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(共30张PPT)
大气受热过程
湘教版高中地理新教材
知识梳理：课标要求和解读
　　课标要求：运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。
　　课标解读：
人地协调观：通过学习，增强学生探究知识内在联系，认识事物是有普遍联系、人与自然是相互影响的辨证唯物观。
综合思维：了解太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射的性质，理解大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用
区域认知： 能用各种图表说明大气的受热过程，通过探究活动，实例分析，提高学生的人文素养。
地理实践力：理解大气对地面的保温作用的原理及实践应用。
问题探究：
霞是日出、日落前后天空或云层上出现的彩光，由接近地平线的太阳光经大气中尘埃、水汽和空气分子散射后的剩余色光形成。日出、日落时分，太阳光经过大气的路程比正午时分长，更多的蓝光、紫光在进入我们的视野前被散射掉了，剩下主要包括红光、橙光的太阳光。
1. 通常太阳越接近地平线，朝霞、晚霞的颜色就越红。观察这一自然现象，并思考其形成原因。
提示：霞是日出、日落前后天空或云层上出现的彩光，由接近地平线的太阳光线经大气中尘埃、水汽和空气分子散射后的剩余色光形成。可见光中，波长较长的红光和橙光不容易被大气散射，而波长较短的蓝光和紫光容易被大气散射。太阳越接近地平线，水汽和尘埃等越多，大气对太阳光的散射作用越明显，散射掉的蓝光和紫光越多，保留下来的红光和橙光越多，因此霞的色彩就越红。
问题探究：
霞是日出、日落前后天空或云层上出现的彩光，由接近地平线的太阳光经大气中尘埃、水汽和空气分子散射后的剩余色光形成。日出、日落时分，太阳光经过大气的路程比正午时分长，更多的蓝光、紫光在进入我们的视野前被散射掉了，剩下主要包括红光、橙光的太阳光。
2. 大气中所含的水汽越多，朝霞、晚霞的颜色就越红。朝霞、晚霞与天气有一定关系，如有“朝霞不出门，晚霞行千里”的谚语。观察这一自然现象，验证该谚语预报天气的可靠性，并思考其中的道理。
提示：大气中所含的水汽越多，朝霞、晚霞的颜色就越红。朝霞说明早晨天空有云彩存在，有较多的水汽，大气状态不十分稳定。随着太阳升高，热力作用增强，对流进一步发展，云也会进一步发展变化，容易造成阴雨天气而不便出行。相反，晚上由于太阳下山，大气状况逐渐趋于稳定，对流减弱，云也易于消散，天气一般晴好，有利出行。
知识梳理：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。由于大气对太阳辐射的反射、散射和吸收作用，投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地表。
知识梳理：大气的反射作用
　　大气中的云层和较大颗粒的尘埃，能将投射在其上的太阳辐射的一部分，又反射回宇宙空间。云的反射作用最为显著。云层越低、越厚，云量越多，反射越强。夏季天空多云时，白天的气温相对来说不会太高，就是因为云的反射减少了到达地面的太阳辐射。大气对太阳辐射的反射没有选择性，因而反射光呈白色。
知识梳理：大气的散射作用
　　当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分便以这些质点为中心，向四面八方弥散，这种现象称为大气的散射。散射改变了太阳辐射的方向，使一部分太阳辐射不能到达地面。在太阳辐射的可见光中，蓝光、紫光的波长较短，容易被空气分子散射，因而晴朗的天空呈现蔚蓝色。
知识梳理：大气的吸收作用
　　大气对太阳辐射的吸收具有选择性。平流层大气中的臭氧，主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的可见光却吸收得很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上来。也就是说，大气直接吸收的太阳辐射只占一小部分，特别是对于对流层大气来说，太阳辐射不是主要的直接热源。
知识梳理：大气削弱作用的应用
　　大气对太阳辐射的反射、散射和吸收作用，削弱了到达地面
的太阳辐射。到达地面的太阳辐射不是均匀分布的，而是由低纬度向两极递减。低纬度地区的太阳高度大，太阳辐射经过大气的路程短，被大气削弱得少，到达地面的太阳辐射多；两极地区的情况则相反。
知识梳理：两小儿辩日
　　关于太阳离人在不同时间的远近问题，通俗的解释是这样：由于地球的自转和公转，太阳在早晨和中午与人的距离确有一些变化，但微乎其微，凭肉眼难以觉察。这种情况对于气温的影响也是微不足道的。对于两个小孩为什么观点不同，那是因为他们看事物的角度不同：一个从视觉出发，用“如车盖”和“如盘盂”的比喻，生动形象的写出了太阳形状的大小；另一个从触觉出发，用“如探汤”的比喻生动形象的写出了太阳在中午时的灼热。由于中午的照射角大，地球表面获得的热能多，因而气温高；早晨照射角小，因而气温低。至于太阳“早晨大，中午小”，则完全是人视觉上的错觉，由于早晨背景小而暗，因此觉得太阳大一些，而中午则有广阔而明亮的天空做太阳的背景，看起来就觉得它小一点了。
活动：
　　1. 在日出之前（黎明）和日没以后（黄昏）的一段时间，天空仍然明亮，处于半光明状态。这段时间，既不是真正的白昼，也不是真正的黑夜，是昼夜交替的过渡时期。天文学称之为晨昏蒙影。简析晨昏蒙影形成的原因。
提示：日出前和日落后的一段时间内，天空呈现出微弱的光亮，这种现象叫作“晨昏蒙影”。这种现象是由于大气散射引起的，日出前和日落后太阳光虽然不能直接照射到地面，但可以照射到地球的大气层中。高空大气能够对太阳起散射作用，从而引起“晨昏蒙影”现象。在高纬度地区，每年有一段时间，当天的晨蒙影与前一天的昏蒙影相接，出现白夜现象。纬度越高，白昼持续的时间越长。
活动：
　　2. 如图 3-14 所示，投射到地面的太阳辐射，并不能全部被地面所吸收，其中又有一部分被地面反射回宇宙空间。地面对太阳辐射的反射率大小，取决于地面的性质，如颜色、干湿状况、粗糙程度等。不同性质的地面，反射率的差异较大。读图，完成相关任务。
（1）比较不同性质地面的反射率，说一说哪些种类地面的反射率较高，哪些种类地面的反射率较低。
提示：新雪对太阳辐射的反射率最高，冰面对太阳辐射的反射率比较高；海洋、深色土和耕地对太阳辐射的反射率较低。教师可引申提问：为什么南极地区是地球上最冷的区域？其中一个原因就是到达地面的本已极少的太阳辐射又大量被冰雪反射回宇宙空间，导致地面吸收的太阳辐射更少。
活动：
　　2. 如图 3-14 所示，投射到地面的太阳辐射，并不能全部被地面所吸收，其中又有一部分被地面反射回宇宙空间。地面对太阳辐射的反射率大小，取决于地面的性质，如颜色、干湿状况、粗糙程度等。不同性质的地面，反射率的差异较大。读图，完成相关任务。
（2）分析地面性质与反射率之间的关系。
提示：地面反射率的大小取决于地面的性质和状态。一般来说，深色土壤的反射率比浅色土壤小，潮湿土壤的反射率比干燥土壤小，粗糙表面的反射率比平滑表面小，陆地表面的反射率为10%～50%。新雪面反射率最大，可达95%。水面反射率随太阳高度角而变，太阳高度角愈小反射率愈大。
活动：
　　2. 如图 3-14 所示，投射到地面的太阳辐射，并不能全部被地面所吸收，其中又有一部分被地面反射回宇宙空间。地面对太阳辐射的反射率大小，取决于地面的性质，如颜色、干湿状况、粗糙程度等。不同性质的地面，反射率的差异较大。读图，完成相关任务。
（3）绿色植物对紫外线和可见光的吸收很强，反射很弱，而对近红外线的吸收很弱，反射很强。议一议，根据绿色植物的反射特征，如何利用遥感技术，实时准确地监测森林、草原面积的动态变化？
提示：利用遥感传感器接收森林或草原的某一红外线波段数据，确定该时段森林或草原的面积范围。监测不同时间段该区域的红外线波段数据，即可判断森林或草原面积的动态变化情况。
知识梳理：地面辐射
　　地面吸收透过大气的太阳辐射后升温，同时又持续向外（主要是向大气层）释放辐射能量，形成地面辐射。由实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之越长。由于地面的温度比太阳低得多，因此地面辐射的波长比太阳辐射要长得多，其能量主要集中在红外线部分。通常根据辐射波长的差异，将太阳辐射称为短波辐射，而将地面辐射称为长波辐射。
知识梳理：地面是对流层大气主要的直接热源
　　
知识梳理：大气辐射和大气逆辐射
　　大气吸收地面辐射增温的同时，也向外辐射能量。大气的温度比地面还低，所以大气辐射也是长波辐射。大气辐射的一部分向上射向宇宙空间，大部分向下射到地面。射向地面的大气辐射，其方向与地面辐射相反，故称为大气逆辐射。大气逆辐射又把热量归还给地面，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。天空中有云，特别是有浓密的低云，或空气中湿度比较大时，大气逆辐射就会增强。
知识梳理：大气热力作用的意义
　　地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，既降低了白天的最高气温，又提高了夜间的最低气温，从而减小了气温日较差，使得地面因昼夜交替而导致的温度波动趋于缓和。如果没有大气的保温作用，地球表面的平均气温将会下降到 -18 ℃，那么地球上的绝大多数生态系统将不复存在。正是大气的保温作用，才使得地球表面平均气温提高到 15 ℃左右，形成适宜人类生存的温度环境。
活动：
　　1. 经纬认为，大气对地面的保温作用可分解为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还地面”三个环节。读图 3-15，你认同经纬的观点吗？你是怎么理解大气对地面的保温作用的？用自己的话说一说。
提示：“太阳暖大地”即地面吸收太阳辐射而增温； “大地暖大气”即对流层大气吸收地面长波辐射而增温；“大气还大地”即大气逆辐射将一部分长波辐射返还给地面。大气对地面的保温作用就是由这三个环节组成的。
活动：
　　2. 绘示意图说明下列现象，并解释其成因。
（1）月球基本上没有大气，赤道处中午高达 127 ℃，晚上最低达 -183 ℃。月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多。
提示：月球因为质量较小等原因，基本上没有大气，白天太阳直射月球时，缺少大气对太阳辐射的削弱作用，故白天气温较高；夜间月球缺少大气对地面的保温作用，地面白天辐射的热量全部射向宇宙空间，故夜晚气温极低。
活动：
　　2. 绘示意图说明下列现象，并解释其成因。
（2）深秋至次年早春季节，霜冻多出现在晴朗的夜晚。
提示：霜冻是指作物生长季节里因植株体温降低到0 ℃以下而受害的一种较为常见的农业气象灾害，常发生在深秋至次年早春季节。在晴朗无风的夜晚，地面辐射散热，且大气逆辐射作用弱，大气保温能力差，气温下降，易造成霜冻。
知识总结：全球热量平衡
　　
知识总结：生活中的地理现象
　　
典例探究：
读图,完成第1~3题。
1.白天多云,气温偏低,与图中哪个数字代表的辐射被削弱有关 (　　)
A.① B.② C.③ D.④
2.大气温度的变化主要与图中哪个数字代表的辐射直接相关 (　　)
A.① B.② C.③ D.④
3.青藏高原地区夜间降温较快,与图中哪个数字代表的辐射有关 (　　)
A.① B.② C.③ D.④
典例探究：
【解析】
第1题,读图,根据箭头方向,可知①是被大气吸收的地面辐射,②是地面辐射,③是大气逆辐射,④是到达地面的太阳辐射。白天多云,气温偏低,与图中④代表的辐射被削弱有关,D项对。
第2题,结合上题分析,大气温度的变化主要与地面辐射有关,与图中数字②代表的辐射直接相关,B项对。
第3题,青藏高原地区夜间降温较快,主要原因是空气稀薄,云量少,大气逆辐射弱,与图中③代表的辐射有关,C项对。
答案：1.D　2.B　3.C
典例探究：
下图为甲、乙两地某时段大气受热过程示意图,箭头反映了辐射传递的方向及多少(粗细)。读图完成第4~6题。(注:大气透明度往往与大气密度、天气有关)
4.①⑤两箭头传递的辐射方向及多少
相同,说明甲、乙两地(　　)
A.纬度相当 B.海拔相当
C.距海远近相当 D.大气透明度相当
5.近地面气温随高度增加而递减,其主要影响因素是 (　　)
A.①⑤ B.②⑦ C.③⑧ D.④⑥
6.霜冻多出现在晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚,主要是因为此时(　　)
A.地面辐射弱 B.太阳辐射强
C.大气反射强 D.大气逆辐射弱
典例探究：
【解析】
第4题,图示箭头①⑤都是来自大气上界的太阳辐射,若两箭头传递的辐射方向及多少相同,即甲、乙两地的太阳高度是相同的,说明甲、乙两地的纬度相当。
第5题,地面是近地面大气主要的直接热源,近地面大气接受了地面辐射②⑦增温,因此越靠近地面温度越高,越远离地面温度越低。
第6题,晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚云量少,大气逆辐射弱,对地面的保温作用弱,降温快,空气中的水汽易形成霜冻。
答案：4.A　5.B　6.D
典例探究：
我国北方地区的农民为了避免所种庄稼遭受霜冻灾害,在深秋的夜晚往往在田间点燃柴草。结合大气受热过程示意图,完成第7~8题。
7.关于图中a、b、c所代表的内容,叙述正确的是(　　)
A.a代表近地面大气主要的直接热源
B.a、b、c所代表的辐射波长的大小关系是aC.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
8.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
典例探究：
【解析】
第7题,a是太阳辐射、b是地面辐射、c是大气逆辐射。近地面大气主要的直接热源是地面辐射b,故A项错;物体温度越高,辐射波长越短,a为太阳辐射,是短波辐射,地面温度高于大气温度,地面辐射波长小于大气辐射,故B项正确;b为地面辐射,被大气中的水汽和二氧化碳所吸收,位于对流层,故C项错;c为大气逆辐射,晴天大气云量少,大气逆辐射较弱,阴天云层厚,大气逆辐射强,故D项错。
第8题,燃烧柴草会增加大气中二氧化碳的含量,进而能增强大气逆辐射,故选C项。
答案：7.B　8.C
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