2012高中地理 2.3.1大气环境课件 湘教版必修1

大气的垂直分层
大气 垂直 分层 气温垂直变化 高度 规律 气温随高 度增加而 递减，大 约每升高 100米，气 温降低0.6 ℃ 原因 地面是对 流层大气 主要的直 接热源， 离地面越 远，气温 越低 空气 天气 与人类的 运动 现象 关系
低纬17～ 18千米， 对 中纬10～ 流 12 千米， 层 高纬8～9 千米
80～500千米 高空有若干电 离层，能反射 无线电波，对 无线电通讯有 重要作用
如图示意大气垂直分层。读图，回答下列问题。 (1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( ) A．① B．② C．③ D．④
(2)对短波通讯具有重要意义的电离层位于( ) A．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部 C．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层 (3)2008年9月，我国发射的“神舟”七号飞船运行 轨道所在的大气层( ) A．气温在－50 ℃～20 ℃ B．气温随高度增加平稳下降 C．最低气温约为－80 ℃ D．最高气温约为40 ℃
第三节
大气环境
一、对流层大气的受热过程
低层大气：
低层大气 成分
干洁空气 氮 氧 二氧化碳 臭氧
体积分数 重 要 作 用
78.08% 20. 94% 光合作用原料，对地面起保温 作用 吸收紫外线，“地球生命的保 护伞” 重要作用 成云致雨必要条件(三个条件：源源不断的水 汽供应、凝结核、温度下降)、分布因时因地 而异 生物体的基本成分维持生命活 动所必须物质
解析： 第(1)题，对流层气温随海拔增高而降 低，排除④；平流层气温随海拔增高而增高， 排除③；高层大气的底层气温随海拔增高而降 低，上层气温随海拔增高而增高，选择B项。 第(2)题，Ⅲ层为高层大气，在该层中有若干电 离层(大约80～500千米高空)，其带电粒子会干 扰无线电短波通讯。第(3)题，“神舟”七号飞 船的运行轨道在高层大气，依据图所示阅读出 相关数据即可。 答案： (1)B (2)D (3)C
根据所学知识解释一些生活现象：
1、为什么夏季阴天的气温会比晴天低？
云反射
2、交通信号灯规定“红灯停,绿灯行”，
有什么科学依据?
红光波长长，穿透力强，难被散射，醒目
3、为什么阳光未直接进教室，教室却是明亮的？
散射
（二）、地面辐射和大气辐射
阅读教材中“地面辐射和大气辐射”思考下列问题：
1、地面辐射是如何形成？其直接热源是什么?为什么太 阳辐射是短波辐射而地面辐射是长波辐射？
大气对太阳辐射的吸收作用
1、从臭氧、二氧 化碳和水汽的吸收 作用，可知大气吸 收具有什么特性？ 选择性 氧原子吸收波长小于 2、为什么大气直 0.175微米的紫外线 接吸收的太阳辐射 能量是很少的？ 臭氧大量吸收波长小 大气对太阳辐射 于0.175微米的紫外线 中能量最强的可 见光吸收得很少 二氧化碳、水汽吸收 ，大部分 可见光 红外线 能够透过大气到 面 地面
2、为什么说长波辐射是对流层大气增温的直接热源？ 3、大气辐射是如何形成的？它是长波还是短波辐射？ 4、什么是大气逆辐射？它有什么作用？
综上所述，大气的保温效应是如何产生的？地球大 气对太阳短波辐射几乎是透明的,大部分太阳辐射能够透 过大气射到地面上,使地面增温;大气对地面长波辐射却 是隔热层,把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气层 中,并通过大气逆辐射又将热量还给地面
对 流 运 动 显 著
复 杂 多 变
人类生活 在对流层 底部，与 人类关系 最密切
自对 流层 平 顶至 流 50～ 层 55 千米
下层气 温随高 度变化 很小， 30千米 以上气 温随高 度增加 而迅速 上升
该层气温 基本上不 受地面影 响，而靠 臭氧大量 吸收太阳 紫外线而 增温
平 流 运 动 为 主
活动探究p47”温室效应”
阅读p46-47的阅读材料“大气的温室效应和保温作用”
（三）、影响地面辐的主要因素
影响地面辐射的主要因素有哪三个？
纬度因素 气象因素 下垫面因素
影响地面辐射的主要因素之一：纬度因素（太阳高度）
太阳高度大——经过的大气 路程短—大气削弱少——地 面获热多 太阳高度小——经过的大气路 程长——大气削弱多——地面 获热少
天 气 晴 朗
①臭氧大 量吸收紫 外线，成 为人类生 存环境的 天然屏障； ②大气稳 定，利于 高空飞行
高 层 大 气
自平流 起初随 层顶以 高度增 自下 上到大 高空有 加而递 而上 气上界 氧原子 减，后 先对 2 吸收太 随高度 流后 000～ 阳辐射 增加而 平流 3 000 上升 千米
稳 定 少 变
高 层 大 气 平 流 层 对 流 层
地
大气对太阳辐射的反射作用：
参与的大气成分： 云层、尘埃 特点： 无选择性
在夏季,多云的白天,气温不会太高?
大气对太阳辐射的散射作用：
参与的大气成分： 空气分子和微小尘埃 特点：1、无选择性 改变太阳辐射方向 2、有选择性
为什么晴朗的天空呈现蔚 蓝色？ 答案： 可见光中波长较 短的蓝色光，紫色光易被 空气分子散射。
L1
L2
A
地 球
太阳高度大——光热集中—— 单位面积地面获热多
B
太阳高度小——光热分散—— 单位面积地面获热少
影响地面辐射的主要因素之二：下垫面
1、什么是下垫面？ 2、课本P46图2-27，注意地面反射率高和低的分别有 哪些？ 3、回顾：大气增温是来自地面的长波辐射还是短波 辐射？ 4、试分析：地面反射率越高，大地吸收率则如何？ 地面辐射的多还是少？大气气温是高还是低？ 反射的越多，地面得到的越少，地面辐射的越少， 大气得到的就越少。
影响地面辐射的主要因素之三：气象因素
下垫面
哪一种情况昼夜温差最大（最小）？（
气象因素
）
教材图2－23 大气垂直分层示意 包围地球的大气，按照温度、密度等物理性质 的差异，在垂直方向上分为对流层、平流层、 高层大气。对流层在最低层，与人类的关系最 密切；平流层是大型飞机飞行的最理想的层次； 高层大气在50千米以上，有流星、极光等现象 出现，也是人造卫星绕转的一层。人们最初认 知的是大气层下部的情况，随着科学技术的进 步，人们对整个大气层有了更深入的了解。
大气对太阳辐射的削弱作用
作用 参与作用的大 形式 气成分 波长范围 作用特点
氧原子（高层大气） ＜0.175紫外线
吸收 臭氧（平流层）
水汽、二氧化碳 （对流层）
＞0.175紫外线
红外线 各种波长同 样被反射 波长越短 易被散射 有选择性
有选择性， 大部分可见 光可穿透 无选择性，反 射光呈白色 改变太阳辐射方 向 ，无选择性
反射 散射
云层、尘埃
空气分子、 微小尘埃
探究
1.为什么说O3是“地球生命的保护伞”？ 答案： O3能吸收太阳辐射中的紫外线部分，使 适量紫外线到达地表面，保护地球生命。 2.为什么晴朗的天空呈现蔚蓝色？ 答案： 可见光中波长较短的蓝色光，紫色光易 被空气分子散射。 3.菲律宾皮纳图博火山喷发时，火山灰笼罩了整 个马尼拉城，白天宛如黑夜，出门需打手电。这 种现象反映了大气对太阳辐射的何种作用？ 答案： 尘埃增大反射作用。
（ 50
KM）
平 流 层
对流层
O3层
（ 12 ） KM
大气的垂直分层
电 离 层
高 层 大 气
平流层 对流层
电离层能反射 无线电波，对 无线电通讯有 重要作用
上冷下热 高空对流
气温初稳后升热 只因层中臭氧多 水平流动天气好 高空飞行很适合
对流旺盛近地面， 纬度不同厚度变； 高度增来温度减， 只因热源是地面； 天气复杂且多变， 风云雨雪较常见
1、深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗 的夜晚？
因为晴朗的夜晚大气逆辐射弱，地面失去的热量多，温度下降 幅度大，温度低。
2、每年秋冬季节，我国北方地区的农民常用人造烟幕 的办法，使地里的蔬菜免遭冻害，其原理是什么？
因为人造烟幕会增强大气逆辐射，地面失去的热量少，温度下 降幅度小，温度高。
教材图2－26 不同太阳高度辐射强度变化示意 图中揭示了影响太阳辐射强度的因素是：太阳 高度角。A、B表示等量的太阳辐射，A 的入射 角大于B，导致：①A束光线分布的面积a小于B 束光线分布的面积b，光热集中，太阳辐射强度 大；②A束光线穿过大气的路径短于B束光线， 被大气削弱程度差，太阳辐射强度大。据此也 可解释一天中，正午的太阳辐射强度大于早晨 和傍晚的现象。
惰性气体 水汽
固体杂质
思考
电离层
1、地球大气共分哪 几层?依据什么？ 2、随高度而变化， 对流层和平流层的气温 分别如何变化?为什么? 3、对流层和平流层 的大气运动分别有何特 点？为什么? 4、在不同纬度、不 同季节，对流层高度是 否一样?为什么? 5、对流层和平流层 大气与人类有何关系?
高 层 大 气
各大气层的基本情况如下表所示：
大 气 分 层源自文库
高度
气温垂直变 化
规律 原因 自平流层顶 以上到大气 上界2 000～3 000千米
空气 运动
天气 现象
与人类关系
高 层 大 气
80～500千米高空有 若干电离层，能反射 无线电波，对无线电 通信有重要作用
自对 流层 平 顶至 流 50～ 层 55千 米
1．读大气垂直分层示意图，回答(1)～(2)题。
下层随高度 变化很小， 30千米以上 气温随高度 增加而迅速 上升
该层气温 基本上不 受地面影 响，而靠 臭氧大量 吸收太阳 紫外线而 增温
平 ①臭氧大量吸 流 收紫外线，成 运 天气 为人类生存环 动 晴朗 境的天然屏障 为 ②大气稳定， 主 利于高空飞行
低纬 17～18 千米， 对 中纬 流 10～12 层 千米， 高纬8～ 9千米
教材图2－25 太阳辐射和地面辐射、大气逆 辐射关系示意 三个辐射的关系应从两个角度来认识，一是它 们在大气中传递和转换的关系，如图所示；二 是它们之间在数量上的关系，以大气上界、大 气和地面分别为研究对象，它们在热量的收支 上是平衡的，例如地面：热量收入＝地面吸收 太阳辐射(47)＋地面吸收大气逆辐射(106)＝153， 地面辐射(120)＋湍流输送(10)＋潜热输送(23) ＝153为热量支出，热量收入＝热量支出。
一架飞机沿10km高空从南极飞到 北极，依次穿过了哪几层？
17~18KM
8～9KM 8～9KM
南极
地
赤道
面
北极
平流层——对流层——平流层
一、对流层大气的受热过程
(一)大气对太阳辐射的削弱作用 阅读课本P44及表格”大气对太阳辐 射 的削弱作用”,回答下列问 题: 大气对太阳辐射的削弱作用,主要有 哪几种形式?各有什么特点?
太 阳 辐 射 地 削弱作用 面 吸 收
射向宇宙空间 大 气 吸 收
大 气 辐 射 大 气 逆 辐 射
大气上界
保温作用
地面增温
“太阳暖大地
地 面 “大地暖大气
“大气还大地
解释下列现象：①夏季天空多云时，白天气温不会太高 ；②多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些。
白天多云，对太阳 辐射的削弱作用强。
夜晚多云，大气逆辐射 作用（保温作用）强。
仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面温度 的昼夜变化不像月球那样明显？
夜间，地面辐 射绝大部分热 白天，大气削弱了到 量又被大气逆 达地面的太阳辐射， 辐射还给地面 气温不会太高 ，使气温不致 降得过低
月球
大气 上界
白天，由于没有大气对太 夜间由于没有大气的保温 阳辐射的削弱作用，月面 效应，月球表面辐射强烈 温度升得很高，气温很高 ，月面温度骤降，气温很 低 地球
教材图2－27 不同性质地面的反射率 地面的反射率与地面辐射呈负相关关系。反射 率越大，地面吸收的太阳辐射越少，地面温度 越低，地面辐射越弱；反之则强。从图中看， 新雪的反射率最高，冰次之，赤道海洋最低。 颜色越浅反射率愈大，吸收太阳辐射的能力越 弱。南极洲出现全球极端气温最低值，其中很 重要的一个原因就是：南极大陆被冰雪覆盖， 对太阳辐射反射强。
气温随 地面是对 高度增 流层大气 加而递 主要的直 减，大 接热源， 约每升 离地面越 高100米， 高，气温 气温降 越低 低0.6 ℃
对 流 运 动 显 著
复杂 多变
人类生 活在对 流层底 部，与 人类关 系最密 切
教材图2－24 到达地面的太阳辐射示意 太阳源源不断地向四周放射着能量，若到达地球大 气上界的太阳辐射以100计，经过大气时，被臭氧、 二氧化碳等物质吸收的紫外光和红外光占19%，被 大气散射、反射、地面反射的占34%，到达地面并 被地面吸收的太阳辐射只有47%。