2.31对流层大气的受热过程
第2讲对流层大气的受热过程及大气运动1讲解
高 层 大 气
50
平
平流
流
层
12
对 流 对流 层
O3 CO2 H2O
天气晴朗 天气多变
-60 -40 -20 0 20 40 温度（℃）
层次
主要特点
原因
气温随高度增加而递减，每 热量绝大部分来自
上升100米降低约0.6℃
地面
对流层
对流运动显著
上冷下热，差异大， 对流强
天气现象复杂多变，最活跃， 水汽杂质多，对流
(1)表现形式：选择 性吸收、散射和反 射。 (2)削弱强度：对流 层大气基本上不能 直接吸收太阳辐射 的能量。
削弱作用.swf
一．知识梳理 3．大气对地面的保温作用
大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现受 热过程，而大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续。 具体图解如下：
认真读图，然后说出图中各字母分别代表什么？
二．题组训练 考向二 大气的受热过程原理的应用
2．随着矿物能源的大量消耗，大气中二氧化碳不断增多。充分 利用太阳能，降低二氧化碳排放，是工农业持续发展的重要途 径。结合下图，回答问题。
(2)参考图，分别说明大棚技术 对农业生产光、热、水条件的 有利影响。
使冬季的太阳光照得以充分 利用；提高了大棚内的温度， 使作物在冬季也可种植(可以 减轻冻害，提高农业生产抗 灾能力)；有利于保持、调节 大棚内空气和土壤的水分。
A
C
H
B EF
D
G
K J
I
二．题组训练 考向一 大气的受热过程
1．(2013·北京文综)下图为地球大气受热过程示意图。读图， 回答问题。
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
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。
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。
对流层大气受热过程
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
对流层大气的受热过程[1]
空气分子和尘埃 与尘埃颗粒 大小有关
波长越短越 容易被散射
讨论下列问题和现象：
1、当南极臭氧空洞扩大到阿根廷的火地岛时， 政府为什么要求岛上的居民出门必须戴眼 镜和遮阳帽？
2、说出交通信号“红灯停”的科学依据
3、解释日出前的黎明和日落后的黄昏
4、解释青藏高原上太阳辐射量大的原因。
大气对地面的保温作用
玻璃温室
大气作用 ----保温作用
地 面 辐 射
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影响地面辐射的因素
大气上界 高纬 低纬
高纬
影响地面辐射的因素
正午
傍
大气层
晚
大气上界
清 晨
地面
影响地面辐射的因素
影响地面辐射的因素
纬 度 决定年均正午 决定 太阳辐射经过大气的路程
A、气温日变化幅度较大 B、夜晚气温较阴天稍高 C、白天大气反射作用加强 D、白天天空呈现蔚蓝色
对流层大气的受热过程[1]
探究：深秋季节，农业生产中 为了防止晚熟的庄稼遭受霜冻， 经常在田间地头用潮湿的柴草 燃起一堆堆篝火。你认为他们 这样做对防止霜冻有作用吗？ 为什么？
探究：为了改善农业生产条件，人 们采用了塑料大棚和玻璃温室进行 生产，结合你对课文中大气受热过 程的理解，你认为这种做法合理吗？ 说明理由。
因 太阳高度 素
等量太阳辐射分布的面积
不同性质的地面 下垫面因素
地势起伏
气象因素：日照时数
大气和
地面的
反射
太
阳
辐
射
射向宇宙空 间 射向宇宙空 间 大气上界
地 大气吸收 大
对流层大气的受热过程及大气运动——课件
(2)据图判断下列天气描述正确的是
( A )。朗
C．塔里木盆地吹西北风
D．华北平原盛行东北风
【审答流程】
，而
四、大气的水平运动——风
1．形成的直接原因：水平气压梯度力， 2．高空中的风和近地面的风比较
高空中的风
近地面的风
巧学易记 数字法记忆大气的水平运动 一个直接原因：形成风的直接原因——水平气压梯度力； 二种风：高空中的风——风向平行于等压线；近地面的 风——风向与等压线斜交； 三种力：水平气压梯度力——方向垂直于等压线，指向低 压； 地转偏向力——始终与风向垂直； 摩擦力——始终与风向相反。
（二）常见热力环流形式
1．海陆风 (1)成因分析——海陆热力差异是前提和关键
(2)影响与应用 海陆风使海滨地区气温日较差 减小 空气较湿润，是避暑的好地方。 2．山谷风 (1)成因分析——山坡的热力变化是关键
，夏季气温 低 ，
白天山坡比同高度的山谷 夜晚山坡比同高度的山谷 升温 快 ，气流 上升 ， 降温 快 ，气流 下沉 ， 气压 低 ，暖空气沿山坡 气压 高 ，冷空气沿山坡
高气压延伸出来 的狭长区域
注意点
最外一条封闭等压线以内 是高压中心或低压中心的 范围
高压脊控制地区与高压中 心天气状况相近
低压槽
低气压延伸出来 的狭长区域
低压槽往往与锋面结合在 一起，其控制地区与低压 中心一样以阴雨天气为主
误区警示 (1)“高压”和“低压”是针对同一水 平面上的气压差异而言的，在垂直方向上 永远是近地面的气压高于高空气压，因此， 高压的数值并不一定大于低压的数值。 (2)风从高压吹向低压是针对同一水平 面而言的。在垂直方向上气流则有可能由 低气压区流向高气压区。
误区警示
2.3 大气环境 第一课时(对流层大气的受热过程)
第一课时对流层大气的受热过程 A卷（课前）主备人：王慧审核人：王慧时间：11.6 班级：姓名：组别：【学习目标】1.了解大气的垂直分层结构、各层的主要特征及与人类的关系。
2.了解大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温效应。
3.理解大气的保温作用，并能运用这一原理解释相关现象。
4.了解影响地面辐射大小的主要因素。
【重难点】大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温作用。
【知识梳理】（阅读课本43—47页内容完成下列问题）知识点一：大气的垂直分层划分依据：根据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上划分为知识点二：对流层大气的受热过程直接来源——，根本来源——1.几个基本概念①长波辐射与短波辐射：②地面辐射：③大气辐射：④大气逆辐射：2.三个过程①太阳暖大地②大地暖大气③大气还大地3.两种作用（1）削弱作用——（2）保温作用——大气分层高度范围特点与人类的关系气温垂直变化空气运动特点对流层平流层高层大气作用形式参与作用的大气成分波的长短作用特点知识点三：影响地面辐射的主要因素1.因素2.因素3.因素【知识拓展】运用相关原理解释一些常见的现象1、为什么晴天的昼夜温差比阴天大？2、为什么晴朗的天空呈蔚蓝色？3、为什么清晨和傍晚的天空呈现红色？4、为什么青藏高原地区太阳辐射强，但是平均气温较低？第一课时对流层大气的受热过程 B卷（课后）主备人：审核人：时间：班级：姓名：组别：2018年5月9日，我国在太原卫星发射中心，用长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。
卫星入轨后，将运行在高度为705千米的太阳同步轨道上。
下图示意大气的垂直分层。
据此完成1—2问题。
1. 高分五号卫星升空过程中（）A. 气温越来越高B. 依次经过臭氧层、平流层和对流层C. 气温先降—再升—再降—再升D. 气温先升—再降—再升—再降2. 高分五号穿过对流层时,该大气层（）A. 气流水平运动明显B. 有极光现象发生C. 大气层比较稳定D. 天气现象复杂多变地膜覆盖是一种现代农业生产技术，进行地膜覆盖栽培一般都能获得早熟增产的效果，其效应体现在增温、保温、保水、保持养分、增加光效和防除病虫草等方面，完成3—4题。
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：对流层位于地球表面至对流层顶，大约高度为12-15公里。
它是大气中最靠近地球表面的一层，也是人类活动的主要区域。
大气在对流层中通过热对流和湿对流等方式进行混合，形成云雾、降水、暖湿气流等现象。
对流层的温度随高度的增加而逐渐降低。
平流层：平流层位于对流层顶部至平流层顶，大约高度为50公里。
它是对流层和臭氧层之间的过渡区域。
平流层中，温度随高度的增加而稳定或略有增加，基本上没有热对流和湿对流现象。
平流层中的风主要是水平风，风速随高度的增加而增大。
臭氧层：臭氧层位于平流层顶部，大约高度为50-80公里。
臭氧层是由臭氧分子构成的特殊区域，它的存在主要是因为紫外线辐射与臭氧之间的发生相互作用。
臭氧层具有过滤紫外线、保护地球生物系统的重要作用。
间歇层和热层：间歇层位于臭氧层上方，大约高度为80-400公里。
间歇层是大气中光学和电学现象最重要的区域，其中包括电离层、中性层和介质层等。
而热层是大气的最外层，其上层是外大气中的热层，包括热层I和热层II。
热层是电离层的一部分，主要受到太阳辐射和地球磁场的影响。
对流层大气的受热过程：对流层大气的受热过程主要包括辐射传输、热传导和对流传输三种方式。
辐射传输：辐射传输是指太阳辐射和地球辐射通过空气传播传递热量的过程。
太阳辐射主要是紫外线、可见光和红外线，而地球辐射主要是远红外线。
太阳辐射和地球辐射被大气中的气体、云雾和气溶胶等物质吸收、散射和反射，一部分热量被大气吸收，一部分直接进入地球的大气中。
热传导：热传导是指热量通过物质的分子或自由电子之间的互相碰撞传递的过程。
在对流层大气中，热传导主要通过固体和液体上层物质之间的接触传递热量。
热传导的速率与物质的热导率和温度梯度有关，当温度梯度较大时，热传导速率较快。
对流传输：对流传输是指大气中的热量通过对流运动传递的过程。
对流层大气中，热量主要通过热对流和湿对流进行传输。
热对流是指由于暖气体的浮力作用，使得气体上升，冷气体下沉的现象。