2020-2021高一地理湘教版必修第一册学案：第3章第2节 大气受热过程.pdf

晨鸟教育 Earlybird 第二节 大气受热过程【热点链接】2020 年 4 月 18 日，京城天空，一道美丽的日晕出现在太阳周边。日晕是阳光通过云层时，受冰晶影响形成的一种大气光学现象。民间谚语称，“日晕三更雨，月晕午时风”。4 月 19 日为谷雨，春季的最后一个节气。谷雨，顾名思义“雨生百谷”。日晕是如何产生的？提示 日晕是阳光通过云层时，受冰晶折射或反射而形成的一种大气光学现象。当光线射入卷层云中的冰晶后，经过两次折射，分散成不同方向的各色光。课程标准 学业质量标准 核心素养定位 运用示意图等，说明大气受热过程原理，并解释相关现象。水平 1：运用图表等资料，说出大气受热的基本过程。水平 2：运用图表等资料，归纳大气对太阳辐射削弱作用的表现形式及其特点，大气对地面保温作用的基本原理。水平 3：根据图表资料，说明影响大气削弱作用的因素，运用大气受热过程原理解释相关地理现象。水平 4：根据图表资料，探讨大气受热过程原理在生产、生活实践中的应用。人地协调观：运用大气受热过程原理，合理安排人类活动，调控人类活动。综合思维：运用资料分析影响大气受热过程的因素。地理实践力：运用大气受热过程原理指导生产、生活实践。一 大气对太阳辐射的削弱作用 晨鸟教育 Earlybird 1表现形式 作用形式 参与作用的大气成分 作用特点 反射 大气中的 01 云层和较大颗粒的 02 尘埃 没有 03 选择性，04 云的反射作用最为显著 散射 05 空气分子或 06 微小尘埃 改变了太阳辐射的 07 方向，使一部分太阳辐射向 08 四面八方弥散，不能到达地面 吸收 09 臭氧、10 水汽和 11二氧化碳 具有 12 选择性。大气对太阳辐射中能量最强的 13 可见光却吸收得很少 2地面获得太阳辐射状况 到达地面的太阳辐射不是均匀分布的，而是由低纬度向两极 14 递减。低纬度地区太阳高度 15 大，太阳辐射经过大气的路程 16 短，被大气 17 削弱得少，到达地面的太阳辐射 18 多；两极地区的情况则 19 相反。1判断正误。(1)大气对太阳辐射的反射、散射和吸收作用都具有选择性。()(2)青藏高原海拔高，空气稀薄，所以大气的削弱作用比较弱。()2对流层大气中，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线的是()A水汽和氧气 B氮气和水汽 C水汽和二氧化碳 D氧气和氮气 答案 C 解析 对流层大气中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。3为什么宇航员看到的太空是黑色的，而我们看到的天空是蔚蓝色的？提示 在太空中，缺少大气的散射作用。而在地球上，波长较短的蓝、紫色光最容易被空气分子所散射，所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。晨鸟教育 Earlybird 二 大气对地面的保温作用 1地面辐射(1)概念：地面吸收透过大气的太阳辐射后 01 升温，同时又持续向外(主要是向大气层)释放 02 辐射能量，形成地面辐射。(2)波长性质：物体的温度越高，辐射中最强部分的波长 03 越短；反之 04 越长。太阳辐射被称为 05 短波辐射，地面辐射被称为 06 长波辐射。(3)影响：对流层大气中的 07 水汽和 08 二氧化碳等，可强烈地吸收 09 地面辐射。地面辐射释放的能量，绝大部分被截留在对流层大气中，使大气10 增温。11 地面是对流层大气主要的 12 直接热源。2大气辐射(1)概念：大气吸收地面辐射增温的同时，也向外13 辐射能量，即大气辐射。(2)波长性质：大气辐射是 14 长波辐射。3大气逆辐射(1)概念：大气辐射的一部分向上射向 15 宇宙空间，大部分向下射到 16 地面。射向地面的 17 大气辐射，其方向与地面辐射 18 相反，故称为大气逆辐射。(2)作用：大气逆辐射把热量 19 归还给地面，在一定程度上补偿了 20 地面辐射损失的热量，对地面起到了 21 保温作用。(3)影响因素：天空中有云，特别是有 22 浓密的低云，或空气中 23 湿度比较大时，大气逆辐射就会 24 增强。1判断正误。(1)低层大气的主要直接热源是太阳辐射。()(2)大气逆辐射对地面起保温作用。()2大气对地面的保温作用需经过：太阳辐射、地面吸收、大气削弱、大气逆辐射、地面辐射五个环节，对其先后顺序的排列，正确的是()晨鸟教育 Earlybird A B C D 答案 D 解析 地面热量源于太阳辐射，太阳辐射到达地球表面需经过大气层，大气对太阳辐射有削弱作用；地面吸收太阳辐射的同时，以地面辐射形式向外辐射能量；大气吸收地面辐射后，以大气逆辐射形式将热量归还给地面，故选D 项。3每年深秋季节，我国北方地区的农民常用人造烟幕的办法，使地里的蔬菜免遭冻害，其原理是什么？提示 人造烟幕中含有大量的二氧化碳、水汽、尘埃，能强烈吸收地面辐射，从而增强了大气逆辐射，减少地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可以预防霜冻。主题探究 大气对太阳辐射的削弱作用 某中学地理学习小组在某周末进行了为期两天的课外实践活动。活动中周六为阴天，周日为晴天。通过实践活动，该学习小组得出了以下结论：(1)日出前的黎明，日落后的黄昏，天空仍然是明亮的。(2)阴沉的天空呈现为灰白色，晴朗的天空呈现蔚蓝色。(3)下图为两日气温日变化示意图。据此探究下列问题：晨鸟教育 Earlybird(1)运用大气受热过程原理解释结论(1)和(2)中的现象。(2)判断两条气温曲线代表的日期。(3)阴天时，白天的气温较晴天_，为什么？成果展示(1)大气散射作用改变了太阳光的方向，日出前、日落后，天空仍然是明亮的；因各种波长的太阳辐射被云层散射，阴沉的天空呈现为灰白色；太阳光中的蓝、紫色光易被散射，晴朗的天空呈现蔚蓝色。(2)A 曲线代表周日气温变化，B 曲线代表周六气温变化。(3)低 阴天时，大气对太阳辐射的削弱作用强，因而白天气温较低。1大气对太阳辐射削弱作用的三种方式 作用 形式 作用 特点 参与作用的 大气成分 削弱的辐射 形成的自然现象 反射 作用 无选 择性 云层和较大颗粒的尘埃 各种波长的太阳辐射 夏季多云的白天，气温不太高 散射 作用 有选 择性 空气分子、微小尘埃 可见光中波长较短的蓝、紫光 晴朗的天空呈蔚蓝色 无选 择性 较大颗粒的尘埃等 各种波长的太阳辐射 阴天的天空呈灰白色 吸收 作用 有选 择性 水汽、二氧化碳(对流层)；臭氧(平流层)水汽和二氧化碳主要吸收红外线，臭氧主要吸收紫外线 平流层中的臭氧能吸收紫外线，对地球生物具有保护作用 2削弱作用与纬度的关系 晨鸟教育 Earlybird 3削弱作用在实践中的应用 现象 原因 晴朗天空呈蔚蓝色 晴天时，太阳光中的蓝、紫色光易被散射 阴沉天空呈灰白色 阴天时，云层厚，各种波长的太阳辐射被散射 日出前、日落后天空明亮 大气的散射作用改变了太阳光的方向 白天多云时气温比晴天低 多云时，云层反射作用强，到达地面的太阳辐射减少 读大气受热过程图，完成(1)(2)题。(1)图中箭头比细的主要原因是()A大气的吸收作用 B大气的反射作用 C大气的削弱作用 D大气的散射作用(2)青藏高原与同纬度地区相比太阳辐射强，主要是由于()A大气削弱辐射少 B大气削弱辐射少 C地面削弱辐射少 D地面削弱辐射少 科学思维 大气受热过程的分析思路 类题透析 思路点拨 晨鸟教育 Earlybird 原理 削弱作用包括吸收、反射、散射作用。受大气 01 削弱作用的影响，到达地面的太阳辐射明显减少。应用 大气削弱作用越弱，太阳辐射越 02 强。青藏高原地势 03 高，空气 04 稀薄，大气的削弱作用 05 弱。答案(1)C(2)A 主题探究 大气对地面的保温作用 2018 年 11 月 23 日，一场寒潮入侵华北，24 小时内降温 13，最低气温达1。农民为防作物冻害，在农田燃烧秸秆、柴草。据此探究下列问题：(1)燃烧秸秆、柴草防霜冻理论依据是什么？(2)近百年来全球变暖与大气中哪种气体有关？成果展示(1)由于人造烟幕相当于增加了大气中尘埃、二氧化碳的含量，二者能大量吸收地面辐射，从而增强了大气逆辐射，对地面起到保温作用，从而能防御霜冻。(2)大气中二氧化碳含量增加。1大气的受热过程 地球大气的能量主要来自太阳辐射能。太阳辐射能透过大气到达地球表面，在地面和大气之间进行一系列能量转换(如下图所示)。其过程包括：到达地球的太阳辐射能，一部分被大气吸收，但是吸收得很少。大部分被地面吸收，地面吸收太阳辐射能而增温，同时向外放出地面辐射。近地面大气吸收了地面辐射的绝大部分，同时向外放出大气辐射。大气辐射除小部分射向宇宙空间外，绝大晨鸟教育 Earlybird 部分以大气逆辐射的形式射向地面，从而对地面起到保温作用。2大气对地面的保温作用 3保温作用在实践中的应用 现象 原因 夜晚多云时气温比晴天高 夜晚多云时，大气逆辐射强，地面散失热量少 晚秋或寒冬霜冻多出现在晴朗的夜晚 晴朗夜晚，大气逆辐射弱，热量散失多，地面气温低，易出现霜冻现象 青藏高原光照强但气温低 海拔高，空气稀薄，大气削弱作用弱，保温作用弱 利用烟雾防霜冻 烟雾能增强大气逆辐射，减少地面热量的散失 果园中铺沙或鹅卵石 防止土壤水分蒸发的同时也能增加昼夜温差，有利于水果糖分积累等 读大气受热状况示意图，完成(1)(2)题。晨鸟教育 Earlybird (1)对地面起保温作用的是图中的()A B C D(2)雾霾天气时，图中的()A增强 B减弱 C增强 D增强 科学思维 大气保温作用的分析思路 类题透析 思路点拨 原理 01 大气逆辐射将能量返还地面，实现大气的保温作用。为 02 太阳辐射，为大气的 03削弱作用，为 04 地面辐射，为 05 大气逆辐射。应用 雾霾天气时，大气吸收地面辐射的能力 06 增强。大气辐射增强，大气逆辐射 07 增强。答案(1)D(2)D 教材活动巧点拨 教材第 73 页探究 思路点拨 1太阳越接近地平线，太阳高度越小，太阳辐射经过大气路程越长，大气对太阳辐射的削弱作用越强，波长较长的红光、橙光投射下来，所以太阳越接近地平线，朝霞、晚霞颜色就越红。2早上，太阳从东方升起，如果大气中水汽过多，则太阳辐射中一些波长较晨鸟教育 Earlybird 短的青光、蓝光、紫光被大气散射掉，只有红光、橙光、黄光穿透大气，天空染上红橙色，形成鲜红色的朝霞。朝霞的存在，证明东方已经出现了云层，而当云层移动到本地，就可能形成降雨。傍晚，日落前后，由于大气对太阳辐射的散射作用。当太阳光射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射，形成火红色的晚霞。晚霞的存在，说明西方已经没有云层，所以西边的阳光才能照射过来形成晚霞，因此预示天气将要转晴。教材第 7576 页活动 思路点拨 1日出之前和日没以后的一段时间，太阳光虽然不能直接射到地面，但可以射到地球的大气层，由于高空大气层里的质点和尘埃对太阳辐射起散射作用而引起这一现象。2(1)从图中看，新雪的反射率最高，冰次之，城市水泥路面也较高，沙土、草地、浅色土、黏土、深色土、耕地、海洋等的反射率较低，赤道海洋最低。(2)一般来说，深色土壤的反射率比浅色土壤小，潮湿土壤的反射率比干燥土壤小，粗糙表面的反射率比平滑表面小，陆地表面的平均反射率为10%35%，新雪面反射率最大，可达 95%。水面反射率随太阳高度而变，太阳高度愈小反射率愈大。对波浪起伏的水面来讲，反射率平均为 7%10%左右。(3)一种物质所产生的自身辐射，或对外来辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的一种特别标志波谱特征。不同物质波谱特征不同，在遥感影像上呈现不同的颜色、纹理、形状等特征信息。遥感技术视域广阔，监测范围大，能够瞬时成像、实时传输、快速处理，迅速获取信息和实施动态监测。通过获取不同时期的森林、草原遥感影像，利用信息提取的方法，可以实时、准确地监测绿色植物面积的动态变化。教材第 78 页活动 思路点拨 1认同。绝大部分太阳辐射可以透过大气层到达地面，地面吸收太阳辐射而增温，这个过程即为“太阳暖大地”；地面增温后形成地面辐射，除少部分透过大气射向宇宙空间外，绝大部分地面辐射的热量被对流层中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温，即“大地暖大气”；大气增温后形成大气辐射，其晨鸟教育 Earlybird 中向下的部分称为大气逆辐射，它把大部分热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，从而对地面起到保温作用。2(1)月球没有大气，白天由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高；夜间由于没有大气的保温作用，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，所以昼夜温度变化大。(2)晴朗的夜晚，大气的保温作用弱，气温低，导致深秋至次年早春季节晴朗的夜晚多霜冻。核心素养速提升 素养提升 1 区域认知和综合思维 太阳辐射经过大气的路程越短，其能量被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多，太阳辐射强度越大。完成12 题。1图中甲、乙、丙、丁四地太阳辐射最强和最弱的分别是()A甲地、乙地 B乙地、丙地 C丙地、丁地 D甲地、丁地 答案 D 解析 读图，根据纵坐标含义可知，甲地太阳辐射最强，丁地太阳辐射最弱。2产生乙现象的原因可能是()A天空多云 B天空晴朗 C地势较低 D地势平坦 答案 A 解析 太阳辐射经过的大气路径越长，大气对太阳辐射的削弱作用越强。读图可知，乙地太阳辐射经过大气路径较短，但太阳辐射较弱，可能是乙地多云，大气对太阳辐射削弱作用强造成的。晨鸟教育 Earlybird 素养提升 2 人地协调观 下图示意我国某地的大棚农业设施剖面。该地修建大棚时，往往将地面挖深0.515 m。同时在大棚的一侧修筑厚达3 m 的土墙。完成12 题。1农作物生长区域低于地面0.515 m，主要是改变棚内的()A空间 B温度 C湿度 D土壤 答案 B 解析 据图文材料可知，农作物生长区域低于地面 0.515 m 的主要目的是为了保温，B 项正确。2小明发现，大棚出入口处的西红柿口感更好，原因是大棚出入口处()A光照强 B风力大 C温差大 D墒情好 答案 C 解析 位于出入口附近，保温效果较差，温差大，西红柿口感更好，C 项正确。素养提升 3 地理实践力 1观察交通信号灯的颜色，并运用大气受热过程原理解释原因。2调查周边农村地区，了解当地农民预防霜冻的方法。3 统计当地连续几日的天气变化，运用大气受热过程原理解释相关地理现象。