《大气环境》ppt.ppt
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1、第三节 大气环境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汽水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,使地球上的生物免遭过量紫外吸收紫外线,使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害线的伤害“地球生命的保护伞地球生命的保护伞”成云致雨的必要条件成云致雨的必要条件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大气各成分的作用人类活动大气污染大气污染人类活动对大气组成的影响人类活动对大气组成的影响CO2增多增多O3减少减少SO2增多增
2、多全球气候变暖全球气候变暖酸雨危害酸雨危害臭氧空洞臭氧空洞温度温度oC高度高度(km)01250对流层对流层平流层平流层高层大气高层大气对流运动显著对流运动显著;天气现象复杂天气现象复杂利于高空飞行利于高空飞行;保护人类环境保护人类环境无线电通讯无线电通讯大气的垂直分布二、大气的垂直分层二、大气的垂直分层1.对流层对流层(1)概况:概况:平均高度平均高度12千米;集中了整个大气千米;集中了整个大气质量的质量的3/4和几乎全部的水汽、固体和几乎全部的水汽、固体杂质。是大气中最活跃、与人类关杂质。是大气中最活跃、与人类关系最密切的一层。系最密切的一层。(2)特点特点气温随高度的增加而递减气温随高度
3、的增加而递减1000米米-6对流运动显著对流运动显著各纬度高度不同各纬度高度不同天气现象复杂多变天气现象复杂多变低纬度(低纬度(0o30o):中纬度(中纬度(30o60o):高纬度(高纬度(60o90o):1718km1112km89km对流层的高度随纬度的变化对流层的高度随纬度的变化练习练习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练习:一架飞机从南极飞到北极,依次穿过了哪几层?练习:一架飞机从南极飞到北极,依次穿过了哪几层?2.平流层平流层(1)概况:概况:对流层顶对流层顶5055千米千米在在2227千米高度有臭氧层千米高度有臭氧层(2)特点特点气温气温下
4、层下层随高度变化很小随高度变化很小30千米以上千米以上随高度增高迅速上升随高度增高迅速上升气流以平流运动为主气流以平流运动为主有利于高空飞行有利于高空飞行吸收紫外线,保护人类环境吸收紫外线,保护人类环境3.高层大气高层大气特点:特点:空气稀薄、空气稀薄、密度小、气压低密度小、气压低80500千米的高空千米的高空若干电离层若干电离层有利于无线电通信有利于无线电通信地球大气上界:地球大气上界:20003000千米的高空千米的高空大气大气分层分层划分划分范范围围主要特征主要特征温度变化温度变化大气运动大气运动与人类关系与人类关系对流对流层层平流平流层层高层高层大大气气12KM50KM随高度随高度升高
5、而升高而递减递减随高度随高度升高而升高而增加增加对流运动对流运动水平运动水平运动与人类关系与人类关系最密切最密切使人类免受使人类免受紫外线伤害,紫外线伤害,利于高空飞利于高空飞行行电离层利电离层利于无线电于无线电通讯通讯(二二)、大气的垂直分布、大气的垂直分布一、对流层大气的受热过程(一)大气对太阳辐射的削弱作用太阳辐射的能量主要集中在太阳辐射的能量主要集中在可见光区可见光区太阳辐射光谱太阳辐射光谱大气的热力状况大气的热力状况大大气气的的热热力力作作用用大气对太阳辐射的大气对太阳辐射的削弱削弱作用作用大气的大气的温室效应温室效应二、大气对太阳辐射的削弱作用二、大气对太阳辐射的削弱作用1、吸收作
6、用、吸收作用O3吸收紫外线吸收紫外线CO2、水汽吸收红外线、水汽吸收红外线大气的吸收作用有何特点?大气的吸收作用有何特点?特点:具有选择性特点:具有选择性2、反射作用、反射作用云层、尘埃云层、尘埃特点:无选择性特点:无选择性3、散射作用、散射作用空气分子和微小尘埃空气分子和微小尘埃特点:具有选择性特点:具有选择性作用作用作用作用形式形式形式形式参与作用的参与作用的参与作用的参与作用的大气成分大气成分大气成分大气成分 波长范围波长范围波长范围波长范围 作用特点作用特点作用特点作用特点吸收吸收吸收吸收反射反射反射反射散射散射散射散射臭氧臭氧臭氧臭氧(平流层平流层平流层平流层)水汽、二氧化水汽、二氧
7、化水汽、二氧化水汽、二氧化碳碳碳碳(对流层对流层对流层对流层)紫外线紫外线紫外线紫外线红外线红外线红外线红外线有选择性,大部有选择性,大部有选择性,大部有选择性,大部分可见光可穿透分可见光可穿透分可见光可穿透分可见光可穿透云层、尘埃云层、尘埃云层、尘埃云层、尘埃各种波长的各种波长的各种波长的各种波长的光都被反射光都被反射光都被反射光都被反射无选择性,反无选择性,反无选择性,反无选择性,反射光呈白色射光呈白色射光呈白色射光呈白色空气分子、空气分子、空气分子、空气分子、微小尘埃微小尘埃微小尘埃微小尘埃蓝、紫色光蓝、紫色光蓝、紫色光蓝、紫色光最易被散射最易被散射最易被散射最易被散射向四面八方散向四面
8、八方散向四面八方散向四面八方散射射射射,有选择性,有选择性,有选择性,有选择性1.为什么月球表面昼夜温差如此之大?为什么月球表面昼夜温差如此之大?(地球上有大气而月球上没有,这说明大气既能削弱地球上有大气而月球上没有,这说明大气既能削弱太阳辐射,又能对地面起保温作用)太阳辐射,又能对地面起保温作用)2.为什么晴朗的正午天空呈蓝色?早晚呈红为什么晴朗的正午天空呈蓝色?早晚呈红色?色?(正午太阳高度大,穿过大气路程短,仅蓝正午太阳高度大,穿过大气路程短,仅蓝光被散射掉因而天空呈蓝色)光被散射掉因而天空呈蓝色)(早晚阳光斜射,穿过路程长,短波各色光(早晚阳光斜射,穿过路程长,短波各色光皆被散射,剩下
9、红光投射地面,阳光红似火,皆被散射,剩下红光投射地面,阳光红似火,地平线附近的天空呈红色霞光。)地平线附近的天空呈红色霞光。)3.为什么赤道地区终年太阳高度较大,但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的地区?它并不是全球太阳辐射强度最的地区?(赤道地区空气对流旺盛,多云雨,云量多,(赤道地区空气对流旺盛,多云雨,云量多,大气的反射作用强的缘故)大气的反射作用强的缘故)4.为什么在月球上白天看太阳只是一个为什么在月球上白天看太阳只是一个明亮的圆盘,而四周背景却是黑暗的?明亮的圆盘,而四周背景却是黑暗的?(没有大气的散射作用)(没有大气的散射作用)5 5、为什么白天多云,气
10、温比晴天低,夜间多云,气、为什么白天多云,气温比晴天低,夜间多云,气温又比晴天高?温又比晴天高?6 6、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?7 7、在寒冬,为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用、在寒冬,为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用?(大气对太阳辐射的反射作用、大气逆辐射)(大气对太阳辐射的反射作用、大气逆辐射)(因为晴朗的夜晚,天空少云或无云,大气逆辐射因为晴朗的夜晚,天空少云或无云,大气逆辐射弱,地面辐射的热量散失多,所以晚秋或寒冬晴朗弱,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)的夜晚地面气温很低,容易
11、出现霜冻)(人造烟幕能增强大气逆辐射,减少夜晚地面辐射损(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,对地面起到保温作用,所以可防御霜冻)失的热量,对地面起到保温作用,所以可防御霜冻)地面辐射是大地面辐射是大气的主要的直接热气的主要的直接热源,太阳辐射则是源,太阳辐射则是形成地面辐射和大形成地面辐射和大气辐射的能量源泉。气辐射的能量源泉。(三)影响地面辐射的主要因素1.纬度因素年平均正午太阳高度(三)、影响地面获得太阳辐射多少(三)、影响地面获得太阳辐射多少的因素的因素纬度因素:纬度因素:纬度纬度,年平均正午太阳高度,年平均正午太阳高度,太阳,太阳辐射强度辐射强度。太阳高度越太阳高度
12、越,等量太阳辐射散布面积越,等量太阳辐射散布面积越,经过,经过的大气路径越的大气路径越,太阳辐射被削弱越,太阳辐射被削弱越,太阳辐射,太阳辐射强度越强度越。下垫面因素:下垫面因素:地面反射率地面反射率其它因素:其它因素:天气状况等。天气状况等。大大 小小短短少少大大低低大大大大2.下垫面因素不同性质地面对太阳辐射的反射率不同不同性质地面对太阳辐射的反射率不同不同地形对太阳辐射的吸收效果不同不同地形对太阳辐射的吸收效果不同 降水少、多晴天和空气稀薄的地区,大气对太阳辐降水少、多晴天和空气稀薄的地区,大气对太阳辐射的削弱作用比较弱,到达地面的太阳辐射强。射的削弱作用比较弱,到达地面的太阳辐射强。3
13、.气象因素:气象因素:一般规律:颜色越浅的物体,其反射就越强、吸收就一般规律:颜色越浅的物体,其反射就越强、吸收就越弱;颜色越深的物体,其反射就越弱、吸收就越强。越弱;颜色越深的物体,其反射就越弱、吸收就越强。陆地表面的反射率高于海洋。陆地表面的反射率高于海洋。温温室室效效应应太阳辐射太阳辐射地面增温地面增温地面辐射地面辐射大气增温大气增温大气逆辐射大气逆辐射地面保温地面保温大气的热力作用大气的热力作用大气对太阳辐射的大气对太阳辐射的削弱削弱作用作用大气的大气的保温保温效应效应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地
14、面辐射地面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解释下列现象:夏季天空多云时,白天气温不会太高;多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些。白天多云,对太阳辐射的削弱作用强。夜晚多云,大气逆辐射作用(保温作用)强。6、下列各图中,昼夜温差最小的是、下列各图中,昼夜温差最小的是ABCD、沙漠地区气温日较差大的原因是、沙漠地区气温日较差大的原因是A、沙漠地区距离海洋远、沙漠地区距离海洋远B、沙漠地区反射率大、沙漠地区反射率大C、沙漠地区水汽少、云量少,大气的保、沙漠地区水汽少、云量少,大气的保温作用和削弱作用都小温作用和削弱作用都小D、沙漠地区大气中的固体杂质含量多、沙漠地区大
15、气中的固体杂质含量多气压:气压:在任何表面的单位面积上空气分子运动所产生的压力。通常用所测高度以上单位截面积的垂直大气柱的重量表示。BA大气上界大气上界地面地面ABHh近地面气压必大于高空。103010201010(hPa)BAC在地面受热均匀的情况下,等压线是水平的。等压等压线线:由气压值相同的点连成的线。如果地面受热不均,气压如果地面受热不均,气压和等压线又会有怎样的改变和等压线又会有怎样的改变?二、全球气压带、风带的分布和移动(一)热力环流形成的原理能量来源:太阳辐射能量来源:太阳辐射根本原因:太阳辐射纬度间的差异根本原因:太阳辐射纬度间的差异1.概念:由于地面冷热不均形成的空气环流概念
16、:由于地面冷热不均形成的空气环流2.形成过程:形成过程:地面冷热不均地面冷热不均空气垂直运动空气垂直运动水平方向的气压差水平方向的气压差大气的水平运动大气的水平运动热力环流热力环流高高高高低低低低低低高高地面地面受热受热(赤赤)冷却冷却(极极)冷却(极)冷却(极)城区城区气温高气温高郊区郊区气温低气温低郊区郊区气温低气温低城市城市“热岛效应热岛效应”城市风城市风高空的气压高低与地面相反注意:注意:近地面低气压上升气流阴雨天气近地面低气压上升气流阴雨天气 近地面高气压下沉气流晴燥天气近地面高气压下沉气流晴燥天气高压、低压是针对同一水平面而言的。高压、低压是针对同一水平面而言的。但不同高度上的但不
17、同高度上的高压数值不一定比低压数值大高压数值不一定比低压数值大同一垂直面上:同一垂直面上:海拔高、气压低,海拔低、气压低海拔高、气压低,海拔低、气压低同一水平面上同一水平面上:温度高温度高,气压低气压低;温度低温度低,气压高气压高同一地点近地面与高空气压相反同一地点近地面与高空气压相反气压变化规律气压变化规律气流运动规律气流运动规律垂直方向:垂直方向:水平方向:水平方向:热上升;冷下沉热上升;冷下沉从高压流向低压从高压流向低压等压线变化规律等压线变化规律等压线向高空凸出为高压区等压线向高空凸出为高压区等压线向低空凹进为低压区等压线向低空凹进为低压区高高低低高高低低2000米米等压面等压面312
18、4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-绘出热力环流过程箭头绘出热力环流过程箭头A、B哪受热,哪冷却?哪受热,哪冷却?1、3、4、2受热受热冷却冷却HADBC右图中,弧线为等右图中,弧线为等压线,虚线表示水平面。压线,虚线表示水平面。读图回答:读图回答:()()A、B两点,气压两点,气压较低的是较低的是点,气点,气温较高的是温较高的是点。点。请在图中画出大气请在图中画出大气的垂直运动。的垂直运动。()()C、D两点中,气两点中,气压较高的是压较高的是点。点。请在图中画出大气请在图中画出大气的水平运动。的水平运动。(3)图上)图上A、B、C、D四点当中,气压由高到低排
19、列,四点当中,气压由高到低排列,依次为依次为。ABDC阅读课本阅读课本48页活动:页活动:思考 上海地区温度分布规律和原因 画出上海城区和郊区的空气运动方向完成课本完成课本4848页页“活动活动思考思考”(二)大气的水平运动1水平气压梯度力水平气压梯度力 水平气压梯度力就是促使大气在水方向上由水平气压梯度力就是促使大气在水方向上由高压区流向低压区的力,是使大气产生水平运动高压区流向低压区的力,是使大气产生水平运动的原动力,是形成风的直接原因,其方向是沿垂的原动力,是形成风的直接原因,其方向是沿垂直于等压线的方向,由高压指向低压。直于等压线的方向,由高压指向低压。水平气压梯度力的大小与水平方向上
20、单位距水平气压梯度力的大小与水平方向上单位距离内的气压差有关,是决定风速的最重要因素。离内的气压差有关,是决定风速的最重要因素。103010201010(hPa)方向:垂直于等压线,由高压指向低压方向:垂直于等压线,由高压指向低压AB风向风向形成风的形成风的直接原因:直接原因:水平气压梯度力水平气压梯度力等压面:气压相等的曲面等压面:气压相等的曲面等压线:气压相等的线等压线:气压相等的线10101006100810021004100610081010AB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力越大风力越大?2 2风向:风的来向风向:风的来向3 3风力:按风速划分的等级风
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