大气受热过程和热力环流导学案（二）高中地理新人教版必修第一册

2.2.1大气受热过程和热力环流（二）（明确目标，1分钟）（课标要求：运用示意图，说明大气受热过程和热力环流原理，并解释相关现象）1.运用示意图，说明大气的受热过程，并解释相关现象。2.运用示意图，说明大气的保温作用，并解释相关现象。3.运用示意图，说明大气热力环流的原理，并解释相关现象。（1分钟，教师导入，激发学生学习兴趣）左图为寒潮来临前，人们用熏烟的方式来保护果树，为什么熏烟能减轻果树的冻害？右图为草原犬鼠的洞穴示意图，为何草原犬鼠洞穴的两个出口一高一低？进入今天的课堂，我们可以揭开这两个谜底。提示：熏烟能增加空气中的二氧化碳、水汽和尘埃，增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻。犬鼠洞穴有两个出口，一个是平的，而另一个则是隆起的土堆，隆起的土堆使洞口处气流抬升，这样两个洞口之间形成热力环流，能给犬鼠带来习习凉风。（5分钟，请你以下面示意图为线索，回顾你预学过的知识）（30分钟探究、小组讨论、小组展示、完善答案）探究一、大气的热力作用基础探究太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。下列两图示意大气的受热过程和大气对地面的保温作用。【问题】（1）太阳辐射在到达地面前会经受哪些阻碍？（2）地面增温的主要原因是什么？（3）为何“高处不胜寒”？（4）为什么冬季多云的夜晚不太冷？【答案】（1）大气对太阳辐射的吸收、反射和散射（大气的削弱作用）。（2）太阳辐射在穿过大气层后，大部分到达地面，地面吸收太阳辐射而增温。（3）近地面大气的热量主要来自地面辐射，随着海拔的升高，大气获得的地面辐射逐渐减少，因而气温逐渐降低。（4）冬季多云的夜晚，云量较多，大气逆辐射作用强，对地面的保温作用强。深度探究歌曲《草原上升起不落的太阳》中唱道：蓝蓝的天上白云飘，白云下面马儿跑……【问题】（1）晴朗的天空为什么是“蓝蓝的”？（2）云层对太阳辐射产生什么影响？【答案】（1）蓝光、紫光波长短，容易被空气分子所散射，所以晴朗的天空是“蓝蓝的”。（2）云层对太阳辐射的反射作用很显着。【典例示范】下图为大气受热过程示意图。读图，完成1～3题。1.近地面大气主要、直接的热量来源是（）A.①辐射 B.②辐射C.③辐射 D.④辐射2.青藏高原地区太阳辐射强，但近地面气温比同纬度平原地区低，主要是因为（）A.大气吸收①辐射少B.大气吸收②辐射少C.地面吸收③辐射少D.地面吸收④辐射少3.图中箭头④比①细的主要原因是（）A.大气逆辐射 B.大气削弱作用C.地面反射作用 D.地面削弱作用【解析】解答本题首先要明确图中各数字代表的辐射，①代表太阳辐射，②是地面辐射，③是大气逆辐射，④是到达地面的太阳辐射。第1题，近地面大气主要、直接的热量来源是地面辐射。第2题，青藏高原虽然太阳辐射强，但是由于海拔高、空气稀薄，大气吸收的地面辐射少，气温低。第3题，太阳辐射穿过大气层时，受大气的吸收、反射等削弱作用，从而使到达地面的太阳辐射有所减少。【答案】1.B2.B3.B【探究小结】1.大气的受热过程（1）能量来源地球大气热量的根本来源：太阳辐射。近地面大气主要、直接的热源：地面辐射。“高处不胜寒”现象的原因：海拔越高处，距离地面越远，获得的地面辐射越少，气温越低，因此近地面大气的气温随高度增加而递减。（2）大气的受热过程受热过程具体说明地理意义环节Ⅰ：“太阳暖大地”绝大部分太阳辐射透过大气射到地面，地面因吸收太阳辐射能而增温地面增温→太阳是地面的根本热源环节Ⅱ：“大地暖大气”地面被加热，并以地面辐射的形式向大气传递热量，除少数透过大气射向宇宙空间外，绝大部分被近地面大气中的水汽和二氧化碳等吸收大气增温→地面是近地面大气主要、直接的热源环节Ⅲ：“大气还大地”大气在增温的同时也向外辐射热量，其中大部分射向地面，称为大气逆辐射，将大部分热量返还地面热量返还地面→实现大气对地面的保温作用（3）大气的两大作用①对太阳辐射的削弱作用吸收作用：具有选择性，臭氧主要吸收紫外线，二氧化碳和水汽主要吸收红外线。反射作用：没有选择性，与云层厚度有关。散射作用：波长越短的可见光越容易被散射。②大气对地面的保温作用大气增温产生大气辐射（长波辐射），其中射向地面的那部分称为大气逆辐射，其将部分热量还给地面，补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。拓展：大气对太阳辐射的削弱作用随纬度、时间而变化（1）随纬度变化（图Ⅰ）纬度越低，太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射越多；纬度越高，太阳辐射被大气削弱得越多，到达地面的太阳辐射越少。（2）随时间变化（图Ⅱ）正午太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，辐射作用越强；反之，被大气削弱得越多，辐射作用越弱。注意：大气逆辐射是大气辐射的一部分，白天和晚上是始终存在的，并且白天辐射更强。2.大气受热过程在实践中的应用现象原因晴朗天空呈蔚蓝色晴天时，太阳光中的蓝、紫色光易被散射阴沉天空呈灰白色阴天时，云层厚，大部分太阳光被反射日出前、日落后天空明亮大气的散射作用改变了太阳光的方向白天多云时气温比白天晴天时低多云时，云层反射作用强，到达地面的太阳辐射少夜晚多云时气温比夜晚晴天时高夜晚多云时，大气逆辐射强，地面散失热量少晚秋或寒冬霜冻多出现在晴朗的夜晚晴朗夜晚，大气逆辐射弱，热量散失多，地面气温低，易出现霜冻、大雾等现象青藏高原光照强但气温低高原上空气稀薄，大气削弱作用小，但保温作用也弱利用烟雾防霜冻烟雾能增强大气逆辐射，减少地面热量的散失探究二、热力环流基础探究热力环流是大气运动的一种最简单的形式，海陆风和城市风是常见的热力环流形式。下图为热力环流模拟实验示意图。【答案】（1）说出实验汇总烟的运动轨迹。（2）若实验模拟夜晚的海陆风，热水和冰块分别表示什么？（3）在下图中用箭头绘出城郊之间的热力环流方向。（4）简述城郊之间热力环流形成的主要原因。【答案】（1）呈顺时针方向运动。（2）热水表示海洋，冰块表示陆地。（3）（4）城市中的生产与生活活动释放了大量热量；导致城市温度比郊区高，城郊之间受热不均从而形成热力环流。深度探究“穿堂风”也叫“过堂风”，是气象学中一种空气流动的现象，是流动于建筑物内部空间的风。我国许多地区民居设计都充分考虑了穿堂风。下图为我国西南山区的传统民居穿堂风示意图。【答案】（1）与“穿堂风”的形成有关的地理原理是什么？（2）比较“穿堂风”形成过程中流入区和流出区气温、气压差异。（3）民居房前石子地面、房后种植林木，可以明显增强夏季穿堂风。请加以解释。【答案】（1）热力环流。（2）流入区：气温低、气压高。流出区：气温高、气压低。（3）石子地面增温较快，林木增温较慢，（房前石子地面、房后林木）增强了房前房后的温差，增强了热力环流。【典例示范】某中学生在我国西北某地进行野外考察时，感受到林地和沙地间存在热力环流。下图示意该同学考察时的情形。读图，完成1-2题。1.下列四幅图为该同学依据观察结论绘制的当时的热力环流示意图，其中正确的是（）A.B.C.D.2.推断此现象最明显的时间段，是当地（）A.日出前后 B.午夜前后C.日落前后 D.正午前后【答案】1.A2.D【解析】第1题，沙地较林地比热容小，所以白天沙地升温快，近地面气温高，盛行上升气流；夜晚沙地降温快，近地面气温低，盛行下沉气流。由于该同学是在白天考察的，结合以上分析，A选项正确。第2题，此时沙地气流上升，说明沙地的温度较高，该现象最明显的时间段应是当地正午前后，故D选项正确。【探究小结】1.热力环流的形成（1）一个过程（2）两个方向垂直方向与冷热差异有关，热上升，冷下沉水平方向与气压差异有关，从高压流向低压（3）三个关系①温差关系：（如上图中甲、乙两地所示）②风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。③等压面的凹凸关系受热：低空下凹、高空上凸。变冷：低空上凸、高空下凹。2.常见的热力环流形式及其影响热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同，山谷、山坡冷热不均，人类活动都有可能导致热力环流的形成。具体分析如图表所示。形式形成过程图示影响海陆风滨海地区白天因陆地升温快，空气膨胀上升，近地面形成低压；海洋上气温低，产生下沉气流，形成高压，风由海洋吹向陆地，形成海风（图a）；晚上与白天热力作用相反，风由陆地吹向海洋，形成陆风（图b）海陆风使得滨海地区气温日较差减小，降水增多山谷风山谷地区白天山坡比同高度的大气温度高，暖空气沿山坡上升，形成谷风（图c）；夜间山坡比同高度的大气温度低，冷空气沿山坡下滑，形成山风（图d）山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染城市风城市居民生活、工业和交通工具释放出大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”，引起空气在城区上升，在郊区下沉，在城区和郊区之间形成了小型的热力环流。近地面风由郊区吹向城区，叫城市风一般将绿化带布置于气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置于气流下沉距离之外（2分钟，根据思维导图对本节课内容和素养进行小结）【答案】①大地暖大气②冷热不均读大气受热过程示意图，回答1~2题。1.图中序号表示正确的是()。A.①为太阳辐射 B.②为大气辐射C.③为云层吸收 D.④为地面反射2.近地面大气主要的、直接的热源是()。A.① B.② C.③ D.④【解析】第1题，读图分析可知，①为到达大气上界的太阳辐射，②为被大气削弱之后的太阳辐射，③为大气逆辐射，④为地面辐射。第2题，近地面大气主要的、直接的热源是④地面辐射。【答案】1.A2.D2.D读海陆间热力环流中的海风形成过程示意图，回答3~4题。3.此时海陆间近地面的气压分布形势是()。A.海面上为高气压，陆地上为低气压B.海面上为低气压，陆地上为低气压C.海面上为高气压，陆地上为高气压D.海面上为低气压，陆地上为高气压4.图示海风形成的主要原因是()。A.白天，陆地降温快 B.白天，陆地升温快C.夜晚，陆地降温快 D.夜晚，陆地升温快【解析】第3题，从图中可以看出海风由海洋吹向陆地，这说明海面上气压高，陆地上气压低。第4题，受海陆热力性质差异的影响，白天陆地升温快，近地面空气受热上升形成低压，空气由海面吹向陆地形成海风。【答案】3.A4.B地膜覆盖是一种现代农业生产技术，采用该技术可以提高农产品的产量和品质。图a示意西北地区春播地膜覆盖景观，图b示意西北地区秋季果园地膜覆盖景观。读图，回答5~6题。5.图a中地膜覆盖的首要目的是()。A.保温保湿 B.增强光照C.防风固土 D.抑制杂草6.图b果园中地膜的主要作用是()。A.阻滞地面辐射——提高地温B.阻滞太阳辐射——降低地温C.提高地面反射率——苹果着色D.提高地面反射率——阻吓飞鸟【解析】第5题，图a中的地膜覆盖处于农作物播种时期，大多为春季，此时气温较低、降水较少，地膜覆盖可以减少地面辐射向外损失的能量，具有保温作用，同时地膜可