学年新素养同步湘教版浙江专用地理必修1课件+讲义23 大气环境1.docx

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学年新素养同步湘教版浙江专用地理必修1课件+讲义23大气环境1

第三节　大气环境

课时1　对流层大气的受热过程

[学习目标]　1.了解大气的垂直分层结构及与人类的关系。

2.了解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。

3.了解影响地面辐射的因素。

一、大气的垂直分层

示意图

分层

气温特点

C高层大气

气温随高度升高先降低后升高

B平流层

气温随高度升高而升高

A对流层

气温随高度升高而降低

二、对流层大气的受热过程

1．大气对太阳辐射的削弱作用

（1）表现形式

①选择性吸收：

绝大部分紫外光被臭氧层吸收；对流层大气中的二氧化碳、水汽、云和浮尘可直接吸收相当数量的红外光。

②反射：

水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和吸收一部分可见光。

③散射：

波长较短的蓝色光等为大气分子所散射。

（2）削弱强度：

对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。

2．地面辐射和大气辐射

（1）概念比较

序号

辐射名称

辐射类型

辐射方向

作用

Ⅰ

太阳辐射

短波辐射

射向地面

地面的直接热源

Ⅱ

地面辐射

长波辐射

主要射向大气层

对流层大气的直接热源

Ⅲ

大气辐射

长波辐射

射向高层大气和宇宙空间

大气逆辐射会使地面增温

Ⅳ

大气逆辐射

射向地面

（2）影响大气逆辐射的因素

大气逆辐射增强

3．影响地面辐射的主要因素

（1）纬度因素：

同样性质的地表，纬度越低，年平均正午太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，地表受到的太阳辐射的强度就越大，地面辐射也就越强。

（2）下垫面因素：

下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同。

（3）气象因素：

在同纬度地区，年日照时数的长短，会影响地面获得的太阳辐射。

4．大气的保温作用

（1）地面辐射释放能量的绝大部分被截留在对流层大气中。

（2）大气逆辐射直接补偿地面的热量损失。

探究点一　大气的垂直分层

下图为“大气的垂直分层示意图”。

读图，回答下列问题。

1．对流层的气温在垂直方向上的分布有何特点？

该层的厚度随纬度如何变化？

为什么？

答案　对流层的气温随高度的增加而降低。

对流层的厚度随纬度增高而降低。

低纬地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以高度大；高纬地区受热少，对流较弱，所以高度小。

2．为什么对流层的天气复杂多变？

答案　对流层集中了大气几乎全部的水汽和杂质，有了成云致雨的必要条件。

近地面的水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，所以对流层天气复杂多变。

3．平流层的气温分布有何特点？

原因是什么？

飞机为什么选择在平流层飞行？

答案　平流层的气温随高度升高迅速上升，是因为该层的热量主要来自臭氧对太阳紫外线的吸收。

该层上部热，下部冷，大气稳定，不易形成对流，大气以水平运动为主，利于高空飞行。

4．臭氧层位于图中大气的哪一层？

为什么臭氧被誉为“地球生命的保护伞”？

答案　平流层。

臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。

5．高层大气对人类生活有什么影响？

答案　有若干电离层，能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用。

一、各层大气的分布及特点

垂直分层

高度分布

主要特点

与人类关系

对流层

高度因纬度而异：

低纬度17～18km，中纬度10～12km，高纬度8～9km

①气温随高度增加而递减；②空气对流运动显著；③天气现象多变

与人类关系密切，人类就生活在对流层底部

平流层

由对流层顶部到50～55km

①气温随高度增加迅速上升；②大气以水平运动为主，气流平稳

是人类生存环境的天然屏障

高层大气

由平流层顶部到大气上界

在80～500km高空，大气处于高度电离状态

影响无线电短波通信

二、逆温及其危害

1.逆温现象：

正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高100m，气温约下降0.6℃。

但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。

如图所示。

2．危害

（1）出现多雾天气。

早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故。

（2）加剧大气污染。

由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。

（3）对航空造成影响。

“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。

如果出现在高空，对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。

（2018·浙江高中联盟高一期中联考）2017年9月8日，在俄罗斯阿德勒上空，一架飞机与龙卷风狭路相逢，三条大小不一的风柱从天际垂到海面，飞机在极其危险的距离内躲过了这股自然之力，平安飞越该区域，成功着陆。

完成1～2题。

1．飞机与龙卷风狭路相逢时，飞机正位于地球大气层中的（　　）

A．对流层B．平流层

C．电离层D．高层大气

2．该飞机在下降过程中，周围大气整体温度变化正确的是（　　）

A．逐渐下降B．逐渐上升

C．先上升后下降D．先下降后上升

答案　1.A　2.B

解析　第1题，对流层天气变化剧烈，风霜雨雪都位于此层。

第2题，飞机下降过程中，高度越来越低，温度越来越高。

探究点二　大气的受热过程

嫦娥五号探测器，是由中国空间技术研究院研制的中国首个实施无人月面取样返回的航天器。

其计划在探月工程三期中完成月面取样返回任务，是中国探月工程的收官之战。

月球表面昼夜温差很大，白天阳光垂直照射的地方温度高达127℃，夜晚温度可降到－183℃。

1．请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收（大气对太阳辐射）、反射（大气对太阳辐射）、地面辐射、大气逆辐射。

答案　

2．大气对太阳辐射有什么作用？

答案　削弱作用。

3．大气对近地面有什么作用？

答案　保温作用。

4．近地面大气的主要、直接的热源是________。

答案　地面

5．简要分析月球表面昼夜温差大的原因。

答案　月球表面无大气，白天，没有大气对太阳辐射的削弱作用，太阳辐射全部到达月面，使其温度很高；夜晚无大气逆辐射，大气的保温作用弱、月球表面散失热量多，使其温度很低。

1．大气对太阳辐射的削弱作用

作用特点

参与作用的大气成分

被削弱的辐射

形成的自然现象

反射作用

无选择性

云层、较大尘埃

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

大气分子、颗粒微小的尘埃

波长较短的蓝、紫色光

晴朗天空呈蔚蓝色

无选择性

颗粒较大的尘埃等

各种波长的太阳辐射

阴天、黎明天空呈灰白色

吸收作用

有选择性

臭氧、水汽、二氧化碳

紫外光、红外光

2．大气对地面的保温作用

大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现了受热过程，而大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续。

具体图解如下：

3．大气受热过程原理的应用

（1）解释温室气体大量排放对全球变暖的影响

（2）应用于农业生产实践，提高生产效益

利用温室大棚生产反季节蔬菜，利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。

（3）利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉。

如：

高海拔地区——空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；内陆地区——晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。

（2018·温州九校联盟高一期末）2017年2月18日《解放军报》报道西藏军区海拔4500米以上哨所全部建成“阳光保暖房”。

住上这种新式营房，官兵再不用“四季穿棉袄”了。

回答3～4题。

3．以前官兵“四季穿棉袄”的原因中不正确的是（　　）

A．海拔高，空气稀薄，①较弱

B．海拔高，⑤作用较弱

C．海拔高，风力大，散热快

D．多晴朗天气，④作用较弱

4．下列地理现象和“阳光保暖房”保温作用一致的是（　　）

A．日出前的黎明和日落后的黄昏天空仍然明亮

B．早春和晚秋多云的夜晚不会有冻

C．夏季天空多云时，白天不会太热

D．晴朗的天空呈蔚蓝色

答案　3.A　4.B

解析　第3题，“四季穿棉袄”说明温度低，A项表述只是说明青藏高原太阳辐射强，与温度低无关。

第4题，“阳光保暖房”利用的是大气逆辐射原理，同理的还有多云的夜晚温度不会太低。

（2019·嘉兴高一期末）下图甲为“某地短时间内不同天气状况下的气温日变化示意图”，图乙是“太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射关系示意图”。

完成下题。

1．阴天时气温日较差较小，是因为与晴天相比（　　）

A．②较大，④较小B．②较大，④较大

C．③较大，⑥较小D．③较大，⑥较大

答案　B

解析　阴天时气温日较差较小，是因为与晴天相比，阴天云量大，白天大气对太阳辐射的反射作用②强，削弱作用也较强，使得到达地面的太阳辐射③较小，气温较低；晚上，阴天云量大导致射向地面的大气逆辐射④较强，从而使得地面温度较高，因此阴天日温差较小，据此分析选B。

读图，完成2～3题。

2．从大气垂直分层看，图示大气层是（　　）

A．低纬度的对流层B．中纬度的平流层

C．高纬度的对流层D．低纬度的平流层

3．该层大气（　　）

A．随高度增加，温度增幅变小

B．能够大量吸收红外线长波辐射

C．以水平运动为主，有利于飞机高空飞行

D．受强烈的太阳辐射呈电离状态

答案　2.B　3.C

解析　图中显示的大气层高度在12～50千米之间，且温度随高度的增高而升高，因此可判断为中纬度平流层，该层大气以水平运动为主，有利于飞机高空飞行；该层大气能够大量吸收紫外线。

（2018·杭州八校联盟高一期中联考）下图为“2018年8月21日上演的日偏食示意图”。

完成4～5题。

4．日偏食发生时，被部分遮盖的太阳外部圈层是（　　）

A．平流层B．日冕层

C．色球层D．光球层

5．若发生日全食，天空仍然是灰蒙蒙的，与之相关的大气削弱作用主要是（　　）

A．散射B．反射

C．折射D．吸收

答案　4.D　5.A

6．当地时间2月1日，危地马拉富埃戈火山在2018年首次喷发，火山灰形成巨大的“蘑菇云”进入大气层，形成火山灰云。

结合“大气的受热过程示意图”，回答下列问题。

（1）火山喷发形成的“蘑菇云”，削弱了到达地表的太阳辐射，该作用对应图中箭头________和________。

（2）“蘑菇云”增强了射向地面的大气逆辐射，该作用对应图中箭头________。

（3）从理论上讲，“蘑菇云”会使当地白天地面温度不至于______，晚上温度不至于______，昼夜温差会变______。

答案　

（1）①　②　

（2）③　（3）过高　过低　小

解析　第

（1）题，读图判断①表示大气反射作用，②表示吸收作用，③表示大气逆辐射，④表示地面辐射。

“蘑菇云”对太阳辐射的削弱作用主要表现为反射作用和吸收作用，即①和②。

第

（2）题，由上题分析知，表示大气逆辐射的箭头为③。

第（3）题，理论上，“蘑菇云”白天对太阳辐射有反射和吸收作用，使地面温度不至于过高，夜晚对地面具有保温作用，使晚上气温不至于过低，当地昼夜温差会变小。

下图为“大气垂直分层高度、温度和气压的变化图”。

据此完成1～2题。

1．关于图中内容的叙述，正确的是（　　）

A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化

B．随高度增加气温渐高，气压渐低

C．距地面20千米处气压降为地面的一半

D．对流层垂直方向上温度变化范围是－60～20℃

2．关于图中①②层大气的正确叙述是（　　）

A．①层大气厚度随纬度增加而增厚

B．②层因氧原子吸收紫外线而增温

C．①层大气与人类关系最密切

D．②层复杂的天气现象不利于飞行

答案　1.D　2.C

解析　第1题，大气垂直分层的依据是温度随高度的变化；不同大气层，其温度的变化不同；距地面20km处气压不到地面的一半。

排除A、B、C。

第2题，由图知，①为对流层，②为平流层。

对流层厚度与纬度呈负相关；平流层升温是因为臭氧吸收紫外光；对流层与人类活动关系密切；平流层天气晴朗，空气以水平运动为主，有利于飞行。

（2018·杭州八校联盟高一期中联考）读“某地对流层大气温度随高度变化示意图”，完成3～4题。

3．该地纬度可能位于（　　）

A．0°～30°B．30°～40°

C．40°～60°D．60°～90°

4．②地区最可能出现的现象是（　　）

A．对流作用增强B．太阳辐射增多

C．底层气压升高D．污染气体集聚

答案　3.D　4.D

5．各国交通部都规定“红灯停，绿灯行”的科学依据是（　　）

A．与大气对不同波长光的散射有关

B．与大气逆辐射有关

C．与大气对不同波长光的反射有关

D．与大气对不同波长光的吸收有关

答案　A

解析　在可见光中，红色光的波长最长，不容易被散射，表现出较强的穿透能力，可使驾驶人员首先看到红灯，从而提醒驾驶员尽早减速以保证行车安全。

6．与同纬度其他地区相比，青藏高原的太阳辐射较强，但气温较低，其原因是（　　）

A．地形平坦，冬季风影响大

B．湖泊多，调节气温能力强

C．降水少，植被稀疏

D．海拔高，空气稀薄

答案　D

解析　青藏高原海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，因此太阳辐射强，但大气逆辐射弱，大气保温作用弱，因此气温较低。

故选D。

7．（2018·临海市白云高级中学第一学期期中试题）下图中甲、乙两地的纬度相同，据此回答b处气温比同纬度平原地区低的主要原因是（　　）

①到达b处的太阳辐射少　②b处的地面辐射弱　③b处大气吸收的地面辐射少　④b处大气的保温效应差

A．①②B．③④

C．①④D．②④

答案　B

8．（2018·临海市白云高级中学第一学期期中试题）“蓝蓝的天上白云飘，白云下面马儿跑”，晴空呈蓝色的原因主要是大气对太阳辐射的（　　）

A．散射B．吸收

C．反射D．折射

答案　A

（2018·嘉兴高一期末）某学生2017年暑假去西藏旅游，发现许多有趣的、能用大气受热过程原理来解释的地理现象。

读图完成9～10题。

9．西藏的天空特别蓝，除空气洁净外，与其产生关系最密切的是（　　）

A．①B．②C．③D．⑤

10．门窗紧闭的小汽车停熄在高原太阳下，过一会儿就会明显感到车内气温比车外高不少。

与之相关的图中数码组合是（　　）

A．①②③B．③④⑥

C．②④⑤D．②③⑥

答案　9.D　10.D

解析　第9题，晴朗的天空呈现蔚蓝色，是大气散射的缘故，对应图中⑤。

第10题，其中涉及到的大气受热过程为②太阳辐射，⑥地面辐射，③大气逆辐射。

下图为某地景观图和“大气受热过程示意图”。

读图完成11～13题。

11．在夏季，湛江的园林工人一般会给新栽大树覆盖黑色尼龙网（如上图）。

这样做的目的是（　　）

A．增加大气逆辐射，提高夜间温度

B．阻止地面辐射，防止夜间温度过低

C．增强地面辐射，提高树木存活率

D．削弱太阳辐射，减少树木水分蒸腾

12．拉萨郊区农民在冬季给蔬菜大棚覆盖黑色尼龙网的主要目的是对应大气受热过程图中（　　）

A．增强A，提高农作物存活率

B．阻止B，防止夜间温度过低

C．削弱C，提高夜间的温度

D．增强D，增强作物水分蒸腾

13．下列各自然现象中，主要由大气受热过程图中A产生的是（　　）

A．夏天，多云的白天气温不会太高

B．日落后的黄昏和日出前的黎明，天空仍是明亮的

C．多云夜晚的气温比晴天的夜晚低

D．初冬时节，多云的夜晚不易出现霜冻

答案　11.D　12.A　13.D

解析　第11题，夏季，湛江正午太阳高度大，太阳辐射强，覆盖黑色尼龙网，可以削弱太阳辐射，减少树木水分蒸腾，保护新栽的大树，故选D。

第12题，拉萨郊区的农民在冬季给蔬菜大棚覆盖黑色尼龙网的主要目的是增强大气逆辐射，防止夜间温度过低，结合图，即增强A，提高农作物存活率。

故选A。

第13题，图中A是大气逆辐射，初冬时节，多云的夜晚不易出现霜冻，就是因为云层增强了大气逆辐射，对地面保温作用增强而不易出现霜冻，故选D。

14．读“大气垂直分层示意图”，回答问题。

（1）A是________层，该层气温随高度的变化特点是____________________________

_______________________________________________________________________。

（2）B是________层，该层气流平稳，适合于飞机飞行。

（3）地球人造卫星在轨运行期间，主要是在大气中的________中运行，其返回时，在距地面10000米的高度内，所经历的气温变化特点是__________，原因是什么？

（4）300千米以上的大气层气温高达1000℃以上，但其中运行的人造卫星不会被烧毁，主要原因是（　　）

A．卫星与大气处于相对静止状态

B．卫星在大气中高速运行，能很好地散热

C．该层大气稀薄，卫星从中吸收的和与之摩擦产生的热量都有限

D．该层大气密度很大，有利于卫星散热

答案　

（1）对流　气温随高度的增加而降低　

（2）平流

（3）高层大气　气温逐渐升高　地面辐射是近地面大气的直接热源，越靠近地面，大气所获得的地面辐射热量越多。

　（4）C

解析　从图中各层高度数值可以看出，A是对流层，B是平流层，50千米以上是高层大气。

各层的气温变化可从气温垂直分布曲线上读出。

300千米以上的高层大气中，气温很高，但空气稀薄，气压低，人造卫星在运行中与空气摩擦产生的热量很有限，并且人造卫星从大气中吸收的热量很少，所以不会被烧毁。

15．读图，完成下列问题。

（1）图中箭头①表示大气对太阳辐射具有______作用。

（2）图中箭头②说明大气对地面具有________作用。

（3）图A比无云时大气温度较____________，主要原因是

________________________________________________________________________。

（4）图B比无云时大气温度较______________，主要原因是_______________。

（5）由此说明地球上存在生命的条件之一是_____________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）反射　

（2）保温　（3）低　云层对太阳辐射的反射作用削弱了到达地面的太阳辐射　（4）高　云层加强了大气逆辐射　（5）地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用是形成地球适宜生物生存的温度条件的重要原因之一