大气分层和热力状况精.ppt

大气分层和热力状况第1页，本讲稿共62页第一课时第一课时 大气圈的组成与结构、大气圈的组成与结构、大气的热力状况大气的热力状况第2页，本讲稿共62页学习目标学习目标1 1 明明确确低低层层大大气气的的组组成成，了了解解大大气气的的垂垂直直分分层层及及各层的主要特点。各层的主要特点。2 2、能用图表说明大气的受热过程，、能用图表说明大气的受热过程，理解太阳理解太阳辐射，大气，地面三者之间的能量传递过程辐射，大气，地面三者之间的能量传递过程3 3、掌握大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的、掌握大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温效应。保温效应。4 4、运用所学知识解释生活中的现象。、运用所学知识解释生活中的现象。第3页，本讲稿共62页【合作探究合作探究】1.1.低层大气组成成分有哪些？各成低层大气组成成分有哪些？各成分的主要作用又是什么呢？分的主要作用又是什么呢？大气各成分及其作用一、大气圈的组成与结构一、大气圈的组成与结构（一）大气的组成（一）大气的组成大气组成大气组成主主 要要 作作 用用水水 汽汽固体杂质固体杂质干干洁洁空空气气主要主要成分成分O3氮氮氧氧CO2次要次要成分成分 的必要条件的必要条件生物体的基本成分生物体的基本成分维持生物活动的必需物质维持生物活动的必需物质植物光合作用的原料；调节地表温度植物光合作用的原料；调节地表温度 “地球生命的保护伞地球生命的保护伞”的必要条件；保温作用的必要条件；保温作用成云致雨成云致雨成云致雨成云致雨第4页，本讲稿共62页拓展探究拓展探究1.大气各组成成分的比例是不是固定不变的？大气各组成成分的比例是不是固定不变的？2.人类活动会不会影响大气成分的比例？人类活动会不会影响大气成分的比例？臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度大量减少的空域。臭氧层空洞是大气平流层中臭氧浓度大量减少的空域。温室效应：全球二氧化碳增多温室效应：全球二氧化碳增多第5页，本讲稿共62页1.1.大气垂直分层的大气垂直分层的依据是什么？可分依据是什么？可分为那几层？为那几层？大气在垂直方大气在垂直方向上的向上的温度、密度温度、密度及及运动状况运动状况的差异。的差异。第9页，本讲稿共62页1、对流层的气温是如何、对流层的气温是如何随高度而变化的随高度而变化的?原因是原因是什么什么?2、对流层的大气运动、对流层的大气运动有什么特点？有什么特点？l气温随高度的增加气温随高度的增加而递减而递减地面是对流层大气的地面是对流层大气的主要的直接热源主要的直接热源 （-6C）/1000M对流运动显著对流运动显著 上冷下热，有利上冷下热，有利于空气的对流；于空气的对流；第11页，本讲稿共62页对流层对流层对流层的高度取决于对流层的高度取决于空气对流运动的强度空气对流运动的强度，空气对流运，空气对流运动的强度又取决于动的强度又取决于近地面空气温度的高低和空气上下层近地面空气温度的高低和空气上下层温差的大小温差的大小。因纬度而异，低纬度。因纬度而异，低纬度 地面受热多，对流旺地面受热多，对流旺盛，对流层高度可达盛，对流层高度可达1718千米；中纬度对流层高度千米；中纬度对流层高度为为10101212；高纬度地面受热少，对流运动弱，对流层；高纬度地面受热少，对流运动弱，对流层高度仅高度仅89千米。千米。对流层对流层3、在不同纬度，对流、在不同纬度，对流层的高度是否一样？层的高度是否一样？为什么？为什么？第12页，本讲稿共62页点拨拓展：点拨拓展：一架飞机沿一架飞机沿10km高空从南极飞到高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？北极，依次穿过了哪几层？地地 面面对流层顶对流层顶89KM1718KM89KM赤道赤道北极北极南极南极平流层平流层对流层对流层平流层平流层第14页，本讲稿共62页对流层对流层风、云、雨、雾、雪等天气现象复杂多变风、云、雨、雾、雪等天气现象复杂多变对流层与人类的关系最为密切与人类的关系最为密切4、对流层与人类有什么关系？、对流层与人类有什么关系？第15页，本讲稿共62页平流层平流层特点：特点：l气温随高度增高。气温随高度增高。l平流运动为主平流运动为主上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以平上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以平 流运动为主，利于飞行流运动为主，利于飞行该层大气主要靠臭氧吸收大量紫外线而增温。该层大气主要靠臭氧吸收大量紫外线而增温。臭氧层臭氧层平流层平流层1.气温是如何变化的？气温是如何变化的？原因是什么？原因是什么？2.大气运动有何特点？大气运动有何特点？3.与人类有什么关系？与人类有什么关系？第16页，本讲稿共62页高层大气高层大气l电离层反射无线电短波电离层反射无线电短波20003000千米的高空为地球大气的上界。千米的高空为地球大气的上界。80500千米的高空，有若干电离层。千米的高空，有若干电离层。特点：特点：l气压很低，密度很小。气压很低，密度很小。电电离离层层高层大气第17页，本讲稿共62页分层高度(km)特点与人类关系对流层平均厚度平均厚度12气温随高度增加而降气温随高度增加而降低；空气对流运动显低；空气对流运动显著；天气复杂多变。著；天气复杂多变。最密切最密切平流层1250气温随高度增加而增气温随高度增加而增加；空气水平运动为加；空气水平运动为主；天气晴朗。主；天气晴朗。利于高空飞行；利于高空飞行；保护地球生命。保护地球生命。高层大气50大气大气上界上界空气密度小；有若干空气密度小；有若干能反射无线短波的电能反射无线短波的电离层。离层。对无线电通信对无线电通信有重要作用。有重要作用。大气的垂直分层小结小结第20页，本讲稿共62页(1)图中正确表示大气层气温图中正确表示大气层气温垂直变化曲线的是垂直变化曲线的是()A B C D(2)对短波通信具有重要意义对短波通信具有重要意义的电离层位于的电离层位于()A层底部层底部 B层中部层中部C层底部层底部 D层层1.读图，回答问题读图，回答问题(2004年高考题年高考题-全国卷全国卷)BD练习巩固练习巩固第21页，本讲稿共62页2 2、下列是关于大气对流层特点的描述：、下列是关于大气对流层特点的描述：气温随高度增加而递增；气温随高度增加而递增；空气对流运动显著；空气对流运动显著；低纬地区厚度大于高纬地区；低纬地区厚度大于高纬地区；天气现象复天气现象复杂多变。其中全部正确的一组叙述是杂多变。其中全部正确的一组叙述是 A A、B B、C C、D D、3 3、关于平流层的叙述，正确的是（、关于平流层的叙述，正确的是（）A A、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流 B B、气温基本上不受地面影响、气温基本上不受地面影响 C C、在平流层中存在一个电离层，能反射无线电波、在平流层中存在一个电离层，能反射无线电波 D D、平流层有利于高空飞行，与人类的关系最为密切、平流层有利于高空飞行，与人类的关系最为密切4 4、有时地面无线电短波通讯突然中断，这可能是（、有时地面无线电短波通讯突然中断，这可能是（）A A、对流层出现云、雨、雾、雪等天气、对流层出现云、雨、雾、雪等天气 B B、臭氧层的存在、臭氧层的存在 C C、电离层受到耀斑爆发的干扰、电离层受到耀斑爆发的干扰 D D、空气对流运动所致、空气对流运动所致CBC第22页，本讲稿共62页5.将下面几种成分的代号填入表中，与其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：作用进行正确的搭配：A、二氧化碳、二氧化碳 B、水汽、水汽 C、臭氧、臭氧D、氮、氮 E、氧、氧 F、尘埃、尘埃构成地球上生物体的基本成分构成地球上生物体的基本成分水汽凝结时，可作凝结核水汽凝结时，可作凝结核植物光合作用的原料，对地面有保温作用植物光合作用的原料，对地面有保温作用吸收长波辐射，成云致雨的重要条件吸收长波辐射，成云致雨的重要条件一切生物维持生命所必需的物质一切生物维持生命所必需的物质地球生命的保护伞地球生命的保护伞DFABEC第23页，本讲稿共62页l二、大气的受热过程二、大气的受热过程第24页，本讲稿共62页二、大气的受热过程二、大气的受热过程太阳辐射太阳辐射-以辐射可见光为主的以辐射可见光为主的 短波辐射短波辐射地球上的地球上的能量源泉能量源泉是：是：太阳辐射太阳辐射第25页，本讲稿共62页1 1、当太阳辐射穿过厚厚的、当太阳辐射穿过厚厚的大气层时，能量能大气层时，能量能100100到达到达地面吗？为什么？地面吗？为什么？2 2、太阳辐射通过哪些环节被削、太阳辐射通过哪些环节被削弱了？弱了？合作探究合作探究1.大气对太阳辐射的大气对太阳辐射的削弱作用削弱作用大大气气辐辐射射大气增温大气增温大大气气逆逆辐辐射射地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收大气上界大气上界地面增温地面增温地地 面面大气吸收大气吸收 大气反射大气反射太太阳阳辐辐射射 假如到达大气上界的太阳辐射定为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表面的太阳辐射却只有百分之四十七，这是七，这是大气对太阳辐射的削弱大气对太阳辐射的削弱作用作用造成的。造成的。大气对太阳辐射的吸收大气对太阳辐射的吸收大气对太阳辐射的反射大气对太阳辐射的反射大气对太阳辐射的散射大气对太阳辐射的散射第26页，本讲稿共62页思考：思考：1、从臭氧、从臭氧、二氧化碳和水汽的二氧化碳和水汽的吸收作用，可知大吸收作用，可知大气吸收具有什么特气吸收具有什么特性？性？2 2、为什么大气直、为什么大气直接吸收的太阳辐射接吸收的太阳辐射能量是很少的？能量是很少的？A.吸收作用吸收作用地地 面面高高层层大大气气平平流流层层对对流流层层稀薄的高空大气稀薄的高空大气中的氮、氧原子中的氮、氧原子吸收紫外线吸收紫外线二氧化碳、水汽吸收红外二氧化碳、水汽吸收红外线线（选择性选择性）（大气对太阳辐射大气对太阳辐射中能量最强的可见中能量最强的可见光吸收得很少，大光吸收得很少，大部分可见光能够透部分可见光能够透过大气到地面过大气到地面）臭氧大量吸收紫外线臭氧大量吸收紫外线第27页，本讲稿共62页太阳辐射中能量最强的是太阳辐射中能量最强的是可见光可见光部分部分可见光可见光第29页，本讲稿共62页B.大气对太阳辐射的反射作用：大气对太阳辐射的反射作用：参与参与 的大气成分：的大气成分：特点：特点：云层、尘埃云层、尘埃无选择性无选择性思考：对比晴朗和多云的白天哪一个温度低？多云的白天温度低，因为云层把太阳辐射反射掉了多云的白天温度低，因为云层把太阳辐射反射掉了对太阳辐射削弱作用最强对太阳辐射削弱作用最强第30页，本讲稿共62页C.大气对太阳辐射的散射作用：大气对太阳辐射的散射作用：参与的大气成分：参与的大气成分：空气分子和微小尘埃空气分子和微小尘埃特点：特点：具有选择性具有选择性日出前，日落后，天空仍然是明亮的日出前，日落后，天空仍然是明亮的第31页，本讲稿共62页B.B.大气削弱作用影响因素大气削弱作用影响因素地 球大大气气上上界界太阳高度太阳高度 太阳高度大太阳高度大经过经过的大气路程短的大气路程短大气削大气削弱少弱少 太阳高度小太阳高度小经过经过的大气路程长的大气路程长大气削大气削弱多弱多下垫面因素：下垫面因素：地面反射率、地形的起伏地面反射率、地形的起伏其它因素：其它因素：天气状况等。天气状况等。第33页，本讲稿共62页大气上界大气上界地面地面地面增温地面增温地地面面辐辐射射射向宇宙空射向宇宙空 间间大大气气吸吸收收“太阳暖大地太阳暖大地”“大地暖大气大地暖大气”太太阳阳辐辐射射地地面面吸吸收收 大大气气辐辐射射大大气气逆逆辐辐射射“大气还大地大气还大地”大气吸收大气吸收19%大气的受热过程大气的受热过程第35页，本讲稿共62页1 1、地面增温的主要热源是什么、地面增温的主要热源是什么?合作探究合作探究1.太阳暖大地太阳暖大地大大气气辐辐射射大气增温大气增温大大气气逆逆辐辐射射地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收大气上界大气上界地面增温地面增温地地 面面大气吸收大气吸收 大气反射大气反射太太阳阳辐辐射射太阳辐射太阳辐射2、太阳辐射是短波辐射还是、太阳辐射是短波辐射还是长波辐射长波辐射?地面辐射呢？为什么？地面辐射呢？为什么？第36页，本讲稿共62页太阳表面温度约太阳表面温度约6000K太阳辐射太阳辐射短波辐射短波辐射地球固体表面温度约地球固体表面温度约22地面辐射地面辐射长波辐射长波辐射近地面大气平均温度约近地面大气平均温度约15大气辐射大气辐射长波辐射长波辐射拓展拓展第37页，本讲稿共62页合作探究合作探究2.大地暖大气大地暖大气大大气气辐辐射射大气增温大气增温大大气气逆逆辐辐射射地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收大气上界大气上界地面增温地面增温地地 面面大气吸收大气吸收 大气反射大气反射太太阳阳辐辐射射大气增温的直接热源是什么？大气增温的直接热源是什么？地面辐射地面辐射大气吸收地面辐射增温大气吸收地面辐射增温第38页，本讲稿共62页1 1、什么是大气逆辐、什么是大气逆辐射？它和大气辐射有射？它和大气辐射有什么关系？什么关系？2 2、大气是如何起到对、大气是如何起到对地面的保温作用的？地面的保温作用的？3 3、保温作用的强弱、保温作用的强弱与天气有何关系？与天气有何关系？合作探究合作探究3.大气还大地大气还大地（大气对地面的保温作用）（大气对地面的保温作用）大大气气辐辐射射大气增温大气增温大大气气逆逆辐辐射射地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收大气上界大气上界地面增温地面增温地地 面面大气吸收大气吸收 大气反射大气反射太太阳阳辐辐射射第39页，本讲稿共62页【实战演练实战演练】根据所学知识解释自然现象。根据所学知识解释自然现象。1 1、多云的夜间，为什么气温比晴天高？、多云的夜间，为什么气温比晴天高？（夜晚多云，增强了大气逆辐射夜晚多云，增强了大气逆辐射，所以气温比晴天高），所以气温比晴天高）地地面面辐辐射射地地面面辐辐射射大大气气逆逆辐辐射射 第42页，本讲稿共62页2.2.在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？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，因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射大气逆辐射弱弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴，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）朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）第43页，本讲稿共62页3.在深秋，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？在深秋，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。作用，所以可防御霜冻。第44页，本讲稿共62页 4.仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面温度的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？昼夜变化不像月球那样明显？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1第45页，本讲稿共62页一一般般发发生生在在白白天天的的自自然然现现象象多多用用“削削弱弱作作用用”有有关关知知识识解解释释；而而发发生生在在夜夜晚晚的的现现象象多多用用“保保温温作作用用”有有关关知知识识解解释释；若若涉涉及及“昼昼夜夜温温差差”则则需需综综合合以以上上两两大大热热力力作作用用解解答答，如如解解释释月月球球上上、青青藏藏高高原原、沙沙漠漠等等地地区区日日较较差差大大时时需需综综合考虑削弱作用和保温作用。合考虑削弱作用和保温作用。【技巧点拨技巧点拨】第46页，本讲稿共62页大气逆大气逆辐辐射只有在晚上才射只有在晚上才发发生生 这这种种认识认识是是错误错误的。大气逆的。大气逆辐辐射是大气射是大气辐辐射的一部分，它射的一部分，它们们是是始始终终存在的，而且白天气温高，逆存在的，而且白天气温高，逆辐辐射更射更强强。只是在白天，由于太。只是在白天，由于太阳阳辐辐射的影响，考射的影响，考虑问题时虑问题时主要主要侧侧重于大气重于大气对对太阳太阳辐辐射的削弱作用，射的削弱作用，在夜晚，由于没有太阳在夜晚，由于没有太阳辐辐射，近地面气温主要受大气逆射，近地面气温主要受大气逆辐辐射射强强弱的弱的影响，因而容易影响，因而容易产产生白天没有大气逆生白天没有大气逆辐辐射的射的误误解。解。第47页，本讲稿共62页太太阳阳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 解释玻璃温室、大棚保温的原理解释玻璃温室、大棚保温的原理地地面面辐辐射射 温室效应温室效应太阳短波辐射能够透过玻璃和塑料大棚到达地面使室内升温，太阳短波辐射能够透过玻璃和塑料大棚到达地面使室内升温，室内地面升温后放出的地面辐射则被玻璃或塑料大棚所阻挡，室内地面升温后放出的地面辐射则被玻璃或塑料大棚所阻挡，减少了热量的损失。同时，玻璃还阻止室内外空气进行热交减少了热量的损失。同时，玻璃还阻止室内外空气进行热交换，使得温室内温度高于室外。换，使得温室内温度高于室外。第50页，本讲稿共62页地球地球大气圈大气圈CO2CO2CO2CO2O3l 课堂总结：课堂总结：第51页，本讲稿共62页结构整合结构整合地面辐射地面辐射太阳辐射太阳辐射大气大气吸收作用吸收作用反射作用反射作用散射作用散射作用削弱作用削弱作用地面地面大气逆辐射大气逆辐射宇宇宙宙空空间间保温效应保温效应直接直接热源热源直接直接热源热源 组组 成成 垂直分层垂直分层受热受热 过程过程大气圈大气圈第52页，本讲稿共62页1.下列四幅图中的地点均为北半球同一纬度、同一季节，下列四幅图中的地点均为北半球同一纬度、同一季节，其中气温最低的是其中气温最低的是 解题思路解题思路:白天与夜晚相比，白天由于太阳辐射的因素，因比夜晚的气温高白天与夜晚相比，白天由于太阳辐射的因素，因比夜晚的气温高，因此四幅图中，因此四幅图中，A、C的气温比的气温比B、D高，高，A、C相比，相比，C点有云层遮挡，点有云层遮挡，白天云层对太阳辐射具有削弱作用，因此有云的白天气温不会太高白天云层对太阳辐射具有削弱作用，因此有云的白天气温不会太高，所，所以以C点气温低于点气温低于A点；点；B、D相比，相比，D点有云层遮挡，夜晚太阳已经落山，因点有云层遮挡，夜晚太阳已经落山，因此此大气热量主要依靠地面辐射大气热量主要依靠地面辐射而来，大气对地面辐射起保温作用，而来，大气对地面辐射起保温作用，而云层的存在使保温作用加强，而云层的存在使保温作用加强，因此有云的夜晚气温高于晴朗的夜晚因此有云的夜晚气温高于晴朗的夜晚，因此因此B点气温最低点气温最低。B第53页，本讲稿共62页2读读下下图图，完成，完成(1)(2)题题。(1)低层大气的主要直接热源是低层大气的主要直接热源是 A地面地面B太阳太阳C大气大气 D大气逆辐射大气逆辐射A第54页，本讲稿共62页(2)大气大气对对地面的保温作用及其在地面的保温作用及其在图图中中对应对应字母的字母的组组合，合，正确的是正确的是()A到达地面的太阳到达地面的太阳辐辐射射AB大气的散射作用大气的散射作用DC大气的吸收作用大气的吸收作用BD大气的逆大气的逆辐辐射作用射作用CD第55页，本讲稿共62页AA1A2ABB1B2CC1C23、读左图，回答问题：、读左图，回答问题：1.A、B、C中表示短波辐射是中表示短波辐射是（），表示长波辐射的是（，表示长波辐射的是（）。2.A1小于小于A的原因是的原因是（），具体），具体表现为（表现为（）、（）、（）、）、（)，A2更小的原因更小的原因是（是（）。）。3.B13.B1称为（称为（），有霜的夜晚），有霜的夜晚B1B1（）。）。AB、C大气对大气对太阳辐射的削弱作用太阳辐射的削弱作用吸收吸收反射反射大气吸收有选择性，对太阳辐射中能量最强的可见光大气吸收有选择性，对太阳辐射中能量最强的可见光却吸收得很少却吸收得很少大气逆辐射大气逆辐射小小散射散射第57页，本讲稿共62页再见再见第62页，本讲稿共62页