 参与的大气成分：云层和较大尘埃 特点：无选择性 云层越厚，云量越多，反射作用越强。 散射作用 参与的大气成分：空气分子和微小尘埃 特点：有选择性 波长较短的蓝色光最容易被散射。 吸收作用 参与的大气成分： O3、CO2、水汽 特点：有选择性 O3吸收紫外线；CO2、水汽吸收红外线。,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(二)大气的受热过程,2、受热过程大气对太阳辐射的削弱作用,大气逆辐射 天空有云，特别是浓密的低云，大气逆辐射更强。,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(二)大气的受热过程,2、受热过程大气对地面的保温作用,臭氧(平流层) 水汽、二氧化碳(对流层),紫外线,红外线,有选择性，大部分可见光可穿透,云层、尘埃,各种波长的光都被反射,无选择性，反射光呈白色,空气分子、 微小尘埃,蓝、紫色光最易被散射,向四面八方散射 ，有选择性,1.为什么月球表面昼夜温差如此之大？,（地球上有大气而月球上没有，这说明大气既能削弱太阳辐射，又能对地面起保温作用）,2.为什么晴朗的正午天空呈蓝色？早晚呈红色？,（正午太阳高度大，穿过大气路程短，仅蓝光被散射掉因而天空呈蓝色）,（早晚阳光斜射，穿过路程长，短波各色光皆被散射，剩下红光投射地面，阳光红似火，地平线附近的天空呈红色霞光。）,3.为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最的地区？,（赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强的缘故）,4.为什么在月球上白天看太阳只是一个明亮的圆盘，而四周背景却是黑暗的？,（没有大气的散射作用）,5、为什么白天多云，气温比晴天低，夜间多云，气温又比晴天高？ 6、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 7、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？,（大气对太阳辐射的反射作用、大气逆辐射）,（因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）,（人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻）,地面辐射是大气的主要的直接热源，太阳辐射则是形成地面辐射和大气辐射的能量源泉。,（三）影响地面辐射的主要因素,1.纬度因素年平均正午太阳高度,（三）、影响地面获得太阳辐射多少的因素,纬度因素：纬度 ，年平均正午太阳高度 ，太阳辐射强度 。 太阳高度越 ，等量太阳辐射散布面积越 ，经过的大气路径越 ，太阳辐射被削弱越 ，太阳辐射强度越 。,下垫面因素：地面反射率 其它因素：天气状况等。,大,小,短,少,大,低,大,大,2.下垫面因素,不同性质地面对太阳辐射的反射率不同,不同地形对太阳辐射的吸收效果不同,降水少、多晴天和空气稀薄的地区，大气对太阳辐射的削弱作用比较弱，到达地面的太阳辐射强。,3.气象因素：,一般规律：颜色越浅的物体，其反射就越强、吸收就越弱；颜色越深的物体，其反射就越弱、吸收就越强。陆地表面的反射率高于海洋。,温室效应,太阳辐射地面增温,地面辐射大气增温,大气逆辐射地面保温,直接 热源,解释下列现象：夏季天空多云时，白天气温不会太高；多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些。,白天多云，对太阳辐射的削弱作用强。,夜晚多云，大气逆辐射作用（保温作用）强。,例1：下列四幅图中，昼夜温差最大的是,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(二)大气的受热过程,2、受热过程,6、下列各图中，昼夜温差最小的是 A B C D,、沙漠地区气温日较差大的原因是 A、沙漠地区距离海洋远 B、沙漠地区反射率大 C、沙漠地区水汽少、云量少，大气的保温作用和削弱作用都小 D、沙漠地区大气中的固体杂质含量多,例2：2010年12月3日，北京被大雾笼罩，造成首都机场多次航班延误。深秋初冬时节是该地大雾的多发期，这其中的道理是 A.昼夜温差减小，水汽易凝结，但风力微弱，水汽不易扩散 B.昼夜温差减小，水汽不易凝结，直接悬浮于大气中 C.昼夜温差较大，水汽不易凝结，直接附着在地面上 D.昼夜温差较大，水汽易凝结，且该季节晴好天气多，有利于扬尘的产生,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(二)大气的受热过程,2、受热过程,(三)热力环流,成因： 地面冷热不均 特点： 大气运动的最简单形式 形成过程： 地面间的冷热不均空气的垂直运动同一水平面的气压差异大气的水平运动形成热力环流,1、概况,1030,1020,1010,（hPa）,假设ABC三地受热均匀的情况下，空气不会运动，且垂直等压面不会发生弯曲。,思考,如果地面受热不均，气压和等压线又会有怎样的改变?,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(三)热力环流,1、概况,受热,冷却,冷却,低压,高压,高压,高压,低压,低压,热力环流的形成： 地面间的冷热不均空气的垂直运动同一水平面的气压差异大气的水平运动形成热力环流,比较甲乙丙丁四点气压的高低。,丙丁乙甲,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(三)热力环流,2、气压高低的判断,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(三)热力环流,2、气压高低的判断,气压大小比较： 在同一高度上，气温高则气压低，气温低则气压高； 不同高度上，海拔越高气压越低，近地面气压高低往往与高空相反。,热力环流形成的原理,2、气压高低的判断,等压面上凸为高压，下凹为低压,等压面的空间结构特点： 1、垂直递减（等压面数值） 2、高高低低（等压面弯曲方向与气压值的关系） 3、温压相反（近地面气温与气压的关系） 4、上下相反（高空与地面）,7、abcde为不同温度值，则气压值的大小比较是（ ）,A、甲乙丁丙 B、乙甲丁丙 C、甲乙丙丁 D、乙甲丙丁,A,8、abcde为不同气压值，则甲乙丙丁 四地的气流运动方向是（ ）,A、甲 乙 丁 丙 甲 B、丁 丙 甲 乙 丙 C、乙 甲，丙 丁 D、乙 甲 丙 丁 乙,D,例：下图是由热力作用形成的等压面图，判断下列说法正确的是 A图中四点气压： B甲地多晴朗天气 C甲地温度高于乙地 D气流由甲地流向乙地,H(km),第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(三)热力环流,2、气压高低的判断,3、常见的热力环流形式,海陆风,白天吹海风,夜晚吹陆风,海陆风,白天陆地升温快 （相对为热源）,海洋升温慢 （相对为冷源）,海风,海陆风,夜晚陆地降温快（冷源）,海洋降温慢 （热源）,陆风,海风,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(三)热力环流,3、常见的热力环流形式,山谷风,白天谷风,夜晚山风,谷风,山谷 山顶,热,热,冷,思考1：失街亭一战之后，诸葛亮为何挥泪斩马谡？司马懿为何能够用火攻成功？在博望坡一战，诸葛亮为何用攻能够成功？,山风,山顶 山谷,热,冷,冷,思考:2：何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。四川盆地的夜雨量占总雨量的6070%？,思考3：诸葛亮火烧葫芦谷，为什么感叹！某事在人，成败在天？,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(三)热力环流,3、常见的热力环流形式,城市风,城 郊 之 间 的 热 力 环 流,（一）热力环流形成的原理,思考： 你能解释城市与郊区间产生热力环流的原理吗？,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(三)热力环流,3、常见的热力环流形式,例1：下图是某一时刻山峰和山谷之间冷热不均形成的一种热力环流，叫做山谷风。回答： 关于该图的说法，正确的是 A山谷风的产生是由于海拔高度的差异 B此时表示的是夜晚 C此时的风从山谷吹向山顶 D此时的风从山顶吹向山谷,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(三)热力环流,3、常见的热力环流形式,例2：如果下图的东西两侧表示山峰，中间表示山谷，则能表示夜晚时等压面的是,画一画,1、画出35、35.5等温线,2、若只考虑本区气温和气压关系，试在图中画出P点的风向，并解释原因,因人类工业生产、生活和交通运输排放出大量的废热而导致城市的气温高于郊区的现象，称为“城市热岛”。从而引起空气在城市上升，在郊区下沉的小型热力环流，称之为城市风。,想一想,2、拓展延伸:,(四)大气的水平运动,引起空气运动的直接动力是什么? 高空风向取决于哪些力的作用?风向稳定时指向何方？ 与高空风向相比，近地面风的受力、风向有何不同?,空气的水平运动风.swf,请观察分析:,空气的水平运动风,高空风向,近地风向,（2）水平气压梯度力：,促使大气由高压流向低压的力,单位距离间的气压差。又叫水平气压梯度,与气压梯度成正比,垂直等压线，由高压指向低压,（二）大气的水平运动-风的形成,1、水平气压梯度力,（1）气压梯度:,（3）水平气压梯度力：,大小：,方向：,特点：,等压线越密集，水平气压 梯度力越大，风速越大,2、地转偏向力对风的影响,地转偏向力,大小：赤道为0，纬度越高地转偏向力越大,方向：垂直于风向,N:向右,S:向左,特点：只改变方向，不改变速度大小,地转偏向力+水平气压梯度力二力作用：,风向：平行于等压线 （高空风）,顺着风向走，高压在右手,近地面的风：斜穿等压线,1008,1010,1006,1004,1002,1000,（hpa）,风向,水平地转偏向力,水平气压梯度力,摩擦力,顺着风向走，高压在右后,摩擦力既影响风向，又影响风速,3、摩擦力对近地面风的影响,地转偏向力+水平气压梯度力+摩擦力三力作用：,（高）,（低）,1、概况,大气的水平运动风 直接原因： 同一水平面上的气压差异 原动力： 水平气压梯度力 影响大气水平运动的作用力： 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力,水平气压梯度力,地转偏向力,摩擦力,（既影响风向，又影响风速）,（只影响风向，不影响风速）,（既影响风向，又影响风速）,高空大气中的风 受2个力作用 风向与等压线平行,风向与等压线斜交 受3个力作用 近地面大气中的风,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(四)大气的水平运动,2、风的形成,北半球高空中的风向,风向平行于等压线 （北半球偏右，南半球偏左）,（垂直于等压线，由高压指向低压）,（垂直于风向）,北半球高空中的风向,南半球高空中的风向,风向平行于等压线 （南半球偏左，北半球偏右）,（垂直于等压线，由高压指向低压）,（垂直于风向）,南半球高空中的风向,北半球近地面的风向,风向斜交于等压线 （北半球偏右，南半球偏左）,（垂直于等压线，由高压指向低压）,（垂直于风向）,（与风向相反）,北半球近地面的风向,南半球近地面的风向,风向斜交于等压线 （北半球偏右，南半球偏左）,（垂直于等压线，由高压指向低压）,（垂直于风向）,（与风向相反）,南半球近地面的风向,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(四)大气的水平运动,2、风的形成,在水平气压梯度力作用下的风向,在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向（北半球近地面）,3、在等压线图上确定风向、风力,（1）风向的判定 在等压线图上，画出该点的切线，并过切点作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。 确定南北半球，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转角度为3045，画出实线箭头，即为经过该点的风向，如下图(以北半球为例)。,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(四)大气的水平运动,3、在等压线图上确定风向、风力,(2)风力的判读 风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等压线密集处水平气压梯度大风力大，如下图，风力：ABCD。,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(四)大气的水平运动,3、在等压线图上确定风向、风力,(2)风力的判读 要注意不同图幅上的气压梯度和比例尺两种情况的变化。如下图，A、B、C、D处风力的大小是ABCD。,在实际的等压线图上画出ABCD处实际风向,C,D,课堂练习,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(四)大气的水平运动,例1：下图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。是只考虑水平受力、不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。据此回答： (1)若此图表示北半球， PMPN，则O点风向为 A或 B或 C或 D或 (2)若此图表示高空等压面，PMPN，则O点风向为 A或 B或 C或 D或,第三单元 大气冷热不均引起大气运动,(四)大气的水平运动,例1：下图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。是只考虑水平受力、不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。据此回答： (3)近地面，空气作水平运 动时，所受摩擦力与地转偏 向力的合力方向 A与空气运动方向成180角 B与空气运动方向成90角 C与气压梯度力方向成90角 D与气压梯度力方向成180角,第