21冷热不均引起大气运动3.ppt

1.太阳辐射：太阳源源不断以电磁波的形式向四周放太阳辐射：太阳源源不断以电磁波的形式向四周放射能量，这种现象被称为太阳辐射。射能量，这种现象被称为太阳辐射。2.电磁波：是自然界中的物体向外传送能量的形式，电磁波：是自然界中的物体向外传送能量的形式，包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线、 加马射线加马射线3.物体温度越高，辐射中最强的部分波长越短，反之则物体温度越高，辐射中最强的部分波长越短，反之则越长。由于太阳表面的温度达到越长。由于太阳表面的温度达到6000K，所以太阳辐射，所以太阳辐射属于短波辐射。属于短波辐射。太阳辐射概念、原理太阳辐射概念、原理波波 长长 增增 大大 紫紫 蓝蓝 青青 绿绿 黄黄 橙橙 红红太阳辐射光谱太阳辐射光谱太阳辐射的能量主要集中在可见光部分太阳辐射的能量主要集中在可见光部分一、大气的组成及其作用一、大气的组成及其作用1 1、低层大气的组成、低层大气的组成干洁空气、水汽、固体杂质干洁空气、水汽、固体杂质氮氮78%78%氧氧21%21%其他气体其他气体1%1%氩、氩、COCO2 2、O O3 3干洁空气组成图干洁空气组成图第二章第二章 地球上的大气地球上的大气 第一节第一节 冷热不均引起大气运动冷热不均引起大气运动成云致雨的必要条件成云致雨的必要条件主要主要成分成分次要次要成分成分水水 汽汽固体杂质固体杂质生物体的基本成分生物体的基本成分维持生物活动的必要物质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，使地球上的生吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害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；对地面保温大气组成大气组成主主 要要 作作 用用干干洁洁空空气气O3N2O2CO2大气各成分的作用大气各成分的作用1、大气对太阳辐射的削弱作用、大气对太阳辐射的削弱作用1.吸收作用吸收作用臭氧强烈吸收紫外线臭氧强烈吸收紫外线水汽、二氧化碳吸收红外线水汽、二氧化碳吸收红外线特点：具有选择性（挑食）特点：具有选择性（挑食） 大气对太阳辐射中大气对太阳辐射中能量最高的可见光部能量最高的可见光部分吸收甚少，所以大分吸收甚少，所以大部分的太阳辐射能够部分的太阳辐射能够透过大气射到地面，透过大气射到地面，使地面增温。使地面增温。二二.大气的受热过程大气的受热过程2.反射作用：云层的反射作用最为明显反射作用：云层的反射作用最为明显3.散射作用散射作用太阳辐射的可见光部分波长较短的蓝色光最容易被大气分子太阳辐射的可见光部分波长较短的蓝色光最容易被大气分子散射，所以晴朗的天空呈蔚蓝色。散射，所以晴朗的天空呈蔚蓝色。 在光的传播过程中，光线照射到粒子时，如果粒子小于入射光在光的传播过程中，光线照射到粒子时，如果粒子小于入射光波长，则发生光的散射，这时观察到的是光波环绕微粒而向其四波长，则发生光的散射，这时观察到的是光波环绕微粒而向其四周放射的光，称为散射光。周放射的光，称为散射光。 如果地球上没有大气的散射作用，那么我们的天空会是怎样的颜色如果地球上没有大气的散射作用，那么我们的天空会是怎样的颜色呢？呢？曙光：早晨，太阳露出地平线前，阳光照射到高层大气，被曙光：早晨，太阳露出地平线前，阳光照射到高层大气，被高空大气分子散射，使天空出现微弱的亮光，称为曙光。高空大气分子散射，使天空出现微弱的亮光，称为曙光。 大气吸收大气吸收大气反射大气反射太阳太阳大气上界大气上界大气对太阳辐射的削弱作用大气对太阳辐射的削弱作用到达地面的太阳辐射到达地面的太阳辐射大气散射大气散射大气吸收大气吸收19%大气和地面反大气和地面反射、散射射、散射34%太阳太阳大气上界大气上界到达地面的太阳辐射到达地面的太阳辐射地面吸收地面吸收47%大气上界大气上界地地 面面太太阳阳辐辐射射地地面面吸吸收收大气吸收大气吸收地面增温地面增温地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收射向宇宙空射向宇宙空 间间射向宇宙空射向宇宙空 间间大大气气辐辐射射射向地面射向地面“太阳暖大地太阳暖大地”“大地暖大气大地暖大气”“大气还大地大气还大地”大大气气增增温温地面是近地面大气的主要、直接的热源地面是近地面大气的主要、直接的热源大气对太阳辐射大气对太阳辐射的直接吸收较少的直接吸收较少大气中的二氧化碳、大气中的二氧化碳、水汽强烈吸收地面长水汽强烈吸收地面长波辐射，使其增温波辐射，使其增温海拔高度越高，气温海拔高度越高，气温越低。高处不胜寒越低。高处不胜寒我们的大气不是给太阳晒热的，而是给地面烤热的我们的大气不是给太阳晒热的，而是给地面烤热的2、大气对地面的保温作用、大气对地面的保温作用1、地面辐射、地面辐射地面辐射是大气的直接热源地面辐射是大气的直接热源长波辐射长波辐射2 2、大气辐射、大气辐射长波辐射长波辐射3、大气对地面的保温作用、大气对地面的保温作用地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收大气逆辐射大气逆辐射大气强烈吸收地面辐射，将能量贮存于大气中，大气强烈吸收地面辐射，将能量贮存于大气中， 不致使地面辐射的能量散失不致使地面辐射的能量散失大气辐射的大部分能量又射向地面，在一定程大气辐射的大部分能量又射向地面，在一定程 度上补偿了地面辐射的部分损失度上补偿了地面辐射的部分损失什么是大气的直接热源？什么是大气的直接热源？太太阳阳辐辐射射地地面面辐辐射射玻璃温室玻璃温室大气作用大气作用-保温作用保温作用太太 阳阳地地 面面大大 气气宇宇 宙宙 空空 间间太阳辐射太阳辐射地面辐射地面辐射大气辐射大气辐射大气逆辐射大气逆辐射大气对太阳辐射的削弱作用大气对太阳辐射的削弱作用大气对地面的大气对地面的保温作用保温作用通过本节课，你学到了什么？通过本节课，你学到了什么？通过计算，如果没有大气，地表的平均温度为通过计算，如果没有大气，地表的平均温度为-230C，实际为实际为150C，也就是说，由于大气的保温作用，使，也就是说，由于大气的保温作用，使地表温度升高了地表温度升高了380C。直接热源直接热源直接直接热源热源吸收作用吸收作用反射作用反射作用散射作用散射作用没有大气的月球没有大气的月球有大气的地球的情况有大气的地球的情况大气大气上界上界 资料资料：月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可达月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可达 1270C，夜晚则降到，夜晚则降到-1830C，这是生活在地球上的人类，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。无法想象的。而地球的昼夜温差要小得多。试用大气的作用加以解释：试用大气的作用加以解释：没有大气对太阳辐射的没有大气对太阳辐射的削弱作用削弱作用没有大气对地球表面的没有大气对地球表面的保温作用保温作用白天气温高白天气温高夜晚气温低夜晚气温低月月 球球 表表 面面白天白天黑夜黑夜昼夜温差大昼夜温差大大气对太阳辐射的削弱大气对太阳辐射的削弱作用强烈作用强烈大气对地球表面的保温大气对地球表面的保温作用明显作用明显白天气温不高白天气温不高夜晚气温不低夜晚气温不低地地 球球 表表 面面白天白天黑夜黑夜昼夜温差小昼夜温差小 仅从大气的热力作用，说明为什么月仅从大气的热力作用，说明为什么月球表面温度的昼夜变化那样明显？球表面温度的昼夜变化那样明显？月球月球夜间由于没有大气的保温夜间由于没有大气的保温效应，月球表面辐射强烈，效应，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，气温很低月面温度骤降，气温很低白天，大气削弱了到白天，大气削弱了到达地面的太阳辐射，达地面的太阳辐射，气温不会太高气温不会太高夜间，地面辐夜间，地面辐射绝大部分热射绝大部分热量又被大气逆量又被大气逆辐射还给地面，辐射还给地面，使气温不致降使气温不致降得过低得过低白天，由于没有大气对太白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高，气温很高温度升得很高，气温很高大气大气上界上界地球地球图解图析图解图析昼昼夜夜（1）白天多云时，由于云层对太阳辐射的）白天多云时，由于云层对太阳辐射的 作用增强，到达地面的太阳辐射强度作用增强，到达地面的太阳辐射强度 ， 所以地面温度比晴天所以地面温度比晴天 。（2）夜间多云时，由于云层）夜间多云时，由于云层 地面长波辐射，地面长波辐射， 并使大气并使大气 作用增强，补偿了地面作用增强，补偿了地面 辐射损失的热量，所以地面温度比晴天辐射损失的热量，所以地面温度比晴天 。晴天与阴天比昼夜温差晴天与阴天比昼夜温差晴天晴天阴天阴天 反射反射减弱减弱低低吸收吸收逆辐射逆辐射高高大气逆辐射大气逆辐射秋冬季节，为什么多云的夜晚比晴朗的夜晚要暖和？秋冬季节，为什么多云的夜晚比晴朗的夜晚要暖和？深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗的夜里？ 天气晴朗天气晴朗(无云或少云无云或少云 )白天太阳辐射强白天太阳辐射强气温较高气温较高空气中水空气中水汽较多汽较多夜晚大气逆辐射弱夜晚大气逆辐射弱气温降气温降低快低快空气中能空气中能容纳的水容纳的水汽少汽少深秋至第二年早春季节深秋至第二年早春季节夜晚气温较低夜晚气温较低如夜晚气温降如夜晚气温降至至0 以下以下出现霜冻出现霜冻日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？什么仍是明亮的？（大气对太阳辐射的散射作用）李商隐李商隐 山明水净夜来霜，数树深红出浅黄山明水净夜来霜，数树深红出浅黄刘禹锡刘禹锡 探究31.1.霜冻为何霜冻为何多发生在晴多发生在晴朗的夜晚？朗的夜晚？2.2.农民可以农民可以采取哪些简采取哪些简易措施，降易措施，降低霜冻损失低霜冻损失? ? 三国演义三国演义中有诸葛亮把司马懿困在中有诸葛亮把司马懿困在“上方谷上方谷”中，用火攻中，用火攻之，眼看火烧到紧要关头，天突降大雨，救了司马懿的命。诸葛亮之，眼看火烧到紧要关头，天突降大雨，救了司马懿的命。诸葛亮叹到：叹到：“谋事在人，成事在天。谋事在人，成事在天。”那么为什么天会在这紧要关头下那么为什么天会在这紧要关头下起雨来呢？起雨来呢？ 思考这个问题？不着急回答，上完这节课大家都会懂！思考这个问题？不着急回答，上完这节课大家都会懂！热力环流实验热力环流实验冰块冰块热水热水烟烟仔细观察烟仔细观察烟的运动方向的运动方向 大家清楚地看到烟雾产生了以上的环流，这就是我大家清楚地看到烟雾产生了以上的环流，这就是我们今天要探究的热力环流，为什么会产生这样的环流了？们今天要探究的热力环流，为什么会产生这样的环流了？我们先来熟悉回顾一些常用的概念。我们先来熟悉回顾一些常用的概念。冰块冰块热水热水A A地面地面高空高空1100hpa1060hpa单位面积上空气柱的重量单位面积上空气柱的重量500m1000mP1P1P2P2热力环流热力环流1、几个常用概念、几个常用概念 A、 气压：气压： 高度升高，气压减小高度升高，气压减小A A地地面面B B、高压、低压：、高压、低压： 同一高度同一高度上，空气密度越大，气压值越大，称为上，空气密度越大，气压值越大，称为高压；密度越小，气压值越小，称为低压高压；密度越小，气压值越小，称为低压 同一高度（水平面）上空气由高压向低压运动同一高度（水平面）上空气由高压向低压运动B BC CD DA A地面地面高空高空1100hpa900hpa500m1000m1 12 2C、等压面：、等压面： 大气中气压值相等的点所构成的面大气中气压值相等的点所构成的面C CB B1342高高低低等压面变化：高压处上凸，低压处下凹等压面变化：高压处上凸，低压处下凹 2000米米 等压面等压面 3124地面地面 AB把把1至至4点按气压由高到低排序点按气压由高到低排序_气压的測量海拔低海拔低密度大密度大海拔高海拔高密度小密度小气压高气压高气压低气压低等压面等压面 ABC受热受热冷却冷却 冷却冷却ABC受热受热冷却冷却 冷却冷却高气压高气压高气压高气压高气压高气压低气压低气压低气压低气压低气压低气压ABC受热受热冷却冷却 冷却冷却高气压高气压高气压高气压高气压高气压低气压低气压低气压低气压低气压低气压ABC受热受热冷却冷却 冷却冷却高气压高气压高气压高气压高气压高气压低气压低气压低气压低气压低气压低气压你能总结热力环流形成的过程吗?【注意注意】空间气压值相等的各点所组成的面，称为等压面。等压面凸起的地空间气压值相等的各点所组成的面，称为等压面。等压面凸起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。热量差方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。热量差大气上升或下降大气上升或下降同一水同一水平面上的气压差异平面上的气压差异大气水平运动。大气水平运动。【指点迷津指点迷津】 (1)图中气压的高低是相对于同一水平高度而言的，因而图图中气压的高低是相对于同一水平高度而言的，因而图中高压的数值并不一定大于低压的数值。在同一水平面上，高压区的数值大中高压的数值并不一定大于低压的数值。在同一水平面上，高压区的数值大于低压区；在垂直方向上，近地面低压的数值要高于对应高空高压的数值。于低压区；在垂直方向上，近地面低压的数值要高于对应高空高压的数值。(2)气流不一定由高气压区流向低气压区。在同一水平面上，气流总是从高气气流不一定由高气压区流向低气压区。在同一水平面上，气流总是从高气压区流向低气压区；但在垂直方向上气流则有可能由低气压区流向高气压区。压区流向低气压区；但在垂直方向上气流则有可能由低气压区流向高气压区。同一高度同一高度一般情况一般情况气温高、气压低气温高、气压低 、等压面向下凹等压面向下凹气温低、气压高、等压面向上凸气温低、气压高、等压面向上凸不同高度不同高度 越往高、气压越低越往高、气压越低 近地面气压的高低与高空相反近地面气压的高低与高空相反气压、气温、高度三者之间的关系 ：规律发现规律发现 火烧上方谷与对流雨 三国演义中有诸葛亮把司马懿困在“上方谷”中，用火攻之，眼看火烧到紧要关头，天突降大雨，救了司马懿的命。诸葛亮叹到：“谋事在人，成事在天。”那么为什么天会在这紧要关头下起雨来呢？ 这场雨其实不是什么“天意”，恰恰是诸葛亮自己制造的。熊熊的大火使此山区的近地面空气受热上升，其中心因空气上升冷却凝结而降雨。就是说，上方谷里下了一场对流雨。诸葛亮虽然通晓天文地理，但忽略了局部对流雨的因素，否则，他可能会用另外的战术来歼灭魏军。 中午中午关于这两幅画你能看出什么现象吗？关于这两幅画你能看出什么现象吗？海水很凉海水很凉沙子很烫沙子很烫傍晚傍晚沙子变凉了沙子变凉了海水很暖和海水很暖和 1、如果沙代表陆地，水代表海洋，那么海陆间会有温差吗？ 2、同一时段，造成海陆温差的原因是什么？海陆热力性质差异 1、不同时段，海陆的温差会有变化吗？ 2、请运用热力环流的原理画出海陆间大气运动的示意图。陆地陆地海洋海洋( (低压低压) )( (高压高压) )( (高压高压) )( (低压低压) )陆地陆地海洋海洋( (低压低压) )( (高压高压) )( (低压低压) )( (高压高压) )市区市区郊区郊区郊区郊区 1 1、无论白天或晚上，城市和郊区的、无论白天或晚上，城市和郊区的冷热状况有何不同？为什么？冷热状况有何不同？为什么？ 2 2、根据冷热状况的分析，市区和郊、根据冷热状况的分析，市区和郊区间的大气怎样运动？区间的大气怎样运动？A AB BC C 白天 夜晚山谷风 白天 夜晚对应练习地面冷热不均地面冷热不均大气垂直运动大气垂直运动水平方向的气压差水平方向的气压差大气水平运动大气水平运动根本根本 原因原因直接直接 原因原因103010201010（hPa）气压梯度气压梯度：同一水平面上同一水平面上，单位距离间的气压差，单位距离间的气压差C五、大气的水平运动五、大气的水平运动-风风AB水平气压梯度力水平气压梯度力：只要水平面上存在气压梯度，只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气就产生了促使大气由高压区流向低压区由高压区流向低压区的力。的力。103010201010（hPa）方向：方向：垂直于等压线，由高压指向低压垂直于等压线，由高压指向低压大小：大小：AB风向风向1.风向形成的三种情况之一风向形成的三种情况之一: 只受水平气压梯度力只受水平气压梯度力等压线越密，水平气压梯度力越大，等压线越密，水平气压梯度力越大，风速越大。风速越大。10101008100610041002（hPa）气压梯度力气压梯度力风向风向地转偏向力地转偏向力地转偏向力：方向始终与风向垂直地转偏向力：方向始终与风向垂直 只改变风向，不影响风速只改变风向，不影响风速风向在高空最终与等压线平行风向在高空最终与等压线平行.北半球高空中的风向北半球高空中的风向2. 风向形成的三种情况之二风向形成的三种情况之二: 受受水平气压梯度力水平气压梯度力和和地转偏向力地转偏向力共同影响共同影响（hPa）1000100510101015气压梯度力气压梯度力风向风向地转偏向力地转偏向力摩擦力摩擦力摩擦力方向：与风向相反摩擦力方向：与风向相反近地面风向最终与等压线成一定夹角近地面风向最终与等压线成一定夹角 3. 风向形成的三种情况之三风向形成的三种情况之三: 受受水平气压梯度力水平气压梯度力、地转偏向力地转偏向力和和近地面摩擦力近地面摩擦力共同影响共同影响摩擦力对近地面风的影响摩擦力对近地面风的影响气压梯度力气压梯度力（高）（高）（低）（低）（北半球）（北半球）风向风向摩擦力摩擦力地转偏向力地转偏向力（1）气压梯度力：）气压梯度力： 风向垂直等压线，风向垂直等压线， 由高压指向低压由高压指向低压 （2）气压梯度力）气压梯度力+地转偏向力地转偏向力 风向平行于等压线风向平行于等压线（3）气压梯度力）气压梯度力+地转偏向力地转偏向力+摩擦力摩擦力 风向斜穿等压线风向斜穿等压线风向：斜穿等压线风向：斜穿等压线 （低空风）（低空风） 在课本在课本P32P32的等压线图中绘出的等压线图中绘出并读出甲、乙两地的风向并读出甲、乙两地的风向读图读图2-3-92-3-9，完成下列题目。，完成下列题目。 （1 1）图中）图中V V箭表示箭表示A A处的风向，处的风向， 此图是此图是 半球气压分布图。半球气压分布图。 （2 2）F1F1是是 力，力， 方向方向是是 。 （3 3）F2F2是是 力，力，方向与风向的关系方向与风向的关系是是 。 （4 4）F3F3是是 力，方向与风向力，方向与风向V V的关的关系系 。南南摩擦摩擦相反相反F2F1地转偏向地转偏向与风向垂直与风向垂直,左偏左偏F3水平气压梯度水平气压梯度垂直于等压线垂直于等压线,高压指向低压高压指向低压“”特别提醒特别提醒可用可用手势手势法记忆地球上水平运动物体的偏向法记忆地球上水平运动物体的偏向 方法：面向物体的运动方向，手心向上方法：面向物体的运动方向，手心向上“南左北右南左北右” ，四指指向，四指指向初始运动方向，则拇指所指方向即为水平运动物体的偏转方向。初始运动方向，则拇指所指方向即为水平运动物体的偏转方向。 下图为南半球等压线分布示意图下图为南半球等压线分布示意图, ,风向正确的是风向正确的是（ ） 手势法快速判断风向手势法快速判断风向A练习练习：1、在北半球等压线图中，近地面风向是、在北半球等压线图中，近地面风向是 高空风向是高空风向是 1010 (450)1005 (445)ABCDBA(1)甲、乙、丙、丁四点的气压大小，按从大甲、乙、丙、丁四点的气压大小，按从大到小的顺序排列为到小的顺序排列为。(2)用箭头在图上标出环流模式。用箭头在图上标出环流模式。(3)甲、乙两地中气温较高的是甲、乙两地中气温较高的是。2.看下图回答问题看下图回答问题乙乙甲甲丁丁丙丙甲甲(4)一般情况下，甲、乙两地对应的天气状况分别是一般情况下，甲、乙两地对应的天气状况分别是：甲地：甲地，乙地，乙地，两地气温日较差较大，两地气温日较差较大的是的是。(5)假若图示区域位于北半球，则甲、乙之间的风向假若图示区域位于北半球，则甲、乙之间的风向为为，丙、丁之间的风向为，丙、丁之间的风向为。(6)假若图示环流为城市热岛环流，则表示郊区的是假若图示环流为城市热岛环流，则表示郊区的是地。地。晴天晴天阴雨天阴雨天乙地乙地东北风东北风西风西风乙乙高压高压低压低压低压低压高压高压课堂小结课堂小结地面冷地面冷热不均热不均大气的大气的垂直运动垂直运动同一水平面同一水平面气压差异气压差异大气的大气的水平运动水平运动1、直接原因、直接原因水平气压梯度力水平气压梯度力2、风向：、风向： （1）气压梯度力：）气压梯度力： 风向垂直等压线风向垂直等压线 （2）气压梯度力）气压梯度力+地转偏向力地转偏向力: 风向平行于等压线（高空风）风向平行于等压线（高空风）（3）水平气压梯度力）水平气压梯度力+地转偏向力地转偏向力+摩擦力摩擦力: 风向斜穿等压线风向斜穿等压线 （近地面风）（近地面风）削弱作用、保温作用削弱作用、保温作用一、大气的受热过程大气的受热过程二、热力环流二、热力环流三、大气的水平运动三、大气的水平运动风风