对流层大气的受热过程
对流层大气的受热过程与热力环流
读图训练 下图为“某地某时刻等温线分布示意图”。读图答题。 1. 最可能出现图示等温线分 布状况的月份和地方时为 A.8月 22时 B.8月 13时 C.1月 22时 D.1月 13时
影响地面辐射的主要因素
纬度因素：纬度不同，年平均正午太阳高度不同
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 气象因素：大气状况不同，影响地面获得的太阳辐射不同
深度思考
有人把大气的受热过程归纳为“太阳暖大地——大地暖大气——大气还大
地”，结合右图说明该过程的合理性。
深度思考 有同学认为大气逆辐射就是大气对地面辐射的反射，
主要影响因素
地形 洋流
冬季，南北温差大， 越往北温度越低 夏季普遍高温 南北温差不大
太阳辐射 冬季风
太阳辐射
10℃
3km
2、气温垂直递减率的变化
正常情况下，海拔每升高 100m 气温下降 0.6℃， 但在不同地点及不同时间，可能会小于 0.6℃或 大于0.6℃，如图中①曲线。 在曲线②情况下，大 气的对流运动减弱， 大气比较稳定；在① 情况下，大气对流运 动更加强烈
原因
太阳紫外线和 宇宙射线作用
辐射能力（J/cm2•min•μ m]） 12 10
大气反射
大气的受热过程：
太阳短 地面长 大气 地面 太阳辐射能量最集中的部分是可见光区，因此 逸出 波辐射 吸收 波辐射 吸收 逸出说太阳辐射属于短波辐射 (大气辐射) 大气逆 大气（主要指CO2）只能吸收长波，故太阳辐 辐射 射能穿透大气到达地面而不是直接被大气吸收 返回地面 大气吸收 （大气逆辐射）
山坡上的冷空气沿斜坡下沉到谷底 积聚并把较暖的空气抬挤上升 冷暖空气相遇形成锋面，其上方为 暖空气，下方为冷空气
对流层大气的受热过程
地 面 吸 收
大气吸收
大 气 辐 射
大气增温
大气逆辐射
射向地面
?
大 气 吸 收
地面增温
地
面
大气的保温作用----温室效应
从图中我们可以看出大气逆辐射是整个大气保温作用最关键 的一个环节。其特点是在天空中有云，特别是浓密的低云， 或者空气中湿度比较大时，大气逆辐射就会增强，从而使地 面增温，加强了地面辐射。
大气 上界
1
臭氧层
20
0
对流层
-100 -50 0 50
100 温度（°C）
一、对流层大气的受热过程
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
大气反射
大气上界
大气吸收
大气散射
到达地面的太阳辐射
一、对流层大气的受热过程
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
辐太 射阳
100%
大气上界
地 面 吸
47%
吸收
大气
反射 散射
O3吸收波长较短的紫外光 CO2和 H2O吸收波长较长 的红外光 水汽、云吸收部分可见光 云层越厚，反射越强 波长较短的蓝色光易被散射
（二）地面辐射与大气辐射
1、地面辐射
⑴地面吸收太阳辐射 获得能量 ⑵地面向外辐射能量 称为地面辐射 ⑶地面辐射是红外线 属于长波辐射 ⑷方向： 向上将热量 传给大气
太阳辐射 地面辐射
大气上界 水汽 二氧化碳
（二）地面辐射与大气辐射
2、大气辐射
⑴对流层大气强烈吸 收地面辐射并保持热量 ⑵地面是对流层大气 的主要直接热源
参与的成分： 空气分子 特点： 波长越短越容 易被散射
夜间，地面辐 射绝大部分热 白天，大气削弱了到 夜间由于没有大气的保温 量又被大气逆 达地面的太阳辐射，效应，月球表面辐射强烈， 白天，由于没有大气对太 辐射还给地面， 气温不会太高 阳辐射的削弱作用，月面 使气温不致降 月面温度骤降，气温很低 温度升得很高，气温很高 得过低 月球 地球
对流层大气的受热过程
散射作用： 散射作用：
波长较短的蓝紫光传播方向改变
参与的大气成分： 参与的大气成分： 空气分子和微小尘埃 特点： 特点： 具有选择性
作用 参与作用的 形式 大气成分 吸收
臭氧（平流层） 臭氧（平流层）
波长范围
作用特点
紫外线 红外线 各种波长同 样被反射
吸收强烈， 吸收强烈，有选 择性， 择性，大部分可
太阳辐射的削弱作用 ），具体 ），具体 表现为（ 表现为（ 吸收）、（反射）、 （ 散射 ）， A2更小的原因 更小的原因
大气吸收有选择性， 是（ 大气吸收有选择性，对太阳辐射中能量最强的可见光 却吸收得很少
）。
3、C1表示（ 大气吸收地面辐射 ）， 、 表示 表示（ ），C1>A2说明了 说明了 （ 地面是大气的直接热源 ）。 4 、B1称为（ 大气逆辐射 ）。 称为（ 称为
一 对流层大气的受热过程
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
吸收作用
(红外线、紫外线、可见光) 红外线、紫外线、可见光 红外线
大气上界
平流层 对流层
臭氧吸收紫外线
二氧化碳、水汽、 二氧化碳、水汽、云、浮尘 吸收红外线
地面
反射作用： 反射作用：
参与的大气成分： 参与的大气成分：
云层、尘埃 云层、
特点： 特点： 无选择性
水汽、二氧化碳 水汽、 对流层） （对流层）
见光可穿透 无选择性， 无选择性，反 射光呈白色 向四面八方散 射 ，有选择性
反射
云层、 云层、尘埃
散射
空气分子、 空气分子、 微小尘埃
蓝色光最 易被散射
（二）地面辐射和大气辐射
太 阳 辐 射 地 面 吸
短 波 辐 射
长 波 辐 射
对流层大气的受热过程解析
对流层大气的受热过程解析流层大气的受热过程是指大气中的空气受到太阳辐射能量的吸收和释放的过程。
它是地球气候系统的重要组成部分，对地球的能量平衡和气候变化起着关键作用。
下面对流层大气的受热过程进行详细分析。
其次，大气层中的气体分子对太阳辐射有选择性的吸收，这是受热过程的关键步骤之一、大气层中的主要气体是氮气、氧气和水蒸气，它们对不同波长的光有不同的吸收能力。
其中，氧气主要吸收较短波长的紫外线，而氮气主要吸收较短波长的紫外线和较长波长的红外线。
水蒸气则主要吸收红外线。
这些吸收过程会导致局部的温度升高。
第三，大气层中的吸收过程会使大气层变得热起来。
当空气分子吸收辐射能量后，会增加其内能，分子间的相互作用增强，从而提高其温度。
这使得大气层中的温度随着海拔的升高而逐渐降低，达到温度递减层。
因此，大气层中的温度分布是非常不均匀的。
第四，大气层中的吸收过程还会导致热辐射的释放。
被激发的气体分子会通过碰撞和辐射的方式将能量传递给周围的空气分子，从而扩散热量。
当空气分子被激发到一个更高的能级时，它会以辐射的形式释放能量。
释放的能量可以是光子（光能）或热能（红外线）。
这些热辐射在大气层内部传递，一部分向上辐射到太空，一部分向下辐射到地表，形成地球的长波辐射。
最后，地表接收到大气层中传递下来的热辐射，会导致地表温度的升高。
地表吸收的热辐射随着太阳辐射能量的增加而增加，因此，白天地表的温度会比夜间高。
地表受热后，再通过传导、对流和辐射的方式将热量传递给大气层中，这些过程共同构成了大气层的能量平衡。
总结起来，流层大气的受热过程是一个复杂的过程，包括太阳辐射的传递、大气层中气体分子的吸收和释放、热辐射的传递等。
这些过程是地球气候系统中能量平衡和气候变化的重要机制。
深入理解流层大气的受热过程，对于更好地掌握气候变化规律以及预测和应对气候变化具有重要意义。
对流层大气的受热过程
对流层大气的受热过程流层大气是指地球大气圈中的最底层，从地球表面到大约15千米高度。
这一层的温度分布和受热过程是影响地球气候和天气变化的重要因素之一、在这篇文章中，我将详细介绍流层大气的受热过程。
流层大气主要是通过辐射和传导两种方式来受热。
辐射是指太阳辐射热能以电磁波的形式传播到地球大气层，它以可见光和红外线的形式到达地球。
太阳辐射主要包括可见光和紫外线，其中大部分是可见光，占据太阳辐射总能量的50%左右。
其中，紫外线被地球大气的臭氧层吸收，而可见光则主要是被地球大气层中的空气分子和云层吸收和散射。
辐射进一步分为太阳辐射的短波辐射和地球辐射的长波辐射。
太阳辐射以短波辐射的形式穿过大气层直接到达地面，而地球辐射则以长波辐射的形式从地面向大气层传播。
对流层大气来说，地面的辐射是一个重要的热源，它主要由太阳辐射的短波辐射作为能量输入。
传导是指由于温度差异引起的能量传递方式，它通过空气分子之间的碰撞来传导热量。
由于流层大气是由空气分子组成的，空气分子之间的碰撞会导致温度的传导。
当地面受到太阳辐射的加热时，地表会升温，而空气分子也会受到热量的传导而升温。
此时，由于密度的差异，热空气会上升，而冷空气则下沉，形成对流循环。
这种对流循环不仅影响地球大气的温度分布，还对天气现象和气候变化起着重要的作用。
此外，也存在一些其他因素影响流层大气的受热过程。
例如，水蒸气是地球大气中的重要成分，它可以吸收和释放大量的热量。
当水蒸气凝结形成云层时，释放的潜热会增加大气的温度。
而当云层通过降水或蒸发释放潜热时，则会对大气的温度产生影响。
总结起来，流层大气的受热过程是一个复杂的过程，既受到太阳辐射和地球辐射的影响，又受到传导和水蒸气等因素的影响。
另外，地球自转和周围大陆和海洋的热导也对流层大气的受热过程产生了影响。
了解这些受热过程对于理解地球气候和天气变化是至关重要的，也对于预测未来气候变化和做出应对措施具有重要的意义。
大气的垂直分层和对流层大气的受热过程
大气的垂直分层和对流层大气的受热过程对流层是大气中最接近地面的一层，它的厚度大约为10∼15km。
在这一层大气中，空气的温度通常随着海拔的增加而递减，这种现象被称为温度递减。
平均温度递减率为6.5℃/km。
这种温度递减的分布形式也被称为标准大气。
对流层中的空气主要靠地面受热而产生对流运动，也就是因为地面受热，将热量传递给空气，使得空气变热，密度减小，从而形成气块上升的气流。
这样，就形成了大气中被称为对流的运动。
对流层的对流运动是大气环流系统的主要形式之一，它使得大气中的热量和水分能够有效地垂直输送。
对流层大气的受热过程主要有辐射、传导和对流三种方式。
第一，辐射是指地面受到太阳辐射的热量，然后将热量辐射向大气。
太阳辐射热量经过大气层的透过、反射和散射后，最终达到地面。
地面吸收到的太阳辐射热量一部分会直接转化为感热，使地表温度升高；另一部分会转化为潜热，使水蒸气从地表蒸发转化为水蒸气。
地面升热后会向空气传递热量，使空气受到加热，从而形成对流运动。
第二，传导是指地面受到太阳辐射热量后，热量从地表向大气传导。
地面与大气之间通过热传导传递热量的主要方式是热对流。
即地面升热后会向空气传递热量，使空气受到加热，从而形成对流运动。
第三，对流是指地面受热后，空气受到加热而产生上升运动。
地面受热后，空气受到加热，温度升高，密度减小，形成气块上升的气流。
空气上升到一定高度后，受到气温递减的影响，空气冷却，水蒸气凝结成云，随着云的不断增加，空气开始下沉，从而形成对流运动。
对流层大气的受热过程影响着大气的动力过程和气候变化。
通过对大气的垂直分层和对流层大气的受热过程的了解，可以更好地理解大气环流的形成机制，预测天气变化以及研究全球气候的变化趋势。
第7讲 对流层大气的受热过程及大气运动
第7讲对流层大气的受热过程及大气运动1．大气的垂直分层大气垂直分层气温变化与人类活动的关系对流层随高度升高而降低大气下热上冷，空气上升，对流现象显著；与人类活动最密切平流层随高度升高而上升大气平稳，天气晴朗，适合飞机飞行高层大气随高度增加先降低后升高存在若干电离层，对无线电通信有重要影响(1)两大过程①地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。
②大气的增温：地面以长波辐射的形式向大气传递热量。
(2)两大作用①削弱作用：大气层中的水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的选择性吸收、反射和散射作用。
②保温作用：C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。
(3)影响地面辐射的主要因素①纬度因素：纬度不同，年平均正午太阳高度不同。
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：大气状况不同，地面获得的太阳辐射也不同。
3．热力环流的成因(1)大气运动的根本原因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异。
(2)热力环流的概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流。
(3)形成：要抓住“一个过程、两种方向、两个关系”。
①一个过程近地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上出现气压差异→空气的水平运动→热力环流。
②两种气流运动方向a．垂直运动——受热上升，冷却下沉。
b．水平运动——从高压指向低压。
③两个关系a．温压关系：下垫面热低压、冷高压。
b．风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。
4．大气的水平运动——风(1)判断图中A、B、C分别代表的力及其对风的影响A是水平气压梯度力，影响风向和风速。
B是摩擦力，影响风向和风速。
C是地转偏向力，影响风向。
(2)甲、乙、丙三条等压线气压大小关系是甲>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(填“南”或“北”)半球，判断理由是风向向右偏转。
图中的风是近地面(填“高空”或“近地面”)风，判断理由是风向与等压线成一夹角。
对流层大气的受热过程大气环境
气溶胶
气溶胶是指大气中悬浮的固态或液态颗粒物，其粒径一般 在0.01至10微米之间。
气溶胶对气候、环境和人类健康都有重要影响，例如，气 溶胶能够吸收和散射太阳辐射，影响地球的气候；同时， 气溶胶还能够传播污染物，影响空气质量。
它决定了大气的透明度和天空的颜色。
03
太阳辐射的反射
地面对太阳辐射也有反射作用，将部分太阳辐射反射回空间。地面的反
射率取决于地面的性质和状态，如雪地、沙漠和绿地的反射率就有所不
同。
大气的加热方式
01
02
03
直接加热
太阳辐射直接作用于大气 中的气体分子和气溶胶颗 粒，将能量传递给它们， 使其获得能量并加热。
05
对流层大气的特征
对流层大气的组成与结构
主要成分
01
对流层大气主要由氮气和氧气组成，约占99%以上。
微量成分
02
包括水汽、二氧化碳、甲烷等，这些成分对气候和环境有重要
影响。
垂直结构
03
对流层大气的垂直结构可分为对流层、平流层、中间层和热层
等。
对流层大气的温度结构
气温变化
对流层大气的气温随高度增加而降低，这是因为太阳辐射在大气 中逐渐减弱。
03
大气的受热过程
太阳辐射的吸收与传递
01
太阳辐射的吸收
太阳辐射通过大气层时，大气中的气体分子和气溶胶颗粒会吸收部分太
阳辐射能。不同物质对太阳辐射的吸收能力不同，其中水汽、二氧化碳
和臭氧是主要吸收剂。
02
太阳辐射的散射
当太阳辐射通过大气层时，大气中的气体分子和气溶胶颗粒会将部分太
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A．吸收太阳辐射 B.臭氧的吸收作用
C．地面的反射作用 D．地面辐射
2．晴朗天空呈蔚蓝色，是因为大气对太阳光的（ C ）
A．吸收作用 B．反射作用 C、散射作用 D．斜射作用
3、夏季天空多云时，白天的气温不会太高，其中具有反光镜作
用的是（ B ）
A．水汽和二氧化碳 B．云层和尘埃
请同学们阅读教材44页“大气对太阳辐射削弱作用” 这部分内容
大 气
反射
削
弱
作 散射
用
太阳 辐射
O3 太 CO2 、H2O 阳 选择性吸收
辐
射
大气上界
思考： 为什么教室里没有阳光 直接照射，也没有开灯， 但却是明亮的呢？
▼
地面吸收 下
垫
面
太阳辐射使地面受热升温
对流层大气基本不能直接吸收太阳辐射能量
大
2.3 大 气 环 境
（第一课时）
一、大气的垂直分层
高度（千米） 高 层 大 气
2000-3000
思考： 1、为什么平流层适合飞机飞
行？
2、你认为由赤道向两极对流
层高度会如何变化？
50 平 流 层
12 对 流 层
大气温度随高度变化曲线图
HT HT
平流运动 晴朗
对流运动
T(0C)
各种复杂天气现象
二、对流层大气的受热过程
气 削
反射
弱
作
用 散射
太阳 辐射
O3 太 CO2 、H2O 阳 选择性 吸收
辐
射
大 气
大气上界
辐
射
CO2 、H2O
大
大
气
地
气
面
逆
辐
辐
射
射
保 温 作 用
地面吸收 下
垫
面
练一练
CO2 H2O
大气上界
地面 “太阳暖大地” “大气还大地”
“大地暖大气”
思考：
请你运用保温作用原理，尝试分析玻璃温室（塑料大▼ 棚）对农业生产的影响。
C、臭氧
D．空气分子、微小尘埃
4、日出前的黎明、日落后的黄昏以及阴天，天空仍明亮的原因
是（ A ）
A．大气的散射作用 B．大气的反射作用
C．大气的吸收作用 D．大气的保温作用
5、对地面起保温作用的是（ D ）
A．太阳辐射 B．大气辐射 C、地面辐射 D．大气逆辐射