大气的垂直分层和对流层大气的受热过程教学课件
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大气的组成垂直分层受热过程教程课件
大气环流
平流层中的大气环流对全球气候变化产生重要影响，如西风带和 副热带高压等。
臭氧层对气候影响分析
吸收紫外 线
臭氧层能够吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球生命免受紫外线的 伤害。
温室效 应
臭氧层能够吸收红外辐射，减缓地球表面的热量散失，对地球气候 系统具有调节作用。
气候变化
臭氧层的变化会影响地球表面的能量平衡和气候变化，如臭氧洞和全 球变暖等。
存在于大气中的水蒸气。
气溶胶
悬浮在大气中的固体和液体微粒。
垂直分层结构
对流层
从地面延伸至50-70千米的高度， 是大气的最低层，主要受地面 对大气的加热作用影响。
平流层
从对流层顶部延伸至50-60千米 的高度，主要受到太阳辐射的 加热作用。
中间层
从平流层顶部延伸至80-90千米 的高度，受太阳辐射和地面对 大气的加热作用。
温度垂直递减率对大气分 层影响
温度垂直递减率定义及意义
温度垂直递减率定义
温度垂直递减率是指大气层结中，温 度随高度增加而降低的速率。
温度垂直递减率意义
温度垂直递减率是描述大气层结稳定 性的重要参数，对大气的垂直运动、 对流过程以及天气现象的产生和发展 具有重要影响。
温度垂直递减率对大气分层结构影响
2. 将保温箱置于阳光下，记录各仪器数据，观察大气的温度、湿度、气压和风速随 时间的变化。
实验演示内容与方法设计
3. 每隔一定时间记录 数据，并观察大气的 垂直分层现象。
教学建议与改进方向
实验演示注意事项与 安全措施
实验演示注意事项与安全措施
01
02
03
04
确保仪器精度和稳定性， 避免误差过大。
大气吸收太阳辐射能量后，温度升高， 形成暖空气。
平流层中的大气环流对全球气候变化产生重要影响，如西风带和 副热带高压等。
臭氧层对气候影响分析
吸收紫外 线
臭氧层能够吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球生命免受紫外线的 伤害。
温室效 应
臭氧层能够吸收红外辐射，减缓地球表面的热量散失，对地球气候 系统具有调节作用。
气候变化
臭氧层的变化会影响地球表面的能量平衡和气候变化，如臭氧洞和全 球变暖等。
存在于大气中的水蒸气。
气溶胶
悬浮在大气中的固体和液体微粒。
垂直分层结构
对流层
从地面延伸至50-70千米的高度， 是大气的最低层，主要受地面 对大气的加热作用影响。
平流层
从对流层顶部延伸至50-60千米 的高度，主要受到太阳辐射的 加热作用。
中间层
从平流层顶部延伸至80-90千米 的高度，受太阳辐射和地面对 大气的加热作用。
温度垂直递减率对大气分 层影响
温度垂直递减率定义及意义
温度垂直递减率定义
温度垂直递减率是指大气层结中，温 度随高度增加而降低的速率。
温度垂直递减率意义
温度垂直递减率是描述大气层结稳定 性的重要参数，对大气的垂直运动、 对流过程以及天气现象的产生和发展 具有重要影响。
温度垂直递减率对大气分层结构影响
2. 将保温箱置于阳光下，记录各仪器数据，观察大气的温度、湿度、气压和风速随 时间的变化。
实验演示内容与方法设计
3. 每隔一定时间记录 数据，并观察大气的 垂直分层现象。
教学建议与改进方向
实验演示注意事项与 安全措施
实验演示注意事项与安全措施
01
02
03
04
确保仪器精度和稳定性， 避免误差过大。
大气吸收太阳辐射能量后，温度升高， 形成暖空气。
大气的垂直分层与受热过程 课件
• 该地区(地处热带季风气候区)1月份盛行 东北风。图示地区山峰以南、以西为背 风坡。迎风坡多阴雨天气，日照时数低。 背风坡少雨，多晴暖天气，日照时数高。
云量是以一是内云遮蔽天空的百分比来表示。 图3示意我国某地区多年平均云量日均值分布完 成5-6题。
• • • • •
5.据图中信息判断 A．甲地多年平均日照时数小于乙地 B．甲地多年平均气温日差大于乙地 C．乙地多年平均相对湿度小于丙地 D．丙地云量空间变化大于丁地
高层 平流层顶至 存在电离层电离层，可反射电磁波，对无线通讯有重 大气 2000～3000千米 要作用
练习：一架飞机从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？
17~18KM 8～9KM
8～9KM
南极
地
赤道
面
北极
二、大气的垂直分层
1、对流层气温随高度的增加而递减，递减率为多少？ 高度每增加100米，气温降低0.6℃；即0.6 ℃/100米 2、假如我们在泰山脚下测得某时气温为15℃，我们知道泰山的 高度为1500米，那么，此时泰山顶的气温大约是 6 ℃呢？ 3、为什么对流层在低纬度地区厚，高纬度地区薄？ 低纬地区太阳高度大，所以受热多，对流旺盛，对流层所 达高度就高；高纬度地区受热少，对流层高度就低。 4、对于同一地区，在夏季和冬季其对流层的厚度有何差异？ 夏季对流层厚度比冬季厚。 5、“为什么说对流层天气现象复杂多变？ ①存在上升运动；②几乎全部的水汽、固体杂质都集中在对流层
固体杂质
一．大气的组成成分及其作用 干洁空气——N2 、O2、CO2、O3等
吸收紫外线，被誉 为地球生命的保护 伞 水汽——产生云、雨、雾、雪等天气现象
固体杂质——充当凝结核作用 成云致雨的 必要条件
2、大气垂直分层
大气的垂直分层和大气受热过程 PPT课件
规律技巧总结
(1)大气对太阳辐射的吸收具有选择性，如臭氧 吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线，能 量最强的可见光则被吸收得很少。这也是为什 么对流层大气增温的直接热源是地面，而不是 来自太阳辐射的原因。
规律技巧总结
(2)大气对太阳辐射削弱作用有三种形式：吸收、 反射、散射。散射同吸收一样也具有选择性，波 长越短的光越易被散射，云层的反射作用最显著， 云层越厚，云量越多，反射就越强。
(2)该日上海与北京最高气温不同，图中能正确解释 其根本原因的序号是( B )
A．①
B．②
C．③
D．④
【解析】本题组主要考查天气资料的判读和分析； 大气的受热过程。第(1)题，天气预报的图标符号表 明北京晴转多云，最低气温出现在日出前后，故而 A项错误；上海中雨没问题，而上海处于长江三角 洲上，中雨不可能引起滑坡、泥石流等地质灾害， 故而B项错误；西宁温度并不是很高，因而无须注 意防暑；哈尔滨出现雾天，所以要注意行车安全。 第(2)题，上海的最高温度低于北京，主要是因为上 海和北京天气状况不一样，上海白天出现阴雨，云 层对太阳辐射的削弱作用明显，致使气温相对较低。
规律技巧总结
气温的变化会影响大气的稳定性。局部地区的气 温变化要“三看”：一看所处的位置(包括纬度位 置，海陆位置，及所在地的下垫面状况)；二看所 处的时间(包括比较太阳高度和昼夜长短的冬夏变 化，一天中所处时间段)；三看大气密度和天气状 况(影响大气的削弱作用和保温作用的强弱)。
考点2 大气对太阳辐射的削弱作用
规律技巧总结
(3) 记住一些实例以便在学习过程中进行知识迁 移。如晴朗的天空呈蔚蓝色，太阳没出来天就亮 了，太阳下山了天还没黑都是散射作用。霜冻多 出现在秋冬晴朗的夜晚是因为大气逆辐射弱。
大气垂直分层及其受热过程(52张PPT)
层 大 气
臭氧
吸收紫外线，使地球上的生物 免遭过量紫外线的伤害
水汽
天气变化的重要角色
固体 成云致雨的必要条件
杂质
二、大气的垂直分层与各层主要特点
划分依据：温度、密度和 大气运动状况
掌握：分层、图、高度、 特点及成因、与人类的关 系
一、大电离气的大垂气直的分上层界与：各2层00主0～要3特00点0千米电能利离发于层射通无信(80线。～5电但00波会KM受,)
2. 类型： 辐射逆温；平流逆温；锋面逆温；地形逆
温等
2. 类型：
成因有自然原因、人为原因。根据其成因可分为 辐射逆温、地形逆温、平流逆温、锋面逆温等
①辐射逆温：经常发生在晴朗无云的夜间，由于 地面有效辐射很强，近地面层气温迅速下降，而高处 气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种 逆温黎明前最 强，日出后自 下而上消失。 辐射逆温的形 成过程，如下 图：
分析农业实践中的一些现象
①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜；②深秋 利用烟雾防霜冻；③干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵 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。
【考点3】大气对太阳辐射的削弱作用
吸收 反射 散射
具有选择性，对可见光吸收很少 无选择性
有选择性，蓝紫光最易散射
【考点3】大气对太阳辐射的削弱作用
1、大气对太阳辐射的吸收
太阳辐射
高
(1)大气吸收具有什
层
么特性？ 选择性
大
气
(2)太阳辐射中被大
气吸收的能量集中在
平 流 层
臭氧层吸收大 量的紫外线
保温作用 提高 了 温差小 生存和发展 夜间的最低气温。
昼夜温差大小的分析 分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原
课件15：2.4大气的垂直分层 对流层大气的受热过程
在读图析图中落实双基 在讲练结合中突破考点
大气的垂直分层 对流层大气的受热过程 结 束
(3)大气受热过程原理的综合应用——昼夜温差大小的分析： 分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理，主要从地势 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→白天大气的削弱作用和夜 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，白天大气的削弱作用和夜 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→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。
大气的垂直分层 对流层大气的受热过程 结 束
(2)甲、乙、丙三条等压线气压值大小关系是 甲>乙>丙 ，判断 理由是 水平气压梯度力由甲指向乙、丙 。 (3)图示地区位于 北 半球(南、北)，判断理由是 风向向右偏转 。 该图显示的风是 近地面 (高空、近地面)的风，判断理由 是 风向与等压线存在一定夹角 。
解析：第(1)题，逆温为对流层气温随高度增加而升高的现象，0 ℃曲线内垂直温度变化为正值，说明随着海拔升高，气温在上 升，可判断 0 ℃曲线内的区域出现逆温现象。如下图中阴影区 为逆温区，水平范围出现逆温现象的范围为图示两实线箭头所 指区域，距离市中心的范围为 1.5～5.5 km。第(2)题，0 ℃曲线 的最高点即是逆温现象最大高度。下图中虚线箭头所指高度约 为 350 m。第(3)题，当出现逆温现象，由于气温下低上高，大 气不能形成对流运动，从而抑制污染物向高空扩散。 答案：(1)C (2)C (3)B
在读图析图中落实双基 在讲练结合中突破考点
大气的垂直分层 对流层大气的受热过程 结 束
[教师授课备用图] 1.温室景观图
大气保温作用与玻璃温室的保温作用区别： 大气保温作用主要依赖大气逆辐射把热量还给地面；温室 的玻璃(或塑料薄膜)并不能阻截或吸收地面长波辐射，而在 于阻止空气在室内外对流或湍流方式的热交换。
大气的垂直分层 对流层大气的受热过程 结 束
(3)大气受热过程原理的综合应用——昼夜温差大小的分析： 分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理，主要从地势 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→白天大气的削弱作用和夜 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，白天大气的削弱作用和夜 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→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。
大气的垂直分层 对流层大气的受热过程 结 束
(2)甲、乙、丙三条等压线气压值大小关系是 甲>乙>丙 ，判断 理由是 水平气压梯度力由甲指向乙、丙 。 (3)图示地区位于 北 半球(南、北)，判断理由是 风向向右偏转 。 该图显示的风是 近地面 (高空、近地面)的风，判断理由 是 风向与等压线存在一定夹角 。
解析：第(1)题，逆温为对流层气温随高度增加而升高的现象，0 ℃曲线内垂直温度变化为正值，说明随着海拔升高，气温在上 升，可判断 0 ℃曲线内的区域出现逆温现象。如下图中阴影区 为逆温区，水平范围出现逆温现象的范围为图示两实线箭头所 指区域，距离市中心的范围为 1.5～5.5 km。第(2)题，0 ℃曲线 的最高点即是逆温现象最大高度。下图中虚线箭头所指高度约 为 350 m。第(3)题，当出现逆温现象，由于气温下低上高，大 气不能形成对流运动，从而抑制污染物向高空扩散。 答案：(1)C (2)C (3)B
在读图析图中落实双基 在讲练结合中突破考点
大气的垂直分层 对流层大气的受热过程 结 束
[教师授课备用图] 1.温室景观图
大气保温作用与玻璃温室的保温作用区别： 大气保温作用主要依赖大气逆辐射把热量还给地面；温室 的玻璃(或塑料薄膜)并不能阻截或吸收地面长波辐射，而在 于阻止空气在室内外对流或湍流方式的热交换。
课件21：2.4 大气的垂直分层与对流层大气的受热过程
海陆风
热岛 效应
海陆风加速海陆间水分和热量的交换，白 天的海风使近海岸湿润，夜晚的陆风使陆 地凉爽 热岛效应强弱反映城乡温差大小，如夏季 城郊温差大，热岛效应最显著，热力环流 最强。有污染的企业要远离居民区，并布 局在绿化带以外，避免热力环流中污染物 进入市区
2．浓雾天气能见度虽然不是很好，但是交通信号灯却是很醒目。运用地理原理 分析大雾期间，红、绿色光仍然很醒目的原因( ) A．红、绿色光不容易被散射 B．红、绿色光最容易被散射 C．红、绿色光不容易被遮挡 D．红、绿色光不容易被吸收
3．雾霾天气，空气中的 PM2.5 对人体的呼吸系统危害较大。作为中学生，下列 做法有利于减少雾霾天气发生的是( ) A．早晨起床去晨跑 B．乘坐公共交通工具去上学 C．去医药超市买一副可隔离 PM2.5 的口罩 D．去郊区外婆家休假以远离雾霾
(2)逆温对地理环境的影响主要有：
成雾
早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系，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
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 大气污染
物不能及时扩散，从而危害人体健康
逆温多出现在低空，多雾天气对飞机起降带来不便。如果出现 对航空造
在高空，对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞 成影响
5．对下列现象解释正确的是( ) A．身体潮湿时散失的体热比干燥时多，是因为风寒效应在起作用 B．冲锋衣与羽绒服都能防寒，是因为克服了水寒效应 C．初到上海生活的东北人冬季会感觉更冷，是因为水寒效应 D．印尼坦博拉火山 1816 年大爆发致使当地这一年无夏天，是因为有风寒效 应
4．C 5.C [第 4 题，根据材料，“ 水寒效应” 是指由于水汽蒸发而引起体感 温度低于实际温度的现象。不是通过潜热输送将热量释放到大气中，A 错。“ 水 寒效应” 与“ 温室效应” 都是关注大气温度，但结果是相反，并不一样，B 错。 “ 风寒效应” 通过大气运动将身体周围热空气带走，体温并不一定降低，C 对。 “ 风寒效应” 人的体温不一定降低，D 错。第 5 题，身体潮湿时散失的体热比 干燥时多，是因为水寒效应在起作用，A 错。冲锋衣与羽绒服都能防寒，是 因为克服了风寒效应，B 错。初到上海生活的东北人冬季会感觉更冷，是因 为水寒效应，C 对。印尼坦博拉火山 1816 年大爆发致使当地这一年无夏天， 是因为大气中火山灰削弱太阳辐射，D 错。]
大气垂直分层与对流层大气的受热过程 ppt课件
大气 上界
月球
地球
月球白天温度可达127℃，夜晚温度可达-183℃。仅从大气的热力作用 角度，说明为什么地球表面温度的昼夜变化不像月球那样明显？
大气受热过程原理的应用
（1）温室气体的排放对全球气候变暖的影响 （2）青藏高原太阳辐射能丰富，但是气温较低的原因 （3）影响昼夜温差的因素
纬度、地形、下垫面、天气状况
(高压) (低压)
海风
陆地
热(低压) (高压) 冷 海洋
(低压) (高压)
陆风 陆地 冷(高压) (低压)热 海洋
山（陆地）谷（海洋）风
◦ 白天
◦ 夜晚
山谷风
◦ 白天
◦ 夜晚
如果你是该城市的决策者，现在要布局一个 化工厂，从城市大气环境保护角度出发，应布局 在什么地方较合适？
A BC
五、大气的水平运动----风
大小： 等压线越密，水平气压梯度力越大， 风速越大。
2. 风向形成的三种情况之二: 受水平气压梯度力
和地转偏向力共同影响
（hPa）
北半球高空中的风向
1002
1004
1006 1008
1010
气压梯度力 地转偏向力
风向
▲地转偏向力：方向始终与风向垂直 只改变风向，不影响风速
▲风向在高空最终与等压线平行.
③大气稳定天气晴朗
高层 存在若干电离层，能反 对无线电通信有
大气 射无线电波
重要作用
图为“地球大气的垂直分层图（部分）”，判断1～3题。
1．①②③④四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的
A 是 （ ）
A．① B．② C．③ D．④
C 2．影响该大气层气温垂直变化的主要因素是 （ ）
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气
能量是很少的？
平 流 层
对 流 层
地
臭氧大量吸收波长大 大气对太阳辐
于0.175微米的紫外线 射中能量最强的
可见光吸收得很
二氧化碳、水汽吸够透过大气
面
到地面
2、散射作用
思考：为什么晴朗的 天空多呈现蔚蓝色？
波长较短的蓝色、 紫色光最容易被小 的空气分子散射。
参与的大气成分： 空气分子和微小尘埃 特点： 具有选择性
第三节 大气环境
人间四月芳菲尽， 山寺桃花始盛开。
高度（千米）一、大气的垂直分布
高
宇宙火箭
层
大
气 流星
50 平 流
12 层 对 流 层
-100 -60 -20
人造卫星 极光
1、对流层和平流层随距地表高 度的增加温度发生什么变化？
对流层温度随高度的增加 而降低，平流层随高度的增加 而增加。
2、为什么飞机适合在平流层 中飞行？
平流层气流以平流运动为主， 大气比较稳定。
3、对流层与人类有什么关系？
积雨云
风霜雨雪等天气现象发生
在对流层。
20 60 气温（℃）
二、对流层大气的受热过程
思考：假如到达大气上界的太 阳辐射定为100，而实际上最后到达 地球表面的太阳辐射却只有47，这是 什么原因造成的？
大气对太阳辐射的削弱作用造成的
这导致世界各地地面辐射的变化，并不完全与纬度的变化相一致
３、其它因素：以气象因素影响最大。
1)空气密度大小 空气越稀薄，大气削弱的越少
，到达地面的太阳辐射越多。
2）空气洁净程度 空气越洁净，云和尘埃越少，其反
射作用越弱。到达地面的太阳辐射就越多。
波长越短越容易被散射
3、反射作用
参与的大气成分：
云（最显著）
特点： 无选择性
思考：阴天或者多 云天气，为什么温 度不会太高？ 厚厚的云层反射太阳 辐射，削弱了到达地 面的太阳辐射，所以 气温低。
大气对太阳辐射的削弱作用小结：
作用 参与作用的 被削弱的光线 作用特点 形式 大气成分
吸收 臭氧（平流层） 紫外线
２、下垫面因素
太
阳
辐
射
84－95
地面性质
50
29－35
20
22－32
26
10－15
14
7(平均) 2(赤道)
沙土 黏土 浅色土 深色土 草地 耕地 新雪 冰 海洋 海洋
不同性质地面的反射率
２、下垫面因素
下垫面是指与大气下层直接接触的地球表面 下垫面的状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例出不同
几种下垫面的反射率比较： 新雪＞冰＞沙土＞浅色土＞草地＞耕地
水汽、二氧化 碳（对流层）
红外线
反射 散射
云层 空气分子、 微小尘埃
各种波长同
样被反射 蓝色光最 易被散射
吸收强烈，有选 择性，大部分可 见光可穿透
无选择性
向四面八方散 射 ，有选择性
有趣的自然现象：
1、为什么白天，多云时气温比晴天时低？
大气对太阳辐射的削弱作用
2、红绿灯为什么用红灯表示停止？
大气对太阳辐射的散射作用有选择性， 红橙光波长长，穿透能力强，不易被散 射。
（三）影响地面辐射的因素：1、纬度因素
纬度低——太阳高度大— —经过的大气路程短—大 气削弱少——地面获热多
纬度高——太阳高度小— —经过的大气路程长—— 大气削弱多——地面获热 少
L1
L2
A
B
地球
纬度低——太阳高度大— —光热集中——单位面积 地面获热多
纬度高——太阳高度小— —光热分散——单位面积 地面获热少
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
太
阳
辐
射
紫蓝青绿黄橙红
思考：1、太阳辐射能量主要集中在哪个波段? 可见光
2、大气对太阳辐射的削弱作用，主要表现 为哪几种形式？ 吸收、散射、反射
1、吸收作用
1、从臭氧、二氧 化碳和水汽的吸收 作用，可知大气吸 收具有什么特性？
选择性
高
2、为什么大气直
层 大
接吸收的太阳辐射
3、为什么晴朗的天空多呈蓝色？
波长较短的蓝、紫色光最容易被空气分子所散射， 所以晴朗的天空呈蔚蓝色。
（二）地面辐射和大气辐射
1、地面辐射
作用：对流层能够直接吸收部分的地面辐射 ，地面辐射是对流层大气增温的直接能量来 源。
2、大气辐射
（2）影响因素：大气中含有水汽、二氧化碳 越多，吸收的地面辐射越多，大气辐射越强。
大气保温作用：
1、大气吸收地面辐射，阻止 热量散失
2、大气逆辐射把热量还给地 面，补偿了部分地面损失的热 量
试判断地球与月球相比，谁的昼夜温差 大，为什么？
夜间，地面辐
白天射，绝大大气部削分弱热了到
大气
达地量面又的被太大阳气辐逆射， 气温辐不射会还太给高地面
，使气温不致 降得过低
夜效白阳温间应天辐度由，，射升于月由的得没球于削很有表没弱高大面有 作 ，气辐大 用 气的 射气 ， 温保 强对 月 很温 烈太 面 高 ，月面温度骤降，气温很
上界
低
月球
地球
1
思考训练：（活动题P45）
1、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜 晚？
晴朗的夜晚天空水汽、云含量少，大气逆 辐射弱，保温作用弱,地面热量散失多，所以 多霜冻。
2、为什么点火放烟能起到防御霜冻的作 用？
人造烟幕能增强 空气中的尘埃，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。