大气的热力状况.doc

2.2大气的热力状况教学目标：知识与技能目标：理解大气对太阳辐射的削弱作用和大气的温室效应。过程与方法目标：运用所学知识分析、理解生活中相关的地理现象。情感态度与价值观目标：把理论知识同生活实际相联系。教学重难点：重点：大气对太阳辐射的热力作用中的削弱作用和保温作用。难点:大气的温室效应的过程分析。教学方法：设问、启发、图解分析方法教具准备：板图、相关知识的课外资料教学过程：【导入新课】在我们的生活中，我们看到很多的自然现象，如：交通路口及汽车的刹车灯为什么用红绿灯呢？而不用其他的颜色。雨后的晴空呈现蔚蓝色？北方的深秋初燃烧烟雾来防止霜冻？等等一系列现象用什么知识来解释呢？通过本节的学习，就可以解释这些现象。【讲授新课】太阳时以源源不断的以电磁波的形式向四周放射能力，太阳辐射及能到达地球，也能够同时到达月球，地球上的昼夜温差只有几十度，而月球表面的昼夜温差达到300多。地球上的昼夜温差小于月球昼夜温差，原因就在于地球上有大气存在，大气对太阳辐射具有削弱作用和保温作用，而月球没有大气的保温。这就是大气的热力作用。一、大气的热力作用太阳辐射能的波长有所不同，如:“图2.3太阳辐射的波长范围”可以看出由：紫外区、可见光区、红外区三部分组成，波长为0.154um间，其中，人类肉眼可见的光线集中在0.4-0.76um之间的可见光区，集中太阳辐射能的50（由七中颜色组成）。红光以外叫红外区占太阳辐射能的43，紫光以外叫紫外区占太阳辐射能的7。红外区、紫外区辐射能弱，肉眼难以看见。（一）、大气对太阳辐射削弱作用问：为什么大气中的O3层被誉为“地球生命的保护伞”？（O3吸收紫外线）1、吸收作用太阳辐射进入大气，大气平流层中的O3吸收了紫外线，对流层中的H2O，CO2吸收了红外线，只有可见光能够透过大气到达地面，大气对于可见光来时是透明的。由于紫外线和红外线大部分都被吸收了，所有到达地球的只有可见光。所以吸收作用具有选择性。问：重庆是我国的三大“火炉”之一，每当酷热难耐，你们常常希望出现怎样的天气？（阴雨天气，夏天阴雨天气要比晴天温度要低呢？）2、反射作用大气中颗粒较大的尘埃和云层都能将太阳辐射中的大部分可见光反射会宇宙空间，所以反射无选择性。问：反射作用的强弱主要取决于什么因素？不同高度、云层厚度、形状的不同，反射率不同。因此。通过反射大大削弱了太阳辐射到达地面。所以多云的白天气温低于晴天的原因。（过度）（过度）太阳位于地平线下，但是天空已经明亮；太阳未照射进教室，但教室依旧明亮，这是什么原因造成的呢？3、散射作用请看到图2.4，太阳辐射在大气中遇到空气分子和较小的尘埃时，一部分能量便以这些质点为中心向四周散射，使一部分太阳辐射不能到达地面，散射就是将可见光中波长较短的蓝、紫光散射到宇宙空间，所以散射具有选择性。故，雨后的晴空呈现蔚蓝色；波长较长的红光和橙光难以散射，所以这些没有散射的光照射到云层上，我们看见旭日和晚霞呈现橙红色。“红绿灯：作为交通信号灯，刹车灯为什么都是红色？（红光波长长，难以散射，穿透力强，更醒目）颗粒较大的尘埃散射时无选择性，所以阴天天空呈现灰白色。综合上述，太阳辐射通过到达地面，大气削弱了红外线、紫外线、可见光中波长较短的部分，但是大部分见光都能够到达地面，其中反射作用削弱最强。问：一天早上的气温往往低于正午，根据图2.5分析原因？A:太阳高度不同，单位面积获得太阳辐射能不同。B:太阳高度不同，阳光经历大气的路程不同，削弱不同。（过度）有云的白天温度不会太高，有云的夜晚温度不会太低；地球白天温度低于月球温度，夜间月球降至-180，地球比其温度高许多是什么原因呢？这就是大气热力作用的另外一种形式：大气的温室效应。（二）、大气的温室效应实验证明，所有物体都有辐射，包括人体等。物体的温度越高，其中辐射就越强，波长就越短，反之就越长。地表温度低于太阳温度，故地面辐射波长比太阳辐射波长要长的多，其能量主要集中在红外线部分，对太阳而言，大气和地面辐射叫红外长波辐射。太阳辐射地面辐射大气辐射 大气逆辐射地球大气对太阳短波辐射几乎是透明的，大部分短波辐射能够到达地面，使地面增温，同时地面以长波辐射把能量传给大气，大气中的H2O和CO2对短波辐射吸收能力差，但对地面长波辐射吸收能力将强（75-90），而水汽和二氧化碳主要集中分布在对流层，故对流层的主要热源来自地面，这就印证了“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”的原因。大气吸收容量增温同时，把能量以大气长波辐射形式向四周放射，其中少部分能量射向宇宙空间，大部分能量向下还给地面，方向与地面辐射相反，称：“大气逆辐射”。这就是一定程度补偿给地面损失的热量，对地面起到保温作用，故天空有云使得大气逆辐射加强，所以有云的夜晚温度不会太低，人们把大气的这种作用称：“大气的温室效应”。练习：为什么一天中气温最高出现在正午后14时，而不是太阳辐射最强的12时。解析：因为各种能量的传递需要一定的过程，所以地面辐射较强。我们来分析一下各种辐射的相互关系：太阳地面大气宇宙空间太阳辐射地面辐射地面辐射保温作用大气逆辐射大气辐射大气的削弱作用温室效应原理，通过热力作用分析，大气对短波辐射是透明体，能使地面增温（太阳暖大地），大气对地面长波辐射是隔热层，把放射出的热量大部分截留在大气（大地暖大气），并通过大气逆辐射将热量返还给地面（大气还大地）。“短波进的来，长波出不去”。问：深秋寒冬，为什么霜冻出现在晴朗的夜晚？ 大气逆辐射弱，地面温度低，保温作用不强。2.问：为什么人造烟雾能防止霜冻？人为增强大气逆辐射，使温度升高。3. 问：为什么地表温差不如月球那样剧烈？白天大气削弱到达地面的太阳辐射，夜间大气逆辐射补偿了损失的热量。大气热力作用的意义大气对太阳辐射的削弱作用合保温作用，降低了白昼温度，提高了夜间温度，减少了昼夜温差。温室效应把地球平均温度提高到了15，从而适宜地球生物的生存。二、全球的热量平衡就平均状况而言，地球的收入与支出的热量相等，即热量收支平衡，全球气温较稳定。但由于人类活动不断向大气排放CO2，加大了温室效应失去了热量收支平衡，导