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主题5 大气的受热过程与运动
高中地理必修一·第2单元 大气环境
主题5 大气的受热过程与运动
太阳辐射
太阳以电磁波的形式源源不断向外辐射能量。虽然地球所接收的太阳辐射占比很小，但它却从根本上决定了地球上大气的热量状况。太阳辐射是地球上各种现象和过程的最主要的能量来源。
太阳辐射
太阳辐射为短波辐射。50% 的能量集中在波长0.4～0.76微米之间的可见光区。7% 的能量集中于波长小于0.4微米的紫外线区，43% 的能量集中于波长大于0.76微米的红外线区。人们用肉眼无法看见紫外线和红外线。
大气的受热过程
思考：太阳辐射给了谁？
大气的受热过程
大气对太阳辐射的削弱作用主要包括大气的反射、吸收和散射。
大气中的云层和较大尘埃，具有类似“反光镜”的作用，照射在其上的一部分太阳辐射又被反射回宇宙空间。大气对太阳辐射的反射是没有选择性的，所以反射光呈白色。云层的反射作用最为显著，云层越厚，云量越多，则反射能力越强。此外，大气中的尘埃颗粒越大，反射能力越强。
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到达地面。
大气的受热过程
当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分能量便以它们为中心向四周散射。通常情况下，大气散射具有选择性，波长越短，越容易被散射。晴朗的天空呈蔚蓝色就是因为波长较短的蓝光和紫光被大气分子散射而形成的。空气越是纯净、干燥，蓝色就越深。当大气中水汽和尘埃较多时，各种波长的光都会被散射，天空呈灰白色。
削弱作用之一 参与的 大气成分 特点 削弱的辐射 形成的
自然现象
散射 空气分子、 细小的尘埃 有选择性 可见光中波长 较短的蓝紫光 晴朗的天空
呈蔚蓝色
较大颗粒 的尘埃等 无选择性 各种波长的 太阳辐射 阴天的天空
呈灰白色
大气的受热过程
早晨和黄昏，太阳光斜射穿过大气层，低层大气中水滴、灰尘等颗粒较大，红、橙光散射较多，出现“霞光”。
早晚的霞光为何呈现红橙色？
大气的受热过程
大气的受热过程
回顾：哪两种物质主要吸收红外线来着？
思考：这两种物质主要集中在大气的哪个层？
思考：这个层的温度变化规律是怎样的？
大地暖大气
对流层大气主要直接热源是地面
大气的受热过程
大气还大地（大气逆辐射）
思考：从感觉来说，是晴朗的夜晚温暖一些，还是多云的夜晚温暖一些？你是否思考过原因？
太阳辐射
有选择性吸收
O3
H2O、CO2
O3吸收紫外线
平流层上层首先接触到紫外线，先吸收增温
H2O、CO2吸收红外线
海拔越高，温度越高
无选择性反射
散
射
太阳辐射
平流层
→ →
对流层
↑↓ ↑↓
天空晴朗
天气多变
太阳暖大地
地面吸收太阳辐射后增温
地面辐射
海拔越高，温度越低
太阳辐射是
根本能量来源
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，
地面辐射是近地面大气主要、直接的热源
大气吸收
射向宇宙空间
大气升温后
大地暖大气
大 气 辐 射
大气
逆辐射
大气还大地
短波
长波
削弱作用
保温
作用
(温室效应)
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大气的受热过程
太阳辐射
月球表面辐射
月球表面辐射
月球没有大气
夜
夜晚温度降至-183°C
白天温度可达127°C
白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，升温快，气温很高
夜间，由于没有大气的保温作用，月球表面温度骤降，气温很低
昼夜温差大
短波
长波
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大气上界
太阳辐射
太阳辐射
反
射
吸
收
地面辐射
大气吸
收
散
射
大
气
逆
辐
射
射向宇宙空间
地面辐射
吸
收
大
气
逆
辐
射
大
气
辐
射
削弱作用
保温作用
大气逆辐射每时每刻都存在，最强时为大气温度最高时，即午后2时（14点）左右？
短波
长波
大
气
辐
射
射向宇宙空间
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小结
探究：走马灯原理
探究：走马灯原理
在方框内填气压状况，“高压”（用“H”表示）或者“低压”（用“L”表示）；在直线上标注箭头，表示空气运动方向。
探究：走马灯原理
L
H
L
H
L
H
冷热不均
空气
垂直运动
→
→
同一水平面上的气压差异
空气水平运动（高压指向低压）
（风）
→
热力环流
热力环流应用
热力环流应用
海陆间热力性质差异是形成海陆风的主要原因。白天，陆地增温比海洋快，因此陆地上的气温较附近海洋高，空气受热上升；海面升温慢，海面上空的气温相对较低，空气下沉。在水平气压梯度力的作用下，上空的空气从陆地流向海洋，低空则又由海洋流向陆地，形成海风。日落后，陆地降温比海洋快，因此到了夜间，低空就出现与白天相反、由陆地吹向海洋的陆风。
热力环流应用
山谷与山坡之间是否
存在热力环流？如何绘制其示意图？
热力环流应用
热力环流小结
冷却
冷却
受热
B A C
高压
高压
高压
低压
低压
低压
冷却收缩下沉
受热膨胀上升
高压
低压
低压
高压
等压线与等压面
等压线
等压面
水平面
等压线是同一高度上气压相等的点的连线
等压面是空间上气压相等的点连成的面
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大气水平运动——风
一般来说，大气的水平运动会形成风。在近地面，风主要受三个力的影响：水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。
①水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压。水平气压梯度力是大气产生水平运动的直接原因和动力。
1030
1020
1010
（hPa）
大气水平运动——风
1020hpa
1010hpa
1000hpa
990hpa
比较风速大小
500hpa
600hpa
700hpa
800hpa
③
②

④
图一
图二
大气水平运动——风
一般来说，大气的水平运动会形成风。在近地面，风主要受三个力的影响：水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。
②当大气沿水平气压梯度力方向运动时，还会受到地转偏向力的影响。地转偏向力的方向在北半球指向大气运动的右方，它只改变大气运动的方向，不改变大气的运动速
度。
大气水平运动——风
一般来说，大气的水平运动会形成风。在近地面，风主要受三个力的影响：水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力。
③摩擦力的方向与大气运动方向相反。一般海洋上摩擦力小，陆地上摩擦力大，因此海上往往风力较大。摩擦力随着高度的增加而逐渐减小，到了高空，摩擦力对空气运动的影响可忽略不计。

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