对流层大气的受热过程 - 刘莉

第三节大气环境

生活中处处有地理，地里中处处有生活。

爱生活，爱地理!做为凝结核,成云致雨的必要条件水汽固体杂质生物体的基本成分维持生命活动必需的物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，是“地球生命的保护伞”；到达地面的少量紫外线有杀菌治病作用干洁空气O3N278％O221％CO2大气的组成成云致雨的必要条件问：城市上空多雾的原因？

氮78.08%氧21.94%其他气体不到1%，如：CO2、O3干洁空气组成图温度oC高度(km)01250对流层平流层高层大气温度随高度增加而降低对流运动显著;天气现象复杂温度随高度增加而增加平流运动为主利于高空飞行;臭氧层保护人类环境空气稀薄，密度小电离层，有利于无线电通讯人造卫星等运行、极光、流星大气的垂直分布１０２０３０电离层1.对流层(1)概况：平均高度12千米；集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、固体杂质。(2)特点气温随高度的增加而递减（原因）

每上升1000米温度下降６oC对流运动显著——各纬度高度不同天气现象复杂多变,云、雨、雾、雪等天气现象都在这一层地面是对流层大气的直接热源与人类关系最密切的一层。地面对流层顶8～9KM17~18KM8～9KM赤道北极南极练习：一架飞机在高空11km处，从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？2.平流层(1)概况：对流层顶——50～55千米有臭氧层存在(2)特点:气温随高度而增高（原因）气流以平流运动为主有利于高空飞行吸收紫外线，保护人类环境臭氧吸收大量太阳紫外线增温3.高层大气特点：空气稀薄、密度小、气压低80～500千米的高空——若干电离层有利于无线电短波通信一、大气的垂直分布

——依据温度、密度和大气运动状况分层气温变化空气运动天气与人类关系对流层平流层高层大气天气现象复杂多变

最密切

随高度30千米以上气温迅速上升上升(有臭氧)水平运动为主

晴朗臭氧大量吸收紫外线，天然屏障，有利于高空飞行气温随高度增加而递减，0.6℃/100m(热量绝大部分来自地面

)对流运动显著低纬17∽18，中纬10∽12，高纬8∽9千米随高度气温下降再上升晴朗电离层，能反射无线电波一、对流层大气的受热过程思考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？3、太阳辐射到达地面之前要经过大气，大气对它有什么作用，主要表现为哪几种形式？分三个波段紫外光、可见光、红外光可见光削弱作用选择性吸收、散射、反射（一）、大气的对太阳辐射的削弱作用上层大气吸收紫外线（＜0.175微米）臭氧大量吸收紫外线（0.175—0.40微米）吸收散射（蓝色光）二氧化碳、水汽、云和浮尘吸收红外线地面高层大气平流层对流层反射

0-50-100501001250紫外线红外线可见光吸收红外线选择性1、吸收作用：O3（平流层）CO2水汽吸收紫外线⑵、到达地面的主要是可见光。⑶、大气直接吸收的太阳辐射的能量很少。⑴、特点O3CO2水汽O对流层（2）反射作用：特点：无选择性影响因素：云层尘埃越厚越多反射越强例：夏季，多云的白天，气温不会

。太高（3）散射作用有选择性波长越短越容易被散射例：晴朗的天空呈现蔚蓝色特点：影响因素：

太阳辐射经过的大气路径、云雾的多少、尘埃颗粒的大小水滴空气分子和微小尘埃无选择性所有的光线同样被散射小结：大气对太阳辐射的削弱作用作用形式参与作用的大气成分波长范围作用特点吸收

反射散射氧原子、臭氧（平流层）水汽、二氧化碳（对流层）云、浮尘紫外线红外线有选择性,大部分可见光可穿透水汽、云和浮尘可见光各种波长被反射一部分无选择性，云层越多（厚），反射越强大气分子、微小尘埃蓝色光最易被散射有选择性向四面八方散射各种波长光无选择性大颗粒尘埃、雾粒、小水滴1、交通信号灯“红灯停，绿灯行”的科学依据。2、旭日和夕阳、朝霞和晚霞呈橘红色以及诗句“日出江花红胜火”的原理。

3、晴朗天空呈蔚蓝色；阴沉的天空呈灰白色？讨论

日出、日落前后，太阳高度小，太阳辐射通过的路径长，大气的削弱作用强，可见光中的蓝色光大都被散射，透射下来的光线中波长较长的红橙光较多，因此旭日和夕阳呈橘红色，投射到江面上也使其染成红色。

红色光线波长较长，难被散射，穿透力强，以红灯作为停止的信号更为醒目

晴天，散射有选择性，波长短的蓝、紫色光易被空气分子所射；阴天，散射无选择性，可见光被空气分子散射。太阳辐射100%大气上界太阳常数8.24J／cm2∙min大气和地面的反射散射34%大气吸收19%大气地面吸收47%到达地面的太阳辐射由实验的得知，物体的温度越高，其辐射中最强部分的波长越短，反之则越长。（二）地面辐射和大气辐射辐射类型波长类型原因太阳辐射地面辐射地面平均温度22°C，能量主要集中在红外线部分长波辐射短波辐射表面温度6000k，能量主要集中在波长较短的可见光部分大气上界地面地面增温地面辐射射向宇宙空间大气吸收“太阳暖大地”“大地暖大气”太阳辐射地面吸收大气辐射大气逆辐射“大气还大地”太阳削弱作用（吸收、反射散射）地面大气宇宙空间太阳辐射地面辐射大气逆辐射保温作用总结：大气上界大气太阳辐射100大气和地面的反射34大气吸收19地面吸收47地面辐射12023潜热输送10湍流输送114大气吸收射向宇宙空间6射向宇宙空间60射向地面106太阳辐射、地面辐射、大气辐射之间的关系对流层大气最主要、直接的热源是对流层大气的根本热源是太阳辐射地面辐射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；3.大气以大气逆辐射的形式将热量反还给地面，起到保温作用是对流层大气增温的直接能量来源大气的温室效应补充——大气受热过程：1、大气的热源：

太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源；

地面是近地面大气主要、直接的热源。2、实质：大气受热过程，实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程3、意义：大气的受热过程影响着大气的热状况，温度分布和变化，制约着大气的运动状态。仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面昼夜温差远不如月球表面大？月球夜间由于没有大气的保温效应，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，气温很低白天，大气削弱了到达地面的太阳辐射，气温不会太高夜间，地面辐射绝大部分热量又被大气逆辐射还给地面，使气温不致降得过低白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高，气温很高大气上界地球

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，对太阳辐射的削弱作用强。夜晚多云，大气逆辐射作用（保温作用）强。解释下列现象：、

因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻。

②在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？

③、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？

人造烟幕能增强大气逆辐射，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻。（一）纬度位置：1、太阳高度角越大，等量的能量在地面分布的面积越小，表明太阳辐射就越强。(三)影响地面辐射的主要因素2、太阳高度越大，太阳辐射经过大气路程越短，受到大气削弱越小，到达地面的太阳辐射越多纬度位置越低，年平均正午太阳高度角越大，地面得到能量就越多，地面辐射就越强。（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。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。思考：为什么全球最寒冷的地方是南极大陆而不是北冰洋？例如我国年太阳辐射最强的地方并不是在纬度位置最低的南方地区，而是在青藏高原和西北地区。因为青藏高原海拔高、空气稀薄，太阳辐射强；西北地区气候干旱、多晴天，太阳辐射强。东部和南部地区多阴雨天气，大气对太阳辐射的削弱作用强。（三）气象因素：降水少、多晴天和空气稀薄的地区，大气对太阳辐射的削弱作用比较弱，到达地面的太阳辐射强。玻璃温室效应思考：为什么玻璃温室会有保温效应？

自学46-47页的阅读材料，并完成活动练习题。根据所学知识解释自然现象：1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？2、为什么白天多云，气温比晴天低，夜间多云，气温又比晴天高？3、为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？（大气对太阳辐射的散射作用）（白天云层具有很强的反射作用）（夜间云层可以增强大气逆辐射）（赤道地区地面热,空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强）5、为什么晴朗的正午天空呈蓝色？

6、某地昨天为晴朗的天气，今天为多云的天气，仅从大气的热力作用分析，哪一个气温日较差小？为什么？7、高处不胜寒；8、“十雾九晴”9、新疆瓜果特别甜（今天。多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，气温不会太高;夜晚，大气逆辐射作用强，气温不会太低）（因为蓝色光最容易被散射）（对流层大气的直接热源来自地面）

（昼夜温差大）

晴天时大气逆辐射弱思考１、拉萨有“日光城”之称，为什么其昼夜温差大？２、赤道地区为什么昼夜温差小？？青藏高原空气稀薄，太阳辐射强，导致地面辐射强，从而白天气温较高，而晚上大气逆辐射弱，地面丧失的热量多，所以昼夜温差大。赤道地区由于云层较多，白天对太阳辐射的削弱作用强，晚上则大气逆辐射强，从而减小了昼夜温差。1、下列现象出现的先后顺序正确的是：A、太阳辐射—地面吸收—地面辐射—大气削弱B、太阳辐射—地面吸收—大气削弱—地面辐射—大气逆辐射C、太阳辐射—大气削弱—地面吸收—地面辐射—大气逆辐射D、太阳辐射—大气逆辐射—地面吸收—地面辐射—大气削弱2．图中，昼夜温差最大的是

CA

陆地昼夜陆地昼夜海洋昼夜海洋昼夜AB昼晴夜晴昼晴夜阴昼阴夜晴昼阴夜阴日较差最大日较差最小平均温度最低平均温度最高读气温日变化曲线图，回答下列问题。

(1)A、B两条曲线中，表示阴天时的气温曲线是

。

(2)白天阴天，气温比晴天时较

，这是由于

。

(3)夜晚阴天，气温比晴天时较

，这是由于

。

Ａ低云层的反射作用强高大气逆辐射强，对地面起保温作用下图为“我国北方某地房屋内朝南窗户的阳光照射情况和地球公转示意图”，请回答：