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大气受热过程与热力环流
第1课时
【课前思考1】苏轼在《水调歌头·明月几时有》中写到明月几时有？把酒问青天。不知天上宫阙，今夕是何年。我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。起舞弄清影，何似在人间。从地理学科的角度，你知道高处不胜寒的原因吗？
【课前导入】生活中的大气受热过程
【课前导入】生活中的大气受热过程
【课前思考2】大家注意过天空的颜色吗？晴朗的天空呈蔚蓝色。阴雨天的天空呈灰白色。早晨和傍晚有彩霞的时候呈火红色。你知道天空不同颜色的原因吗？
【课前思考3】霜多形成于秋冬季节晴朗的夜晚。请分析其原因并思考应对的措施。
【课前导入】生活中的大气受热过程
01 大气受热过程的三个环节
大气上界地面增温地面长波辐射射向宇宙空 间大气吸收“太阳暖大地”“大地暖大气”太阳短波辐射大气的削弱作用地面吸收1、地面长波辐射是近地面大气（对流层）主要的、直接的热源。2、太阳辐射是地球大气的根本能量来源。大气上界地面增温地面长波辐射射向宇宙空 间大气吸收“太阳暖大地”“大地暖大气”太阳短波辐射地面吸收大气辐射大气逆辐射“大气还大地”3、大气长波辐射的大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称大气逆辐射。4、大气逆辐射把热量传给地面，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。大气的削弱作用 地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源，距地面越高，大气接受地面长波辐射越少，气温越低。
【课堂思考】高处不胜寒的原因
【知识拓展】三个辐射
1、物体温度越低,辐射波长越长。因此太阳辐射是短波辐射、地面辐射和大气辐射是长波辐射。
2、任何物体温度最高时，其辐射最强。就某一地区而言，地方时12点时，太阳辐射最强；地方时13点时，地面温度最高，地面辐射最强；地方时14点时，大气温度最高，大气辐射（包括大气逆辐射）最强。
名称 参与辐射 直接热量来源 具体过程
太阳暖大地 太阳辐射 太阳辐射 大部分太阳辐射穿过大气射到地面，地面吸收后增温
大地暖大气 地面辐射 地面辐射 地面增温后以长波辐射的形式向大气传递热量，大气吸收后增温
大气返大地 大气辐射 太阳辐射（大气吸收） 大气辐射 大气增温后形成大气辐射，其中大气逆辐射射向地面，对近地面大气热量起补偿作用。
【课堂小结】大气受热的三个过程
02 大气受热过程的两个作用
1、大气对太阳辐射的反射。
大气中的云层和较大颗粒的尘埃对太阳辐射具有反射作用。云层越低、越厚，云量越多，反射越强。
一、大气的削弱作用
【案例探究】结合所学知识，思考阴雨天比晴天气温低的原因？
阴雨天云层多，对太阳辐射的反射作用强，到达地面的太阳辐射少，所以气温低。
2、大气散射作用：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。
一、大气的削弱作用
2、大气对太阳辐射的散射。
大气散射有时无选择性，有时具有选择性。
（1）大气散射无选择性时。
如树荫下以及室内没有太阳光直接照射也能看到光亮；阴雨天没有见到太阳依然有光亮；曙光和暮光等。
（2）大气对太阳辐射的散射作用具有选择性时。
入射光的波长越短越容易被散射，波长越长，越不容易被散射（穿透性强）。蓝紫光最易被散射，红黄光最不易被散射。
一、大气的削弱作用
日出日落时阳光斜射，穿过的大气路程长，更多的蓝紫色光被散射掉了，剩下的主要包括红色和橙色的太阳光，所以此时太阳看起来呈红色。
由于大气散射的选择性，波长较短的蓝紫色光最容易被散射掉，所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。
波长/微米
3.0
2.0
1.5
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
辐射能力/[焦/(厘米2 分 微米)]
0
2
4
6
8
10
12
太阳辐射能量随波长的分布
可见光区
红外区
紫外区
3、大气对太阳辐射的吸收
大气对太阳辐射的吸收具有选择性。
（1）平流层大气中的臭氧（O3），主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。
（2）对流层大气中的水汽(H2O)和二氧化碳(CO2)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。
一、大气的削弱作用
作用形式 参与作用的大气成分 被削弱的光线 作用和特点
吸收 臭氧（平流层） 水汽、二氧化碳（对流层 红外线 紫外线 对可见光吸收得很少，故太阳辐射不是对流层大气主要的直接热源。
反射 云层（作用最显著）、尘埃（较大颗粒的） 全部光线 云层越低、越厚，云量越多，反射越强。
反射没有选择性，因而反射光呈白色。
散射 空气分子、微小尘埃 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
【课堂小结】大气的削弱作用
大气对太阳辐射削弱作用的影响因素
1、纬度
纬度越低，太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多；纬度越高，太阳辐射被大气削弱得越多，到达地面的太阳辐射越少。
2、海拔
海拔高，空气稀薄，对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多。
3、天气
晴天云量少，大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温高。阴天云量多，大气对太阳辐射的削弱强，气温低。
【课堂思考】霜的成因及应对措施
晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，大气的保温作用差，降温幅度大，水汽凝结易出现霜冻和雾。
浓烟可以吸收地面长波辐射，增加大气逆辐射，起到保温作用，提高地表温度。
1、大气逆辐射把热量传给地面，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。
2、大气逆辐射越强，大气保温作用越强，与大气中CO2和水汽含量有关。
二、大气的保温作用
地
面
长
波
辐
射
太
阳
辐
射
短
波
大
气
逆
辐
射
玻璃（或塑料薄膜）不能吸收地面长波辐射，而是阻止室内外的空气对流和热量交换。大气保温作用主要是大气先吸收地面长波辐射，在通过大气逆辐射把热量还给地面。
温室的玻璃顶和玻璃窗，能让太阳短波辐射透射进来，使室内地面温度增高；地面放出的长波辐射却很少能穿透玻璃，从而把热量保留在温室中。人们把玻璃温室的这种作用，称为温室效应。
【知识拓展】解释玻璃温室和大棚保温的原理
（1）温室气体与全球变暖
温室气体排放增多
大气吸收地面辐射增多
大气逆辐射增强
保温作用增强
气温升高，全球变暖
温室气体
排放增多
大气吸收地
面辐射增多
大气逆辐射增强，
保温作用增强
气温升高，全球变暖
【知识拓展】全球变暖
月球表面昼夜温差远大于地球表面气温的昼夜差值。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，温度可降低到-183℃。月球表面昼夜温差大的原因是什么？
①地势
②天气
③下垫面
地势高
大气稀薄
→
→
→
白天大气削弱作用弱
夜晚大气保温作用弱
→
→
昼夜温差大
天气晴朗
→
→
白天大气削弱作用弱
夜晚大气保温作用弱
→
→
昼夜温差大
阴天
相反
→
→
白天增温速度慢
夜晚降温速度慢
→
→
昼夜温差较小（如海洋）
三、昼夜温差的影响因素
【课堂练习】
A
初夏时节，随着雪域高原气温回升，被誉为“天湖”的西藏纳木错进入开湖期，蓝天白云湖水雪山相互辉映，吸引了众多游客。
1．纳木错湖区天空特别的蓝，下列现象与其成因相同的是（ ）
A．朝霞和晚霞往往呈红色
B．雪后天晴阳光特别耀眼
C．深秋晴天夜晚多出现霜冻
D．对流层海拔越高气温越低
纳木错湖区天空特别蓝主要原因在于本地区海拔高，空气稀薄，太阳辐射中的蓝光和紫光波长较短，容易被空气分子散射，而朝霞和晚霞是因为其他光容易散射，红光不易散射形成的，A正确；雪后天晴阳光耀眼，主要在于雪对光的反射，排除B；深秋晴天夜晚多出现霜冻主要是由于夜晚大气逆辐射较弱，保温作用较弱，排除C；对流层海拔越高气温越低原因在于近地面大气的直接热源为地面辐射，排除D。
【课堂练习】
C
就整个地球大气来说，受热能量的根本来源是太阳辐射，太阳辐射能被大气接收和转化的过程十分复杂，其加热大气的过程大致可以用下图表示。
读图分析可知，①为太阳辐射，属于短波辐射，A错误；②为到达地面的太阳辐射，阴天时，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射比晴天弱，B错误；③是地面辐射，是近地面大气的直接热源，C正确；④为大气逆辐射，多云的夜晚，大气对地面辐射的吸收增多导致大气逆辐射作用加强，D错误；故选C。
2、下列描述正确的是（ ）
A．①——以长波辐射为主
B．②——阴天比晴天强
C．③——是加热大气的主要直接热源
D．④——多云的夜晚辐射能力减弱
【课堂练习】
B
A
卷云属于高云，云底一般在4500～10000米，云体全部由冰晶组成，含水量极小，一般不会产生降水。清晨或傍晩，当太阳光线照射到卷云上，往往会呈现出美丽的红色霞光。读大气受热过程示意图，完成下面小题。
3．图示①②③④中代表地面的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
4．卷云对太阳辐射的反射作用减弱，可以直接使图中的（ ）
A．甲增强 B．乙减弱 C．甲减弱 D．乙增强

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