到达地面的太阳辐射强.ppt

第三节大气环境,成云致雨的必要条件,主要成分,次要成分,水汽,固体杂质,生物体的基本成分,维持生物活动的必要物质,植物光合作用的原料；对地面保温,吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害“地球生命的保护伞”,成云致雨的必要条件,干洁空气,O3,N2,O2,CO2,大气各成分的作用,人类活动,大气污染,人类活动对大气组成的影响,CO2增多,O3减少,SO2增多,全球气候变暖,酸雨危害,臭氧空洞,温度oC,高度(km),0,12,50,对流层,平流层,高层大气,对流运动显著;天气现象复杂,利于高空飞行;保护人类环境,无线电通讯,大气的垂直分布,二、大气的垂直分层,1.对流层,(1)概况：,平均高度12千米；集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、固体杂质。是大气中最活跃、与人类关系最密切的一层。,(2)特点,气温随高度的增加而递减1000米-6对流运动显著各纬度高度不同天气现象复杂多变,低纬度（0o30o）:中纬度（30o60o）:高纬度（60o90o）:,1718km,1112km,89km,对流层的高度随纬度的变化,练习,练习：一架飞机从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？,2.平流层,(1)概况：,对流层顶5055千米在2227千米高度有臭氧层,(2)特点,气温,下层随高度变化很小,30千米以上随高度增高迅速上升,气流以平流运动为主,有利于高空飞行,吸收紫外线，保护人类环境,3.高层大气,特点：,空气稀薄、密度小、气压低80500千米的高空若干电离层,有利于无线电通信,地球大气上界：20003000千米的高空,12KM,50KM,随高度升高而递减,随高度升高而增加,对流运动,水平运动,与人类关系最密切,使人类免受紫外线伤害，利于高空飞行,电离层利于无线电通讯,(二)、大气的垂直分布,一、对流层大气的受热过程,（一）大气对太阳辐射的削弱作用,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,大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气的温室效应,二、大气对太阳辐射的削弱作用,1、吸收作用,O3吸收紫外线CO2、水汽吸收红外线,大气的吸收作用有何特点？,特点：具有选择性,2、反射作用,云层、尘埃,特点：无选择性,3、散射作用,空气分子和微小尘埃,特点：具有选择性,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,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。,6、下列各图中，昼夜温差最小的是ABCD,、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,气压：在任何表面的单位面积上空气分子运动所产生的压力。通常用所测高度以上单位截面积的垂直大气柱的重量表示。,知识补充,BA,H,h,近地面气压必大于高空。,1030,1020,1010,（hPa）,知识补充,在地面受热均匀的情况下，等压线是水平的。,等压线：由气压值相同的点连成的线。,知识补充,二、全球气压带、风带的分布和移动,（一）热力环流形成的原理,能量来源：太阳辐射根本原因：太阳辐射纬度间的差异,1.概念：由于地面冷热不均形成的空气环流,2.形成过程：,地面冷热不均,空气垂直运动,水平方向的气压差,大气的水平运动,热力环流,高,高,低,低,地面,受热(赤),冷却(极),冷却（极）,城区气温高,郊区气温低,郊区气温低,城市“热岛效应”,城市风,高空的气压高低与地面相反,注意：,近地面低气压上升气流阴雨天气近地面高气压下沉气流晴燥天气,高压、低压是针对同一水平面而言的。但不同高度上的高压数值不一定比低压数值大,同一垂直面上：,气压总是由高到低(从地面到高空),同一水平面上：,温度高,气压低;温度低,气压高,近地面低气压,高空必定是高气压近地面高气压,高空必定是低气压,气压变化规律,气流运动规律,垂直方向：,水平方向：,热上升；冷下沉,从高压流向低压,等压线变化规律,等压线向高空凸出为高压区,等压线向低空凹进为低压区,高高低低,1、3、4、2,受热,冷却,右图中，弧线为等压线，虚线表示水平面。读图回答：（）A、B两点，气压较低的是点，气温较高的是点。请在图中画出大气的垂直运动。（）C、D两点中，气压较高的是点。请在图中画出大气的水平运动。,（3）图上A、B、C、D四点当中，气压由高到低排列，依次为。,ABDC,阅读课本48页活动：思考上海地区温度分布规律和原因画出上海城区和郊区的空气运动方向,完成课本48页“活动思考”,（二）大气的水平运动,1水平气压梯度力,水平气压梯度力就是促使大气在水方向上由高压区流向低压区的力，是使大气产生水平运动的原动力，是形成风的直接原因，其方向是沿垂直于等压线的方向，由高压指向低压。,水平气压梯度力的大小与水平方向上单位距离内的气压差有关，是决定风速的最重要因素。,方向：垂直于等压线，由高压指向低压,风向,形成风的直接原因：水平气压梯度力,等压面：气压相等的曲面等压线：气压相等的线,2风向：风的来向,3风力：按风速划分的等级,4风形成的直接原因：水平气压梯度力,5影响风向的因素,高空：水平气压梯度力、地转偏向力,风向与等压线平行,近地面：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力,风向与等压线成一夹角,地转偏向力方向：垂直风向北半球右偏南半球左偏只改变风向，不改变风速,影响风向的因素,高空：水平气压梯度力、地转偏向力,风向与等压线平行,近地面：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力,风向与等压线成一夹角,（三）全球气压带和风带的分布,三圈环流的形成及影响因素,第一步：,假设：地球表面性质均一地球不自转，无地转偏向力太阳直射赤道,高低纬度受热不均,水平气压梯度力,赤道与极地间的闭合环流,思考二由于地球在不停的自西向东自转，存在地转偏向力，迫使运动着的大气在北半球向右偏转，南半球向左偏转，这样能否形成单圈环流呢？,第二步：,假设：地球表面性质均一地球自转，有地转偏向力,副热带高压带,2,4,副极地低压带,7,6,1,3,5,8,9,10,-三圈环流,极地高压带,极地东风,西风,东北信风,近地面气压带和风带的形成因素,热力因素,动力因素,地球表面的气压带：,赤道低气压带、副热带高气压带、副极地低气压带、极地高气压带,1.低纬环流和信风带,问题：,赤道地区气流如何垂直运动，为什么？气压如何？,赤道高空大气如何水平运动？,30N地区气流如何垂直运动？30N近地面气压如何？,30N-赤道之间的近地面大气如何水平运动？,赤道地区的辐合气流如何形成？,2.中纬环流与西风带,问题：,近地面，副热带到副极地地区气流如何水平运动，极地到副极地气流如何水平运动？,60N附近大气怎样垂直运动？极锋如何形成？,副极地地区近地面气压如何？,3.高纬环流与极地东风带,问题：,近地面，极地到副极地气流如何水平运动？,（四）全球气压带和风带的移动,问题：,1、夏季气压带、风带移向何方，为什么？赤道低气压带、副热带高气压带等位置，势力范围有何变化？,3、冬季移向何方，为什么？各风带、气压带的位置、势力范围有何变化？,风带和气压带的移动大致随太阳直射点的的季节移动而移动，就北半球而言，夏季北移，冬季南移。,三、气压带和风带对气候的影响,复习：课本52页“活动1”,由于风带、气压带分布以及移动，使得南北纬1020之间，受信风带和赤道低气压带边缘交替控制，表现为干雨季分明的热带草原气候；在南北纬3040之间的大陆西岸冬季被西风带控制，夏季被副高控制，表现为冬季温和多雨，夏季炎热干燥的地中海气候。,（一）风带、气压带季节移动与大气活动中心,1.7月份，北半球大陆增温比海洋增温快，形成的一个热低压把北半球的副热带高压带切断,最为突出的为亚洲低压，相对应的太平洋上出现夏威夷高压,1月份，北半球大陆降温比海洋快，形成的一个冷高压把北半球副极地低压带切断,以亚洲高压最为强烈，相对应的太平洋上出现阿留申低压,3.南半球海洋面积占绝对优势，纬向的气压带比北半球明显。在南纬30度以南地区，气压带基本上呈带状分布,冬、夏两季，海陆上的这些高、低气压中心，势力强，范围广，称为大气活动中心。他们的强弱与位置随季节的变化而变化，对世界各地的天气与气候有重大的影响。,四、气压带和风带对气候的影响思考阅读课本52页活动,由于风带、气压带分布以及移动南北纬1020:受信风带和赤道低气压带交替控制热带草原气候：干湿季分明在南北纬3040之间:大陆西岸冬季被西风带控制，夏季被副高控制地中海气候：冬季温和多雨，夏季炎热干燥,一月,七月,海陆分布对大气环流的影响,-北半球气压带断裂成单个的高低气压中心,副极地低气压带,副热带高气压带,南半球海洋面积占绝对优势，纬向的气压带比北半球明显，特别是南纬30度以南地区气压带基本成带状分布,（二）气压带、风带季节移动与季风环流,概念：大范围地区的盛行风随季节而有明显改变的现象。,主要成因：海陆热力性质的差异、气压带风带的移动,四、常见的天气系统,预备知识：气团气团是指在水平方向上的温度、湿度等物理性质比较均匀、在垂直方向上各种物理性质也很相似的大团空气。,（一）锋面系统与天气,锋面,1.锋面及锋面附近天气,地面,锋面是如何形成？锋的结构？锋面特点？说出冷、暖气团的位置特点。锋面附近的天气又将如何？,1、看冷暖气团谁主动；2、锋前还是锋后降雨；3、看降雨强度和时间；4、看其标志是齿状还是半圆。,怎样判断是冷锋还是暖锋?,哪一张图是暖锋?,乙,冷、暖锋面的判别,甲,甲图,图示A、B、C、D四地，目前哪些区域可能正在降水？,暖气团,冷气团,冷气团,暖气团,B（冷锋锋后）、C（暖锋锋前）可能正在降水,市区,暖气团,想一想：,这个锋叫什么锋？,冷锋,冷气团主动靠近暖气团,市区,暖气团,想一想：,冷锋过境前市区的天气？,暖气团控制，气温高、气压低、晴朗,市区,想一想：,冷锋过境时市区的天气？,冷锋控制，降温、阴雨、大风、,暖气团,市区,想一想：,冷锋过境后市区的天气？,冷气团控制，气温降低、气压升高、晴朗,暖气团,暖气团,市区,想一想：,暖气团,冷气团,这个锋叫什么锋？,暖锋,暖气团主动靠近冷气团,市区,想一想：,暖气团,冷气团,暖锋过境前市区的天气？,冷气团控制，气温低、气压高、晴朗,市区,想一想：,暖气团,冷气团,暖锋过境时市区的天气？,暖锋控制，阴雨、升温,市区,想一想：,暖气团,冷气团,暖锋过境后市区的天气？,暖气团控制，气温升高、气压降低、晴朗,2、锋面类型及特点,冷锋,暖锋,冷、暖锋对比,影响我国的锋面系统,主要是冷锋,夏季：暴雨,冬季：寒潮,春季和冬季：沙尘暴,思考：为什么会一场春雨一场暖？为什么会一场秋雨一场寒？,长江中下游地区的梅雨,一场春雨一场暖