資源簡介

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大氣受熱過程
Atmospheric heating process
第三章第2節
地球上的大氣
運用圖表說明大氣的受熱過程。
課標要求
學習目標
1.了解大氣的受熱過程,大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用
2.理解太陽輻射和地面輻射與大氣受熱過程的關系。
3.認識全球變暖是最緊迫的大氣環境問題,樹立解決環境問題的責任感。
晴天的天空為什么是藍色的？
陰天的天空為什么是灰白色？
朝霞、晚霞為什么是紅色？
四川盆地：我氣溫低但我太陽輻射強，你看把我臉都曬紅了....
四川盆地：我氣溫高但太陽輻射弱，我一點都不怕曬....
大氣對太陽輻射的
削弱作用
01
紅
橙
黃
綠
青
藍
紫
太陽輻射—短波輻射
地面輻射—長波輻射
大氣輻射—長波輻射
物理原理：
1.只要溫度高于絕對零度，物體就以電磁波的形式向外輻射能量。
2.物體溫度越高，輻射中能量最強部分的波長越短；反之則越長。
知識拓展：太陽輻射，地球上最主要的外力能量來源。
大氣上界
大氣吸收
太陽輻射
大氣反射
地面反射
大氣
地面吸收
大氣散射
CO2、 H2O
O3
大氣對太陽輻射的削弱作用
參與的大氣成分 削弱的太陽輻射 特點
臭氧
紫外線
有選擇性
1.太陽輻射的組成——吸收
水汽、二氧化碳
紅外線
有選擇性
平流層
對流層
高層大氣
臭氧
水汽、二氧化碳等
太陽
輻射
1.太陽輻射的組成——反射
平流層
對流層
高層大氣
臭氧
水汽、二氧化碳等
太陽
輻射
參與的大氣成分 削弱的太陽輻射 特點
云層、較大顆粒的塵埃
可見光
無選擇性
1.太陽輻射的組成——散射
平流層
對流層
高層大氣
臭氧
水汽、二氧化碳等
空氣分子
太陽
輻射
參與的大氣成分 削弱的太陽輻射 特點
空氣分子、微小塵埃
可見光中波長較短的藍紫光
有選擇性
作用 形式 作用 特點 參與作用的 大氣成分 削弱的輻射 案例 圖示
反射 無選 擇性 云層和較大顆粒的塵埃 各種波長的太陽輻射 1.陰雨天天空昏暗; 2.雪后天晴陽光特別耀眼;
散射 有選 擇性 空氣分子或微小塵埃 可見光中波長較短的藍光、紫光 1.蔚藍色天空；2.朝霞、晚霞;3.晨昏蒙影;4.紅色交通信號燈。
吸收 有選 擇性 水汽和二氧化碳等(對流層) 波長較長的紅外線 農民在白色塑料大棚上加一層可收放的黑色尼龍網
臭氧(平流層) 波長較短的紫外線
陰雨天天空昏暗
反射作用
晨昏蒙影
散射
活動：判斷下列現象是何種削弱作用形成的？
灰白色天空
無選擇性散射
蔚藍色天空
有選擇性散射
朝霞、晚霞
長距離散射
黑色尼龍網
吸收
拓展：
1.在日出之前(黎明)和日落以后(黃昏)的一段時間,天空仍然明亮,處于半光明狀態。這段時間,既不是真正的白晝,也不是真正的黑夜,是晝夜交替的過渡時期。天文學稱之為晨昏蒙影。
①日出前和日落后的一段時間內,太陽光雖然不能直接照射到地面,但可以照射到地球的大氣層。
②由于大氣能夠對太陽輻射進行散射,從而引起“晨昏蒙影”現象。
大氣對太陽輻射的削弱作用存在時空差異
1.太陽高度:低緯度地區、正午，太陽高度大，經過大氣路程短，削弱少，太陽輻射強；高緯度地區、早晚，太陽高度小，經過大氣路程長，削弱多，太陽輻射弱。
2.海拔:海拔高，空氣稀薄，對太陽輻射的削弱作用弱，到達地面的太陽輻射多。
3.天氣:①晴天溫度高，陰天溫度低。②晴天云量少，大氣對太陽輻射的削弱作用弱，氣溫高。③陰天云量多，大氣對太陽輻射的削弱強，氣溫低。
4.日照時間：日照時間長，獲得的太陽輻射多；反之，則少。
5.陰坡陽坡：陽坡光照充足，陰坡相反。
6.空氣質量：大氣潔凈，接受光照較多，大氣質量差，接受光照少。
大氣
地平線
西藏拉薩被稱為“日光城”
（3）利用大氣的削弱作用原理分析某一地區太陽能的多寡
高海拔地區：地勢高→空氣稀薄→大氣的削弱作用弱→太陽能豐富
內陸地區：氣候較為干旱→晴天多、陰雨天氣少→大氣的削弱作用弱→太陽能豐富
四川盆地：
大氣對地面的保溫作用
02
太陽輻射能量最集中的部分
太陽輻射光譜示意圖
太陽表面溫度
約5500°C
地球固體表面
均溫約22°C
近地面大氣
均溫約22°C
太陽輻射
地面輻射
大氣輻射
短波輻射
長波輻射
長波輻射
可見光（波長從長到短）：紅橙黃綠藍靛紫
物體的溫度越高，輻射的波長越短。
1.地表對太陽輻射的作用：
①太陽輻射經過大氣的削弱作用后到達地表。②一部分被地面反射。
③一部分被地面吸收。④吸收部分，轉化為地面輻射，波長較長。
地面輻射
太陽輻射
反射
吸收
①新雪、城市水泥路面、冰反射率較高；海洋、耕地、土壤反射率較低。
②地面越光滑，反射率越高。
③地面反射越多，地面吸收越少。
2.大氣對地面的保溫作用
地面是大氣的直接熱源：①地面吸收太陽輻射后增溫。②產生地面輻射，波長較長。③地面輻射小部分射入宇宙空間外，絕大部分（75%-95%）被對流層中的水汽、二氧化碳吸收。
大氣逆輻射
太陽輻射
水汽、二氧化碳等
吸收
大氣逆輻射
大氣增溫，產生大氣輻射。
一部分射向宇宙空間。
一部分返還給地面，對地面起保溫作用。
大氣逆輻射的應用：
（保 溫 作 用 / 溫 室 效 應）
①高處不勝寒②燃燒秸稈防霜凍
③塑料大棚/玻璃溫室育苗
④月球晝夜溫差大
大氣直接熱源與氣溫垂直遞減率
正常情況下，海拔每升高100m，氣溫下降0.6℃。
地面輻射是對流層大氣的直接熱源；
太陽輻射是大氣的根本（最終）熱源。
1000m
12℃
2000m
6℃
3000m
0℃
高處不勝寒：地面是對流層大氣的直接熱源，離地面越遠溫度越低。
燃燒秸稈：燃燒秸稈增加煙霧，二氧化碳等，增強大氣逆輻射，提高溫度。
霜凍，多出現在晴朗的夜晚：晴朗的夜晚，大氣保溫作用弱，地面輻射降溫快。
玻璃溫室：太陽短波輻射可以穿過玻璃，進入溫室內;地面吸收轉化為地面長波輻射，無法穿過玻璃，大氣逆輻射增強。
（2 ）應用于農業生產實踐，提高生產效益
溫室大棚
煙霧防凍
果園鋪沙
（2）應用于農業生產實踐，提高生產效益
覆沙、覆膜、覆草
保濕、減輕次生鹽堿化；
減少地表侵蝕，保肥；
調節地溫（覆膜、覆沙增溫，
覆草冬季保溫夏季降溫）
覆膜：黑膜抑制雜草生長，遮光降溫；
白膜反光增加作物底部光照。
覆沙：增加晝夜溫差
覆草：增加有機質、抑制雜草生長；
易發病蟲害
白天溫度可達127°C
夜晚溫度降至—183°C
為什么月球表面晝夜溫差比地球大得多？
白天，由于沒有大氣對太陽輻射的削弱作用，升溫快，氣溫很高。
夜間由于沒有大氣的保溫作用，月球表面溫度驟降，氣溫很低。
（4）晝夜溫差大小的分析
地勢高低：地勢高→大氣稀薄→白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。
天氣狀況：晴朗的天氣條件下，白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。
下墊面性質：下墊面的比熱容大→增溫和降溫速度都慢→晝夜溫差小，如海洋的晝夜溫差一般小于陸地。
分析晝夜溫差的大小要結合大氣受熱過程原理，主要從地勢高低、天氣狀況、下墊面性質幾方面分析
溫室氣體與全球變暖
人類活動化石燃料燃燒
溫室氣體排放量增多
大氣
吸收
大氣吸收地
面輻射增多
大氣逆輻射增強
保溫作用增強
大氣
輻射
大氣
輻射
地表氣溫升高
導致全球變暖
（1）溫室氣體與全球變暖
溫室氣體排放增多
大氣吸收地面輻射增多
大氣逆輻射增強
保溫作用增強
氣溫升高，全球變暖
受熱過程圖（重點）
①
②
③
太陽（短波）輻射
大氣吸收、散射
（云層）反射
②③
統稱大氣的削弱作用
影響削弱作用的因素：
太陽高度角、云層厚薄（天氣）、大氣稀薄程度（海拔）、大氣潔凈程度（污染）
作用：
使得白天溫度不至于過高
大氣吸收指平流層臭氧吸收紫外線；
散射指由于粒子、光子或光波與其所穿過媒介物的粒子互撞而射向不同方向。波長較短的太陽光易被散射。
受熱過程圖（重點）
④
⑤
地面反射
大氣吸收是指平流層臭氧吸收紫外線；
散射指由于粒子、光子或光波與其所穿過媒介物的粒子互撞而射向不同方向。波長較短的太陽光易被散射。
地面吸收太陽輻射
⑥
地面（長波）輻射
大氣逆輻射
影響因素：天氣、海拔
光滑地表、冰雪地表、淺色地表反射率高
使得地表溫度升高
地面向外釋放能量，地表溫度降低
對流層大氣大量吸收地面輻射使得大氣溫度升高
⑦
⑧
：對地面具有保溫作用
作用：夜晚溫度不至于過低
太陽暖大地
大地暖大氣
大氣還大地
太陽輻射
散射
大氣反射
大氣吸收
大氣層
地面吸收
地面反射
地面輻射
地面輻射
大氣吸收
大氣逆輻射
大氣輻射
圖例：
短波輻射
長波輻射
太陽
暖大地
大地
暖大氣
大氣
還大地
兩種作用 大氣對太陽輻射的削弱作用，大氣對地面的保溫作用
三個過程 太陽暖大地，大地暖大氣，大氣還大地

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