人教版高中地理必修一 （大气受热过程和大气运动）地球上的大气教学课件

人教版第二章地球上的大气大气受热过程和大气运动

理解热力环流的形成原理并学会解释相关地理现象。掌握大气的水平运动——风的影响因素，并能够在等压线图上判断风向和风力大小。教学目标大气对太阳辐射的削弱作用太阳辐射可见光2.大气对太阳辐射的削弱作用，主要表现为哪几种形式？吸收、散射、反射1.太阳辐射能量主要集中在哪个波段?大气的吸收作用

地面高层大气平流层对流层吸收波长小于0.175微米的紫外线臭氧大量吸收波长大于0.175微米的紫外线二氧化碳、水汽吸收红外线大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少，大部分可见光能够透过大气到地面大气吸收有选择性大气的散射参与的大气成分：空气分子和微小尘埃特点：具有选择性波长越短越容易被散射晴朗的天空多呈现蔚蓝色波长较短的蓝色、紫色光最容易被小的空气分子散射大气的反射参与的大气成分：水汽、云（最显著）和浮尘特点：无选择性白天多云，厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射温度不会太高地面辐射和大气辐射

概念：

地面吸收透过大气的太阳辐射后升温，同时又对外（主要是向大气层）释放辐射能量。地面辐射为长波辐射，太阳辐射为短波辐射。作用：

对流层能够直接吸收部分的地面辐射，地面辐射是对流层大气增温的直接能量来源。地面辐射大气辐射概念：大气吸收地面辐射增温，同时也向外辐射能量，即大气辐射。射向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。影响因素：大气中含有水汽、二氧化碳越多，吸收的地面辐射越多，大气辐射越强。大气辐射和大气逆辐射也为长波辐射。大气保温作用大气吸收地面辐射，阻止热量散失大气逆辐射把热量还给地面，补偿了部分地面损失的热量生活中大气现象白天,在阳光垂直照射的地方温度高达127摄氏度；夜晚，温度可降低到零下183摄氏度。月球表面没有大气晚秋和寒冬，霜冻多出现在晴朗的夜晚,晴朗的夜晚天空水汽、云含量少，大气逆辐射弱，地面热量散失多，所以多霜冻。

人造烟幕能增强空气中的二氧化碳、水汽和尘埃，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。人造烟幕防霜冻热力环流形成原因：地面冷热不均，是大气运动最简单的形式地面10201015101010051000等压面等压线:指把在一定时间内气压相等的地点在平面图上连接起来所成的封闭线。等压面：是指气压相同的面。气压分布规律：同一垂直方向上近地面与高空的气压相反气温高、气压低a：假设地表性质均一，且温度一致b:A地受热，B、C地冷却，A、B两地等压面变化c:A地形成低压，B、C地形成高压，A、B、C三地形成热力环流热力环流生活中常见的热力环流—城市热岛效应城市热岛效应：是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。城市区是一个高温区，由于热岛中心区域近地面气温高，大气做上升运动，与周围地区形成气压差异，周围地区近地面大气是向中心区辐合的。白天和晚上是一样的，都是由郊区吹向城市。生活中常见的热力环流—山谷风山谷地区白天山坡比同高度的大气温度高，暖空气沿山坡上升，形成谷风，夜间山坡比同高度的大气温度低，冷空气沿山坡下沉，形成山风。海陆风滨海地区白天因陆地升温快，空气膨胀上升，陆地上近地面形成低压，风由海洋吹向陆地，即为海风；夜晚陆地降温快，空气收缩下沉，陆地上近地面形成高压，风由陆地吹向海洋，形成陆风。

大气的水平运动—风水平气压梯度力形成风的直接原因【根本原因：地面冷热不均】与等压线垂直，由高压指向低压等压线越密，水平气压梯度力越大，风速越大10251020101510101005水平气压梯度力500/hPa498496494492490高空的风高空的风：与等压线平行由于地转偏向力总是与物体运动的方向垂直。当地转偏向力与水平气压梯度力相平衡时，物体保持原来的运动状态。北半球风向水平气压梯度力地转偏向力1010/hPa10081006100410021000近地面的风近地面的风：斜穿等压线由于地面有摩擦力，摩擦力的方向与物体运动的方向相反。摩擦力既改变物体运动的方向，也改变物体运动的速度。北半球风向水平气压梯度力地转偏向力摩擦力读“某地区等压线图(北半球)”，回答问题。(3)图中甲地的风向是______风，乙地的风向是______风。(4)甲地的风力较乙地的风力____，原因是(5)若丙与丁之间形成热力环流，则两地中气温较高的是_____，垂直方向上为下沉气流的是____。西北甲地等压线较密集，气压梯度力较大(1)在图中标出高压中心和低压中心的位置。(2)在图中画出高压脊线(用——表示)和低压槽线(用表示)的位置。高低高偏南大丙丁第二节大气受热过程和大气运动

新知预习自主检测一、大气的受热过程

1.能量来源:太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。2.受热过程新知预习自主检测小提醒①太阳辐射在传播过程中,小部分被大气吸收或反射,大部分到达地球表面。②大气对太阳辐射的吸收具有选择性:臭氧强烈吸收紫外线;水汽和二氧化碳主要吸收红外线。3.直接热源:地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。

新知预习自主检测二、大气对地面的保温作用1.吸收作用:对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强。地面辐射的长波辐射绝大部分(75%~95%)被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收。2.大气逆辐射:大气吸收地面长波辐射后,也向外辐射长波辐射。大气辐射大部分射向地面,其方向与地面辐射方向相反,故称大气逆辐射。3.保温作用:大气逆辐射把热量传给地面,一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。小提醒大气逆辐射是大气辐射的一部分,白天和晚上是始终存在的,并且白天辐射更强。新知预习自主检测三、大气热力环流1.大气运动2.热力环流

(1)概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流。热力环流是大气运动的一种最简单的形式。

新知预习自主检测(2)形成过程①A地接受热量多,空气膨胀上升,近地面空气密度减小,形成低气压;D处空气聚集,密度增大,形成高气压。②B、F接受热量少,空气收缩下沉,近地面空气密度增大,形成高气压;C、E处空气密度减小,形成低气压。③水平运动:在同一水平面上,空气由高气压区流向低气压区。小提醒①垂直方向上的气压值总是近地面大于高空,同一水平面上的气压值是高压大于低压。②气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的,而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。(3)局部小环流①城市热岛环流:城市中心区与郊区之间的温度差异,在中心区与郊区之间形成的热力环流,称为“城市热岛环流”。②海陆风:白天陆地增温快,海洋增温慢;夜晚,陆地降温快,海洋降温慢。海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流,称为海陆风。新知预习自主检测四、大气的水平运动——风1.水平气压梯度力:单位距离间的气压差,叫作气压梯度。促使大气由高压区流向低压区的力,叫作水平气压梯度力。2.风形成的原因在水平气压梯度力的作用下,大气从高压区向低压区作水平运动,就形成了风。水平气压梯度力是形成风的直接原因。3.形成过程新知预习自主检测4.高空中的风和近地面的风比较

新知预习自主检测小提醒①影响风力大小的最直接因素是水平气压梯度力,水平气压梯度力越大,风力越大。②近地面风力大小还要考虑摩擦力的大小,地面障碍物越多,阻挡作用越强,摩擦力越大,风力越小。③地转偏向力不影响风力大小,只影响风向,北半球右偏,南半球左偏。新知预习自主检测1.判断正误(1)太阳辐射是大气能量的根本来源。

(

)(2)垂直方向上的气压差异是会随大气运动而变化的。(

)(3)大气运动的方向总是由高压指向低压。

(

)(4)地转偏向力既影响风速也影响风向。

(

)(5)植树造林可有效减弱风速。

(

)答案(1)√

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√新知预习自主检测下图示意地球大气受热过程。读图,完成2题。

2.“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声”,主要是因为此时(

)A.①强 B.②弱 C.③弱 D.④强解析“秋阴”“雨声”说明此时为阴雨天气,云量大,大气逆辐射强,近地面气温高,故霜来得晚些。答案D新知预习自主检测读形成某半球近地面的气压及各种力的示意图,完成3~4题。

3.下列说法正确的是(

)A.图示气压场位于北半球B.图中F2是使风力增强的地面摩擦力C.图中等压线数值L1>L2D.图中F3是使风向向左偏的地转偏向力4.图中促使大气产生水平运动的原动力是(

)A.F1 B.F2

C.F3 D.F2、F3的合力新知预习自主检测解析在近地面,大气运动受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用,风向与等压线斜交。由图可知,Fl是水平气压梯度力,它与等压线垂直,且始终由高压指向低压,因此等压线数值L2>L1;F2是使风力减弱的摩擦力,其方向与风向相反;F3是使风向向左偏的地转偏向力,因此此地应位于南半球。水平气压梯度力是促使大气产生水平运动的原动力,即图中Fl。答案3.D

4.A探究一探究二探究三当堂检测

大气对太阳辐射和地面有哪些影响?问题探究2018年可以说是太空大年,从SpaceX巨型猎鹰重型火箭的亮相、红色星球的自拍再到三次新的NASA任务的启动……而2019年太空领域似乎专注于一个天体:月球。我国可能会在2019年年底启动“嫦娥五号”任务。“嫦娥四号”的后续工作将收集月表样本并将其带回地球,这标志着宇宙探索中又一里程碑。但民间热议的“月球移民”难度依然较大。这是因为月球表面昼夜温差很大,白天阳光垂直照射的地方温度高达127

℃,夜晚温度可降到-183

℃。探究一探究二探究三当堂检测结合材料探究:(1)请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐射、大气逆辐射。(2)月球上的气温变化为什么会如此剧烈?(3)地球、月球与太阳的距离相当,为什么地球上的气温比较稳定呢?(4)运用大气的受热过程原理,分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。探究一探究二探究三当堂检测提示(1)(2)月球上没有大气层,白天不能削弱太阳辐射,夜晚无大气逆辐射。(3)地球上有大气层,白天,大气层削弱太阳辐射,使到达地面的太阳辐射减少,温度上升缓慢;夜晚,大气逆辐射对地面有保温作用,使地面温度下降缓慢。(4)塔里木盆地晴天多,白天,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射多,气温高;夜晚,大气逆辐射弱,保温作用弱,气温低。探究一探究二探究三当堂检测名师精讲1.大气的受热过程和保温作用大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收,实现了受热过程,而大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续。具体图解如下:探究一探究二探究三当堂检测2.大气受热过程在生活中的应用(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响

(2)在农业中的应用:利用温室大棚生产反季节蔬菜;利用烟雾防霜冻;果园中铺沙或鹅卵石不但能减少土壤水分的蒸发,还能增大昼夜温差,有利于瓜果糖分的积累等。(3)利用大气的削弱作用原理分析某一地区太阳能的多寡,如高海拔区,空气稀薄,大气的削弱作用弱,太阳能丰富;内陆地区,晴天多、阴雨天气少,大气的削弱作用弱,太阳能丰富。探究一探究二探究三当堂检测小技巧昼夜温差大小的分析技巧分析昼夜温差的大小,要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况、下垫面等方面分析。(1)地势高低:地势高→空气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。(2)天气状况:晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。(3)下垫面:下垫面的比热容大→地面增温和降温速度慢→昼夜温差小,如海洋的昼夜温差小于陆地。探究一探究二探究三当堂检测典例剖析例题1下图为太阳辐射、地面辐射和大气辐射关系示意图。读图,完成下列各题。(1)对流层大气热量主要直接来源于(

)A.① B.② C.③ D.④(2)深秋时节,用烟熏防御霜冻,主要是因为烟雾可增强(

)A.① B.② C.③ D.④探究一探究二探究三当堂检测素养立意该题主要考查综合思维能力。通过图示各箭头之间的关系,判断①为太阳辐射,②为大气逆辐射,③为地面辐射,④为大气对太阳辐射的吸收作用。解析第(1)题,由示意图可以直接看出对流层大气的热量主要直接来源于③地面辐射。第(2)题,深秋时节,用烟熏防御霜冻,主要是因为烟雾可增强②大气逆辐射,从而起到对地面的保温作用。答案(1)C

(2)B探究一探究二探究三当堂检测热力环流是如何形成的?对人们的生产、生活有何影响?问题探究孔明灯又叫天灯,俗称许愿灯,又称祈天灯,是一种古老的手工艺品,在古代多做军事用途。现代人放孔明灯多作为祈福之用。相传五代(907—960)时有一个莘七娘,随丈夫在福建打仗时,她曾用竹篾扎成方架,糊上纸,做成大灯,底盘上放置燃烧着的松脂,灯就靠热空气飞上天空,用作军事联络信号。这种松脂灯,在四川称孔明灯。这种灯笼的外形像诸葛亮戴的帽子,因而得名。探究一探究二探究三当堂检测另一种说法是这种灯由三国时的诸葛亮所发明。当年,诸葛孔明被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救。孔明制成会在空中飘浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。结合材料探究:(1)早期的孔明灯设计简陋,它是怎么升空的呢?(2)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢?提示(1)孔明灯因其内的空气受热膨胀而上升。(2)热力环流。探究一探究二探究三当堂检测名师精讲热力环流的形成及影响

探究一探究二探究三当堂检测1.热力环流的形成——“一个关键、四个步骤”(1)“一个关键”是确定近地面两点的冷热。热容量大的地球表面,白天气温较低,夜晚气温较高;热容量小的地球表面,白天气温较高,夜晚气温较低。(2)“四个步骤”①热上升、冷下沉——近地面热空气上升,近地面冷空气下沉。②热低压、冷高压——近地面冷的地方形成高压,近地面热的地方形成低压。③近地面和高空气压性质相反——近地面为高压,其高空为低压;近地面为低压,其高空为高压。④水平气流从高压流向低压。探究一探究二探究三当堂检测2.理解热力环流的形成,关键抓住以下三点关系

(1)温压关系(如上图中甲、乙、丙三地所示):(2)风压关系:水平方向上,风总从高压吹向低压(如上图中①②③④处风向所示)。(3)等压面凸凹关系:近地面与高空的等压面凸起方向相反。探究一探究二探究三当堂检测3.常见热力环流形式的图示分析及应用(1)海陆风①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。

②影响与应用海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。探究一探究二探究三当堂检测(2)山谷风①成因分析——山坡的热力变化是关键。

②影响与应用山谷(小盆地)常因夜间冷的山风吹向谷底(盆地),使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷(小盆地)地区不宜布局污染工业。探究一探究二探究三当堂检测(3)城市热岛效应①成因分析——“城市热岛”的成因是突破口。②影响与应用一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。探究一探究二探究三当堂检测小技巧等压面图的判读方法等压面是空间气压值相等的点组成的面,等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况,等压线图表示气压的水平分布状况。探究一探究二探究三当堂检测(1)在同一地点不同海拔上,海拔越高,气压越低。如图PA>PE。(2)在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。如图PA<PB,PA<PC。(3)同一水平面上,高压区等压面都向高空凸起,低压区等压面都向低空凹陷,即“凸高凹低”。(4)同一垂直方向上,近地面和高空的气压区类型相反,即近地面为高压,其高空则为低压。探究一探究二探究三当堂检测典例剖析例题2读图,完成下列各题。(1)如上图为热力环流侧视图,则以下说法正确的是

(

)A.引起热力环流的原因是地面冷热不均B.温度:A>B>C>DC.热力环流是大气运动最复杂的形式D.气压:D>A>B>C(2)如上图表示的是山谷风示意图,那么上升气流③表示的可能是(

)①白天的谷地②白天的山坡③夜晚的谷地④夜晚的山坡A.①② B.②③ C.③④ D.①④探究一探究二探究三当堂检测素养立意本题考查学生的综合思维能力。该图若表示热力环流示意图,则A、B位于同一水平面上,两者受热状况不同,而形成热力环流。若表示山谷风,则是因为海拔差异引起的热力环流。解析第(1)题,由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流,是大气运动最简单的形式。A处空气冷却收缩下沉,近地面形成高压;B处空气受热上升形成低压。因此,就气压来看,应是PA>PB>PC>PD;就气温而言,应为TB>TA>TC>TD。第(2)题,在山区,白天山坡上的空气增温快,暖空气沿坡上升,形成谷风;夜晚山坡上的空气因为热量散失多,温度降低幅度大,密度增大,因而沿坡下沉流入谷地,形成山风。答案(1)A

(2)B探究一探究二探究三当堂检测风是怎样形成的?为什么不同地区的风向会不同?问题探究比较不同力作用下的风向示意图,共同探讨问题。探究一探究二探究三当堂检测结合材料探究:(1)高空的风和近地面的风在受力上有什么不同?最终风向有何差异?(2)水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力各有什么特征?(3)利用所学知识和下面的三个风向图,判断有关问题并说明判断依据。探究一探究二探究三当堂检测提示(1)高空的风受水平气压梯度力和地转偏向力共同影响,最终风向与等压线平行。近地面的风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同影响,最终风向与等压线斜交。(2)①水平气压梯度力:始终垂直于等压线,由高压指向低压。②地转偏向力:始终与风向垂直,随着风速的增大而逐渐增大。③摩擦力:方向始终与风向相反。(3)根据风向与等压线的关系可判断近地面的风和高空的风;根据风向向左偏还是向右偏可判断南、北半球;风由高压区吹向低压区。探究一探究二探究三当堂检测名师精讲1.三种不同受力情况对风向的影响比较探究一探究二探究三当堂检测2.风向的应用(1)判断气压的大小:顺着风向,气压值越来越小。(2)判断南、北半球:向右偏→北半球;向左偏→南半球。(3)判断近地面和高空(高空忽略摩擦力):利用风向与等压线的关系。成一夹角(或斜交)→近地面;平行→高空。(4)判断高压和低压:观测者背风而立,北半球高压中心位于其右后方,南半球高压中心位于其左后方。探究一探究二探究三当堂检测小技巧在等压线图上确定某一地点风向的方法第一步,在等压线图中,按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压,但并不一定指向低压中心),表示水平气压梯度力的方向。第二步,确定南、北半球后,面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°~45°,画出实线箭头,即为经过该点的风向。如下图(以北半球为例,单位:百帕)所示。探究一探究二探究三当堂检测在等压线图上判断风向时,可用“左右手”法则,北半球用右手,南半球用左手。具体方法:伸出右(左)手,手心向上,让四指指向水平气压梯度力的方向,拇指指向就是气流偏转方向。高空的风向与水平气压梯度力方向垂直;近地面的风向与水平气压梯度力方向成一锐角。如下图:北半球近地面风向判断示意图

探究一探究二探究三当堂检测典例剖析例题3读北半球近地面风向示意图,完成下列各题。(1)力的名称:a

,c

,d

。

(2)a力的指向与等压线之间呈现什么关系?

,其方向由

指向

。

(3)若无d,只受a、c影响,b最终将与

平行。

(4)在实际大气中,b与等压线之间

。

探究一探究二探究三当堂检测素养立意该题主要考查从图中提取信息的综合思维能力。该图位于北半球,则地转偏向力向右偏。因是近地面风向,则空气运动时受到摩擦力的影响,风向与等压线斜交。解析从图中可以看出,箭头a垂直于等压线,并且从高压指向低压,所以是水平气压梯度力。箭头b是大气实际水平运动的方向(风向)。由图可见,风向与等压线或水平气压梯度力(a)之间有一个交角,与地转偏向力(c)呈90°夹角,与摩擦力(d)的方向相反,在实际大气中,b同时受到三种力的作用,它与等压线斜交(北半球向右偏)。假设b只受到水平气压梯度力和地转偏向力两种力的作用,b的方向将最终与等压线平行。答案(1)水平气压梯度力地转偏向力摩擦力(2)垂直于等压线高压低压(3)等压线(4)并不完全平行,而是有个交角(斜交)探究一探究二探究三当堂检测读大气受