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大气的受热过程和大气运动
第二章 地球上的大气
2019人教新版
寿光大棚面积约60万亩，年产量达到惊人的450万吨！在中国北方，寿光蔬菜的占比可以占到十分之六，冬季甚至可能达到十分之八。如果你是北方人，你家餐桌上的菜多半是来自山东寿光。
思考
阅读材料
温室大棚为什么能够起到保温作用？利用了什么地理原理？
二、大气对地面的保温作用
一、大气的受热过程
三、大气热力环流
四、大气的水平运动—风
一、大气的受热过程
地面升温
地面吸收
太阳短波辐射
大气层
大气吸收
大气反射
太阳短波辐射
地面长波辐射
地面长波辐射
小组合作，探讨以下问题：
1.读图例，说明太阳辐射和地面辐射有何不同？
2.用语言描述大气的受热过程。
3.近地面大气的根本热源是什么？
4.近地面大气主要、直接的热源是什么？
散
射
削弱作用
小结
大气的受热过程
地面
太阳
长波辐射
大气
少量被大气吸收、反射和散射
（直接热源）
（根本热源）
短波辐射
太阳暖大地
大地暖大气
思考
1.为何一天中气温最高的时间是地方时14:00？
0
2
10
8
6
4
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16
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33
某地7月份气温日变化平均情况示意图
气温
地面长波辐射
太阳短波辐射
温度/℃
时
因为近地面大气的直接热源是地面，中午12点是大地接受太阳辐射最多的时刻，然后大地向大气辐射热量还需要时间，所以14：00点气温最高。
2.为什么对流层气温随高度的增加而降低(高处不胜寒)？
地面是对流层大气主要、直接的热源，“高处”离地面较远，接收到的地面辐射较少，气温较低。
思考
3.平流层大气的主要热量来源是什么？
平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。因此平流层大气的主要热量来源是太阳辐射。
思考
O3
二、大气对地面的保温作用
地面吸收
大气层
大气吸收
大气反射
太阳短波辐射
地面长波辐射
散
射
大气吸收
大 气 辐 射
大气升温后
大 气 辐 射
大气
逆辐射
大气还大地
保温
作用
(温室效应)
小组合作，探讨以下问题：
用语言描述大气的保温作用原理。
大气的保温作用对地球有什么意义？
太阳暖大地
大地暖大气
H2O
CO2
大气的保温过程
地面
太阳
长波辐射
大气
逆辐射
（直接热源）
（根本热源）
短波辐射
太阳暖大地
大地暖大气
大气还大地
大气通过“截留加补偿”的方式对地球保温，即大气截留了绝大部分的地面辐射，又以大气逆辐射的形式返给地面，故对地面起到保温作用。如果没有这一系列复杂的“接力游戏”，地面的平均温度要低得多。
小结
过程 具体过程 热量来源
1 太阳暖大地 太阳辐射到达地面，地面吸收后增温 太阳是地面的直接热源
2 大地暖大气 地面增温后形成地面长波辐射，对流层大气吸收后增温 地面是对流层大气主要的直接热源
3 大气还大地 大气增温后形成大气辐射，其中方向向下的大气逆辐射将大部分热量返还给地面 通过大气逆辐射把热量返还给地面
思考
1.晚秋或寒冬，霜冻多出现在晴朗的夜晚；谚语“十雾九晴”的道理。
晴朗夜晚，大气逆辐射弱，地面热量散失快，气温低，易出现霜冻及雾等天气现象。
（解决措施：通过点火制造人造
烟雾，加强大气逆辐射）
大 气 辐 射
大气
逆辐射
思考
2.大气逆辐射是否只发生在夜晚？
大气逆辐射是大气辐射的一部分，是始终存在的。白天由于太阳辐射的影响，大气主要对太阳辐射起削弱作用；晚上由于没有太阳辐射，近地面受大气逆辐射的影响显著。
大气的受热过程示意图
思考
3.塑料大棚的保温原理
塑料大棚就像是地球的大气层一样，太阳短波辐射能够穿透大棚进入封闭空间。但地面长波辐射却无法穿透，因而其能量几乎都被截留在大棚空间内，导致温度上升迅速，起到保温作用。
太阳辐射
地面辐射
塑料大棚
大气保温作用原理
活动探究一
说明地球大气的保温作用
地球有大气，而月球没有大气。地球和月球表面的辐射过程如图2.10所示。
1.观察图2.10，找出地球比月球多了哪些辐射途径。
2.说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响。
3.说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。
活动探究一
说明地球大气的保温作用
地球有大气，而月球没有大气。地球和月球表面的辐射过程如图2.10所示。
1.观察图2.10，找出地球比月球多了哪些辐射途径或环节。
白天：
大气对太阳辐射的反射、吸收等作用；
大气对地面辐射的吸收作用；
射向地面的大气逆辐射。
夜晚：
大气吸收地面辐射；
大气逆辐射
活动探究一
说明地球大气的保温作用
地球有大气，而月球没有大气。地球和月球表面的辐射过程如图2.10所示。
2.说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响。
白天:地球大气削弱部分太阳辐射，使其不能全部到达地面，温度不致上升太高。
夜间:近地面大气吸收大部分地面辐射，又以大气逆辐射的方式还给地面，使地表降温速度减慢。
因此能够大幅度降低地球表面
的昼夜温差。
活动探究一
说明地球大气的保温作用
地球有大气，而月球没有大气。地球和月球表面的辐射过程如图2.10所示。
3.说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因。
月球表面没有大气。
白天，太阳辐射全部到达月面，使月球表面温度迅速升高。
夜晚，月球表面辐射强烈，没有大气的保温作用，温度下降速度很快。所以月球表面温度昼夜变化比地球表面剧烈得多
（127℃—— -183℃）
活动探究二
对比到达大气上界的太阳辐射和中国实际太阳辐射量的分布差异，并解释原因。
中国太阳日照时数实际分布图
北半球大气上界太阳辐射的分布
3200小时以上（High)
3000
2600
2200
1400小时以下（Low)
地面吸收
大气吸收
大气反射
太阳短波辐射
散
射
到达大气上界的太阳辐射量，只受纬度位置的影响，随纬度位置的升高而减少。
到达地面的太阳辐射量，还要受到天气状况、地势等因素的影响。情况复杂。
活动探究二
对比到达大气上界的太阳辐射和中国实际太阳辐射量的分布差异，并解释原因。
中国太阳日照时数实际分布图
就我国来看，
青藏高原地区太阳辐射总量最大
四川盆地太阳辐射总量最小。
青藏高原海拔高，空气稀薄，固体杂质少，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以到达地面的太阳辐射多。
四川盆地海拔高低，大气层厚，且盆地常年阴雨连绵,且多云雾,大气透明度差, 对太阳辐射的削弱作用强，所以到达地面的太阳辐射少。
3200小时以上（High)
3000
2600
2200
1400小时以下（Low)
分析影响太阳辐射的因素
①纬度位置
②昼长
③地势
④天气状况
纬度低
正午太阳高度大
→
方法总结
太阳辐射量越多
→
昼越长
日照时间越长
→
太阳辐射量越多
→
地势越高
→
→
大气越薄越透明
日照时间越长
→
大气削弱作用越弱
太阳辐射量越多
天气晴朗
→
→
云量少，大气削弱少
日照时数长
→
→
太阳辐射量多
阴天
相反
解释全球气候变暖的原理
温室气体
（CO2、CH4等）
排放
增多
→
→
→
吸收地面辐射增多
大气逆辐射/保温作用增强
→
→
气温
变高
全球变暖
→
方法总结
三、大气热力环流
低压等压面等压面低压低压低压ABC当地面受热均匀时，空气自近地面向高空密度逐渐减小，在同一水平面上气压相等。此时，空气不流动。1.形成过程当地面受热不均时，会发生什么情况呢？请仔细观察下图演示，看完后用自己的话描述一遍发生了什么事情？低压等压面等压面低压低压ABC热冷冷低压低压高压低压高压低压高压低压1.形成过程根据所学和右图所示，填写下表。
近地面温度 空气垂直运动方向 近地面气压 高空气压 近地面气流
高 由周边注入
低
上升
低
高
下沉
高
低
流向周边
1.形成过程
2.热力环流小结
由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。
形成原因：地面冷热不均。
形成过程：
地面冷热不均
（根本原因）
空气上升或下降
同一水平面出
现气压差
（直接原因）
大气水平运动
白天，陆地增温快，海洋增温慢；夜晚，陆地降温快，海洋降温慢。海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流。根据大气热力环流的原理，完成下列任务。
(1)在图2.13 a上，按如下步骤完成白天海陆间的大气热力环流模式图。
①标出海洋和陆地温度的高低。
②根据海陆温度的高低，画出海洋与海洋上空、陆地与陆地上空气流垂直运动的方向。
③根据气流垂直运动的方向，标出海洋、陆地表面气压的高低，再标出海洋、陆地上空气压的高低。
④画出陆地和海洋之间的大气水平运动的方向，完成热力环流模式图。
(2)在图2.13 b上，按1的步骤完成夜晚海陆间的大气热力环流模式图。
(3)分析大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。
绘制海陆间大气热力环流模式图
热
凉
海风
低压
高压
高压
低压
暖
冷
陆风
低压
高压
高压
低压
活动探究一
海陆风使得海洋和陆地之间发生热量交换，可降低滨海地区的气温日较差,白天不至于过热，晚上不至于过冷。
近地面风由郊区吹往城市
A
B
C
（2）卫星城或对空气有污染的工厂应建设在A、B、C中的 地。
（1）要改善城市空气质量，最好在 地进行植树造林。
C
B
在下沉气流从近地面流向市区的过程中滞留消除污染。
避免大气污染物从近地面流向市区。


A：市区
B：市区与郊区之间
C：在城市热岛效应之外（在下沉距离之外）
活动探究二
城市风的应用
白天吹谷风
其他应用：山谷风
夜晚吹山风
其他应用：山谷风
方法总结
①在垂直方向上，高度越高，气压越低。
②若地面海拔相同、冷热均匀，等压面与等高线重合且与地面平行。
等压面图的判读方法
1.等压面的分布规律
③若地面冷热不均，等压面发生弯曲，等压面向上凸的地方为高压区，向下凹的地方为低压区，即“凸高为高，凹低为低”。
④近地面气压与高空气压高低、性质、名称恰好相反。
方法总结①先根据“凸高为高，凹低为低”的特性，判断水平气压高低。如下图中PB＞PA，PC＞PD。②再根据“海拔越高，气压越低”的垂直变化规律判断不同高度的气压高低。如下图中C、D处气压小于A、B处。A、B、C、D间的气压高低顺序是PB＞PA＞PC＞PD。等压面图的判读方法2.根据等压面的凹凸向判断气压的高低 四、大气的水平运动—风
我们经常能感受到风的存在，风就是大气的水平运动。
1006
1008
1010
1.基础知识
学习这一部分需要先来点铺垫——了解三种作用力：
1010
1008
1006
1004
单位：hpa
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
产生条件：水平方向上存在气压差（水平方向上单位距离的气压差叫水平气压梯度）
方向：垂直于等压线，从高压指向低压。
大小：与水平气压梯度成正比（也就是说取决于单位距离的气压差值）
（百帕）
1006
1008
1010
（百帕）
1006
1008
1010
1.基础知识
学习这一部分需要先来点铺垫——了解三种作用力：
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
产生条件：地球上的物体在水平方向有运动速度
方向：垂直于物体的运动方向，北半球向右，南半球向左
运动方向
运动方向
地转偏向力
物体水平运动方向
（北半球）
（南半球）
（百帕）
1006
1008
1010
1.基础知识
学习这一部分需要先来点铺垫——了解三种作用力：
水平气压梯度力
地转偏向力
摩擦力
产生条件：物体在地面运动
方向：与物体的运动方向相反
物体运动方向
摩擦力
物体水平运动方向
2.北半球风向分析
气压/百帕
996
1004
1012
1020
气压梯度力
地转偏向力
风向
①北半球高空风向（不考虑摩擦力）
水平气压梯度力的作用下，产生了风
风一旦形成，就受到地转偏向力的影响，使风向不断向右偏
最终与等压线平行，此时二力平衡，风向垂直于水平气压梯度力向右
2.北半球风向分析
气压/百帕
996
1004
1012
1020
气压梯度力
地转偏向力
风向
②北半球近地面风向（考虑摩擦力）
水平气压梯度力的作用下，产生了风
风一旦形成，就受到地转偏向力和摩擦力的影响，使风向不断向右偏
最终与等压线斜交偏向右，此时三力平衡
摩擦力
方法总结
气压/百帕
996
1004
1012
1020
风向的画法示意
约45°
北半球近地面的风
南半球高空和近地面的风向是怎样的？
小组合作画一画风形成的过程。（5分钟）
活动探究三
等压线是等值线的一种。等压线的疏密程度反映了气压梯度的大小，等压线越密，气压梯度越大。
1. 比较甲、乙两地的气压梯度大小，
并说明理由。
2. 在图上画出甲、乙两地的风向。
3. 比较甲、乙两地风速的大小，并
说明理由。
根据等压线确定风向和风速（P40)
活动探究四
图2.17 海平面气压分布（2016年11月9日6时）
甲处气压梯度力大，因为单位距离的气压差值大。
水平气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
偏北风
水平气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
偏东风
甲地风速大，因为甲地附近等压线密集，水平气压梯度力大
灵魂问答
1.形成风的根本原因是什么？为什么？
形成风的根本原因是地表受热不均。
2.风向是由什么决定的？
风向与空气运动过程中所受到力的综合作用有关。
3.高空风和近地面风的风向有何差异，为什么？
高空风向与等压线平行，受水平气压梯度力和地转偏向力的影响；
近地面风向与等压线斜交，受水平气压梯度力、地转偏向力和摩檫力共同影响。
学完本节，你能答出下列问题吗？
地面受热不均→空气的上升和下沉→同一水平面产生气压差异→气压梯度→水平气压梯度力→风。
小试牛刀
1.下列现象与大气对太阳辐射的削弱作用无关的是（ ）
A.多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些
B.青藏高原地区太阳能丰富
C.白天是阴天时，气温较低 D.地球白天的温度不至于过高
2.大气对地面的保温作用主要是由于（ ）
A.大气吸收太阳辐射而增温
B.大气逆辐射对地面辐射损失热量的补偿
C.大气对地面辐射的反射作用 D.大气热容量大，不易降温
3.气象谚语有“霜冻多见于晴天夜晚”的说法，就此观察，下列叙述正确的是( )
A．天空云量少，大气保温作用强 B．地面辐射强，地表降温慢
C．空气中水汽少，地表降温慢 D．大气逆辐射弱，地表降温快
A
B
D
小试牛刀下图为某季节我国东部沿海某区域近地面和高空等压面示意图。读图回答4-6题。4.图中各地的气压值（ ）A.甲＞乙＞丁＞丙B.乙＞甲＞丙＞丁C.丙＞丁＞甲＞乙D.丁＞丙＞乙＞甲5.图中甲乙两地的天气状况是（ ）A.甲地气温高于乙地B.甲地多为晴朗天气C.乙地盛行下沉气流D.乙地温度小于甲地6.关于图中气流的说法正确的是（ ）A.甲、丙之间气流产生的直接原因是气压差B.乙、丁之间气流受地转偏向力的影响C.水平气压梯度力只影响甲、乙之间的风速D.产生四地间环流的根本原因是海陆热力性质差异ABD丙丁海拔(m)6000400020000-2000再 见

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