对流层大气受热过程
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
2.3.1-对流层大气的受热过程解析
为什么一 天中气温 到达最大 值是午后 2点左右?
3.大气热力作用下气温的日变化规律
时间 太阳辐射
强度 地面储存
热量 地面温度
地面辐射
气温
日出—正午 正午—14时左右
不断增强 不断增多 不断升高 不断增强 不断上升
开始减弱
增多—盈余—亏 损 升高—13时达最 大值—降低 继续增强至13时 达最大值—减弱 继续上升至14时 达最大值
√A、到达的地面辐射少B、到达的太阳辐射少 C、空气淡薄D、气压低
例1 (2023·大纲全国卷)一般状况下，空气的密度与气温、空气中的水 汽含量呈负相关。以以以下图示意北半球中纬某区域的地形和8时气温状况剖 面。高空自西向东的气流速度约20千米/时。据此答复(1)～(3)题。
(1)此时甲、乙、丙三地的大气垂直状况相比较( ) A．甲地比乙地稳定 B．乙地对流最旺盛 C．乙地比丙地稳定 D．丙地最稳定 (2)正午前后( ) A．甲地气温上升最快 B．乙地可能消逝强对流天气 C．丙地刮起东北风 D．甲地消逝强劲的偏南风 (3)该区域可能位于( ) A．黄土高原B．内蒙古高原C．华北平原 D．东南丘陵
2、大气对地面的保温作用
太阳 辐射
短波辐射，其余 均为长波辐射
如何区分 射向宇宙空间
大气反射1 散射2
大
气
大
地 面
辐 吸收3 射
吸
气 吸 取
收
大气逆辐射
大气上界
地面增温
地地面面将热量还给地面，从而
起到保温作用
“太阳暖大地” “大气还大地”“大地暖大气”
A A2
A1
是〔
B2
C2 B C1
B1
C
读左图，答复以下问题：
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大气环境
对流层大气能量主要来自哪里？
太阳辐射。
是直接来自太阳辐射吗？还是间接的来自太阳辐射？
太阳辐射经过大气层会受到哪些削弱作用？
太阳辐射要经过哪些环节才能给对流层大气加热？
一、对流层大气的受热过程
（二）下垫面（地球表面，含陆面和洋面）：
一般规律：颜色越浅的物体，其反射就越强、吸收就越弱；颜色越深的物体，其反射就越弱、吸收就越强。陆地表面的反射率高于海洋。
1
南极大陆内部是全球最寒冷的地方，除与其高纬度、高海拔等因素外，极冰的强反射也是形成其低温的重要原因。
2
影响大气逆辐射的主要因素
云量
空气湿度
影响地面辐射的主要因素
纬度
下垫面
其他因素——气象因素
c
d
反馈练习
AC
A
对流层大气的直接热源是 （A）太阳辐射 （B）地面辐射 （C）大气辐射 （D）大气逆辐射 霜冻多出现在晴朗的夜里是因为 （A）空气中的水汽多 （B）太阳辐射弱 （C）地面辐射弱 （D）大气逆辐射弱
B
D
迁移应用
Ａ
Ｂ
ａ
b
读图分析：太阳辐射强度从高纬向两极递减的原因
01
03
02
04
05
太 阳 辐 射
不同性质地面的反射率
29－35
20
22－32
10－15
26
14
84－95
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
（2）夜间多云时，由于云层 地面长波辐射， 并使大气 作用增强，补偿了地面 辐射损失的热量，所以地面温度比晴天 。
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。
高中地理必修Ⅰ 第3章 对流层大气的受热过程与热力环流
大气垂直分层
对流层
臭氧层
平流层的22 km～27 km处存在臭氧层 是地球生命的天然屏障
大气垂直分层
主要特点
原因
气温随高度升高而增高； 臭氧吸收紫外线； 大气以水平运动为主； 上热下冷； 水汽、杂质少 大气平稳，天气晴朗
大气垂直分层
高层大气
主要特点
存在若干电离层 能反射无线电短波 对无线电通信有重要作用
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）
判断坡向
同纬度地区，有地形阻挡作用地区的冬季气温 高于无地形阻挡地区
图示内容
数值大小及变化
由南向北气温递减，说明位于北半球；从气温 高低可以判读上图所示为北半球夏季等温线 等温线特征
可判断区域所在半球：向 北递减——北半球，向南 递减——南半球。可判断 不同区域温差大小
图示内容
延伸方向
与纬线平行(受太阳辐射影响)；与海岸线平行 (受海陆位置影响)；与等高线平行(受地形、地 势影响) 等温线特征
D.削弱太阳辐射，减少农作物水分蒸腾 解析 结合前面分析，主要目的是削弱太阳辐射，减小农作物水分蒸腾，
选D。
解析答案
反思归纳
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。
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基础梳理
(2)影响地面辐射的因素
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，影响地面获得的太阳辐射不
同。
影强[“ 射特知 —响弱别—识提大 ,2大串示、气气”] 吸:大太逆(收1阳)气大辐—辐气—中射射保大—温的温气—作室升因地用温面气素可—吸以体—:收1归大、,—3纳气—、地成逆地易辐云面面于射增量辐理。温解的射—和—多的掌地少握面的辐
考点一 对流层大气的受热过程
基础梳理
2．对流层大气的受热过程
(1)太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系
大气上界 吸收
反射
大气逆辐射
太阳辐射
地面辐射
考点一 对流层大气的受热过程
1．大气的受热过程
深化探究
太
大
大
阳
地
气暖Biblioteka 暖还大大
大
地
气
地
考点一 对流层大气的受热过程
深化探究
由上图可知，大气的受热过程可归纳为下表：
考点一 对流层大气的受热过程
1． 大气的垂直分层
基础梳理
考点一 对流层大气的受热过程
基础梳理
垂直分层 对流层
气温变化
与人类关系
大气下热上冷，空气上
随高度升高
而 降低
升，对流现象显著，与
人类最密切
随高度升高 大气平稳，天气晴朗适
平流层 而 升高
合飞机飞行
高层大气
随高度增加
先 降低 存在若干电离层，对无
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。
考点一 对流层大气的受热过程
深化探究
(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的多
寡。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，
()
温慢。
(× )
解析
“露重见晴天”就是说早上多露，则说明晴天的夜 间，由于大气逆辐射弱，气温低，地表降温快。
考点一 对流层大气的受热过程
试题调研
(2013·北京文综)下图为地球大气受热过程示意图。 读图，回答第2题。
2． 大气中 A．臭氧层遭到破坏，会导致①增加 B．二氧化碳浓度降低，会使②减少 C．可吸入颗粒物增加，会使③增加 D．出现雾霾，会导致④在夜间减少
(2)近地面大气主要、直接的热源是地面,而不是太阳辐射。
考点一 对流层大气的受热过程
深化探究
2.
大气受热过程原理的应用
温室大棚的原理：太阳辐射能透
(1)解释温室过气体温大室量的排玻放璃对全到球达变地暖面的，影响而地面
辐射则不能透出温室，因此热量
被保留在温室里。大棚温室改造 (2)应用于农了业生农产作实物践生，长提高的生热产量效条益件。
大气的削弱作用弱，太阳能丰富。
青藏高原为什么太阳能丰富？四川 盆地为什么太阳能贫乏？ 青藏高原为什么太阳能丰富？而气 温却不高呢？
考点一 对流层大气的受热过程
试题调研
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。)
(1)(2009·广东文基)气象谚语有“露重见晴天”的说
法。就此现象正确的解释是，地面辐射强，地表降
过程
具体过程
热量来源
太阳暖 太阳辐射到达地面，地面吸 太阳是地面
1 大地
收后增温
的直接热源
地面是近地
大地暖 地面增温后形成地面辐射，
2 大气
大气吸收后增温
面大气的
直接热源
大气增温后形成大气辐射，
通过大气
大气还 其中向下的部分称为大气逆
3
大地
逆辐射把热 辐射，它将大部分热量还给
量还给地面
地面
考点一 对流层大气的受热过程
后 升高
线电通信有重要作用
B C
考点一 对流层大气的受热过程
试题调研
(2)(2013·浙江文综)近年来，雾霾天气在我国频繁出现，
空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直
分布的4种情形。图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情
形是④。
(×)
解析
①情形下部热上部冷，空气对流显著，利于污染物扩 散。其他三种情形，都在不同高度存在逆温现象，不 利于污染物扩散。