【课件】大气的受热过程和大气运动+课件高一地理人教版（2019）必修第一册

2023年10月10日星期二2023年10月12日星期四1.电白区10月10日和10月12日在天气现象、气温方面存在什么差异？2.哪些因素导致了这些差异？思考大气的受热过程和大气运动Atmosphericheatingprocessandatmosphericmotion第二章地球上的大气1.运用图示说明大气的受热过程，能利用大气受热原理解释常见的地理现象。2.理解热力环流的形成，并能解释自然界中的热力环流。了解水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力及其对大气水平运动的影响；学会根据气压分布图及有关条件来判断风力大小和风向。教学目标1大气的受热过程温度与波长的关系Therelationshipbetweentemperatureandwavelength什么是辐射？电磁波（为物体向外释放热量的形式）图1各种辐射的波长范围温度与波长的关系Therelationshipbetweentemperatureandwavelength图2太阳辐射的波长分布图物体温度越高，波长越短，辐射强度越大1.物体温度与辐射强度的关系？2.太阳辐射主要集中在哪个波段？是长波辐射还是短波辐射？太阳辐射主要集中在可见光波段，约占太阳辐射的一半太阳表面温度约5500°C→短波辐射3.地面辐射是长波辐射还是短波辐射？地球固体表面均温约22°C，近地面大气均温约22°C→长波辐射短波辐射长波辐射太阳辐射地面吸收约47%吸收O₃吸收紫外线CO₂吸收红外线CO₂、H₂O吸收80%以上的红外线大气吸收大气升温逸出返回地面大气逆辐射逸出大气的受热过程Theheatingprocessoftheatmosphere对流层大气的受热过程是指热量的传递过程，即热量的收入和支出。（3种辐射，2种作用）反射地面反射率地面辐射散射短波辐射长波辐射太阳辐射地面吸收约47%吸收O₃吸收紫外线CO₂吸收红外线CO₂、H₂O吸收80%以上的红外线大气吸收大气升温逸出返回地面大气逆辐射逸出大气的受热过程Theheatingprocessoftheatmosphere反射地面反射率地面辐射散射太阳辐射（短波）地面吸收，地面增温地面辐射（长波）大气吸收，大气增温大气逆辐射①大气吸收的热量主要是长波辐射，对短波辐射吸收很少，因此大气的主要、直接热源是地面辐射（高处不胜寒——海拔越高，到达的地面辐射越少，气温越低）②大气的根本热源是太阳辐射短波辐射长波辐射太阳辐射地面吸收约47%吸收O₃吸收紫外线CO₂吸收红外线CO₂、H₂O吸收80%以上的红外线大气吸收大气升温逸出返回地面大气逆辐射逸出大气的受热过程Theheatingprocessoftheatmosphere反射地面反射率地面辐射散射一天内什么时候太阳辐射最强？什么时候气温最高？什么时候气温最低？太阳暖大地（12:00太阳辐射最强，13:00地面温度最高）热量传导大地暖大气（14:00气温最高）大气还大地（5:00气温最低）大气对太阳辐射的削弱作用Theweakeningeffectoftheatmosphereonsolarradiation形式特点参与成分削弱辐射自然现象吸收有选择性水汽、二氧化碳、臭氧臭氧吸收紫外线水汽和二氧化碳吸收红外线—反射无选择性云层、尘埃、水汽各种波长的太阳辐射夏季多云的白天，气温不太高散射有选择性空气分子、细小的尘埃可见光中波长较短的蓝光、紫光晴朗的天空呈蔚蓝色无选择性较大颗粒的尘埃各种波长的太阳辐射阴天的天空呈灰白色大气对太阳辐射的削弱作用Theweakeningeffectoftheatmosphereonsolarradiation图3直射、斜射与太阳辐射强度关系示意图纬度因素（太阳高度、昼长等）：太阳辐射由低纬向两极递减不同纬度，太阳辐射量的差异？图4五带划分图大气对太阳辐射的削弱作用Theweakeningeffectoftheatmosphereonsolarradiation【下垫面】地球表面的特征，如海陆分布、地形起伏和地面粗糙度、植被、土壤湿度、雪被面积等。新雪、冰：地面反射率高，吸收热量少，升温慢海洋、耕地、沙土：地面反射率低，吸收热量多，升温快到达地面的太阳辐射都会被地面吸收吗？图5不同性质地面的反射率图6大气的受热过程示意图到达地面的太阳辐射=地面吸收的太阳辐射y%+地面反射的太阳辐射x%图6大气的受热过程示意图大气的保温作用Theinsulationeffectoftheatmosphere大气逆辐射把热量传给地面，这就在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天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强图7大气的保温作用为什么晴天昼夜温差大？阴天昼夜温差小？晴天云层少白天大气对太阳的削弱作用弱升温快夜晚大气的保温作用弱降温快昼夜温差大大气的保温作用Theinsulationeffectoftheatmosphere地球有大气，而月球没有大气。地球和月球表面的辐射过程如图所示。图8地球和月球表面的辐射过程（1）观察图找出地球比月球多了哪些辐射途径。（2）说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响。（3）说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。补充：影响昼夜温差大小的因素①地势：地势高，大气稀薄→白天削弱作用弱，夜晚保温作用弱→昼夜温差大②天气：晴天→昼夜温差大

阴天→昼夜温差小③下垫面：下垫面比热容大→白天增温速度慢，夜晚降温速度慢→昼夜温差较小（如海洋）大气逆辐射的原理应用——冬夜晴无雨，早起必有霜天气晴朗，天空云量少，大气逆辐射弱，保温作用下降，昼夜温差大，温暖白天形成较多水蒸气，夜间地面气温很低，凝华成固态大气的保温作用Theinsulationeffectoftheatmosphere大气逆辐射的原理应用——人造烟幕，防御霜冻增强了大气逆辐射，补偿地面损失的热量，加强对地面的保温作用大气的保温作用Theinsulationeffectoftheatmosphere大气的保温作用Theinsulationeffectoftheatmosphere大气逆辐射的原理应用——蔬菜大棚玻璃花房白天，塑料薄膜、玻璃能让太阳短波辐射透射进入，而地面长波辐射却不能穿透散失，从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里夜晚，由于覆盖材料的保温作用，室内气温不至于过低地膜，就是在地面覆盖的一层薄膜。地膜覆盖，是指用塑料薄膜（透明、黑色或银色等）覆盖地表的一种农业栽培技术。地膜覆盖是如何实现增产增收的？改善温度和光照条件，具体表现为减少土壤与空气的热交换，冬春季保温，夏季降温。①透明膜：太阳辐射透射进入，拦截地面长波辐射，增加地表温度；②深色膜（黑色地膜）：削弱太阳辐射进入，地膜自身增温快，但传给土壤的热量较少，降低棚内白天的温度；③反光膜（白色或银灰色）：可反射光照，增加光效，利于果实着色，提高果实品质；④彩色膜（红色、绿色）：只允许同色系光透射，阻挡其他不利于作物的光透过。大气的保温作用Theinsulationeffectoftheatmosphere大气逆辐射的原理应用——葡萄园铺设鹅卵石白天鹅卵石吸热快，近地面气温高，有利于光合作用夜晚鹅卵石放热快，气温迅速降低，葡萄的呼吸作用减弱，消耗的营养物质少，利于糖分积累大气的保温作用Theinsulationeffectoftheatmosphere温室效应温室气体（CO₂、CH₄）排放增多大气吸收地面长波辐射增多大气逆辐射增强，保温作用增强气温升高，全球变暖图9温室效应对地球表面温度的影响国家地理·全球气候变化宣传片NationalGeographic·globalclimatechangevideo读“大气受热过程示意图”，回答1-2题。1.图中表示被大气削弱后的太阳辐射的序号是A.①B.②C.③D.④2.图中表示近地面大气主要的直接热源的序号是A.①B.②C.③D.④BC燃煤污染对雾霾天气的形成产生巨大的影响，为了改善空气质量，2018年北京在450个村庄实施了“煤改电”工程。右图为“大气的保温作用示意图”。读图回答3-4题。3.对地面起保温作用的是A.甲B.乙C.丙D.丁4.北京煤改电后，将导致A.甲减弱B.乙增强C.丙无变化D.丁减弱BC电视剧《闯关东》中有这样的场景：“主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害，在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草……”。结合“大气受热过程示意图”，回答以下两题。5.朱开山一家燃烧柴草防御霜冻的做法，有利于A.增强a辐射B.增强b辐射C.增强c辐射D.改变b的辐射方向6.关于图中a、b、c所代表的内容叙述正确的是A.a代表大气的直接热源B.a、b、c所代表的辐射波长的大小关系是a<b<cC.b代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收D.c代表的辐射与天气状况无关BC2大气热力环流观察热力环流实验，画出气流运动的方向，思考空气形成环流的原因是什么？热力环流的形成Formationofthermalcirculation基本概念——气压P（hpa）气压是作用在单位面积上的大气压力（单位面积上垂直空气柱所受到的重力）大气上界近地面ABP1P2P3一般规律：同一地点，垂直方向上，海拔_______，气压数值________。越高越低假设大气无运动(冷热均衡)：海拔相同的点，气压_______。相等热力环流的形成Formationofthermalcirculation基本概念——气压P（hpa）气压是作用在单位面积上的大气压力（单位面积上垂直空气柱所受到的重力）大气上界近地面AB一般规律：同一地点，垂直方向上，海拔_______，气压数值________。越高越低假设大气无运动：海拔相同的点，气压_______。相等P1P2P3等压面等高面等压线热力环流的形成Formationofthermalcirculation大气上界近地面ABCD500hpa1000hpa5500m高空TA=TB（冷热均衡）PA=1000PB=1000PC=500PD=500TA<TB（冷热不均）热冷PC<500PD>500PA>1000PB<1000受热膨胀上升受冷收缩下沉垂直方向：热胀上升，冷缩下沉海拔越高，气压越低热力环流的形成Formationofthermalcirculation大气上界近地面AB500hpa1000hpa5500m高空TA=TB（冷热均衡）PA=1000PB=1000PC=500PD=500TA<TB（冷热不均）热冷垂直方向：热胀上升，冷缩下沉海拔越高，气压越低PC<500PD>500PA>1000PB<1000水平方向：空气由高压流向低压CD受热膨胀上升受冷收缩下沉低压高压高压低压高压和低压≠气压值的大小热力环流的形成Formationofthermalcirculation热力环流形成过程（顺序重要）a——地表受热均匀，等压面与地表平行，气流平稳b——A地受热，气流上升，高空形成高气压区，等压面凸起；B、C两地冷却，气流下沉，近地面形成高气压区，高空形成低气压区c——高空气流从高气压区向低气压区扩散，近地面气流从高气压区向低气压区流入，形成热力环流①地面冷热不均②大气垂直运动③出现同一水平面上气压的高低差异（水平气压差）④空气水平运动⑤形成热力环流热力环流的形成Formationofthermalcirculation1.对于同一地点而言，海拔越高，气压________。2.同一等压面上的点气压值________。3.高压和低压都是针对____________上的气压差异而言，气压值的大或小是垂直比较。因此，高压不等于_________，低压不等于__________。4.同一地点，近地面的气压状况与高空______。5.等压面弯曲规律：在垂直方向上，___________。6.气压与天气的关系：______气流易形成降水，_____气流天气晴朗。越低相等同一水平面气压值大气压值小相反高凸低凹上升下沉1.下图是某地高空等高面与等压面关系示意图。（1）A、B两地受热的是____，空气______；冷却的是____，空气______。（2）图中点①至点⑤，气压最高的是_____，气压最低的是_____。（3）用“→”完成图中热力环流。上升BA⑤下沉④2.读大气运动状况图，回答下列问题。（1）该图表示的是大气运动的最简单形式，称_______环流，形成这种环流的原因是_______________。（2）B、D两处比较，气压高的是＿＿；A、E两处比较，气压高的是＿＿；E、F两处比较，高压是＿＿；A、C两处比较，高压是＿＿。（3）如果此处代表城市与郊区的环流，那么A、B、C三处为城市的应该是_____。考虑到城市风所携带的污染物对郊区的影响，卫星城应建在______________之外。热力地面冷热不均BAECA城市热力环流热力环流的常见形式Commonformsofthermalcirculation城市风：中心区与郊区之间的温度差异，导致空气在中心区上升，在郊区下沉；高空气流由中心区流向郊区，近地面气流由郊区流向中心区。中心区与郊区之间形成热力环流，这种热力环流称为“城市热岛环流”。气流上升，成云致雨→雨岛效应（由于城市内高楼林立，空气循环不畅，加之建筑物空调、汽车尾气加重了热量排放，使城市内热空气上升，上升中遇冷凝结，促进降水形成。）大气污染物易扩散至郊区易受郊区燃烧秸秆烟雾影响热岛效应（何时最强？）热力环流的常见形式Commonformsofthermalcirculation原因①吸热/下垫面：城市对太阳辐射的吸收量大于郊区（柏油路、水泥建筑都是吸热体）②放热/温室效应：城市中有众多放热物体（汽车、工厂、空调）③建筑布局：通风不畅措施①工厂布局：迁移到热力环流圈以外（若将高污染工厂布局在热力环流圈内会加剧市区污染）②绿化：设立在市区与郊区的过渡③合理规划城市布局从、市区郊区过渡带图为北半球某平原城市冬季等温线分布图。3.该城市可能位于A.40°N附近大陆西岸B.回归线附近大陆西岸C.40°N附近大陆东岸D.回归线附近大陆东岸4.市中心与郊区的气温差异导致市中心A.降水的可能性较郊区大B.容易形成高气压C.大气污染物不易扩散至郊区D.不易受郊区燃烧秸秆烟雾的影响CA自某城市市中心向南、向北分别设若干站点，监测城市气温的时空分布。监测时间为8日（多云）9时到9日9（睛）18时。监测结果如图所示。5.下列时间中热岛效应最强的是A.8日15时左右B.8日22时左右C.9日15时左右D.9日18时左右B热力环流的常见形式Commonformsofthermalcirculation海陆风：海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流。海陆风使得海洋和陆地之间发生热量交换，可降低滨海地区的气温日较差（白天不至于过热，晚上不至于过冷），降水增多。陆地海洋热冷陆地海洋热冷白天陆地升温快、气温高，形成低压；海洋升温慢、气温低，形成高压。风从海洋吹向陆地，形成海风。夜晚陆地降温快、气温低，形成高压；海洋降温慢、气温高，形成低压。风从陆地吹向海洋，形成陆风。湖陆风与城市热岛效应的关系白天城市温度高，增大湖陆之间的温差→湖风加强夜晚城市温度高，减弱湖陆之间的温差→陆风减弱城市热岛效应6.下图表示四处热力环流形成示意过程，其中正确的是②我国南方某地新建一小型水库，某日两时刻测得水库及其东西两侧近地面气温分布如下图所示，据此回答各题。7.关于水库及其周围地区气温的描述，正确的是A.水库中心区的气温日变化最大B.水库中心区的气温日变化最小C.一天中水库中心区的气温始终高于东西两侧地区的气温D.一天中水库中心区的气温始终低于东西两侧地区的气温8.水库与周围地区存在着气温差异，导致水库与周围地区之间形成了热力环流。关于该热力环流的描述，正确的是A.热力环流的方向不变B.水库中心区始终存在上升气流C.白天，风由水库吹向四周D.晚上，风由水库吹向四周BC我国南方某地新建一小型水库，某日两时刻测得水库及其东西两侧近地面气温分布如下图所示，据此回答各题。9.下图中与15时水库东西方向的上空等压面的剖面线相符的示意图为C湖陆风是在较大水域和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性天气现象。读“某时刻湖陆风垂直结构示意图。完成下列各题。10.据图可知，此时A.①处为陆风B.②处盛行上升气流C.③处风力小于①处D.④处更易形成降水11.图示湖水面萎缩导致A.湖陆风消失B.湖陆风增强C.陆地昼夜温差减小D.陆地湿度下降DD热力环流的常见形式Commonformsofthermalcirculation山谷风：山区白天地面风从谷地吹向山坡（谷风）；晚间地面风从山坡吹向谷地（山风），以一日为周期，这就是山谷风环流。①白天→下沉气流→不易凝结成雨②夜晚→上升气流→水汽凝结成雨（巴山夜雨）拉萨河流域拥有丰富的物质文化和非物质文化资源，拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧。读“拉萨7月降水量日平均变化图”，完成下题。12.有关拉萨7月降水日变化成因的叙述，正确的是A.夜晚地面降温迅速，近地面水汽易凝结成雨B.夜晚近地面形成逆温层，水汽易凝结成雨C.白天盛行下沉气流，水汽不易凝结成雨D.白天升温迅速，盛行上升气流，水汽不易凝结成雨C一个地区的风受局地风与背景风的共同影响，某气象研究团队选取河北崇礼山区2016年12月至2017年2月、2017年12月至2018年2月两个冬季的气象观测资料，探究了山谷风的日变化特征。在观测到山谷风的时日，山风一般自22时起，至次日7时结束；谷风一般自10时起，至16时结束。13.有利于观测到较强山谷风的天气条件是A.背景风较弱的晴天B.背景风较弱的阴天C.背景风较强的晴天D.背景风较强的阴天A局地风与背景风的关系：背景风不明显→凸显局地风（山谷风、湖陆风、城市风）晴天昼夜温差大→山谷、山顶温差大→山谷风风速较大3大气的水平运动——风风的形成与种类Formationandtypeofwind理想状态下的风近地面的风高空的风风：大气从高压区流向低压区的水平运动风的形成与种类Formationandtypeofwind气压/hpa101010201030水平气压梯度力同一水平面上单位距离间的气压差气压梯度由同一水平面的气压梯度产生的促使大气由高压区流向低压区的力水平气压梯度力水平气压梯度力示意图①②方向：垂直于等压线，由高压指向低压大小：与水平气压梯度成正比方向和大小③作用力1.水平气压梯度力——形成风的直接原因风的形成与种类Formationandtypeofwind（2）不同图中，相同比例尺，相邻两条等压线数值差越大，风力越大。（3）不同图中，等压线疏密和相邻两条等压线数值差相等时，比例尺越大，风力越大。如何判断风力的大小？（1）同一等压线图上，等压线越密集，气压梯度越大，风力越大；等压线越稀疏，气压梯度力越小，风力越小。风的形成与种类Formationandtypeofwind作用力2.地转偏向力气压/hpa101010201030由于地球自转，导致物体水平运动方向发生偏转的力称为地转偏向力地转偏向力北半球地转偏向力作用示意图①地转偏向力始终垂直于风向：北半球右偏，南半球左偏，赤道不偏转改变风向，不改变风力大小方向和大小②地转偏向力运动方向风的形成与种类Formationandtypeofwind作用力3.摩擦力气压/hpa101010201030两个相互接触并挤压的物体，在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力摩擦力北半球作用力示意图①方向：方向与物体运动方向/风向相反大小：取决于地表的粗糙程度摩擦力对风有阻碍作用，可以减小风速方向和大小②运动方向摩擦力风的形成与种类Formationandtypeofwind1.理想状态下的风102010161012100810041000(hPa)北半球水平气压梯度力F水风向v理想状态下：地面光滑、空气无阻力、地球不自转只受一个力作用：F水（垂直于等压线，由高压指向低压）理想状态下的风向v与F水方向一致注意：风向v不是力，是大气的运动方向！风的形成与种类Formationandtypeofwind2.高空的风受两个力作用：F水（垂直于等压线，由高压指向低压）F地（南左北右）高空的风：不受地面摩擦力影响、地球自转520516512508504500(hPa)北半球水平气压梯度力F水风向v地转偏向力F地注意：风向v不是力，是大气的运动方向！风的形成与种类Formationandtypeofwind2.高空的风高空的风：不受地面摩擦力影响、地球自转520516512508504500(hPa)北半球风向v水平气压梯度力F水地转偏向力F地受两个力作用：F水（垂直于等压线，由高压指向低压）F地（南左北右）高空的风向v与等压线平行注意：风向v不是力，是大气的运动方向！风的形成与种类Formationandtypeofwind3.近地面的风近地面的风：受地面摩擦力影响、地球自转受三个力作用：F水（垂直于等压线，由高压指向低压）F地（南左北右）F摩（与风向v相反）102010161012100810041000(hPa)北半球风向v水平气压梯度力F水地转偏向力F地摩擦力F摩注意：风向v不是力，是大气的运动方向！风的形成与种类Formationandtypeofwind3.近地面的风近地面的风：受地面摩擦力影响、地球自转受三个力作用：F水（垂直于等压线，由高压指向低压）F地（南左北右）F摩（与风向v相反）近地面风向v与等压线斜交45°102010161012100810041000(hPa)北半球风向v水平气压梯度力F水地转偏向力F地摩擦力F摩注意：风向v不是力，是大气的运动方向！风的形成与种类Formationandtypeofwind总结：风向判断“三步骤”1.定水平气压梯度力在等压线图中，画出过该点的切线，并过切点作垂直于切线的虚线箭头（由高压指向低压，但并非一定指向低压中心），表示水平气压梯度力的方向。2.定地转偏向力分清图示是哪个半球。北半球风向向右偏；南半球风向向左偏；赤道不偏转。3.定最终风向①近地面：在三力作用下，最终风向与等压线成一夹角（30°~45°）②高空：风向与等压线平行1.水平气压梯度力2.看指南针（没有指南针默认上北下南、左西右东）N西风偏北风N西北风东南风如何判断风向？风的形成与种类Formationandtypeofwind风向：风的来向3.看风羽图4.看风频玫瑰图（风频图）风向：风的来向风的形成与种类Formationandtypeofwind如何判断风向？根据等压线确定风向和风速D-thewindd-andwindspeeda-tothei-line水平气压梯度力西北风水平气压梯度力偏东风读2016年11月9日6时海平面气压分布图，回答问题。1.比较甲、乙两地气压梯度大小，并说明理由。甲处气压梯度力大，因为单位距离的气压差值大。2.在图上画出甲、乙两地的风向。3.比较甲、乙两地风速大小，并说明理由。甲地附近等压线密集，水平气压梯度力大，所以甲地风速大。1.读“北半球近地面风向示意图”，回答问题。（1）写出图中字母代表的力的名称：a________________，c______________，d_________。