高中地理 （教材透析+典例剖析+课堂达标）第一节 大气的热状况与大气运动同步辅导与检测课件 中图版必修1.ppt

第一节大气的热状况与大气运动 自然地理环境中的物质运动和能量交换 一 大气的受热过程 一 大气对太阳辐射的削弱作用太阳辐射到达地面之前首先要通过厚厚的大气层 大气层主要通过吸收 反射 散射减弱到达地面的太阳辐射 从而降低白天的气温 1 吸收作用大气中的水汽 氧 臭氧 二氧化碳和固体杂质对太阳辐射有明显的吸收作用 其他成分吸收的很少 这种吸收具有明显的选择性 其中水汽和二氧化碳选择吸收太阳辐射中的红外线 平流层中的臭氧和高层大气中的氧原子选择吸收太阳辐射中的紫外线 使地球上生物免受过多紫外线的伤害 由于太阳辐射能量最为集中的部分可见光大气中没有成分选择吸收 所以通过吸收对太阳辐射的可见光区影响很小 大气直接吸收的太阳辐射是很少的 2 反射作用在大气的成分中 起反射作用的主要是云层和较大颗粒的尘埃 尤其是云层的反射作用 如果空气中有云层 而且是较厚的低云 白天气温一般要偏低一些 反射作用不具有选择性 3 散射作用当太阳辐射到达大气层中 遇到空气分子或者微小尘埃时 太阳辐射的能量便会以该质点为中心发散开来 从而使只有一部分能量沿原来的方向前进 起到了削弱太阳辐射的目的 这种作用具有明显的选择性 波长越短越容易被散射 晴朗的天空呈现蔚蓝色就是由于散射作用造成的 在大气对太阳辐射的三种削弱作用中 反射作用最强 散射作用次之 吸收作用最弱 如果把到达地球大气上界的太阳辐射作为100 计算 其中约19 被大气吸收 34 被大气和地面反射 散射回宇宙空间 最后被地球表面吸收的约占47 二 大气对地面的保温作用1 保温原理地面吸收太阳辐射增温 同时地面又把热量向外辐射 大气吸收地面辐射增温 同时向外放射大气辐射 而大气辐射大部分射向地面 称大气逆辐射 大气逆辐射把热量又还给地面 在一定程度上补偿了地面辐射散失的热量 对地面起到保温作用 2 温室效应地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体 大部分太阳辐射能透过大气射到地面上 使地面增温 大气对地面长波辐射却是隔热层 把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中 并通过大气逆辐射返还地面 这种作用 称为 温室效应 温室效应产生主要有以下三个过程 1 太阳辐射使地面升温 地表可以吸收短波辐射 也可以吸收长波辐射 地面吸收太阳的短波辐射后 温度增高 同时地面也把热量向外辐射 由于地表温度比太阳低得多 因此地面辐射为长波辐射 主要集中在红外线部分 2 地面辐射使大气增温 对流层中的水汽和二氧化碳等对太阳短波辐射的吸收能力很差 但对地面长波辐射的吸收能力很强 因此 地面长波辐射除极少部分透过大气返回宇宙空间外 绝大部分 75 95 被对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收 使大气增温 所以地面是对流层大气的直接热源 3 大气逆辐射对地面的保温作用 大气在吸收地面辐射增温的同时 也向外放出红外线辐射 大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外 大部分向下射向地面 补偿了地面的热量损失 从而起到保温的作用 可以把大气的受热过程用以下过程图表示 二 大气运动 一 热力环流1 概念由地面冷热不均引起的大气运动称为热力环流 它是大气运动的一种最简单的形式 2 形成原因热力环流是大气运动最简单的一种形式 地面受热不均是热力环流形成的根本原因 其能量的根本来源是太阳辐射 太阳辐射在高低纬度之间的分布不均促成了大气的运动 3 形成过程形成过程如下图所示 1 地面冷热不均引起垂直运动 温度较高地区空气膨胀上升 较低地区空气收缩下沉 2 垂直运动形成高低压 即引起同一水平面的气压差异 空气受热膨胀上升 近地面形成低压 高空形成高压 空气遇冷收缩下沉 近地面形成高压 高空形成低压 3 同一水平面上的气压差引起空气的水平运动 在同一水平面上空气由高压流向低压 4 应用热力环流是一种常见的自然形象 山谷风 海陆风 城市风等现象都是局部地区大气热力环流的反映 其热力学原理是一致的 研究这类现象 对于理解热力环流的原理以及对局部地区的小气候变化和改造都有重要意义 当大范围内风力很弱时 上述热力环流直接引起的大气运动比较明显 城市风 山谷风 海陆风的形成 如下图所示 1 城市风市区因人口密集 工业生产集中 城市排放的大量废热等原因使市区温度较高 市区和郊区之间 由于温度高低差异而产生热力环流 近地面气流由郊区流向城区 高空气流由城区流向郊区 2 山谷风同一高度的山坡和谷地上空增温和冷却的速度不同导致热差异 白天 近地面增温快 同一高度上 山坡的温度高于山谷上方的空气 导致山坡上的空气上升 山谷上方的空气下沉 形成谷风 夜间山坡上的空气下沉 山谷中空气上升 形成山风 3 海陆风海洋和陆地的热力性质差异明显 海洋的热容量比陆地大 获得相同的热量时 海洋升温幅度小 反之 损失相对的热量 海洋降温幅度也小 白天 近地面陆地温度高于海洋 形成由海洋吹向陆路地的海风 晚上 近地面陆地温度低于海洋 形成从陆地吹向海洋的陆风 同纬度的海洋和陆地由于比热容差异导致温度高低不同 获得相同热量时升高的温度不同 表现为 海洋升温慢 升温幅度小 大陆升温快 升温幅度大 降温时亦然 二 大气的水平运动 风1 影响大气水平运动的力大气水平运动 风 的方向受水平气压梯度力 地转偏向力和摩擦力的影响 1 水平气压梯度力是形成风的原动力 垂直于等压线 由高压指向低压 它影响风向和风速 这个力的大小取决于气压梯度的大小 也就是单位距离的气压差 在等压线图上 可直接根据等压线的疏密来判断 2 地转偏向力始终保持与风向垂直 北半球右偏 南半球左偏 它只改变风向 不改变风速 3 摩擦力与风向相反 它的大小与风速正相关 与下垫面的状况有关 分析高空的大气运动可以忽略摩擦力 2 受力与风向的关系 以北半球为例 1 理想状态 只受一个力时 只受水平气压梯度力的影响 风向和水平气压梯度力的方向一致垂直于等压线 由高压指向低压 如右图所示 2 高空风 受两个力时 受水平气压梯度力和地转偏向力的合力作用 最终风向与等压线平行 右图为北半球高空风形成示意图 3 近地面风 受三个力时 方向受水平气压梯度力 地转偏向力和摩擦力三力合力的影响 最终风向与等压线斜交 如右图所示 三 大气环流与气压带 风带的形成 一 三圈环流1 三圈环流的形成条件形成的前提条件和因素 1 假设地球表面是均匀的 2 太阳直射点终年在赤道上 地球不公转 3 地球不自转 也就是没有地转偏向力 则地球上会形成赤道与极地间的单圈环流 如果考虑到地球是自转的 即只考虑 1 2 两个条件则会形成三圈环流 2 三圈环流的形成 1 低纬度环流 气流到北纬30 附近上空时 风向偏转成西风 见图中箭头1 不能继续北进 从赤道源源不断流来的空气 在北纬30 附近上空聚积 产生下沉气流 致使该地近地面气压升高 形成副热带高气压带 赤道地区纬度低 受热多 空气膨胀上升 赤道上空大气从高空向南北两侧流动 高空的大气水平运动主要受地转偏向力和水平气压梯度力的影响最终要与等压线平行 即与纬线平行 在近地面 副热带高气压带的空气一支向南流向赤道低气压带 在地转偏向力的影响下 偏转成东北信风 见图中箭头2 东北信风与南半球的东南信风在赤道地区辐合上升 这样便形成赤道与北纬30 之间的低纬环流 2 中纬环流与高纬环流在近地面 从副热带高气压带的另一支向北在地转偏向力的影响下 受三个力 风向偏转成西南风 见图中箭头3 又叫盛行西风或者中纬度西风 极地是地球上温度最低的地区 这里的空气由于冷却下沉 在极地形成高气压 称为极地高气压带 从极地高压带向南流向赤道的气流 受三个力 逐渐向右偏转成东北风 见图中箭头5 称为极地东风 暖而轻的盛行西风与冷而重的极地东风在北纬60 附近相遇 西风气流被抬升 形成上升气流 致使北纬60 附近的近地面形成副极地低气压带 上升气流到高空 又分别流向副热带和极地上空 见图中箭头4和6 这样就形成了中纬环流与高纬环流 3 三圈环流的具体表现三圈环流的具体表现是 在近地面 全球共形成7个气压带和6个风带 1 七个气压带 见下表 2 六个风带 风带 3 气压带 风带的季节移动由于太阳直射点一年内在南北回归线之间发生周期性的移动 地球上的气压带风带也随之发生周期性移动 大致是夏季北移 冬季南移 北半球 二 南北半球冬夏季气压中心1 南北半球冬夏季气压中心由于地表并不均匀 受海陆分布和地形起伏等因素的影响 在南北半球冬夏季形成多个气压中心 南北半球冬夏季气压中心比较 1 东亚季风 2 季风环流由于北半球海陆上的气压活动中心随季节而变化 导致一些地区盛行风风向随季节变化而显著变换 形成季风环流 全球比较典型的季风是南亚季风和东亚季风 2 南亚季风南亚是世界上著名的热带季风区 它的成因与东亚季风有所不同 其形成不仅与海陆热力性质有关 更主要的是由于气压带 风带的季节移动所形成的 冬季 南亚盛行东北风 其性质是温和干燥 夏季 随气压带 风带的北移 赤道低气压带移到北半球 南半球的东南信风越过赤道 在地转偏向力的作用下 改变为西南风 吹向南亚 这就是南亚夏季的西南季风 其性质是高温潮湿 南亚的冬 夏季风相比 夏季风的势力和影响范围都超过了冬季风 这是南亚季风的突出特点之一 也是它与东亚季风最显著的区别 见下图 三 气压带和风带对气候的影响1 单一气压带 风带的影响赤道低气压带 热带雨林气候 终年高温多雨副热带高气压带 热带沙漠气候 终年炎热干燥西风带 温带海洋性气候 终年温和湿润 多雨 2 受气压带 风带交替控制赤道低气压带和信风带 副高 热带草原气候 干湿季明显副热带高气压带和西风带 地中海气候 夏季炎热干燥 冬季温和多雨气候景观要通过植被等表现出来 如热带雨林气候终年高温多雨 森林郁郁葱葱 河网密集 地中海气候受副热带高气压和西风带交替控制 夏季炎热干燥 冬季温和多雨 生长着亚热带常绿硬叶林 由于气温和降水适宜人类居住 已形成城市 温带海洋性气候 分布在大陆西岸 终年受西风带控制 温和湿润 多雨 典型特征为分布在沿海 生长着温带落叶阔叶林 由于气温和降水适宜人类居住 已有城市分布 四 几种重要的天气系统 一 气团和锋1 气团气团是指温度 湿度 气压等物理性质比较均匀 相似的大团空气 由于气团物理属性差异 气团的类型也有差异 2 锋温度或密度相差很大的两个气团相遇后形成一个狭长的过渡区 整个过渡区就称为锋 锋是一个三维空间的天气系统 1 分类按锋两侧气团移动的特点 可把锋分为三类 冷锋 暖锋 准静止锋 冷锋指冷气团势力较强 主动向暖气团移动 锋面也整体向暖气团一侧移动 暖锋指暖气团势力较强 主动向冷气团移动 锋面也整体向冷气团一侧移动 准静止锋 当冷暖气团势均力敌 或遇到地形的阻挡 长期在一个地区摆动 即会形成准静止锋 它往往带来持续性的降水天气 影响我国天气的准静止锋主要有江淮准静止锋和昆明准静止锋 江淮准静止锋形成于6月份 造成长江中下游地区的梅雨天气 是由于暖气团北上 受冷气团阻挡形成的 昆明准静止锋 形成于冬季 是由于冷气团南下 受云贵高原地形阻挡停留在云贵高原中部形成的 贵阳一带在东侧 位于锋面之下 常受冷气团控制 故形成贵阳的冬雨和阴冷潮湿的天气 而昆明一带则温暖如春 2 锋面与天气冷锋和暖锋比较 见下表 准静止锋是由于冷暖气团势力相当形成的 常带来连续的多云和降水天气 如夏初长江中下游地区受江淮准静止锋影响 出现梅雨天气 冬半年 贵阳受昆明准静止锋影响 多阴雨冷湿天气 二 气旋与反气旋1 气旋和反气旋北半球气旋 反气旋的形成及其天气图 2 锋面气旋锋面和气旋常常结合在一起形成锋面气旋 锋面气旋的结构以及对天气的影响是怎样的 1 锋面往往形成于低压槽中 因为低压槽附近的气压比两侧低 2 无论是南半球还是北半球 如在气旋中形成锋面 那么气旋的西侧一定是冷锋 气旋的东侧一定形成暖锋 3 锋面气旋中各处的天气状况应结合冷锋和暖锋的雨区分布来判断 如下图所示 图中气旋中心一般为阴雨天气 ab附近形成冷锋 m位于冷锋前 e位于冷锋后 e m两处均可能产生大风 降雨天气 但雨区主要集中在e处 cd附近形成暖锋 n位于暖锋前 一般出现连续降雨天气 f位于暖锋后 天气晴朗 气旋的其它位置由于在单一气团控制下 天气稳定 下列自然现象中 与大气对太阳辐射的削弱作用无关的是 a 多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些b 夏季天空多云时 白天的气温不会太高c 晴朗的天空呈现蔚蓝色d 低云笼罩的白天 天空仍是明亮的 解析 夏季天空多云 云层的反射作用使气温不会太高 反射作用是削弱作用的一种形式 晴朗的天空呈现蔚蓝色在于大气的散射作用 散射也是削弱作用的一种形式 低云笼罩的白天 天空仍是明亮的也是大气散射作用的结果 只有多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些是与大气的保温作用有关 与削弱作用无关 答案 a 变式迁移 1 图中的纬度相同的四地 昼夜温差最小的是 解析 分析同纬度各地昼夜温差的大小 主要从以下两个方面分析 一是下垫面性质的差异 由于海水与陆地热容量的不同 海水的热容量大 气温的日较差较小 二是大气热力状况的差异 因为阴天多云 白天大气对太阳辐射的反射强 气温较低 而夜晚大气逆辐射强 对地面的保温作用强 气温高 因而昼夜温差小 四图比较 昼夜温差最大的是陆地上的晴天 最小的是海洋上的阴天 答案 d 下图是等高面与等压面关系示意图 读后完成下列要求 1 图中 气压最高的是 气压最低的是 2 a b两地受热的是 地 空气 冷却的是 地 空气 3 用 画出图中的热力环流 4 如果图示地区位于北半球 c地的风向是 解析 由高空等压面分布知 气压高于等压面气压值 气压最高 气压低于等压面气压值 气压最低 气压高的原因是气流上升所致 气压低的原因应是气流下沉所致 据此推断a b两地气温高低 从而画出热力环流 c地水平气压梯度力由a指向b 在北半球右偏而成西北风 答案 1 2 b膨胀上升a收缩下沉 3 图略 热力环流应是近地面由a到b 高空由b到a 垂直方向是a地下沉 b地上升 4 西北风 变式迁移 2 读 800米高空气压分布状况示意图 各点按气压高低排列正确的是 a 4 2 5b 1 2 3c 5 2 4d 4 2 5 解析 首先确定1 2 3在同一等压面上 气压值相等 5在等压面之上 气压低 4在等压面之下 气压高 答案 a 读 北半球中高纬度环流示意图 回答 1 2 题 1 下列说法正确的是 a 甲点位于30 n附近b 乙点位于30 nc 是冷性气流d 是暖性气流 2 两地的风向分别是 a 东北风 西南风b 东南风 西北风c 西南风 东北风d 西北风 东南风 解析 1 60 n是副极地低气压带 其两侧的两个气压带是30 n的副热带高气压带和90 n的极地高气压带 从副热带高气压带来的暖湿气流与从极地来的冷气流相遇 形成锋面 暖湿气流爬升到冷气流之上 据此判断甲是副热带 乙是极地 2 是西风带 在北半球是西南风 是东风带 在北半球是东北风 答案 1 a 2 c 变式迁移 3 读图 回答问题 1 a为 月图 b为 月图 理由是 2 a图中高气压的位置在 一带 如无海陆热力差异 在其纬度上应分布着 气压带 高压中心的形成原因是 3 b图中低气压中心的位置在 它将 带切断 形成北太平洋上的 解析 夏季亚欧大陆气温比同纬度海洋高 形成亚洲低压 切断了副热带高气压带 冬季亚欧大陆气温低 形成亚洲高压 切断了副极地气压带