大气的热力作用(2017)
太
阳
射向宇宙空间
辐
射
大
反射
气
到
辐
达
地 面
大气吸收
射 大
的
气
散射
太 阳
逆 辐
辐
射
射
地面 “太阳暖大地” “大气还大地”
地面受热 大气的保温作用
射向宇宙空间 大气上界
大气吸收
“大地暖大气” 对流层大气受热
二、大气的热力作用
影响地面辐射的因素：
（1）纬度因素 太阳高度角
单位面积获得太阳辐射的多少 太阳辐射经过大气的路径长短-----削弱作用强弱
BA
（2）下垫面因素
影响吸收和反射的太阳辐射比例的大小
太
阳辐Biblioteka 射84－95地面性质
29－35 20
沙土 黏土
22－32
26
10－15
浅色土 深色土 草地
14
耕地
新雪
不同性质地面的反射率
50
冰
7(平均)
海洋
2(赤海道洋)
(3)气象因素：大气状况不同，影响地面获得的太阳辐射不同。
大气热力作用的重要结论
夏季多云的 白天,气温不 会太高。
较短的可见 向四面八
光(蓝光、 方散射,
紫光)
有选择性
晴朗的天空呈蔚蓝色 日落后和日出前天空 是亮的；朝霞、晚霞 是橘红色的；红灯停 的原理的
注
颗粒较大的尘 各种波长
意 埃、雾粒、小 同样被散 无选择性
水滴
射
阴天的天空灰蒙 蒙的， 污染的天空是灰 白色
二、大气的热力作用
（二）大气对地面的保温作用 三种辐射、三个过程：
太阳辐射是地面增 温的主要能量来源
“太阳暖大地” （形成地面辐射）
地面辐射是对流层增 温的直接能量来源
“大地暖大气”
（形成大气辐射）
大气逆辐射对地 面起保温作用
“大气还大地”
（形成大气逆辐射）
影响保温作用的因素：
云量多少、水汽、二氧化碳的含量
大气的热力作用示意图
太阳辐射的特点
1、太阳辐射由紫外线、 可见光、红外线三部 分组成。
2、太阳辐射的能量主要 集中在可见光部分
3、太阳辐射是一种短波辐射
复习:1.太阳辐射根据波长共分为哪几个波段？
2.太阳辐射最强部分的波长集中在哪个光区？
二、大气的热力作用
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
作用 参与作用的 形式 大气成分
臭氧 (平流层)
吸 收 水汽、CO2
(对流层)
波长段
作用特点
实例
紫外线 红外线
吸收强烈,有选 择性,对可见光 吸收的很少
平流层气温 随海拔高度 增加而上升
对流层底部 气温高
作用 参与作用的 波长段 形式 大气成分
作用特点 实例
云层
反射 较大颗粒
尘埃、
空气分子、
散射 微小尘埃
各种波长 同样被反 射
无选择性,云 层越厚,反射 越强。反射是最 强的削弱作用。
2.1.0大气的热力作用
太阳 源源不断 地以电磁 波的形式 向宇宙空 间不断释 放能量的 过程称为 太阳辐射。
与本章有关的物理原理 1、物体温度越高，辐射最强部分波长越短，反 之越长。 引申：太阳温度很高，紫外线很强，为短波辐射； 地面温度较低，红外线为主，为长波辐射； 大气类同地面，以红外线为主，为长波辐射。 2、不同物质对不同波长的辐射产生作用。 引申：臭氧吸收紫外线短波辐射；二氧化碳和水 汽吸收红外线长波辐射。
电 离 层
大气的垂直分层
高层大气
平流层
臭氧层
平流层中臭氧多 对流层中水汽和 二氧化碳多。天 气复杂且多变，
对流层
大气的受热过程Biblioteka 太阳 辐射 大气反射 散射 地 面 吸 收 大气吸收 大 气 辐 射 大气逆辐射 射向宇宙空间 大气上界 大 气 吸 收
地面增温 A“太阳暖大地”
地面 地面 C“大气还大地” B“大地暖大气”
一 、大气的受热过程
1.太阳短波辐射使地面吸收能量而增温；
2.地面的长波辐射使大气吸收能量而增温；
地面是大气对流层的主要热源。 3.大气以大气逆辐射的形式将热量反还 给地面，起到保温作用
思考： 1、没有大气层地球的表面温度会是 什么状况？ 2、二氧化碳增多为什么会产生温室 效应？ 3、深秋晴朗夜晚的第二天早上为什么多 雾或霜冻？ 4、晴天与雨天温差哪个大？为什么？
大气热力作用原理
大气热力作用原理大气热力作用原理（AtmosphericThermalActionPrinciple）是一种重要的热学原理，它可以解释一些大气现象的形成机理，包括风和温度的变化以及地表热量的移动等。
下面我们从原理的基本概念和原理的演变，还有在实践中的应用等几个方面来详细阐述大气热力作用原理。
大气热力作用原理的基本概念是指大气中的热量从高温区流向低温区，也就是说，热量通过大气及其组成物件之间传递，从而影响大气中的风、温度和地表热量分布等现象。
这就是大气热力作用原理的基本概念。
大气热力作用原理的演变可以追溯到17世纪，当时，格里高利牛顿（G. Newton）提出了“传热现象”的观点，即在分散的物质之间可以发生热量的传递。
后来，拉瓦锡（Lavoisier）提出了温度的定义，即温度是一种物理量，用来表示物质的热力。
到19世纪，热力学的发展，使大气热力作用原理发生了巨大的变化，使得它可以更好的解释大气中现象的形成机理，其中特别是道里斯费曼（D. Fermi）和罗伯特布劳恩（R. Brown）关于热辐射的理论和实验，使人们更加清楚地认识到了大气热力作用原理。
大气热力作用原理在实践中有很多应用，如气象预报和气候趋势的预测，都依赖于大气热力作用原理。
气象预报是预测未来一段时间内大气中温度、水汽和风的变化，这一预测结果依赖于大气热力作用原理，也就是太阳热量的传递原理。
同样，气候趋势的预测也需要依赖大气热力作用原理，因为气候趋势是大气中时间尺度长（如几个月）上温度、水汽和风的变化，都基本上是受大气热力作用原理的影响。
此外，大气热力作用原理也可以用来解释一些天气现象的形成机理，如热带气旋，山地阵风，眩晕等。
总而言之，大气热力作用原理是一个非常重要的热学原理，它可以解释大气中一些现象的形成机理，且在气象预报、气候趋势预测等实践中都十分重要。
大气的热力作用
• 大气的温度结构 • 大气的热源和热量传输 • 大气的热力过程 • 大气的热力效应 • 大气的热力作用的影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
大气的温度结构
气温随高度的变化
气温随高度的增加而降低
这是由于大气的密度和厚度随着高度的增加而减小，导致大气对太阳辐射的吸 收和保温作用减弱。
气温随高度的变化率
在低纬度地区，由于大气较为稠密，气温随高度的增加而降低的速度较快；而 在高纬度地区，大气较为稀薄，气温随高度的增加而降低的速度较慢。
04
大气的热力效应
对流层和平流层的温度变化
对流层温度变化
对流层是大气的最低层，其温度随高度的增加而降低，这是因为地面辐射的热量主要在对流层中传递。
平流层温度变化
平流层位于对流层之上，其温度随高度的增加而升高，这是因为平流层中的臭氧吸收太阳辐射的紫外线能量。
温室效应
温室效应定义
温室效应影响
温室效应是指大气层能够让阳光透进 来照射地面，阻止地面热量散发出去 的自然现象。
湿度的过程。
当水蒸气凝结时，它会释放潜热， 使得温度升高；当水蒸气蒸发时， 它会吸收潜热，使得温度降低。
潜热交换对于云的形成、降水、 风和气候变化等都有重要影响。
非感热交换
非感热交换是指通过分子扩散和湍流 扩散等方式，在大气中传递热量和动 量的过程。
非感热交换对于大气的稳定性和气候 变化也有重要影响，它能够影响大气 的温度和湿度分布。
臭氧层破坏原因
人类活动释放的含氯和含 氟物质是导致臭氧层破坏 的主要原因，这些物质在 大气中分解臭氧分子。
臭氧层破坏影响
臭氧层破坏对人类和生态 系统产生负面影响，如皮 肤癌、白内障、生态平衡 破坏等。
高二地理知识点：大气的热力作用
高二地理学问点：大气的热力作用高二地理学问点：大气的热力作用
大气的热力作用包括两个方面：
第一，大气对太阳辐射的减弱作用。
大气的减弱作用应特殊留意哪种作用有选择性，哪种作用没有选择性，另外大气中能够起到汲取作用、反射作用和散射作用的关键物质是什么?这种减弱作用使白天的气温不会太高，不过这种减弱作用因地而异，教材明确提出由于各地太阳高度角不同，太阳辐射经过大气的路程长短不同，被大气减弱的程度不同，到达地面的太阳辐射就会有所不同。
其次，大气的保温效应，须要明确太阳辐射、地面辐射和大气辐射三者的差别和彼此的关系。
日、地、气三种辐射的差别在于：地面的温度地域太阳，大气的温度地域地面，因此太阳辐射属于短波辐射，而地面辐射和大气辐射属于长波辐射，因此能够被大气中的二氧化碳和水汽汲取。
日、地、气三种辐射的关系在于：太阳辐射经过大气被减弱一部分后，有将近一半的太阳辐射穿过了大气到达地面，地面汲取太阳辐射后增温，同时向外辐射，将热量传递给大气，大气汲取地面辐射后增温，并向外辐射，大气辐射有两部分，一小部分向宇宙空间散失;另外一大部分向地面，称其为大气逆辐射，这部分辐射在肯定程度上补偿了地面辐射损失的热量。
总结：由以上分析可以看出，太阳辐射是地球的能量源泉，大气畅快的放进太阳辐射，使地面充分的汲取太阳辐射，并将所汲
取的能量以长波的形式辐射给大气，所以地面是大气主要的干脆热源，大气充分汲取地面长波辐射，将大部分能量以长波形式辐射给地面，从而对地面保温。
理解了大气的减弱和保温作用，就能够说明地球表面昼夜温差较小的缘由，大气对太阳辐射的减弱作用使白天的气温不会太高，大气对地面的保温效应使夜晚的气温不会太低，因此昼夜温差不会太大。
大气的热力作用原理的应用
大气的热力作用原理的应用一、热力作用原理简介大气的热力作用是指空气在地球表面或空中运动时所具有的温度差异引起的现象。
这种热力作用是地球上大气环流和气候形成的重要原因之一。
热力作用原理的应用涉及气象学、地理学、能源等多个领域，其影响和作用非常广泛。
二、热力作用原理的应用1. 大气环流系统•热力作用原理对大气环流系统的形成和维持起着重要作用。
因为地球上不同地区的太阳辐射受到的角度和强度不同，导致地球表面温度差异巨大。
热空气会上升，冷空气则下沉。
这种温度差异引起的空气运动形成了大气环流系统，包括赤道低压带、副热带高压带、中纬度低压带和极地高压带等。
2. 风力发电•风力发电是一种利用热力作用原理的可再生能源技术。
当地面受到阳光的加热，空气就会膨胀，变得比较轻，而冷空气则比较密集。
这样的温度差异和空气的密度差异会产生气流，形成风。
风能通过风力发电机转化为电能。
因此，风力发电是利用大气的热力作用原理得以实现的。
3. 气象预测•大气的温度和压力变化是天气变化的重要指标。
利用热力作用原理，可以对气象进行预测。
当冷空气和热空气发生较大的温度差异时，就会形成气象现象，如台风、暴雨等。
通过观察大气的热力变化，气象学家可以预测天气的变化趋势，提供给人们做出相应的应对措施。
4. 温室效应•温室效应是指地球上的大气层对太阳辐射的吸收和反射导致的地球表面温度升高的现象。
大气中的温室气体（如二氧化碳、甲烷等）能够吸收并重新辐射地球上的长波辐射，使得热量在大气层中停留，增加了地球的整体温度。
这也是热力作用原理在地球气候变化中的应用之一。
5. 地质勘探•热力作用原理在地质勘探中也有应用。
地球表面的地热能主要来源于太阳辐射和地球内部的热能释放。
由于地壳中地下水和岩石的热化学作用，使得地下的温度差异较大。
通过观测地下温度的变化，可以判断地下的地热资源分布情况，为地热能的开发提供依据。
6. 空调制冷•空调制冷是利用热力作用原理实现的技术之一。
大气的热力作用
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而波长较短的蓝色、
紫色光越（少）。
为什么？
太阳高度角越小，太阳光线经过的大气 的路程越 长 ，被大气 吸收、反射、散射 而削弱的太阳辐射越 多 ，而且波长较
短的蓝色光更多地被散射掉，剩下较多
波长较长的红色、黄色光照在近地面的
云层上。
三、大气对地面的保温作用
试从大气的作用说明为什么地球表面温度的昼夜随时随地彰显尊贵身份。
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解释下列现象：①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
的反射作用强。
夜晚多云，大气逆辐
射作用强。
②深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗 的夜里？
大气环境—组成、分层、热力作用(2017)
此河流在山麓地带形成地貌名称是 _冲__积_扇___此地按 干湿状况划分属于__半__干_旱____区。
(2) 描述图示地区城镇的分布特点， 分析该地区大量种植番茄的社会经济因素
分布特点：沿河流、沿交通线分布。 社会经济因素：市场需求大，交通便利，国家西 部大开发政策支持，土地租金便宜及有廉价的劳 动力
1、逆温概念
高度m
高度m
正常现象
温度℃
温度℃
逆温现象
高度m
逆温层
温度℃
逆温现象
2、逆温形成的因素：
有自然原因、人为原因。
（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：
读下图和材料回答问题 材料1：逆温层的形成原因主要有以下几种：一是地面辐射冷却；二是 空气平流冷却；三是空气下沉增温；四是锋面上形成的逆温。此地冬季 往往形成明显的逆温层结。逆温产生于10月，消失于翌年4月。以1月 份的层结为最大，达3000米左右。
材料2： 此地降水冬春季节较多，最多 年份可达1000mm以上，平均降水在 500mm以上。 材料3：此地大量出产番茄，是我国著名 的番茄产地，出产番茄以有机质含量高 而出名。有多家饮料公司在此设厂。 (1)该地区种植番茄的主要限制性因素
两大过程
2.大气的增温（即“大地暖大气”）：地面长以波辐射 的形式向 大气传递热量，大气吸收地面红外线长波辐射而增温。
二、大气的热力作用
（二）大气的热力作用
1.大气对太阳辐射的削弱作用
大气的热力作用
升温慢 降温也慢
陆地
海洋
60°N
30°S
60°S
一月海平面等压线的分布图
Hale Waihona Puke 30°N30°S60°S
七月海平面等压线的分布图
----气压带断裂成单个的高低气压中心
低压 一月 副蒙古--西伯利亚高压 极 地 低 气 压 带 低压 60N
大 西 洋
亚欧大陆
太 平 洋
副 亚洲（印度）低压带 热 带 高 气 压
七月海平面等压线的分布图
南半球－－呈带状分布，特别是南纬 ３０度以南的地区
北半球－－断裂成块状分布，特别是 亚洲和太平洋地区被分裂为一个个范围很 大的低压区和高压区
为什么会有这样的差异呢？
南半球－－海洋面积占绝对优势
北半球－－陆地面积显著增大， 而且海陆相间分布
比较水和砂土的比热大小，说说海陆热力性 质的差异会对大气环流产生什么影响？ 升温快 降温也快
三、气压带和风带 对气候的影响
气压带
赤道低气压带
分布
赤道附近
成因
热力 原因 动力 原因 动力 原因 热力 原因
气 流
上 升 下 沉 上 升 下 沉
对气候影 响
湿热 干热 温湿
南北纬30度附 副热带高气压带 近 南北纬60度附 副极地低气压带 近
极地高气压带
极地附近
冷干
风向
风带 分布 对气候 北半 南半 影响 球 球 干热
低纬信风 副极地低压与极地 东北 东南 带 高压之间 风 风 中纬西风 副热带高压与副极 西南 西北 带 地低压之间 风 风 极地东风 赤道低压与副热带 东北 东南 带 高压之间 风 风
温湿
冷干
60°N
30°S
大气的热力作用
逆辐射。阅读月球表面和地球表面受热过程比较图，回答下列问题。
根据地球表面受热过程图，分析大气逆辐射对地面的作用。 大气对地面辐射几乎全部吸收， 同时又以大气逆辐射的形式把热量还给地面， 从而对地面起到了保温作用。
活学活用 阅读月球表面和地球表面受热过程比较图，回答下列问题。
运用大气对地面保温作用原理，解释夜晚月球表面温度可以达到-183℃的原因。
夜晚，月球表面辐射强烈， 没有大气对月面的保温作用， 温度下降速度很快，可达-183℃。
归纳总结：
一、太阳暖大地： 削弱作用：吸收、反射
大气反射 二、大地暖大气：地面是大气的直接热源 (云层、较大颗粒）三、大气还大地：大气的保温作用
大气吸收 CO2、H20
O3 CO2、H20Leabharlann 吸收感谢您的聆听！
地面吸收
月球： 白天热到127℃
夜晚冷到-183℃
大气的热力作用
学习目标
1、运用示意图，说明大气对太阳辐射的削弱作用。 2、通过与月球的对比，分析大气对地面的保温作用。
探究一：大气的削弱作用
一、太阳暖大地：削弱作用：吸收、反射 二、大地暖大气：地面是大气的直接热源
阅读大气的受热过程图，回答下列问题。 1、地球表面的热量来自哪里？ 太阳辐射 2、大气吸收的太阳辐射和地面辐射 有何不同？ 大气吸收少量的太阳辐射；
大气吸收大量的地面辐射 3、大气对太阳辐射的吸收会对地球
产生哪些影响。
削弱了到达地球表面的太阳辐射，使得地表白天温度不会很高。
归纳总结：
一、太阳暖大地： 削弱作用：吸收、反射
大气反射 二、大地暖大气：地面是大气的直接热源 (云层、较大颗粒）
大气吸收 CO2、H20
O3 CO2、H20
大气环境二大气的热力作用
思索
１、拉萨有“日光城”之称，为何其 昼夜温差大？ ２、赤道地域为何昼夜温差小？？
思索： 太阳辐射旳波长范围
1.太阳辐射根据波长共分为哪几种波段？
2.太阳辐射最强部分旳波长集中在哪个光区？
可见光 0.4 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 0.76
1.吸收作用
大气上界
1、从臭氧、二氧 化碳和水汽旳吸收 作用，可知大气吸 收具有什么特征？
选择性
高层大气 平流层 对流层
2、为何大气直接
吸收旳太阳辐射能 量是极少旳？
旳距离和太阳高度不同 D.西北地域旳光照资源丰富，但热量不丰富——主要是
海拔较高
课后作业
大气对太阳辐射旳减弱 作用体现在哪 些方面?
下垫面原因
太
阳
辐
射
84－95
29－35
20
22－32
26
10－15
14
50 7(平均) 2(赤道)
地面性质 沙土 黏土 浅色土深色土草地 耕地 新雪 冰 海洋 海洋
不同性质地面旳反射率
一般规律：颜色越浅旳物体，其反射就越强、 吸收就越弱；颜色越深旳物体，其反射就越弱、 吸收就越强。陆地表面旳反射率高于海洋。
2.有关平流层旳论述，正确旳是（ B ）
A、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流 B、气温基本上不受地面影响 C、在平流层中存在一种电离层，能反射无线电波 D、平流层有利于高空飞行，与人类旳关系最为亲密
3.有时地面无线电短波通讯忽然中断，这可能是（ C ）