第二章第三节第1课时对流层大气的受热过程概诉

第三节 大气环境第1课时 对流层大气的受热过程知识点一 大气的垂直分层1．你认为赤道地区和极地地区的对流层厚度哪个厚一些？为什么？提示：赤道地区。

对流层厚度与近地面温度有关。

近地面温度越高，空气对流运动越强，对流层越厚。

2．为什么说“高处不胜寒”？提示：对流层中大气的直接热源是地面，海拔越高，获得地面辐射的热量越少，气温越低。

因此说“高处不胜寒”。

材料如图。

结合材料探究：(1)对流层和平流层的气温垂直变化特点是否一致？提示：不一致。

对流层气温随高度升高而递减，平流层气温随高度升高而上升。

(2)对流层中天气现象复杂多变的原因是什么？提示：①对流层集中了几乎全部的水汽和杂质，具备了成云致雨的必要条件。

②该层中对流运动显著，近地面水汽和杂质向高空输送。

③对流层大气温度随高度升高而降低，易成云致雨。

(3)为什么说对流层与人类的关系最为密切？提示：人类生活在对流层底部。

云、雨、雾、雪等天气现象也基本发生在对流层内。

对流层大气的清洁程度也直接影响到人类健康。

(4)飞机起飞和降落时十分颠簸，高空飞行时往往较平稳，其原因是什么？提示：飞机起飞和降落均要穿越对流层，对流层空气以垂直运动为主，故较颠簸；高空飞行是在平流层内，大气以水平运动为主，较平稳。

人们根据大气在垂直方向上的温度、密度和大气运动状况差异，将大气自下而上分为对流层、平流层和高层大气。

[知识拓展] 逆温现象及危害(1)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100米，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”。

如下图所示：(2)危害由于逆温层的存在，阻碍了空气垂直运动的发展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在它的下面，空气污染加重，尤其是城市及工业区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件(如光化学烟雾等)直接影响人们的身体健康，并且使大气能见度降低，影响到交通等方面。

读大气的垂直分层图，回答下列问题。

(1)A层是________层，B层是________层，C层是________。

(2)A层气温随高度升高而________，B层气温随高度升高而________。

(3)对流运动强烈的是________层，有利于飞机飞行的是________层，人类生存环境的天然屏障是________层，对无线电短波通讯有影响的是________层，发射的人造卫星在________层中运行，在________层中可出现极光。

(填代号)(4)某地区近地面气温32 ℃，该地对流层的厚度为16.8 km，按一般规律，此时该地对流层顶的气温应是()A．－100.8 ℃B．－68.8 ℃C．132.8 ℃D．－42.8 ℃解析：解答此题必须掌握各层大气的特点及其与人类活动的关系。

根据温度、密度和大气运动状况，将大气层划分为三层，即对流层、平流层和高层大气。

其中对流层气温随海拔升高而降低(高度每上升1 000米，气温降低约6 ℃)，有利于空气对流运动，由于大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质都集中在该层，所以天气复杂多变，雨、雪、雾等天气现象几乎全部集中在该层。

平流层气温是上部高，下部低，不利于空气的对流运动，以平流运动为主，有利于高空飞行。

高层大气中存在电离层，能够反射无线电波和产生“极光”现象；同时，人造卫星也在此层运行。

答案：(1)对流平流高层大气(2)降低升高(3)A B B C C C(4)B知识点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)选择性吸收：绝大部分紫外光被臭氧层吸收；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 [图表导读]1．读教材图2－24，思考下列问题。

(1)为什么说干洁大气对太阳辐射几乎是透明的？提示：太阳辐射在穿过厚厚的大气层时，被直接吸收的很少。

(2)地面热量的主要来源是什么？ 提示：太阳辐射。

2．地面辐射和大气辐射(2)影响大气逆辐射的因素⎭⎪⎬⎪⎫云层：增厚湿度：增大大气逆辐射都会增强 【思考】“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是对新疆地区气温变化的真实写照。

你能解释一下为什么新疆地区气温日较差如此之大吗？提示：新疆地区地处内陆，多晴朗天气，白天接受太阳辐射的能量多，气温高；夜间地面辐射使地面热量大量散失，大气逆辐射弱，降温幅度大，从而使一天中气温日变化大。

[图表导读]2．读教材图2－25，思考下列问题。

(1)对流层大气热量的直接来源是什么？ 提示：地面辐射。

(2)真正对地面起保温作用的是哪一种辐射？提示：大气逆辐射。

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，太阳辐射强度越大，地面辐射越强。

(2)下垫面因素：地面反射率越强，获得的太阳辐射越少，地面辐射越弱。

(3)气象因素：在同纬度地区，年日照时数的长短，显然会影响到地面获得的太阳辐射。

[图表导读]3．读教材图2－26，思考下列问题。

太阳高度是如何影响太阳辐射强度的？提示：太阳高度愈大，等量的太阳辐射在地表分布的面积愈小，光热愈集中，同时经过大气的路程愈短，被大气削弱的愈少。

反之，则愈大。

主题一大气对太阳辐射的削弱作用材料大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为选择性吸收、散射和反射三种形式。

吸收和散射具有选择性，主要选择吸收波长较长的红外光和波长较短的紫外光；太阳辐射可见光部分中波长较短的蓝、紫色光容易被散射；反射则无选择性，像反光镜一样把光线反射回宇宙空间。

下面是大气对太阳辐射的削弱作用示意图。

1．结合材料探究：(1)图中臭氧主要吸收太阳辐射中的哪一部分？二氧化碳、水汽、尘埃能吸收太阳辐射中的哪一部分？(2)图中A表示大气对太阳辐射的哪一种削弱方式？为什么晴朗的天空呈蔚蓝色？(3)图中B表示大气对太阳辐射的哪一种削弱方式？为什么夏季白天有云时气温不会太高？提示：(1)臭气(主要集中在平流层)主要吸收太阳辐射中的紫外线，二氧化碳、水汽、尘埃(主要集中在对流层)主要吸收红外线。

(2)图中A表示了大气的散射作用。

空气越洁净，空气分子对波长较短的蓝色光的散射就越明显，因而晴朗的天空呈蔚蓝色。

(3)图中B表示大气对太阳辐射的反射作用。

夏天白天有云，云层对太阳辐射的反射作用较强，因此气温不会太高。

主题二大气的受热过程和保温作用材料一大气的受热过程可形象归纳为太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地。

如下图所示。

材料二深秋至第二年早春，霜冻多出现在晴朗的夜晚；深秋，我国北方有寒潮活动的地区，农民常在菜地里用生火产生浓烟的方法防止大面积冻害；我国北方地区的农民在冬季采用塑料大棚发展农业。

2．(1)结合材料一探究：①结合上图描述大气的受热过程，分析太阳和地面哪个直接传递给对流层大气的热量多。

②什么是大气逆辐射？大气逆辐射有何作用？白天和夜晚的大气逆辐射什么时间更强？(2)结合材料二探究：①为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？②为什么烟雾可以预防霜冻？③说明塑料大棚的保温原理。

提示：(1)①大部分太阳(短波)辐射能透过大气到达地面，被地面吸收而使地面增温(太阳暖大地)；地面被加热后，以地面(长波)辐射的形式向近地面大气传递热量，近地面大气吸收了地面辐射以后，又以对流、传导等方式，层层向上传递热量，使大气增温(大地暖大气)。

近地面大气的直接热源是地面辐射。

②大气受热后以大气辐射的形式向外辐射热量，其中射向地面的部分被称作大气逆辐射。

大气逆辐射把热量返还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用(大气还大地)。

白天气温高，大气逆辐射更强。

(2)①晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射热量散失得多，致使地面温度低，所以深秋至第二年早春，霜冻多出现在晴朗的夜晚。

②人造烟雾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。

③塑料薄膜对太阳短波辐射几乎是透明的，大部分太阳辐射能透过塑料大棚的薄膜到达室内地面，地面吸收太阳辐射而增温，并以长波辐射的形式把热量传递给室内大气；地面长波辐射不能穿透薄膜而被反射回地面，从而将热量保留在室内。

同时，封闭的空间也隔绝了大棚内外热量的交换，加强了保温效果。

1．大气对太阳辐射的削弱作用2.大气对地面的保温作用大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续，大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现了大气的受热过程。

大气受热之后，又通过大气逆辐射的形式弥补了地面辐射的损失，实现对地面的保温作用。

具体图示分析如下：3．影响地面辐射的因素[知识拓展] 大气受热过程原理的应用 (1)昼夜温差大小的分析主要结合大气受热过程原理，从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。

①地势高低：地势高→大气稀薄→白天大气削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。

②天气状况：晴朗的天气条件下，白天大气削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。

③下垫面性质：下垫面的比热容大→地面增温和降温速度都慢→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。

(2)大气受热过程原理在生产生活中的应用①解释温室气体大量排放对全球变暖的影响温室气体（CO2、CH4、O3、N2O等）→排放增多→吸收地面辐射多→气温升高→全球变暖②在农业中的应用：利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；在果园中铺沙或鹅卵石能防止土壤水分蒸发的同时可增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。

1．北京市气象台2014年10月05日05时25分发布大雾黄色预警信号：预计至8时，城区及南部地区有浓雾，能见度小于500米。

据此回答(1)～(2)题。

(1)深秋初冬时节是该地大雾的多发期，这其中的道理是()A．昼夜温差减小，水汽易凝结，但风力微弱，水汽不易扩散B．昼夜温差减小，水汽不易凝结，直接悬浮于大气中C．昼夜温差较大，水汽不易凝结，直接附着在地面上D．昼夜温差较大，水汽易凝结，且该季节晴好天气多，有利于扬尘的产生(2)白天的大雾天气使空气能见度降低的原因之一是()A．大雾削弱了地面辐射B．大雾对太阳辐射具有反射作用C．大雾改变了太阳辐射的波长D．大雾增强了大气逆辐射解析：第(1)题，深秋初冬时节，天气一般晴朗，昼夜温差大，夜晚降温快导致水汽易凝结，形成大雾天气。

扬尘天气为大雾提供凝结核。

第(2)题，能见度取决于物体对光的反射作用，浓雾天气使空气能见度降低主要是由于浓雾对太阳辐射有反射作用。

答案：(1)D(2)B2．读大气受热过程图，完成(1)～(3)题。

(1)使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序是()A．①—②—③B．①—④—②C．②—③—④D．③—④—②(2)影响近地面大气温度随高度升高而递减的过程是()A．①B．②C．③D．④(3)青藏高原与同纬度地区相比太阳辐射强，但气温低，主要是由于()A．大气吸收①辐射少B．大气吸收②辐射少C．地面吸收③辐射少D．地面吸收④辐射少解析：第(1)题，根据图中内容可知，①为到达大气上界的太阳辐射，②为地面长波辐射，③为大气逆辐射，④为到达地面的太阳辐射；由此可判断出使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序为①—④—②。