2012高中地理 2.3.1大气环境课件 湘教版必修1
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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%。