对流层大气的受热过程教学课件PPT

• (2)过程 • ①“太阳暖大地”：太阳辐射能是地球上最主 要的能量来源，虽然需要穿过厚厚的大气，但 大气直接吸收的太阳辐射能量很少，只有臭氧 和氧原子吸收一部分波长较短的紫外线，水汽 和二氧化碳吸收波长较长的红外线，而能量最 强的可见光被吸收得很少，绝大部分透过大气 射到地面，地面因吸收太阳辐射能而增温。 (太阳辐射是地面的直接热源)
• 二是冷空气下沉 ( 地形逆温 ) 。在山谷与盆地区 域，由于冷却的空气会沿斜坡流入山谷和盆地， 因而常使山谷和盆地的辐射逆温得到加强，往 往持续数天而不会消失。
• 三是空气平流 ( 平流逆温 ) 。当暖空气水平移动 到冷的地面或水面上，会发生接触冷却的作用。 • 无论哪种条件造成的逆温，都会对大气质量造 成很大的影响。这是因为逆温层的存在，造成 局部大气上热下冷，阻碍了空气对流运动的发 展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集 在它的下面，使能见度变差，空气污染加重； 尤其是城市及工矿区上空，由于凝结核多，易 产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染 事件，如光化学烟雾。
• 第二讲 对流层大气的受热过程及全球 • 气压带、风带的分布和移动
• 要点一 逆温现象、分类及其影响(难点) • 一般情况下，对流层温度上冷下热。但在一定 条件下，对流层的某一个高度范围内会出现气 温随高度增加而上升的现象 (即下冷上热现象 )， 这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。
• 造成“逆温”现象的原因有很多种： • 一是地面辐射冷却 ( 辐射逆温 ) 。下图表明了这 种辐射逆温的生消过程。
• ②“大地暖大气”：地面增温的同时向外辐射 能量。相对于太阳短波辐射，地面辐射是长波 辐射，除少数透过大气返回宇宙空间外，绝大 部分被近地面大气中的水汽和二氧化碳吸收， 使大气增温。 ( 地面是低层大气主要的直接热 源) • ③“大气返大地”：大气在增温的同时，也向 外辐射热量，既向上辐射，也向下辐射，其中 大部分朝向地面，称为大气逆辐射，大气逆辐 射把热量还给地面，在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。
• 图 a 为正常气温垂直分布情形，在晴朗无云的 夜间，地面辐射冷却很快，贴近地面的大气层 也随之降温；离地面愈近，降温愈快，离地面 愈远，降温愈慢，因而形成了自地面开始的逆 温(图b)；随着地面辐射冷却的加剧，逆温逐渐 向上扩展，黎明时达最强(图c)；日出后，太阳 辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自 下而上消失(图d、e)。辐射逆温厚度从数十米 到数百米，在大陆上常年都可出现，以冬季最 强。冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。
• 特别提醒 • 逆温现象对人类生产、生活的影响 • ①出现多雾和晴朗干燥天气。早晨多雾的天气 大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低， 给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故。 ②加剧近地面大气污染。由于逆温的存在，空 气垂直对流受阻，就会造成近地面污染物不能 及时扩散，从而危害人体健康。如果位于盆地 内，将会更加严重。
• (2)对流层高度的时空分布规律： • 对流层的高度取决于空气的对流运动的强度，空气对 流运动的强度又取决于近地面空气温度的高低和空气 上下层温差的大小，近地面温度的高低又取决于纬度 高低、季节变化、天气变化等等。一般情况下，近地 面大气温度高，对流层高度就大。 • ①纬度低，对流层高度大；纬度高，对流层高度小。 ②同一地区，夏季(或白天)对流层高度大，冬季(或黑 夜)对流层高度小。③夏季(或白天)陆地上的对流层高 度大于海洋上；冬季 (或黑夜)相反。④同纬度地区暖 流流经的地区对流层高度大于寒流流经的地区。
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要点三 气温的时间变化规律 (1)气温的日变化 ①气温最高值和最低值 对流层气温主要受地表增热与冷却作用的影响。 对流层大气主要因吸收地面长波辐射而增温， 地面辐射量的多少又取决于地表吸收并储存的 太阳辐射量。随着太阳辐射的日变化，气温也 相应出现了日变化。
• 图解大气对地面的保温作用
• 特别提醒 • (1)为什么同纬度地区，随海拔升高，气温降低？ • 海拔越高，空气越稀薄，虽然随海拔升高，太 阳辐射增强，但空气的保温作用较弱，地面失 去的热量较获得的热量多，所以海拔越高 ( 同 纬度地区)，气温越低。 • 说明：海拔每升高 1000米，温度下降 6℃，指 的是同纬度地区或某一地区随海拔增高，温度 的变化情况。
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• 冬季风速较大——因低纬度与高纬度相比，太 阳高度大且白昼长，所以南北温差大，引起风 速大。晴天的气温日较差大——白天晴朗，获 得太阳辐射多，夜间大气逆辐射弱，地面热量 损失大。交通信号中“红灯停”——红光的波 长较长，难被散射，穿透力强，以红灯为停止 的信号灯更为醒目。有经验的农民利用人造烟 幕在深秋、初冬为防止蔬菜、作物被霜冻冻 坏——在夜晚增加了云量，增强了大气逆辐射， 从而达到保温作用。月球上昼夜温差大，青藏 高原气候日较差大——削弱作用和保温作用。
• (3)地球上气温适合人类生存的原因： • ①日地距离适中 ②昼夜交替的周期不长 地球上有大气。
③
• (4)大气热力作用与自然现象 • 对流层大气温度随高度升高而降低——对流层大气热 量主要来自地面辐射。平流层大气温度随高度升高而 升高——平流层的臭氧大量吸收紫外线。夏季多云的 白天气温比晴朗的白天低——云层具有反射作用，削 弱到达地面的太阳辐射。多云的夜晚比晴朗的夜晚气 温高——大气逆辐射强，可以减少地面热量的损失。 晴朗的天空呈蓝色、霞、日出前和日落后天空明亮 等——大气对太阳辐射的散射作用。树阴下、房间中 无阳光直射仍然明亮——散射作用。
• ③对航空造成影响。逆温现象如果出现在低空， 多雾天气对飞机起降带来麻烦。而逆温现象如 果出现在高空，却对飞机飞行极为有利。因为， 逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展，飞机 在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时， 万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。
• 要点二 大气对地面的保温作用 • (1)概念 • 大气中的二氧化碳和水汽能大量吸收地面长波 辐射，将热量保存在大气层中，并通过大气逆 辐射的形式把热量返还给地面，这就是大气对 地面的保温作用。