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第二章自然地理环境中的物质运动和能量交换 1 考试说明 对本学案的基本要求有 1 了解大气的受热过程 理解大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用的原理 2 理解大气运动的成因和规律 气候的成因 应注意做到以下几点 正确理解大气运动的基本特点 全球气压带与风带的形成与分布及海陆分布对大气环流的影响 重点解决 1 大气运动的成因 2 气压带和风带的形成 返回目录 2 学案1大气的热状况和冷热不均引起的大气运动 一 大气的受热过程 1 大气对太阳辐射的削弱作用 吸收 反射 散射 2 大气对地面的保温作用 大气逆辐射 二 大气运动 1 热力环流及其常见的形式2 大气运动的方式3 大气的水平运动 风 3 复习 太阳辐射 可见光波长在0 4 0 76微米之间 占太阳辐射的50 红外线波长大于0 76微米 占太阳辐射的43 紫外线区波长小于0 4微米 占太阳辐射的7 可见光区波长由长到短为红橙黄绿青蓝紫 4 物体辐射的波长与物体的温度有何关系 物理原理 物体温度愈高 辐射波长愈短 反之亦然 短波辐射 长波辐射 长波辐射 大气增温的根本热源 对流层大气增温的直接热源 大气逆辐射对地面的保温作用 5 吸收 太阳辐射 一 大气的受热过程 大气上界 地表 受热环节 太阳辐射穿过大气层 太阳辐射到达地表 地面传热给大气 6 1 大气对太阳辐射的削弱作用 1 削弱方式有哪些 7 1 大气对太阳辐射的削弱作用 1 削弱方式有哪些 为什么 教材P34 有选择性 有选择性 云层的厚度和较大的尘埃 空气质点的大小 二氧化碳和水汽吸收红外线臭氧吸收紫外线 8 表现形式 吸收 反射 散射 参与大气成分 波长范围 特点 实例 云层 颗粒较大的尘埃等 所有波段 无选择性 夏天多云白天气温不会太高 臭氧 平流层 水汽 CO2 对流层 紫外线 红外线 有选择性 对可见光吸收很少 南极 空洞 质点是空气分子 微小尘埃 蓝紫色光 有选择性 晴朗的天空呈蔚蓝色 质点是颗粒较大的尘埃 雾滴等 各种光 无选择性 天空呈白色 小结 1 大气对太阳辐射的削弱作用 9 大气上界 太阳辐射 2 影响削弱作用的因素 太阳高度角 大气 直射时 太阳辐射穿过大气层的路程比较短 地平面 地球 10 削弱作用与纬度的关系 低纬度 太阳高度角大 太阳辐射经过大气的路程短 被削弱的辐射少高纬度 太阳高度角小 太阳辐射经过大气的路程长 被削弱的辐射多 11 1 早晨的太阳辐射和中午的太阳辐射有何不同 2 高纬度与低纬度比较太阳光经过大气的路程情况如何 被大气削弱怎样 产生什么样的结果 思考 12 请同学们解释一些自然现象 3 为什么在日出之前天就亮了 在树荫下 在房间里 凡是阳光不能直接照射的地方仍是明亮的 2 为什么阴天时或大气尘埃烟雾较多时 见不到太阳直接照射的光 所见到的天空是灰白色 1 夏天 如果是阴天 气温比晴天要低 4 为什么晴朗的正午天空呈蓝色 练一练 13 2 大气对地面的保温作用 14 短波与长波辐射 1 辐射原理 2 保温作用原理 b 大气增温后 产生大气逆辐射 把热量还给地面 起到保温作用 地面是大气的直接热源 15 1 知识辅垫 辐射原理 2 保温作用原理 晴天少云 水汽少 大气对地面辐射的吸收少 大气逆辐射弱 保温作用弱 晴朗夜晚后的早晨比多云夜晚后的早晨更凉一些 16 人类活动可否加强大气的保温作用 人类活动排放大量的温室气体 加强了保温作用 使全球气候变暖 温室效应 17 太阳辐射 地面辐射 玻璃温室 大气的保温作用 温室效应 指大气中的CO2H2OCH4N2O等有类似玻璃温室的作用 能强烈吸收来自地面的长波辐射使大气升温的现象 问 削弱作用和保温作用的意义是什么 减小了地表气温的日较差 18 解说 保温作用 swf 保温作用 大气是如何起到对地面的保温作用的 保温作用的强弱与天气有何关系 保温作用的强弱与人类活动有何关系 19 讨论 由于世界人口剧增 工业迅速发展 森林破坏严重 空气中的CO2含量大大增加 保温效应不断加强 将会使地球上的热量收支失去平衡 请设想一下 这将会产生什么后果 进而导致一系列的生态变化 并会影响全球经济结构 因此如何减少CO2的排放量已成为世界各国所关注的全球性问题 设想 采取什么办法可降低温室效应 20 联合国气候变化框架公约 缔约方第六次大会部长级会议 经过4天的激烈争论和艰难的谈判于2001年8月23日下午在波恩闭幕 旨在削减二氧化碳的排放量 控制全球变暖的 京都议定书 终于得到落实 2008 2012年38个主要工业国二氧化碳等六种气体排放量在1990年的基础上 平均削减5 2 21 22 太阳短波辐射 被大气削弱以后 地面增温 地面长波辐射 大气增温 大气逆辐射 对地面保温 水汽和CO2吸收红外线 总结 大气的热力过程 太阳暖大地 大地暖大气 大气返大地 例 霜冻出现在晴朗的早晨 晴朗的夜晚气温低 这是由于晴朗的夜晚大气的保温作用弱 地面热量迅速散失 气温随之降低 23 通过上面的例子可以看出 分析白天气温的高低 主要考虑大气对太阳辐射的削弱作用的强弱 分析夜晚气温的高低 则要考虑大气对地面的保温作用的强弱 返回目录 又如 沙漠地区 晴天 气温日较差大 沙漠地区晴天多 白天大气对太阳辐射的削弱作用弱 气温高 夜晚大气对地面的保温作用弱 气温低 青藏高原是我国太阳辐射最强的地区 青藏高原海拔高 空气稀薄 大气对太阳辐射的削弱作用弱 所以太阳辐射强 24 例1 大气中二氧化碳含量增多导致全球气候变化 已成为全球关注的热点问题 图1 2 1 2为地球热量平衡示意图 读图回答 1 2 题 1 二氧化碳含量增多 导致大气对地面保温作用增强 下列数字所示环节与大气保温作用直接相关的有 双选 A B C D AC 2 全球气候变化会对粮食生产产生较大影响 其主要原因是 双选 A 作物的生长发育受到影响B 旱涝灾害增多C 某些物种灭绝D 土壤肥力下降 AB 25 思考 月球上的昼夜温差大的原因是什么 月球白天在阳光直射的地方温度可达127 夜晚则降至 183 白天 由于没有大气对太阳辐射的削弱作用 月面温度升得很高 夜间由于没有大气的保温作用 月球表面热量损失快 所以温度很低 26 27 课堂练习 1 请在图中填写 大气上界 太阳辐射 吸收 反射 散射 地面反射 地面辐射 大气吸收 地面热量散失 大气辐射 大气逆辐射 2 图中箭头表示长波辐射的有哪些 3 大气保温作用的形成与图中哪些箭头的大小有关 28 分组讨论 探究 拉萨有 日光城 之称 在青藏高原上 人们感觉 头上热滚滚 脚下冷飕飕 日照胸前暖 风吹背后寒 为什么会出现这样的现象 脚下冷飕飕 即地面温度低 风吹背后寒 即气温低 29 分组讨论 探究 2 拉萨的纬度较低 约30 N 太阳高度角较大 到达地面的太阳辐射光热集中 1 青藏高原的海拔高 太阳辐射穿过大气圈的路程较短 晴天多 空气稀薄 大气对太阳辐射削弱少 到达地面的太阳辐射就多 日照很强的原因 30 3 青藏高原海拔高 空气稀薄 云量少 大气吸收地面长波辐射能力低 得到的地面热量少 所以气温低 4 又由于大气得到的地面热量少 所以大气逆辐射弱 即大气对地面的保温作用弱 所以地面热量损失快 温度低 温度低的原因 31 直接热源 小结 大气的受热过程 大气 削弱作用 地面 保温作用 直接热源 太阳 宇宙 32 二 大气运动 1 热力环流及其常见的形式2 大气运动的方式3 大气的水平运动 风 33 高压 B A C 冷热不均促使大气怎样运动 34 1 热力环流的形成过程 太阳辐射 地区间冷热不均 空气上升 下沉的垂直运动 导致 同一水平面上气压的差异 形成 大气的水平运动 热力环流 造成 引起 35 能力拓展练习 1 在海滨地区 为什么白天吹海风 夜间吹陆风 热 冷 冷 暖 白天在太阳照射下 陆地增温快 近地面陆地形成低气压 而海洋上因气温低 加之因有空气流入形成下沉空气 形成高气压 使下层空气由海洋流入大陆 形成海风 夜间与白天大气的热力作用相反而成陆风 36 山谷风 白天和夜晚在山区 山风和谷风的风向有何不同 为什么 白天因山坡上的空气增热强烈 于是暖空气沿坡上升 形成谷风 如图a 夜间因山坡空气迅速冷却 密度增大 因而沿坡下滑 流入谷地 形成山风 如图b 37 气流上升 市区 3 城市风的形成 郊区 郊区 热 由于城市人口集中并不断增多 工业发达 居民生活 工业生产和交通工具消耗大量的燃料 释放出大量的人为热 导致城市气温高于郊区 形成 城市热岛 当大气环流微弱时 由于城市热岛的存在 引起空气在城市上升 在郊区下沉 在城市和郊区之间形成了小型的热力环流 称为城市风 38 4 沙漠与森林之间的热力环流 返回目录 白天在太阳照射下 沙漠地区增温强烈 气温高 空气上升 在高空形成高气压 在近地面形成低气压 而林区升温慢 气温相对较低 空气下沉 在近地面形成高压 高空形成低压 于是在近地面风由林区吹向沙漠地区 在高空风由沙漠地区吹向林区 如图a 夜间正好相反 如图b 39 例2 读高空等压线图1 2 1 9 完成下列要求 1 A B两处相比 气压较高的是 处 C D两处相比 气温较低的是 处 填字母 2 A B C D之间的热力环流呈 顺时针或逆时针 方向流动 A D 顺时针 3 若C D两地的温度差为5 B D之间的垂直距离为500米 当C地气温为6 时 则B处的气温应为 2 40 B 地球自转偏向力 C 磨擦力 影响风向的力有下列三个 A 水平气压梯度力 垂直于等压线由高压指向低压 始终垂直于速度的方向 北半球向右偏 南半球向左偏 始终与运动的方向相反 2 空气的水平运动 风 41 1 若只受水平气压梯度力影响时的风向 1010 1008 1006 hPa 42 2 若在气压梯度力与地转偏向力共同作用下形成的风 北半球 1010 1008 1006 1004 1002 1000 hPa 风向 地转偏向力 气压梯度力 43 高空风的形成 北半球 大气在水平方向上如何运动 44 风向 水平地转偏向力 摩擦力 水平气压梯度力 近地面风的形成 北半球 3 三种力的共同作用 45 与下垫面状况有关 3大气的水平运动 影响大气水平运动的作用力 比较 垂直于等压线指向低压 与风向垂直 北半球向右偏 南半球向左偏 与风向相反 促使空气由高压区流向低压区 形成风 既影响风速又影响风向 促使风向偏离水平气压梯度力的方向 只影响风向不影响风速 对风有阻碍作用 可减小风速 既影响风速又影响风向 由气压梯度决定 等压线疏则小 密则大 随风速增大而增大 随纬度升高而增大 46 1 水平气压梯度力是大气水平运动的原动力 是形成风的直接原因 2 在水平气压梯度力的作用下 大气一开始运动 就受到地转偏向力的影响 北半球向右偏 南半球向左偏 3 但在近地面的风由于受到摩擦力的影响 风向并不完全平行于等压线 而是与其形成一个交角 小结 47 风的形成 只受水平气压梯度力影响 风向由高压指向低压且与等压线垂直 水平气压梯度力与地转偏向力共同影响 风向与等压线平行 在北半球背风而立 右边为高压 左边为低压 面风而立左边