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第二节 大气受热过程和大气的运动 第1课时
第二章 地球上的大气
地理
学习目标
①运用图表等资料，理解大气的受热过程，大气的削弱作用和保温作用。
②运用大气受热过程原理解释相关地理现象。
③根据图表资料，探讨大气受热过程原理在生产、生活实践中的应用。
学习重难点
重点：
1.大气的受热过程。
2.大气的保温作用。
难点：
1.理解大气对太阳辐射的削弱作用过程分析。
2.大气的保温作用在实际生活中的运用。
导入新课
思考：
1.对比北京市9月9日和9月13日的气温差异和紫外线强度差异。
2.思考为什么仅仅相隔了4天，气温会出现这么大的差异？哪些因素影响气温和太阳辐射？
新课讲授
一、太阳辐射和地面辐射的特点
由实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之则波长越长。以下是太阳辐射和地面辐射的波长分布图。
太阳辐射光谱示意图
1.太阳辐射主要集中在哪个波段？是长波辐射还是短波辐射？
2.地面辐射是长波辐射还是短波辐射？
太阳辐射能量最集中的部分
太阳辐射主要为短波辐射，
地面辐射主要为长波辐射，
大气辐射主要为长波辐射。
新课讲授
大气对太阳辐射的削弱作用
太阳辐射要穿过厚厚的大气，才能到达地表。
1.大气对太阳辐射的削弱作用表现在哪些方面？
2.晴朗的天空为什么呈现蓝色？
3.大气中对太阳辐射起到反射作用的主要物质有哪些？
1.吸收、反射、散射
2.可见光中的蓝光易被气体分子散射，因此晴天的天空呈蓝色。
3.云层和尘埃
新课讲授
太阳辐射要穿过厚厚的大气，才能到达地表。
4.右图示意大气对太阳辐射和地面辐射的吸收作用，据图说明大气对太阳辐射的吸收作用有什么特点？
吸收作用有选择性：
臭氧和氧气吸收波长较短的紫外线，
水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线，大部分的可见光可以到达地球表面。
大气对太阳辐射的削弱作用
新课讲授
【总结】
作用形式 作用特点 参与作用的大气成分 削弱的辐射或色光 典例
反射作用 无选择性 云层和较大颗粒的尘埃 各种波长的太阳辐射 夏季多云的白天气温不会太高
散射作用 有选择性 大气中空气分子或微小尘埃 可见光中波长较短的蓝色光和紫色光最容易被散射 晴朗的天空呈现蔚蓝色；日出前的黎明，日落后的黄昏，天空仍然明亮
吸收作用 有选择性 水汽和二氧化碳等（在对流层内） 波长较长的红外线 地面长波辐射是对流层大气主要的、直接的热源
臭氧（在平流层内） 波长较短的紫外线 平流层的气温随海拔高度的增加而增加
下垫面吸收太阳短波辐射,受热并储存能量，增加的能量通过转化为长波辐射的形式向外释放能量
大 气 层
大气吸收
（少量）
地面长波辐射
大气吸收
（大量）
太阳辐射地面：大部分能够直接透过大气射到地面
对流层大气吸收地面长波辐射,并因此受热并储存能量
大气的受热过程
下垫面
三对象
两辐射
四过程
地面辐射大气：大部分很难直接透过大气射回宇宙
太阳短波辐射
新课讲授
大气的受热过程和保温作用
大气受热过程（太阳暖大气）
投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的大气才能到达地球表面。在进入大气层时，因为传播介质发生改变，在大气上界发生一部分反射。
太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收、散射和反射，大部分到达地球表面。
太阳辐射
地面
吸收、反射、散射
被大气削弱的太阳辐射
大气受热过程（大地暖大气）
到达地球表面的太阳辐射，被地面吸收和反射。地面因吸收太阳辐射而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气。对流层中的水汽、二氧化碳和杂质可以吸收长波辐射，从而使大气增温。
少部分地面辐射散失宇宙空间
地面辐射
（长波辐射）
大气受热过程（大气还大地）
大气在增温的同时,又以对流、传导等方式层层向外传递能量，产生大气长波辐射,除一小部分散失到宇宙空间外,大部分以大气逆辐射的形式射向地面,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。
少部分地面辐射散失宇宙空间
地面辐射
（长波辐射）
大气逆辐射保温作用
大气受热过程
①对流层大气主要的、直接的热源？
②对流层大气的根本热源？
③太阳辐射为什么没有直接加热大气？
太阳辐射
①大气直接吸收的太阳短波辐射（少量）
②近地面大气吸收的地面长波辐射（大量）
太阳
地面
大气
短波辐射
长波辐射
太阳照射大地
大气吸收受热
辐射具有差异（波长），而大气成分对辐射的吸收也具有选择性。
地面吸收、储存、转化、释放
“高处不胜寒”是如何形成的？
地面长波辐射是对流层大气主要的、直接的热源。
“高处”离地面较远，接收到的地面长波辐射较少。
一天中什么时候最热？什么时候最冷？为什么？
12点太阳辐射最强，13点地表温度最高， 14点气温最高。日出前后最冷。
能量的吸收、转化、传递过程都需要时间。
任务一：为什么月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多？
地球大气的削弱作用和保温作用
月球表面
昼
夜
太阳辐射
月球表面辐射
月球表面辐射
地球表面
昼
夜
太阳辐射
地面辐射
大气逆辐射
太阳辐射
大气辐射
吸收
反射
吸收
吸收
地面辐射
大气逆辐射
大气辐射
地球和月球表面辐射过程示意图
白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高，气温很高
夜间由于没有大气的保温效应，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，气温很低
白天，大气的反射、散射和吸收削弱了到达地面的太阳辐射，气温不会太高
夜间，地面辐射绝大部分热量又被大气逆辐射传给地面，使气温不致降得过低
说明地球大气的作用
1.观察上页图，分别找出白天和夜晚地球比月球多了哪些辐射途径？多出的环节对地表分别起了什么作用？
3.说明地球大气对地表昼夜温差的影响。
2.说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。
白天多了大气的反射、散射和吸收，削弱到达地表的太阳辐射，起了削弱作用。
晚上多了大气吸收、大气辐射和大气逆辐射，返还地表能量，起了保温作用。
使地表昼夜温差不至于过大，有利于生命的存续和发展。
月球没有大气，白天由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高；夜间由于没有大气的保温作用，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，气温很低，所以昼夜温差大。地球大气的存在，减小了地表昼夜温差。
太阳辐射
散射
吸收
H20、C02、O3
地面反射
大气反射
地面吸收
图例：
短波辐射
长波辐射
大气层
大气削弱作用
太阳暖大地
大气的削弱作用：大气反射、吸收、散射部分太阳辐射，减弱了到达地面的辐射，起到了削弱作用。
（1）影响因素：
纬度、大气状况、海拔、时间
意义1：影响光照
大气受热过程的意义
太阳辐射
散射
吸收
H20、C02、O3
地面
反射
大气反射
地面辐射
大气
吸收
增温
大气辐射
图例：
短波辐射
长波辐射
大气层
意义2：大气受热的能量来源——影响气温
大气受热过程的意义
太阳辐射
散射
吸收
H20、C02、O3
地面反射
大气反射
地面吸收
图例：
短波辐射
长波辐射
大气层
太阳暖大地
（1）能量吸收：取决于地面反射率，颜色越亮，反射率越高（冰雪地面），吸收率越低，吸收率与反射率成反比。
（2）能量储存：取决于地面比热容，比热容越大，储热能力强，升温不明显。
意义3：地面对太阳辐射能的吸收、储存、释放——影响地温
大气受热过程的意义
H20、C02、云层
吸收
地面辐射
大气
吸收
宇宙空间
大气辐射
大气
逆辐射
图例：
短波辐射
长波辐射
大气层
保温作用
（温室效应）
（1）大气逆辐射的能量从哪里来？受哪些因素影响？起什么作用？
地面对大气逆辐射能量的吸收
——气温与地温的关系
大气受热过程的意义
意义4：解释大气温度的垂直变化
高度/km
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
温度/ ℃
C
B
A
A 对流层是如何受热升温的？
气温随高度升高而降低
B 平流层是如何受热升温的
气温随高度升高而升高
C 高层大气
气温随高度升高先降低后升高
大气受热过程的意义
大气逆辐射只在晚上存在？
大气逆辐射的地面的作用就是“给大气保温”，并非只在晚上存在，白天也存在，并且白天辐射比晚上更强！
大气受热过程原理在生产生活中的应用
4.在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？
晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，保温作用较差，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚气温较低，容易出现霜冻。
5.用浓烟笼罩农田，可预防霜冻灾害，这是为什么？
焚烧秸秆产生大量二氧化碳，使大气吸收的地面长波辐射增多，增强大气逆辐射，保温作用增强。
6.与长江中下游平原地区相比,青藏高原地区的昼夜温差大,试分析原因？
青藏高原地区地势高,空气稀薄;白天,大气对太阳辐射的削弱作用弱,气温高;夜间,大气逆辐射弱,气温低,昼夜温差大。
大气受热过程原理在生产生活中的应用
思维延伸——哪些方法措施可以减少霜冻危害？
覆膜、覆盖秸秆、建温室大棚、洒水。
结合大气的受热过程简要阐述蔬菜大棚的保温原理
太阳短波辐射透过采光材料进入温室后使室内地温升高、气温升高，地面长波辐射不能穿透塑料薄膜或玻璃，从而热量被保留在室内，使室内温度提高。
在作物不适于露天生长的寒冷季节，通过减少地面辐射的散失以及减少空气在室内外热传导来提高室内温度，达到作物反季节生产和提高作物产量的目的。
大气的受热过程
太阳
地面
大气
短波辐射
长波辐射
太阳暖大地
大地暖大气
地面把增加的热量转化，并以长波辐射的形式向外释放，对流层大气中的水汽、二氧化碳、云层等吸收长波辐射的能力很强，在吸收地面长波辐射后受热、储存能量而增温。
对流层大气把增加的热量转化为大气辐射，其中向下的部分以逆辐射的形式把原来吸收的热量传给地面，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。最后能量在地面和大气之间不断转化循环。
大气还大地
大气逆辐射
太阳辐射为短波辐射，绝大部分能够穿透大气层到达地面，除一部分被地面反射，其他的都被地面吸收、储存，地面因此受热增温。
课堂小结
太阳
地面
大气
短波辐射
长波辐射
太阳暖大地
大地暖大气
大气还大地
大气逆辐射
课堂小结
谢谢大家

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