新教材高中地理第三章地球上的大气第二节第2课时大气对地面的保温作用学案湘教版必修第一册

第2课时大气对地面的保温作用
自主学习·必备知识
基础预习
一、地面辐射和大气辐射
1.概念比较
序号辐射名称辐射类型作用
Ⅰ太阳辐射① 短波辐射地面的直接热源
Ⅱ② 地面辐射长波辐射对流层③ 大气主要的直接热源
Ⅲ大气辐射长波辐射—
Ⅳ④ 大气逆辐射大气逆辐射对地面起⑤ 增温
2.影响地面辐射的主要因素有⑥ 纬度因素、下垫面因素、气象因素。

3.云层增厚、湿度增大会使大气逆辐射⑦ 增强。

◆点拨纬度位置越低,年平均正午太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,地表获得的太阳辐射越多,地面辐射也就越强。

二、大气的保温作用
1.地面辐射释放的能量,绝大部分都被截留在对流层大气中,使大气增温。

2.大气逆辐射直接⑧ 补偿地面辐射损失的热量。

自我诊断
判断下列说法的正误。

1.大气温度最高的时候大气辐射最强。

( √ )
2.“高处不胜寒”是由于高处空气稀薄,吸收的太阳辐射少,所以气温较低。

( × )
解析：地面是对流层大气主要的直接热源,高空空气稀薄,吸收地面辐射较少,大气逆辐射弱,保温效果弱,故“高处不胜寒”。

3.大气逆辐射把热量还给地面,补偿了地面辐射损失的热量,对地面起保温作用。

( √ )
4.全球变暖将导致大气吸收地面辐射的热量增多。

( × )
解析：当温室气体如二氧化碳增多,则可以吸收更多的地面辐射,从而产生更多的大气逆辐射,对地面保温作用更强,故地面温度更高。

由此可见大气吸收地面辐射的热量增多是全球变暖的原因,而题干因果颠倒,故说法错误。

互动探究·关键能力
探究主题大气对地面的保温作用
探究活动大气对地面的保温作用
阅读图文材料,探究下列问题。

2020年12月17日1时59分,嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆,探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。

移民月球一直是人类的梦想,但“月球移民”难度依然较大,这是因为月球表面昼夜温差很大,白天阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚,温度可降到−183℃。

（1）为什么月球上的温度变化如此剧烈,而地球上的温度比较稳定呢？
（2）运用“大气受热过程”原理,分析撒哈拉沙漠昼夜温差大的原因。

答案：（1）月球上没有大气层,不能对昼夜温差进行调节。

地球上有大气层,白天大气层削弱太阳辐射,使得到达地面的太阳辐射较少,地面温度上升缓慢；夜晚大气逆辐射对地面有保温作用,使地面温度下降缓慢。

（2）撒哈拉沙漠晴天多,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射多,地面温度高；夜晚大气逆辐射弱,保温作用弱,地面温度低。

故撒哈拉沙漠昼夜温差大。

解析：（1）本题主要用大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用来解释即可。

（2）撒哈拉沙漠降水少、晴天多,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,地面温度高；夜晚保温作用弱,地面温度低,故昼夜温差大。

知能整合
一、大气受热过程图示
二、大气对地面的保温作用
地面吸收太阳辐射而增温,同时以地面辐射的形式向上传递热量。

近地面大气吸收地面辐射增温,同时向外辐射能量。

其中大部分向下传递给地面,称之为大气逆辐射,另一部分射向宇宙空间。

可以用三句话对其进行概括：“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还地面”。

如下图所示：
三、运用大气受热过程的原理分析昼夜温差大小的思路
昼夜温差的大小主要结合大气受热过程原理从地势、天气状况、下垫面性质几方面分析。

1.地势：地势高→大气稀薄→白天大气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→地面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。

素养培育
综合思维
1. 阅读材料,探究下列问题。

材料一电视剧《闯关东》中的场景：“主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害,在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草（下图）……”
材料二大气对地面的保温作用可分解为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还地面”三个环节。

下图示意大气对地面的保温作用。

（1）简述深秋晴朗的夜晚容易出现霜冻危害的原因。

（2）分析主人公朱开山在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃柴草的作用。

（3）请谈谈你是如何理解“大气对地面的保温作用”。

答案：（1）深秋晴朗的夜晚,云量少,大气吸收地面辐射能力弱,大气温度低,大气逆辐射弱,大气保温作用弱,地面温度很低且下降很快。

温度低,空气中的水汽容易凝华成霜,出现霜冻。

（2）烟雾中含有大量二氧化碳、水汽、尘埃,能强烈吸收地面辐射,提高大气温度,增强大气逆辐射,减少地面辐射损失的热量,对地面起到保温作用,可预防霜冻。

（3）“太阳暖大地”即地面吸收太阳辐射而増温；“大地暖大气”即对流层大气吸收地面辐射而增温；“大气还地面”即大气逆辐射将大部分热量返还给地面。

解析：（1）深秋晴朗的夜晚,空中的云量较少,大气吸收地面辐射的能力比较弱,大气温度较低,这样大气逆辐射就比较弱,大气保温作用也比较弱,此时地面温度极低且降温速度较快。

在温度低到一定程度时,空气中的水汽容易凝结成霜,此时便会出现霜冻现象。

（2）柴草在燃烧时会产生大量烟雾,烟雾中含有大量的二氧化碳、水汽以及尘埃,这些物质能大量吸收地面辐射,大气温度会随之逐渐升高,这样大气逆辐射的强度便会增强,大气逆辐射会把一定的热量返还给地面,从而减少地面辐射损失的热量,对地面起到保温作用,可以用来预防霜冻灾害的发生。

（3）“太阳暖大地”即地面吸收太阳辐射后逐渐升温；“大地暖大气”即对流层中的大气吸收地面辐射后升温；“大气还地面”即大气逆辐射会将大部分大气吸收的地面辐射的热量返还给地面。

这就是所说的“大气对地面的保温作用”。

随堂巩固·自我测评
读大气的受热过程图,完成下面四题。

1.图中的序号代表大气逆辐射的是
A.①
B.②
C.③
D.④
答案：C
解析：③箭头由大气指向地面,为大气逆辐射,①②表示大气对太阳辐射的削弱作用,④为地面辐射。

2.近地面大气主要的直接热源是
A.太阳辐射
B.地面辐射
C.大气辐射
D.大气逆辐射
答案：B
解析：大气直接吸收的太阳辐射很少,但是大气中的水汽和二氧化碳能强烈吸收地面辐射而使温度升高,因此近地面大气主要的直接热源是地面辐射。

3.“绿水青山就是金山银山”,倡导低碳生活,减少CO2排放。

这样可以使( )
A.①增强
B.②增强
C.③减弱
D.④减弱
答案：C
解析：图中①表示大气的反射作用,②表示大气的吸收作用,③表示大气逆辐射,④表示地面辐射。

CO2能吸收地面辐射而使大气温度升高,倡导低碳生活,减少CO2排放,可以减少大气吸收的地面辐射,进而减弱③大气逆辐射。

4.我国青藏高原昼夜温差大是因为( )
A.白天地面吸收强,夜晚①弱
B.白天反射作用强,夜晚②弱
C.白天太阳辐射强,夜晚③弱
D.白天大气辐射强,夜晚④弱
答案：C
解析：青藏高原海拔高,空气稀薄,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,太阳辐射强,气温高；夜晚大气的保温作用（③）弱,地面热量散失快,气温低,因此昼夜温差大,C正确。

实践活动·科学探知
温室效应
1.实验要求：选几个晴朗日子的早晨和午后,进行大气温室效应的模拟实验。

2.实验准备：全班分为若干个实验小组,制定实验方案。

3.实验器材：两支温度计及用于悬挂温度计的线和支架（或铁丝）、两个大小相等的纸箱（为了确保测量温度差异的准确性,纸箱尽量大一点）、一块大于纸箱口的塑料薄膜或玻璃板、观测记录表等。

4.实验步骤
（1）在两个纸箱中各悬挂一支温度计,将其中一个纸箱用塑料薄膜或玻璃板盖住箱子口。

先将两个纸箱放在室内,早晨六点左右观察并记录两支温度计显示的温度。

然后将两个纸箱移到室外阳光下（纸箱下最好垫上红砖,以减少地温对箱内温度的影响）,午后两点左右再次观察并记录两支温度计显示的温度。

（2）填写气温记录表。

课题：“模拟大气温室效应”气温记录表
课题组成员：课题组长：记录员：
观测地点观测时间（北京时间）开口纸箱内气温（℃）封闭纸箱内气温（℃）
（3）将观测到的气温绘制成折线图或直方图,并用所学知识和原理解释两个纸箱中气温差异的成因,总结出有关气温的变化规律。