第二章自然地理環(huán)境中的物質(zhì)運動和能量交換 1 考試說明 對本學(xué)案的基本要求有 1 了解大氣的受熱過程 理解大氣對太陽輻射的削弱作用和大氣對地面的保溫作用的原理 2 理解大氣運動的成因和規(guī)律 氣候的成因 應(yīng)注意做到以下幾點 正確理解大氣運動的基本特點 全球氣壓帶與風(fēng)帶的形成與分布及海陸分布對大氣環(huán)流的影響 重點解決 1 大氣運動的成因 2 氣壓帶和風(fēng)帶的形成 返回目錄 2 學(xué)案1大氣的熱狀況和冷熱不均引起的大氣運動 一 大氣的受熱過程 1 大氣對太陽輻射的削弱作用 吸收 反射 散射 2 大氣對地面的保溫作用 大氣逆輻射 二 大氣運動 1 熱力環(huán)流及其常見的形式2 大氣運動的方式3 大氣的水平運動 風(fēng) 3 復(fù)習(xí) 太陽輻射 可見光波長在0 4 0 76微米之間 占太陽輻射的50 紅外線波長大于0 76微米 占太陽輻射的43 紫外線區(qū)波長小于0 4微米 占太陽輻射的7 可見光區(qū)波長由長到短為紅橙黃綠青藍紫 4 物體輻射的波長與物體的溫度有何關(guān)系 物理原理 物體溫度愈高 輻射波長愈短 反之亦然 短波輻射 長波輻射 長波輻射 大氣增溫的根本熱源 對流層大氣增溫的直接熱源 大氣逆輻射對地面的保溫作用 5 吸收 太陽輻射 一 大氣的受熱過程 大氣上界 地表 受熱環(huán)節(jié) 太陽輻射穿過大氣層 太陽輻射到達地表 地面?zhèn)鳠峤o大氣 6 1 大氣對太陽輻射的削弱作用 1 削弱方式有哪些 7 1 大氣對太陽輻射的削弱作用 1 削弱方式有哪些 為什么 教材P34 有選擇性 有選擇性 云層的厚度和較大的塵埃 空氣質(zhì)點的大小 二氧化碳和水汽吸收紅外線臭氧吸收紫外線 8 表現(xiàn)形式 吸收 反射 散射 參與大氣成分 波長范圍 特點 實例 云層 顆粒較大的塵埃等 所有波段 無選擇性 夏天多云白天氣溫不會太高 臭氧 平流層 水汽 CO2 對流層 紫外線 紅外線 有選擇性 對可見光吸收很少 南極 空洞 質(zhì)點是空氣分子 微小塵埃 藍紫色光 有選擇性 晴朗的天空呈蔚藍色 質(zhì)點是顆粒較大的塵埃 霧滴等 各種光 無選擇性 天空呈白色 小結(jié) 1 大氣對太陽輻射的削弱作用 9 大氣上界 太陽輻射 2 影響削弱作用的因素 太陽高度角 大氣 直射時 太陽輻射穿過大氣層的路程比較短 地平面 地球 10 削弱作用與緯度的關(guān)系 低緯度 太陽高度角大 太陽輻射經(jīng)過大氣的路程短 被削弱的輻射少高緯度 太陽高度角小 太陽輻射經(jīng)過大氣的路程長 被削弱的輻射多 11 1 早晨的太陽輻射和中午的太陽輻射有何不同 2 高緯度與低緯度比較太陽光經(jīng)過大氣的路程情況如何 被大氣削弱怎樣 產(chǎn)生什么樣的結(jié)果 思考 12 請同學(xué)們解釋一些自然現(xiàn)象 3 為什么在日出之前天就亮了 在樹蔭下 在房間里 凡是陽光不能直接照射的地方仍是明亮的 2 為什么陰天時或大氣塵埃煙霧較多時 見不到太陽直接照射的光 所見到的天空是灰白色 1 夏天 如果是陰天 氣溫比晴天要低 4 為什么晴朗的正午天空呈藍色 練一練 13 2 大氣對地面的保溫作用 14 短波與長波輻射 1 輻射原理 2 保溫作用原理 b 大氣增溫后 產(chǎn)生大氣逆輻射 把熱量還給地面 起到保溫作用 地面是大氣的直接熱源 15 1 知識輔墊 輻射原理 2 保溫作用原理 晴天少云 水汽少 大氣對地面輻射的吸收少 大氣逆輻射弱 保溫作用弱 晴朗夜晚后的早晨比多云夜晚后的早晨更涼一些 16 人類活動可否加強大氣的保溫作用 人類活動排放大量的溫室氣體 加強了保溫作用 使全球氣候變暖 溫室效應(yīng) 17 太陽輻射 地面輻射 玻璃溫室 大氣的保溫作用 溫室效應(yīng) 指大氣中的CO2H2OCH4N2O等有類似玻璃溫室的作用 能強烈吸收來自地面的長波輻射使大氣升溫的現(xiàn)象 問 削弱作用和保溫作用的意義是什么 減小了地表氣溫的日較差 18 解說 保溫作用 swf 保溫作用 大氣是如何起到對地面的保溫作用的 保溫作用的強弱與天氣有何關(guān)系 保溫作用的強弱與人類活動有何關(guān)系 19 討論 由于世界人口劇增 工業(yè)迅速發(fā)展 森林破壞嚴重 空氣中的CO2含量大大增加 保溫效應(yīng)不斷加強 將會使地球上的熱量收支失去平衡 請設(shè)想一下 這將會產(chǎn)生什么后果 進而導(dǎo)致一系列的生態(tài)變化 并會影響全球經(jīng)濟結(jié)構(gòu) 因此如何減少CO2的排放量已成為世界各國所關(guān)注的全球性問題 設(shè)想 采取什么辦法可降低溫室效應(yīng) 20 聯(lián)合國氣候變化框架公約 締約方第六次大會部長級會議 經(jīng)過4天的激烈爭論和艱難的談判于2001年8月23日下午在波恩閉幕 旨在削減二氧化碳的排放量 控制全球變暖的 京都議定書 終于得到落實 2008 2012年38個主要工業(yè)國二氧化碳等六種氣體排放量在1990年的基礎(chǔ)上 平均削減5 2 21 22 太陽短波輻射 被大氣削弱以后 地面增溫 地面長波輻射 大氣增溫 大氣逆輻射 對地面保溫 水汽和CO2吸收紅外線 總結(jié) 大氣的熱力過程 太陽暖大地 大地暖大氣 大氣返大地 例 霜凍出現(xiàn)在晴朗的早晨 晴朗的夜晚氣溫低 這是由于晴朗的夜晚大氣的保溫作用弱 地面熱量迅速散失 氣溫隨之降低 23 通過上面的例子可以看出 分析白天氣溫的高低 主要考慮大氣對太陽輻射的削弱作用的強弱 分析夜晚氣溫的高低 則要考慮大氣對地面的保溫作用的強弱 返回目錄 又如 沙漠地區(qū) 晴天 氣溫日較差大 沙漠地區(qū)晴天多 白天大氣對太陽輻射的削弱作用弱 氣溫高 夜晚大氣對地面的保溫作用弱 氣溫低 青藏高原是我國太陽輻射最強的地區(qū) 青藏高原海拔高 空氣稀薄 大氣對太陽輻射的削弱作用弱 所以太陽輻射強 24 例1 大氣中二氧化碳含量增多導(dǎo)致全球氣候變化 已成為全球關(guān)注的熱點問題 圖1 2 1 2為地球熱量平衡示意圖 讀圖回答 1 2 題 1 二氧化碳含量增多 導(dǎo)致大氣對地面保溫作用增強 下列數(shù)字所示環(huán)節(jié)與大氣保溫作用直接相關(guān)的有 雙選 A B C D AC 2 全球氣候變化會對糧食生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響 其主要原因是 雙選 A 作物的生長發(fā)育受到影響B(tài) 旱澇災(zāi)害增多C 某些物種滅絕D 土壤肥力下降 AB 25 思考 月球上的晝夜溫差大的原因是什么 月球白天在陽光直射的地方溫度可達127 夜晚則降至 183 白天 由于沒有大氣對太陽輻射的削弱作用 月面溫度升得很高 夜間由于沒有大氣的保溫作用 月球表面熱量損失快 所以溫度很低 26 27 課堂練習(xí) 1 請在圖中填寫 大氣上界 太陽輻射 吸收 反射 散射 地面反射 地面輻射 大氣吸收 地面熱量散失 大氣輻射 大氣逆輻射 2 圖中箭頭表示長波輻射的有哪些 3 大氣保溫作用的形成與圖中哪些箭頭的大小有關(guān) 28 分組討論 探究 拉薩有 日光城 之稱 在青藏高原上 人們感覺 頭上熱滾滾 腳下冷颼颼 日照胸前暖 風(fēng)吹背后寒 為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象 腳下冷颼颼 即地面溫度低 風(fēng)吹背后寒 即氣溫低 29 分組討論 探究 2 拉薩的緯度較低 約30 N 太陽高度角較大 到達地面的太陽輻射光熱集中 1 青藏高原的海拔高 太陽輻射穿過大氣圈的路程較短 晴天多 空氣稀薄 大氣對太陽輻射削弱少 到達地面的太陽輻射就多 日照很強的原因 30 3 青藏高原海拔高 空氣稀薄 云量少 大氣吸收地面長波輻射能力低 得到的地面熱量少 所以氣溫低 4 又由于大氣得到的地面熱量少 所以大氣逆輻射弱 即大氣對地面的保溫作用弱 所以地面熱量損失快 溫度低 溫度低的原因 31 直接熱源 小結(jié) 大氣的受熱過程 大氣 削弱作用 地面 保溫作用 直接熱源 太陽 宇宙 32 二 大氣運動 1 熱力環(huán)流及其常見的形式2 大氣運動的方式3 大氣的水平運動 風(fēng) 33 高壓 B A C 冷熱不均促使大氣怎樣運動 34 1 熱力環(huán)流的形成過程 太陽輻射 地區(qū)間冷熱不均 空氣上升 下沉的垂直運動 導(dǎo)致 同一水平面上氣壓的差異 形成 大氣的水平運動 熱力環(huán)流 造成 引起 35 能力拓展練習(xí) 1 在海濱地區(qū) 為什么白天吹海風(fēng) 夜間吹陸風(fēng) 熱 冷 冷 暖 白天在太陽照射下 陸地增溫快 近地面陸地形成低氣壓 而海洋上因氣溫低 加之因有空氣流入形成下沉空氣 形成高氣壓 使下層空氣由海洋流入大陸 形成海風(fēng) 夜間與白天大氣的熱力作用相反而成陸風(fēng) 36 山谷風(fēng) 白天和夜晚在山區(qū) 山風(fēng)和谷風(fēng)的風(fēng)向有何不同 為什么 白天因山坡上的空氣增熱強烈 于是暖空氣沿坡上升 形成谷風(fēng) 如圖a 夜間因山坡空氣迅速冷卻 密度增大 因而沿坡下滑 流入谷地 形成山風(fēng) 如圖b 37 氣流上升 市區(qū) 3 城市風(fēng)的形成 郊區(qū) 郊區(qū) 熱 由于城市人口集中并不斷增多 工業(yè)發(fā)達 居民生活 工業(yè)生產(chǎn)和交通工具消耗大量的燃料 釋放出大量的人為熱 導(dǎo)致城市氣溫高于郊區(qū) 形成 城市熱島 當大氣環(huán)流微弱時 由于城市熱島的存在 引起空氣在城市上升 在郊區(qū)下沉 在城市和郊區(qū)之間形成了小型的熱力環(huán)流 稱為城市風(fēng) 38 4 沙漠與森林之間的熱力環(huán)流 返回目錄 白天在太陽照射下 沙漠地區(qū)增溫強烈 氣溫高 空氣上升 在高空形成高氣壓 在近地面形成低氣壓 而林區(qū)升溫慢 氣溫相對較低 空氣下沉 在近地面形成高壓 高空形成低壓 于是在近地面風(fēng)由林區(qū)吹向沙漠地區(qū) 在高空風(fēng)由沙漠地區(qū)吹向林區(qū) 如圖a 夜間正好相反 如圖b 39 例2 讀高空等壓線圖1 2 1 9 完成下列要求 1 A B兩處相比 氣壓較高的是 處 C D兩處相比 氣溫較低的是 處 填字母 2 A B C D之間的熱力環(huán)流呈 順時針或逆時針 方向流動 A D 順時針 3 若C D兩地的溫度差為5 B D之間的垂直距離為500米 當C地氣溫為6 時 則B處的氣溫應(yīng)為 2 40 B 地球自轉(zhuǎn)偏向力 C 磨擦力 影響風(fēng)向的力有下列三個 A 水平氣壓梯度力 垂直于等壓線由高壓指向低壓 始終垂直于速度的方向 北半球向右偏 南半球向左偏 始終與運動的方向相反 2 空氣的水平運動 風(fēng) 41 1 若只受水平氣壓梯度力影響時的風(fēng)向 1010 1008 1006 hPa 42 2 若在氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力共同作用下形成的風(fēng) 北半球 1010 1008 1006 1004 1002 1000 hPa 風(fēng)向 地轉(zhuǎn)偏向力 氣壓梯度力 43 高空風(fēng)的形成 北半球 大氣在水平方向上如何運動 44 風(fēng)向 水平地轉(zhuǎn)偏向力 摩擦力 水平氣壓梯度力 近地面風(fēng)的形成 北半球 3 三種力的共同作用 45 與下墊面狀況有關(guān) 3大氣的水平運動 影響大氣水平運動的作用力 比較 垂直于等壓線指向低壓 與風(fēng)向垂直 北半球向右偏 南半球向左偏 與風(fēng)向相反 促使空氣由高壓區(qū)流向低壓區(qū) 形成風(fēng) 既影響風(fēng)速又影響風(fēng)向 促使風(fēng)向偏離水平氣壓梯度力的方向 只影響風(fēng)向不影響風(fēng)速 對風(fēng)有阻礙作用 可減小風(fēng)速 既影響風(fēng)速又影響風(fēng)向 由氣壓梯度決定 等壓線疏則小 密則大 隨風(fēng)速增大而增大 隨緯度升高而增大 46 1 水平氣壓梯度力是大氣水平運動的原動力 是形成風(fēng)的直接原因 2 在水平氣壓梯度力的作用下 大氣一開始運動 就受到地轉(zhuǎn)偏向力的影響 北半球向右偏 南半球向左偏 3 但在近地面的風(fēng)由于受到摩擦力的影響 風(fēng)向并不完全平行于等壓線 而是與其形成一個交角 小結(jié) 47 風(fēng)的形成 只受水平氣壓梯度力影響 風(fēng)向由高壓指向低壓且與等壓線垂直 水平氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力共同影響 風(fēng)向與等壓線平行 在北半球背風(fēng)而立 右邊為高壓 左邊為低壓 面風(fēng)而立左邊