第一节冷热不均引起大气运动

1、第二章第二章 地球上的大气地球上的大气第一节冷热不均引起大气运动第一节第一节 冷热不均引起大气运动冷热不均引起大气运动大气的水平运动大气的水平运动热力环流热力环流大气的受热过程大气的受热过程（1）大气大气：包围地球的空气称为大气。：包围地球的空气称为大气。（2）大气的）大气的组成组成：氮（：氮（78%）、氧（）、氧（21%）、）、氩、水汽、二氧化碳等。氩、水汽、二氧化碳等。（3）大气的）大气的结构结构：按大气温度随高度分布的特：按大气温度随高度分布的特征，可把大气分成征，可把大气分成对流层对流层、平流层平流层和和高层大气高层大气（包括（包括中间层中间层、热层热层和和散逸层散逸层）一一. .大气

2、的受热过程大气的受热过程1. 大气的基本状况大气的基本状况 对流层对流层： 对流层是大气的最下层。它的对流层是大气的最下层。它的高度因纬度和季节而异。高度因纬度和季节而异。 低纬度（平均低纬度（平均为为17-18km）中纬度（平均中纬度（平均10-12km）高纬度（平均为高纬度（平均为8-9km），），且且夏季高于夏季高于冬季。对流层的冬季。对流层的气温随高度的增加而递气温随高度的增加而递减减，平均每升高，平均每升高100米，气温降低米，气温降低0.6 ；空气有强烈的对流运动空气有强烈的对流运动 ；天气状况复杂；天气状况复杂多变。多变。平流层平流层：气温随高度增加而升高气温随高度增加而升高，这

3、是因为该，这是因为该层的臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温层的臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高；空气以水平运动为主升高；空气以水平运动为主 ，气流比较平稳，气流比较平稳，适合适合高空飞行高空飞行；水汽、尘埃含量少，天气晴朗，；水汽、尘埃含量少，天气晴朗，大气透明度好。大气透明度好。高层大气包括：高层大气包括：中间层中间层：气温随高度增高而迅速降低气温随高度增高而迅速降低 热层热层：气温随高度的增加而增高气温随高度的增加而增高，空气处于高，空气处于高度电离状态。这一层空气密度很小，在太阳紫度电离状态。这一层空气密度很小，在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，氧分子和部分氮分外线和宇宙射线的作

4、用下，氧分子和部分氮分子被分解，并处于高度电离状态，故热层又称子被分解，并处于高度电离状态，故热层又称电离层电离层。电离层具有反射无线电波的能力，对。电离层具有反射无线电波的能力，对无线电通讯无线电通讯有重要意义。有重要意义。 散逸层散逸层：热层以上，称散逸层。它是大气的最外：热层以上，称散逸层。它是大气的最外一层，也是大气层和星际空间的过渡层，一层，也是大气层和星际空间的过渡层，气温也气温也随高度增加而升高随高度增加而升高 阅读教材阅读教材28页内容，思考：页内容，思考：l1.地球大气最重要的能量来源是什么地球大气最重要的能量来源是什么?l2.近地面大气最主要最直接的热源是近地面大气最主要最

5、直接的热源是什么什么?l3.太阳辐射和地面辐射分别为何种类太阳辐射和地面辐射分别为何种类型型?l4.大气增温的原理是什么大气增温的原理是什么?l5.何为大气逆辐射何为大气逆辐射?2. 太阳辐射能太阳辐射能太阳辐射是一种太阳辐射是一种短波辐射短波辐射太阳辐射能太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源是地球大气最重要的能量来源太阳辐射是太阳辐射是怎样到达地怎样到达地面的呢？面的呢？物体的物体的温度越高温度越高，辐，辐射中最强部分的射中最强部分的波长越波长越短短，反之则越长。，反之则越长。太阳温度高太阳温度高,太阳辐太阳辐射射短波辐射短波辐射地面和大气的温度地面和大气的温度 较低，地面辐射和大气较低，地

6、面辐射和大气辐射辐射长波辐射长波辐射大气吸收大气吸收、反射、散射反射、散射地面受热增温地面受热增温射向地面射向地面太太阳阳辐辐射射大气上界大气上界地面地面射向宇宙空间射向宇宙空间【大气的受热过程示意图【大气的受热过程示意图1】l（）大气的削弱作用（）大气的削弱作用 （削弱作用）（削弱作用）大气对太阳辐射的削弱作用主要表现在大气对太大气对太阳辐射的削弱作用主要表现在大气对太阳辐射的阳辐射的反射反射，散射散射和和吸收吸收作用三个方面。其中反射作用三个方面。其中反射作用最强，散射作用次之，吸收作用最弱。作用最强，散射作用次之，吸收作用最弱。l（）大气的保温作用（）大气的保温作用大气产生大气辐射，将其

7、中很大部分能量返回地大气产生大气辐射，将其中很大部分能量返回地面，即面，即“大气逆辐射大气逆辐射”，大气逆辐射在一定程度上补，大气逆辐射在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。3.大气对太阳辐射的作用大气对太阳辐射的作用大气的削弱作用大气的削弱作用云层、较云层、较大尘埃大尘埃空气分子、空气分子、微小尘埃微小尘埃臭氧臭氧（平（平流层）流层）水汽、二氧化水汽、二氧化碳碳（对流层）（对流层）各种波长的各种波长的太阳辐射太阳辐射波长较短的波长较短的蓝紫光蓝紫光紫外线紫外线红外线红外线无选择性无选择性有选择性有选择性有选择性有选择性大气吸收大

8、气吸收、反射、散射、反射、散射地面受热增温地面受热增温地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收射向宇宙空间射向宇宙空间大大气气增增温温射向地面射向地面太太阳阳辐辐射射大气上界大气上界地面地面射向宇宙空间射向宇宙空间【大气的受热过程示意图【大气的受热过程示意图2】近地面大气的近地面大气的主要、直接热源主要、直接热源是是地面地面，根本来源根本来源是是太阳辐射太阳辐射近地面大气主要近地面大气主要直接的热源是什直接的热源是什么？根本来源是么？根本来源是什么？什么？大气吸收大气吸收地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收射向宇宙空间射向宇宙空间射向宇宙空间射向宇宙空间大大气气辐辐射射射向地面射向地面大大气气增增温温射向

9、地面射向地面太太阳阳辐辐射射大气上界大气上界【大气的受热过程示意图【大气的受热过程示意图3】地面受热增温地面受热增温保持地面温度保持地面温度地面地面射向宇宙空间射向宇宙空间（1）大气逆辐射的存在，对地面有什么作用？如果）大气逆辐射的存在，对地面有什么作用？如果用用“大气保温作用大气保温作用”概括，你认为合适吗？概括，你认为合适吗？大气在增温的同时，也向外辐射热量。大气辐射的大气在增温的同时，也向外辐射热量。大气辐射的方向既有向上的，也有向下的，方向既有向上的，也有向下的，大气辐射中向下的大气辐射中向下的部分，因为与地面辐射方向相反，称为部分，因为与地面辐射方向相反，称为大气逆辐射大气逆辐射。根

10、据辐射热交换的原理，分析下面两个问题。根据辐射热交换的原理，分析下面两个问题。大气逆辐射对地面起保温作用，大气逆辐射的存大气逆辐射对地面起保温作用，大气逆辐射的存在延缓了地球表面能量的散失，用大气保温作用在延缓了地球表面能量的散失，用大气保温作用概括合适。概括合适。（2 2）月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可）月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可达达1271270 0C C，夜晚则降到，夜晚则降到-183-1830 0C C，为什么月球表面昼，为什么月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多？夜温度变化比地球表面剧烈得多？白天，由于没有大气对白天，由于没有大气对太阳辐射的太阳辐射的削弱作用削

11、弱作用，月面温度升得很高，气月面温度升得很高，气温很高。温很高。夜间由于没有大气的夜间由于没有大气的保保温效应温效应，月球表面辐射，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，强烈，月面温度骤降，气温很低。气温很低。太阳辐射太阳辐射1.没有大气的月球没有大气的月球月球表面辐射月球表面辐射月球表面辐射月球表面辐射没有大气没有大气的月球的月球有大气的地有大气的地球的情况球的情况大气上界大气上界活动探究活动探究: 地月表面气温差异地月表面气温差异白天白天: 月球表面气温高，地球表面气温低。月球表面气温高，地球表面气温低。削弱作用削弱作用大气上界大气上界活动探究活动探究:地月表面气温差异地月表面气温差异没有大气没

12、有大气的月球的月球有大气的地有大气的地球的情况球的情况保保温温作作用用白天白天: 月球表面气温高，地球表面气温低。月球表面气温高，地球表面气温低。夜晚夜晚: 月球表面气温低，地球表面气温高。月球表面气温低，地球表面气温高。4.4.大气受热过程的结论大气受热过程的结论太阳辐射太阳辐射是地球上的是地球上的根本根本能量来源。能量来源。地面地面是近地面大气的是近地面大气的主要的直接的主要的直接的热源。热源。对地面对地面直接起保温作用直接起保温作用的是的是大气逆辐射大气逆辐射。根据所学知识解释自然现象根据所学知识解释自然现象1.青藏高原为什么是我国太阳辐射最青藏高原为什么是我国太阳辐射最丰富的地区？丰富

13、的地区？青藏高原海拔高，空气稀青藏高原海拔高，空气稀薄，对太阳辐射的吸收和薄，对太阳辐射的吸收和反射都较少，所以太阳辐反射都较少，所以太阳辐射量大，太阳能资源丰富。射量大，太阳能资源丰富。2 2. .在晚秋和寒冬，为什么霜冻多在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？出现在晴朗的夜晚？因为晴朗的夜晚，大气逆因为晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，气温低，易出现辐射弱，气温低，易出现霜冻及雾等天气现象。霜冻及雾等天气现象。3 3. .在寒冬，为什么人造烟幕能起在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？到防御霜冻的作用？人造烟幕可增强人造烟幕可增强大气逆辐大气逆辐射射，提高地面的温度。，提高地面的温度。

14、4 4. .为什么白天多云时气温比晴天低，为什么白天多云时气温比晴天低，夜晚多云时气温比晴天高？夜晚多云时气温比晴天高？白天多云时云层白天多云时云层反射作用反射作用强，到强，到达地面的太阳辐射少，所以白天达地面的太阳辐射少，所以白天多云时气温比晴天时低。多云时气温比晴天时低。夜晚多云时夜晚多云时大气逆辐射大气逆辐射强，补偿强，补偿了地面辐射散失的热量，所以温了地面辐射散失的热量，所以温度比较高。度比较高。3.请你完成请你完成“大气热力作用相关知识联系框图大气热力作用相关知识联系框图”：AGFEDCBHI IJ地地面面太太阳阳大大气气宇宙宇宙空间空间地面地面辐射辐射大气大气辐射辐射大气逆大气逆辐

15、射辐射保温作用保温作用削弱作用削弱作用太阳太阳辐射辐射二热力环流二热力环流气压气压：作用在单位面积上的大气压力：作用在单位面积上的大气压力单位是帕斯卡，简称帕，单位是帕斯卡，简称帕，hPa。一般。一般情况下，海拔低，气压高，海拔高，情况下，海拔低，气压高，海拔高，气压低。气压低。 等压面等压面：空间气压值相等各点所：空间气压值相等各点所组成的面。凸起的是高压区，凹组成的面。凸起的是高压区，凹下去的是低压区。下去的是低压区。B A C等等压压面面热力环流的形成热力环流的形成高气压高气压低气压低气压低气压低气压冷却冷却冷却冷却受热受热B A CB A C等等压压线线冷却冷却冷却冷却受热受热高气压高

16、气压低气压低气压低气压低气压冷却冷却冷却冷却受热受热B A C高气压高气压高气压高气压低气压低气压高气压高气压低气压低气压低气压低气压高气压高气压高气压高气压低气压低气压B A C陆地陆地海洋海洋白天白天陆地：增温快陆地：增温快海洋：增温慢海洋：增温慢夜晚夜晚陆地：降温快陆地：降温快海洋：降温慢海洋：降温慢陆地陆地海洋海洋市区市区郊区郊区郊区郊区 城市风城市风 城市中，因为工业生产和居民生活城市中，因为工业生产和居民生活燃烧释放出大量热量、大气污染物燃烧释放出大量热量、大气污染物集中等原因，造成集中等原因，造成市区的气温高市区的气温高，空气在城区上升，在郊区下沉，而空气在城区上升，在郊区下沉，

17、而四周较冷的空气又流向市区，在城四周较冷的空气又流向市区，在城市和郊区之间形成一个小型的局地市和郊区之间形成一个小型的局地环流，称为城市风。环流，称为城市风。 由于城市风的存在，城区的污染物由于城市风的存在，城区的污染物随热空气上升，在上空笼罩着一层随热空气上升，在上空笼罩着一层烟尘烟尘，上升的气流转向水平运动，上升的气流转向水平运动，到了郊区下沉，下沉气流又流向城到了郊区下沉，下沉气流又流向城市的中心。市的中心。 所以城市风在某种情所以城市风在某种情况下能加重市区的大气污染。况下能加重市区的大气污染。 危害危害山谷风山谷风 白天，山坡接受太阳光热较多，而山谷上白天，山坡接受太阳光热较多，而山

18、谷上空，同高度上的空气因离地较远，增温较空，同高度上的空气因离地较远，增温较少。于是山坡上的暖空气不断上升，谷底少。于是山坡上的暖空气不断上升，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，称为谷风。的空气则沿山坡向山顶补充，称为谷风。这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。到了夜间，山坡上的空气受山坡辐射流。到了夜间，山坡上的空气受山坡辐射冷却影响，冷却影响，气温降低气温降低；而谷地上空，同高；而谷地上空，同高度的空气因离地面较远，降温较少。于是度的空气因离地面较远，降温较少。于是山坡上的冷空气流入谷地，称为山风。谷山坡上的冷空气流入谷地，称为山风。谷底的空气因汇合而上升

19、，形成与白天相反底的空气因汇合而上升，形成与白天相反的热力环流。的热力环流。作用作用 在晴朗的白天，谷风把温暖的空气在晴朗的白天，谷风把温暖的空气向山上输送，使山上气温升高，促向山上输送，使山上气温升高，促使山前坡岗区的植物、农作物和果使山前坡岗区的植物、农作物和果树早发芽、早开花、早结果、早成树早发芽、早开花、早结果、早成熟；冬季可减少寒意。熟；冬季可减少寒意。 山谷风还可以把清新的空气输送到山谷风还可以把清新的空气输送到城区和工厂区，把烟尘和漂浮在空城区和工厂区，把烟尘和漂浮在空气中的化学物质带走，有利于改善气中的化学物质带走，有利于改善和保护环境。工厂的建设和布局要和保护环境。工厂的建设

20、和布局要考虑有规律性的风向变化问题。山考虑有规律性的风向变化问题。山谷风风向变化有规律，风力也比较谷风风向变化有规律，风力也比较稳定，可以当作一种动力资源来研稳定，可以当作一种动力资源来研究和利用。究和利用。二、热力环流的形成二、热力环流的形成地面冷地面冷热不均热不均空空气气上升上升和下沉的和下沉的垂直运动垂直运动同一水同一水平面气平面气压差异压差异大气的大气的水平运动水平运动三、大气的水平运动三、大气的水平运动103010201010（hPa）同一水平面上，单位距离间的气压差同一水平面上，单位距离间的气压差产生原因产生原因103010201010（hPa）方向：垂直于等压线，由高压指向低压方向：垂直于等压线，由高压指向低压103010201010（hPa）风向风向只受水平气压梯度力的影响只受水平气压梯度力的影响风向垂直等压线风向垂直等压线、水平气压梯度力与地转偏向力的影响、水平气压梯度力与地转偏向力的影响10101008100610041002（hPa）气压梯度力气压梯度力风向风向地转偏向力地转偏向力地转偏向力方向：垂直风向地转偏向力方向：垂直风向、水平气压梯度力与地转偏向力的影响、水平气