《地球上的大气》PPT课件

北半球的三圈环流 D
G 90°N
G
极地高气压带
D
D
G
副极地低气压带 副热带高气压带
G
D
赤道低气压带
60°N 30°N 0°
拓展
设问2：高气压控制下的天气与低气压 控制下的天气相同吗？如果不同，有 什么不同？
北半球的三圈环流 D
G 90°N
G
极地高气压带
D
D
G
副极地低气压带 副热带高气压带
D G
关于风向与风速的判断
• （1）风向判断
• 判断风向掌握以下几点： • ①气压梯度力与等压线的关系—垂直，由高压指向低压； • ②地转偏向力与风向的关系—垂直（北半球在右侧，南半
球在左侧）； • ③摩擦力与风向的关系—方向相反； • ④风向与等压线的关系—高空平行，近地面相交。
• （2）风力（风速）判断
太阳辐射
总体波长范围：0.15～4微米
紫外光
可见光
红外光
占太阳辐 射能比例
7％
50％
43％
波长 小于 0.175 （微米） 0.175 ～0.40
0.40～0.76
大于0.76
经过大气 层时发生 的情况
几乎完 全被上 层大气 吸收
绝大部分 被臭氧层 吸收
波长较短的蓝色光等为 对流层大气中
大气分子所散射，水汽、 的二氧化碳、
“大地暖大气”
分析为什么多云的夜晚比晴朗的夜晚温 暖一些？
云层增强大气逆辐射作用
我国北方在冬季为什么用烟雾笼罩大白菜？
烟雾增强了大气逆辐射作用
深秋至第二年早春季节，霜冻为什么 多 出 现 在 晴 朗 的 夜 里？
大气逆辐射作用弱
大气的热力作用对地球生态系统的重要性：
1、大气的热力作用，减少了气温日较差 2、大气的保温效应，形成了适宜生命的温度条件
（夜间云层可以增强大气逆辐射） 2、为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是 全球太阳辐射强度最大的地区？
（赤道地区地面热,空气对流旺盛，多云雨， 云量多，大气的反射作用强）
3、某地昨天为晴朗的天气，今天为多云的天气，仅从 大气的热力作用分析，哪一个气温日较差小？为什么？
（今天. 多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱 作用强，气温不会太高; 夜晚，大气逆辐射作用 强，气温不会太低）
太
阳
辐
射
84－95
地面性质
29－35
20
22－32
26
10－15
14
沙土 黏土 浅色土 深色土 草地 耕地 新雪 冰
50
7(平均) 2(赤道)
海洋 海洋
不同性质地面的反射率
3、气象因素——日照时数长短等
根据所学知识解释自然现象：
1、为什么白天多云，气温比晴天低，夜间多云，气 温又比晴天高？（白天云层具有很强的反射作用）
地转偏向 力
摩擦力
与风向垂直（北半 只改变风向，不影响风速,大小 球在风向右侧， 与风速成正比。 南半球在左侧）
与风向方向相反
既减小风速，又改变风向（摩 擦力越大，风速减小越多， 风向与等压线夹角越大。）
拓展
风压定律
• 在北半球近地面背风而立，高压在右后方，低压在左前方。 • 在北半球高空背风而立，高压在右，低压在左。
（一）热力环流形成的原理 （二）大气的水平运动 （三）全球气压带和风带的分布 （四）全球气压带和风带的移动
（一）热力环流形成的原理
冷 热 不 均 引 起 热 力 环 流
思考：一般情况下，受热地区近地面的气压和高空
的气压分别会产生什么变化？为什么？
（一）热力环流形成的原理
城 郊 之 间 的 热 力 环 流
终年积雪，这是什么原因？
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
南极
赤道
地
面
平流层——对流层——平流层
高纬：8-9千米
中纬：10-12千米
低纬：17-18千米
8～9KM
北极
二、对流层大气的受热过程
（一）大气对太阳辐射的削弱作用 （二）地面辐射和大气辐射 （三）影响地面辐射的主要因素
风向
（百帕） 1000
地面摩擦力
1005
1010 地转偏向力
（北半球）
（二）大气的水平运动
风 的 形 成
思考：高空的风分别受到哪些力的作用，这些
力分别有什么特点？
风向垂直于等压线
大 水平气压梯度力 （赤道上空的风)
气 作 水 （垂直于等压线，由 平 高气压指向低气压）
二力平衡, 风向平行 于等压线
地面冷热不均引起大气的运动— —形成热力环流，太阳辐射在地表
分布不均，那么是否存在全球范围 的大气运动呢？
（三）全球气压带和风带的分布
地球不自转、地表均一、太阳直射在赤道上
假设：
D
---单圈环流
G 90N
极地高压带
G
D
赤道低压带
60N 30N 0
赤道温度高，极地温度低
单圈环流
想一想：
现实中，赤道和极地之间的热力环流 是否存在？
假如到达大气上界的太阳辐射定 为百分之百，而实际上最后到达地球 表面的太阳辐射却只有百分之四十七， 这是什么原因造成的？
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
太 阳 辐 射 波 长 范 围
复习:1.太阳辐射根据波长共分为哪几个波段？
2.太阳辐射最强部分的波长集中在哪个光区？
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
• ①同一等压线图中，等压线越密集的地方，气压梯度力越 大，风（力）速越大；等压线越稀疏，气压梯度力越小， 风速越小。
• ②在不同等压线图中，通过换算比例尺大小、等压距大小 来比较单位距离气压差，单位距离气压差越大，风速越大。
西北风四级
北风二级
东北风三级
西风二级 西南风十级
东风三级 东南风六级 南风八级
思考：你能解释城市与郊区间产生热力环流的原理吗？
谷风
山谷风
山风
海陆风
地区间的冷热不均 大气的垂直运动 同一水平面产生气压差
大气水平运动 风
（二）大气的水平运动 水平气压梯度力：
水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由 高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力。
①方向：垂直于等压线，由高气压指向低气压。
的
大气上界
8.24J／cm2∙min
太
wk.baidu.com
大气吸收19%
阳 辐
大气
射 地面吸收47%
思考：为什么我们说太阳辐射是短波辐射，而地面辐
射和大气辐射都是长波辐射？
（二）地面辐射和大气辐射
太
阳
辐
射向宇宙空间 射向宇宙空 间
射
地 大气吸收
面
大 气 辐
大 气
射吸
大气上界
吸
收
收
大气逆辐射
地面增温
地面
“太阳暖大地” “大气还大地”
②影响：大气水平运动的原动力，是形成风的直接原因。
影响风向和风速。
同一地图中等压线密集处水平 水平气压梯度力
气压梯度力大，风也大。
（百帕）
1000
1005
1010
高
在水平气压梯度力与地转偏向力 （百帕） 共同作用下形成的风－－
空 1000
风向平行于等压线
风
的 1002
形
成 1004气 1006压 梯
选择性
臭氧大量吸收波长大 于0.175微米的紫外线
二氧化碳、水汽吸收 红外线
面
2、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
云层越厚，云量越多，反射越强。因此，白天多云， 气温不会太高——云多，反射强。
3、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
高层 50千米以上 先降
大气
后升
平流层 12--50千米 升——臭氧 吸收紫外线
平流运动为主
天气晴朗
电离层能反射 无线电波，对 无线电通讯有
重要作用
臭氧保护生物 利于高空飞行
对流层 1--12千米 降——地面 对流运动为主 天气复杂 最为密切
是热源
多变
想一想： 位于非洲中部的乞力马扎
罗山，被称为“赤道上的白雪 公主”，即地处热带，山顶却
上界
月球
地球
1
（二）地面辐射和大气辐射
玻 璃 温 室 效 应
思考：为什么玻璃温室会有保温效应？
（三）影响地面辐射的主要因素
1、纬度因素——太阳高度大小
太
阳
高
度
大气上界
与
B
辐
A
射
强
度
思考：A，B两种情况下，地面得到太阳辐射强度
是否一样？为什么？
（三）影响地面辐射的主要因素
2、下垫面因素——反射率高低
压
0°
带 移
23.5 °低气压带
动
66.5 °
思考：全球气压带和风带的移动有什么规
律？
四、气压带和风带对气候的影响
度
1008力
风向 北半球
1010
地转偏向力
①方向：垂直于运动方向，北右南左。
地转偏向力 ②影响：只改变风向，不改变风速。
大小与风速成正比。
①方向：与空气运动方向（风向）相反，
地面摩擦力:
大小取决于地表的粗糙程度
②影响：减小风速
近
地
水平气压
面 风
梯度力
的
形
成
三种力共同作用下,风向 与等压线成一夹角，并且摩 擦力越大，夹角越大。
高度（千米）
高
宇宙火箭 人造卫星
层
思考：
1.随高度的上升， 对流层和平流层
流星
极光
大
的气温分别是怎 样变化的？
气
2.为什么说，
50
对流层与人类的
平 流
关系最为密切？
层
12
对
积雨云
流
层
3.为什么平流 层适合于飞机飞
-100
-60
-20
20
60
行？
气温（℃）
(二) 大气的 垂直分层
范围 气 温
大气运动 天 气 与人类关系
特点： 具有选择性
波长较短的蓝色光、紫色光最容易被散射。
解释下列现象：
1、晴朗的天空呈现蔚蓝色 2、多云的白天比较凉爽 3、日出前的黎明、日落后的黄昏，以 及阴天，天空为什么仍是明亮的？
解释红灯停、 绿灯行的科学 依据
（二）地面辐射和大气辐射
到
达
地
太阳辐射
面
大气和地面的 反射散射34%
100%
太阳常数
三种力共 同作用下, 风向与等
运 动
地转偏向力
(高空风)
压线成一 夹角
所 受 (垂直于风向，使北半球风 作 向右偏,南半球风向左偏)
(近地面 风)
用 力
地面摩擦力
＜1500米
（与风向相反）
形成风的作用力
作用力
方向
意义
水平气压 垂直于等压线，指 大气水平运动的原动力，水平
梯度力
向低压
气压梯度力越大，风速越大。
60°S
赤道低压带
东南信风
副热带高压带
盛行西风
副极地低压带
极地东风
极地高压带
90°S
地球上的气压带和风带
极地高压带
极地东风
副极地低压带
中
纬
西
风
副热带高压带
东北信 风
赤道低压带
东
南
信
风
副热带高压带
中纬
西
风
副极地低压带
极地东风
极地高压带
拓展
设问1：赤道低气压带、副极地 低气压带、极地高气压带、副热 带高气压带的形成原因相同吗？
考虑地球自转、地表均一、太
假设： 阳直射点在赤道上
----三圈环流
高纬环流
极锋
10
5
极地高压带
中纬环流 9 8 6 7
3 低纬环流 2 4
1
副极地低压带 副热带高压带
赤道低压带
极地东风带 中纬西风带 东北信风带
课堂活动：
你能否根据前面的讲 述，将南半球的三圈环流 画出来？
南半球的三圈环流
0° 30°S
第三节
大气环境
一、大气的组成和垂直分层 二、对流层大气的受热过程 三、全球气压带、风带的分布和移动 四、气压带和风带对气候的影响 五、常见的天气系统
一、大气的组成和垂直分层
(一) 大气的组成 (二) 大气的垂直分层
(一) 大气的组成
低层大气 组成
体积（%）
作用
N2
78
地球生物体内蛋白质的重要组成部
赤道低气压带
60°N
30°N
0°
考虑地转偏向力、太阳直射点位置的
假设： 移动，地表均一
----气压带、风带的南北移动
66°34´N
23°26´N 0° 23°26´S
66°34´S
（四）全球气压带和风带的移动
太阳直射 北回归线
太阳直射 赤道
太阳直射 南回归线
风 带
66.5 °
和
23.5 °
气
高气压带
分
O2 干洁空气
CO2 O3 水汽
21 0.033 很少 很少
人类和一切生物维持生命活动所必 需的物质
绿色植物进行光合作用的基本原料， 并对地面起保温作用
能吸收太阳紫外线，对地球上的生 物起着保护作用
产生云、雨、雾、雪等天气现象； 影响地面和大气的温度
固体杂质
很少
作为凝结核，是成云致雨的必要条 件
(二) 大气的垂直分层
4、我国漠河冬季气温比拉萨低，但夏季气温比拉萨高，
有关形成的原因的叙述，正确的是( D )
①冬季，漠河日照短，太阳辐射弱，冬季风影响
②夏季，漠河太阳辐射时间长，获热量增多
③青藏高原海拔高，空气稀薄，吸收的太阳辐射少，故气
温低
④青藏高原海拔高，空气稀薄，吸收保存地面辐射的能力
差，夏季气温低
A
B
C
D
三、全球气压带、风带的分布和移动
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
白天射，绝大大气部削分弱热了到
大气
达地量面又的被太大阳气辐逆射， 气温辐不射会还太给高地面，
使气温不致降 得过低
夜效白阳温应间天辐度，由，射升月于由的得球没于削很表有没弱高面大有 作 ，辐气大 用 气射的气 ， 温强保对 月 很烈温太 面 高， 月面温度骤降，气温很低
云和浮尘等可阻挡、反 水汽、云和浮
射和吸收一部分可见光， 尘，可直接吸
绝大部分可见光能够直 收相当数量的
接到达地面
红外光
思考：1. 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？ 2. 为什么晴朗的天空多呈现蔚蓝色？
1、大气对太阳辐射的吸收作用
高 层 大 气
平 流 层
对 流 层
地
氧原子吸收波长小于 0.175微米的紫外线