大气的热力作用 一
大气受热过程和大气运动知识点2023-2024学年高中地理人教版(2019)必修一
2.2大气受热过程和大气运动（主要知识点）一．大气的受热过程：1.大气能量来源：根本来源：太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。
直接来源：地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之则波长越长。
太阳辐射（短波辐射）地面辐射、大气辐射、大气逆辐射（长波辐射）2.大气的受热过程：3.大气的热力作用：（1）大气对太阳辐射的削弱作用：反射、散射、吸收（2）大气对地面的保温作用：大气逆辐射a.大气保温的成分：对流层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强。
b.保温作用的原理：大气吸收地面辐射后，产生长波辐射，除少部分散失到宇宙空间外，大部分以大气逆辐射的形式向下射向地面，补偿了地面辐射散失的热量，从而起到保温作用。
4.大气保温作用与削弱作用的应用：大气运动有垂直运动和水平运动之分，大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉，大气的水平运动即是风。
二．大气热力环流：1.概念：由于地面冷热不均而形成的空气运动，称为大气热力环流。
它是大气运动的一种最简单的形式。
2.形成过程：大气受热过程总结归纳：3.相关规律——气温、气压、气流（1）两种气流运动方向：垂直运动：与冷热差异有关，受热上升，冷却下沉。
水平运动：与气压差异有关，从高压区流向低压区。
（2）三个关系：温压关系: 气流受热形成低气压，遇冷形成高气压（热低压、冷高压）风压关系：水平方向上，风总是从高压区吹向低压区。
等压面的凹凸关系：凸高凹低受热地，近地面下凹，高空上凸。
受冷地，近地面上凸，高空下凹。
等压面：是空间中气压相等的各点所组成的面。
一般情况，由于同一高度各地气压不相等，等压面在空间不是平面，而是像地形一样起伏不平。
等压线：在地图上，把同一平面上同一时间气压相等的各点用曲线连起来，这条曲线就是等压线。
4.常见实例——海陆风、山谷风、城市风三．大气水平运动——风形成风的直接原因：水平气压梯度力形成风的根本原因：冷热不均1.三个作用力：（1）水平气压梯度力气压梯度：水平方向上单位距离间的气压差。
大气热力作用原理
大气热力作用原理大气热力作用原理（AtmosphericThermalActionPrinciple）是一种重要的热学原理，它可以解释一些大气现象的形成机理，包括风和温度的变化以及地表热量的移动等。
下面我们从原理的基本概念和原理的演变，还有在实践中的应用等几个方面来详细阐述大气热力作用原理。
大气热力作用原理的基本概念是指大气中的热量从高温区流向低温区，也就是说，热量通过大气及其组成物件之间传递，从而影响大气中的风、温度和地表热量分布等现象。
这就是大气热力作用原理的基本概念。
大气热力作用原理的演变可以追溯到17世纪，当时，格里高利牛顿（G. Newton）提出了“传热现象”的观点，即在分散的物质之间可以发生热量的传递。
后来，拉瓦锡（Lavoisier）提出了温度的定义，即温度是一种物理量，用来表示物质的热力。
到19世纪，热力学的发展，使大气热力作用原理发生了巨大的变化，使得它可以更好的解释大气中现象的形成机理，其中特别是道里斯费曼（D. Fermi）和罗伯特布劳恩（R. Brown）关于热辐射的理论和实验，使人们更加清楚地认识到了大气热力作用原理。
大气热力作用原理在实践中有很多应用，如气象预报和气候趋势的预测，都依赖于大气热力作用原理。
气象预报是预测未来一段时间内大气中温度、水汽和风的变化，这一预测结果依赖于大气热力作用原理，也就是太阳热量的传递原理。
同样，气候趋势的预测也需要依赖大气热力作用原理，因为气候趋势是大气中时间尺度长（如几个月）上温度、水汽和风的变化，都基本上是受大气热力作用原理的影响。
此外，大气热力作用原理也可以用来解释一些天气现象的形成机理，如热带气旋，山地阵风，眩晕等。
总而言之，大气热力作用原理是一个非常重要的热学原理，它可以解释大气中一些现象的形成机理，且在气象预报、气候趋势预测等实践中都十分重要。
大气的热力作用
• 大气的温度结构 • 大气的热源和热量传输 • 大气的热力过程 • 大气的热力效应 • 大气的热力作用的影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
大气的温度结构
气温随高度的变化
气温随高度的增加而降低
这是由于大气的密度和厚度随着高度的增加而减小，导致大气对太阳辐射的吸 收和保温作用减弱。
气温随高度的变化率
在低纬度地区，由于大气较为稠密，气温随高度的增加而降低的速度较快；而 在高纬度地区，大气较为稀薄，气温随高度的增加而降低的速度较慢。
04
大气的热力效应
对流层和平流层的温度变化
对流层温度变化
对流层是大气的最低层，其温度随高度的增加而降低，这是因为地面辐射的热量主要在对流层中传递。
平流层温度变化
平流层位于对流层之上，其温度随高度的增加而升高，这是因为平流层中的臭氧吸收太阳辐射的紫外线能量。
温室效应
温室效应定义
温室效应影响
温室效应是指大气层能够让阳光透进 来照射地面，阻止地面热量散发出去 的自然现象。
湿度的过程。
当水蒸气凝结时，它会释放潜热， 使得温度升高；当水蒸气蒸发时， 它会吸收潜热，使得温度降低。
潜热交换对于云的形成、降水、 风和气候变化等都有重要影响。
非感热交换
非感热交换是指通过分子扩散和湍流 扩散等方式，在大气中传递热量和动 量的过程。
非感热交换对于大气的稳定性和气候 变化也有重要影响，它能够影响大气 的温度和湿度分布。
臭氧层破坏原因
人类活动释放的含氯和含 氟物质是导致臭氧层破坏 的主要原因，这些物质在 大气中分解臭氧分子。
臭氧层破坏影响
臭氧层破坏对人类和生态 系统产生负面影响，如皮 肤癌、白内障、生态平衡 破坏等。
大气的热力作用--保温效应
短 波 辐 射
长 波 辐 射
射向宇宙空 间
地
面 吸
大气吸收
大 气 辐 射
大气上界
大 气 吸 收
收
射向地面 地面
地面增温
1、“太阳暖大地” 3、“大气还大地” 2、“大地暖大气”
大气的热力作用的意义:
削弱作用 降低了 白天的最高气温 保温作用 提高了 夜间的最低气温
Hale Waihona Puke 昼 夜 温差小有利于生物 生存和发展
3．大气返大地 太阳辐射 大气在增温的同时也 地面辐射 向外辐射热量，其中大部 大气辐射 分射向地面，称为大气逆 大气上界 辐射。这样大气逆辐射把 大气的削弱作用 热量还给地面，在一定程 水汽 二氧化碳 度上补偿了地面辐射损失 的热量，对地面起到了保 温作用。 地面升温
大气的温室效应
太 阳 辐 射
根据所学知识解释前面的思考题：
1、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？
（因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐
射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬 晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻） 2、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？ （人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐 射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御 霜冻）
第二节
大气的热力作用
2.1 大气对太阳辐射的削弱作用 2.2 大气的温室效应
补充知识：
自然界中的一切物体,只 要温度在绝对温度O度以 上，都以电磁波的形式时 刻不停地向外传送能量, 这种传送能量的方式称为 辐射。 物体温度越高，辐射中 最强部分的波长越短。 物体温度越低，辐射中 最强部分的波长越长。 太阳辐射是短波辐射，地面辐射是长波辐射。
一、大气的温室效应
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大气的热力作用
B
P1 P2 P3
结论1:同一垂直位置,海拔越高气压越低
学以致用
结论2:气压高等压面向高处突,气压低等压面向低处突”高高低低”
结论3: 同一水平面上, 气流始终由高压流向低压
结论4:此处的高压与低压都是与同一水平面相比而言
结论5:同一近水地平面面，上，气温高形成低压，气温低形成高压
之间的气流方向是（ ）（甲→ 乙或乙→甲）；甲乙两地的天气 分别是：甲（阴天）乙（晴天）
海洋
(2)若该图表示的是近地面的等温
线，则甲乙两地昼夜温差较大的
是（甲）；若甲乙两地地球自转
线速度相同，则甲乙之间的风向
甲
是（ ）
A.西北风 B.东北风
C.东南风 D.西南风
等压面
陆地
a b c d 乙
例3.下图阴影 部分表示林地，空白部分表示均质裸地。若此时反
注: 1 水平气压梯度力——垂直于等压线
2 地转偏向力——与风向垂直
3 摩擦力——与风向相反
例1、下图表示海陆之间近地面的等压面的高度分情况，则此时是 （ ）（夏季、冬季）；甲海域现在的盐度（ ）（较大或较小）
例2、下图为北半球某一等值线的 垂直高度分布情况示意图
（1）、若表示的是等压线则甲乙
甲
D
A．该地区近地面为一低压槽
B．B近地面形成一个冷锋天气
C．A 近地面风向为西北风
D．此时C处近地面伴随着一次降水过程
高压
Bห้องสมุดไป่ตู้
A 高压
C
高压 西
高压 东
返回
例5.右图为等高线分布图,2008年10月8 日,我校(28°N,120°E)一地理兴趣小 组用立杆测影法测量正午太阳高度,图 示区域内A处有一学校,此时该校操场的 国旗飘向什么方向(不考虑大气环流及 地转偏向力的影响)( ) A.西北 B.东北 C.东南 D.西南
地球上的大气知识汇总
地球上的大气主要知识汇总1.大气热力作用(1)大气对太阳辐射的削弱作用：（2）大气对地面的保温作用：地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，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中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面。
人们把大气的这种作用，称为大气的保温作用。
（3）太阳辐射透过地球大气到达地球表面，在地面和大气之间进行一系列能量转换。
如上图，其过程包括：①到达地球的太阳辐射，一部分能量被大气吸收、反射和散射而削弱，只有一半左右的太阳辐射能量到达地面。
②地面吸收太阳辐射而增温，同时向外放出地面辐射。
③大气吸收了地面辐射的绝大部分，同时向外释放出大气辐射，大气辐射除极小部分射向宇宙空间，绝大部分又以大气逆辐射的形式射向地面而对地面具有保温作用。
(４)大气热力作用原理应用：①阴天的白天气温比较低的原因？②晴朗的天空为什么是蔚蓝色的？④霜冻为什么出现在晴朗的早晨（晴朗的夜晚气温低）？⑤沙漠地区（晴天）为什么气温日较差大？⑥青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区？（5）太阳辐射（光照）与天气、地势关系：①晴朗的天气、地势高空气稀薄，光照越强；②我国太阳能的分布青藏高原最高，四川盆地最低。
3、气温与天气：白天多云，气温不高（云层反射作用强）；夜晚多云，气温较高（大气逆辐射强）。
4、气温的时间分布：（２）气温年变化：（北半球为例，南半球相反）5、气温的空间分布：（１）气温的垂直分布：对流层气温随高度的增加而递减 （２）气温的水平分布：①纬度分布：气温都从低纬向两极递减：在南北半球上，无论7月或1月，这是一般规律，∵低纬地区获得太阳辐射能量多，气温就高；高纬地区获得太阳辐射能量少，气温就低。
我国热量最丰富的地区：海南岛②海陆分布：夏季陆地﹥海洋，冬季海洋﹥陆地；南半球的等温线比北半球平直：说明：南半球同纬度地区气温变化不大。
∵南半球海洋比北半球广阔得多。
大气的热力作用
逆辐射。阅读月球表面和地球表面受热过程比较图，回答下列问题。
根据地球表面受热过程图，分析大气逆辐射对地面的作用。 大气对地面辐射几乎全部吸收， 同时又以大气逆辐射的形式把热量还给地面， 从而对地面起到了保温作用。
活学活用 阅读月球表面和地球表面受热过程比较图，回答下列问题。
运用大气对地面保温作用原理，解释夜晚月球表面温度可以达到-183℃的原因。
夜晚，月球表面辐射强烈， 没有大气对月面的保温作用， 温度下降速度很快，可达-183℃。
归纳总结：
一、太阳暖大地： 削弱作用：吸收、反射
大气反射 二、大地暖大气：地面是大气的直接热源 (云层、较大颗粒）三、大气还大地：大气的保温作用
大气吸收 CO2、H20
O3 CO2、H20Leabharlann 吸收感谢您的聆听！
地面吸收
月球： 白天热到127℃
夜晚冷到-183℃
大气的热力作用
学习目标
1、运用示意图，说明大气对太阳辐射的削弱作用。 2、通过与月球的对比，分析大气对地面的保温作用。
探究一：大气的削弱作用
一、太阳暖大地：削弱作用：吸收、反射 二、大地暖大气：地面是大气的直接热源
阅读大气的受热过程图，回答下列问题。 1、地球表面的热量来自哪里？ 太阳辐射 2、大气吸收的太阳辐射和地面辐射 有何不同？ 大气吸收少量的太阳辐射；
大气吸收大量的地面辐射 3、大气对太阳辐射的吸收会对地球
产生哪些影响。
削弱了到达地球表面的太阳辐射，使得地表白天温度不会很高。
归纳总结：
一、太阳暖大地： 削弱作用：吸收、反射
大气反射 二、大地暖大气：地面是大气的直接热源 (云层、较大颗粒）
大气吸收 CO2、H20
O3 CO2、H20
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散射作用有一定的选择性。可见波长越短的 光，越易被散射。所以，可见光中波长最短 的紫色和蓝色光最容易被散射，因此晴朗的 天空呈现蔚蓝色。 黎明和黄昏，虽然太阳在地平线以下，但它 的光芒已被空气中的微粒散射到天空，因此 天空是明亮的。
2020/7/13
（二）地面辐射和大气辐射：
1、地面吸收太阳辐射而增温，向外释 放能量，所以，太阳是地面的直接热源， 并且地面温度远远低于太阳表面温度， 因此地面辐射是长波辐射。 2 、 大 气 中 的 CO2 和 H2O， 强 烈 吸 收 地 面 长波辐射而增温，贮存能量，吸收率： 75％～95％。 所以，地面是对流层大气主要的直接热 源。2020/7/13
4、对流层和平流层 中，大气运动的特点是什 么?
5、对流层和平流层 大气与人类有何关系?
6、读图，说明电离 层与人类的关系。
2020/7/13
大气的垂直分层 对流层的特点：
高 层 大 气
平流层
对流层
2020/7/13
1、气温随高度的增加而递减
地面是对流层大气主 要的直接热源。
海拔高,气温低(青藏高原)
试用大气的作用加以解释： 有大气的地球的情况
没有大气的月球
大气 上界
（三）影响太阳辐射的主要因素： 1、纬度因素： ［思考］太阳高度与大气削弱作用 的关系： 2、下垫面因素： 3、其它因素：其中气候因素影响 最大。
2020/7/13
昼
夜
（1）白天多云时，由于云层对太阳辐射的 反射 作用增强，到达地面的太阳辐射强度 减弱， 所以地面温度比晴天 低。
D．城市上空的雾比郊区多——空气中的水汽 多
B
2020/7/13
4．大气热力状况的正确叙述是
A．大气辐射和地面辐射均为短波辐射 D
B．大气吸收的太阳辐射能量很多 C．地面是整个大气层主要的、直接的热源 D．太阳高度角越大，太阳辐射被大气削弱越 少
2020/7/13
5、读图，回答：
（1）图中A表示大气对太
地 面 辐 射
大 气 逆 辐 射
地面
［思考］为什么多云的夜晚比晴朗的夜 晚温暖？
多云的夜晚与晴朗的夜晚相比，大气 的逆辐射作用较强，保温作用较明显， 气温较高，所以，天气较温暖。
2020/7/13
资料：月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可达
1270C，夜晚则降到-1830C，这是生活在地球上的人类 无法想象的。而地球的昼夜温差要小得多。
大气逆辐射 大气
保温作用
全球热量平衡
射向宇宙
大气
6
上界
射向外太空
太阳 大气和地面反射
辐射
100
34
大气
60 大气吸收
19
大气吸收
114
地 面 辐 射
120 2020/7/13
潜 23
热 输 送
大
气
辐 射
湍 10
流
166 输
送
106
地面吸收47
大气和地面反 射、散射34%
太阳
大气上界 大气吸收19%
3、大气在增温的同时，也向外 释放红外线长波辐射。大气辐射 出一小部分向上射向宇宙空间外， 大部分向下射向地面，其方向与 地面辐射正好相反，故称为大气 逆辐射。
所以，大气以大气逆辐射的形式 将热量还给了地面，从而完成了 大气的保温作用。
2020/7/13
大气的保温作用：大气逆辐射
2020/7/13
阳辐射的 作用，其特
是
、
（2）图中B表示大气对太
阳辐射的 作用，该作
用的强弱与 、 有关。
（3）图中臭氧可以吸收 ，
主要分布在 层。
（4）图中二氧化碳、水汽、
尘埃主要分在 层，这些
成分对 和 有较强的
吸收作用。
（1）散射 可以改变太阳辐射的方向 有选择性（2）反射 云层 厚度 云量多少（3）太阳紫外线 平流 （4）对流 太阳红外 线 地202面0/7/1长3 波辐射
2020/7/13
1、将下面几种成分的代号填入表中，与 其作用进行正确的搭配： A、二氧化碳 B、水汽 C、臭氧 D、氮 E、氧 F、固体杂质
D F A
B E C
2020/7/13
1、地球大气共分哪几 层?
2、在不同纬度，对流 层高度是否一样?为什么?
3、对流层和平流层的 气温如何随高度而变化? 原因是什么?
低纬17-
1 8 KM、 气温随高 中纬10- 度上升而 1 2 KM、 递减 高纬8-
9KM
主要的 直接的 热源是 地面。
对流运动显著；
天气复杂多变；
与人类活动的关 系最为密切
对流层 顶到 50— 55km
2020/7/13
气温随高 度增加而 迅速上升
臭氧吸 收紫外 线
大气以水平运动 为主，大气平稳 天气晴朗，对高 空飞行有利。
1、下列是关于大气对流层特点的描述：①气温随高度增加而 递增；②空气对流运动显著；③低纬地区厚度大于高纬地区；
④天气现象复杂多变。其中全部正确的一组叙述是（ C ）
A、 ①②③ B、①②④ C、②③④ D、①②③④
2、关于平流层的叙述，正确的是（ B ）
A、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流 B、气温基本上不受地面影响 C、在平流层中存在一个电离层，能反射无线电波 D、平流层有利于高空飞行，与人类的关系最为密切
2020/7/13
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
太阳
大气反射
大气上界 大气吸收
大气散射
到达地面的太阳辐射
大气对太阳辐射的削弱作用
2020/7/13
1、吸收作用： 特点：有选择性
O3：吸收紫外线 CO2和H2O：吸收红外线
2020/7/13
1、臭氧吸收太阳紫外线 2、对流层中的CO2和H2O吸收红外线
第三节 大气环境
2020/7/13
大气各成分的作用
大气组成
主要作用
干 主要 N2
洁 成分 O2
空 气
次要 CO2
成分 O3
水汽 固体杂质
生物体的基本成分
维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温
吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害 成云致雨的必要条件；对地面保温
成云致雨的必要条件
2020/7/13
太阳辐射与2020/7/13
太阳辐射
H1 H2
地平线
大气上界
A．地面辐射增强 B．大气逆辐射增强 C．大气逆辐射减弱 D．地面逆辐射减弱
2020/7/13
3．下列地理现象和形成原因，按其内在联系 叙述正确的是
A．日出前的黎明和日落后的黄昏天空仍然明 亮——大气的折射和反射作用
B．早春和晚秋，多云的夜晚不会有霜冻—— 大气逆辐射
C．夏季天空多云时，白天不会太热——大气 的散射作用
2020/7/13
读图，完成下列问题： (1)填出大气层的名称：A______，B______。 (2)C层是______，在其60-800千米处有对无线电通信有重 要作用的特殊层次，叫____层。 (3)A层气温变化特点是______，原因是______。 (4)B层30千米以上气温变化的特点是___________。 (5)填字母：与人类关系最密切的大气层是______，利于 高空飞行的大气层是______。
地面吸收47%
到达地面的太阳辐射
大气对地面的保温作用
太
阳 辐
射向宇宙空 间 射向宇宙空 间
射
大气上界
地 大气吸收 面 吸 收
大大
气 气 大气
辐 射
增 吸收 温
射向地面
地面增温
地面
“太阳暖大地” “大气还大地” “大地暖大气”
1．下图中昼夜温差最小的是 D
2．深秋至第二年早春，霜冻多出现在晴朗的
夜里，是因为 C
6．读气温日变化曲线图，回答：
（1）AB两条曲线中，表示阴天的曲线是___A_____ （2）白天阴天，气温比晴天时__低___，这是由于＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿阴＿天＿大＿气＿对＿太＿阳辐。射的削弱作用强 （3）夜晚阴天，气温比晴天时＿＿＿高＿＿＿，这是由于＿＿ ＿＿阴＿天＿的＿夜＿晚＿，＿大＿气＿对＿地＿面＿的＿保＿温。作用强 （4）阴天比晴天气温日较差＿＿＿＿小＿＿＿
大气的反射作用：云 （无选择性）
2020/7/13
3、散射作用：
特点：有选择性
当太阳辐射在大气中遇到空气分子或
微小尘埃时，太阳辐射中的一部分表以
这些质点为中心向四面八方散射开来，
从而使一部分太阳辐射不能到达地面。
2020/7/13
空气 分子
大气对太阳辐射的散射作用 可见光中波长最短的紫色和蓝色光最容易被散射
（2）夜间多云时，由于云层 吸收 地面长波辐射， 并使大气 逆辐射 作用增强，补偿了地面 辐射损失的热量，所以地面温度比晴天 高。
晴天与阴天比昼夜温差 晴天
2020/7/13
> 阴天
玻璃温室
大气作用 ----保温作用
地 面 辐 射
吸收作用 反射作用 散射作用
太阳辐射 直热接源地面
削弱作用
直接 地面辐射 热源
2、对流运动显著；
上冷下热
3、天气现象复杂多变；
云、雨、雾、雪 等都发生在这层。
O3 平流层
2020/7/13
平流层特点：
1、气温随高度增加而 上升 臭氧吸收紫外线
2、大气以水平运动为主
上热下冷
大气平稳天气晴朗， 对高空飞行有利。
电 离高 层层
大 气
2020/7/13
处于高度电 离状态。能 反射无线电 波，对无线 电通信有重 要作用。
臭氧层O3
CO2、H2O