2023学年完整公开课版大气环境

第三节大气环境如果你驾驶飞船环绕月球飞行，你会惊奇地发现月球表面布满了大大小小的月坑，展现出一幅满目苍凉的景象。月坑和环形山是月球表面最常见的地貌单元。大的可达几百千米，最大的月坑叫贝利坑，直径达295千米，深3960米。月坑的形成年龄也有早有晚，因此经常见到大的月坑里有许多大小不一的小坑，老的月坑套着新坑，或被新的月坑所破坏。根据月球科学家的统计，月面上直径大于1米的月坑数量可达3万亿个，直径大于1千米的环形构造总数在33000个以上。在月球表面，月陆区的月坑密度明显比月海区大，而月坑总面积约占月球表面积的7～10%。你知道月坑是如何形成的吗？大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要条件。读图思考：

1.随高度的上升，对流层和平流层的气温分别是怎样变化的？

2.为什么说，对流层与人类的关系最为密切？

3.为什么平流层适合于飞机飞行？气温（℃）高度（千米）5012高层大气平流层对流层宇宙火箭人造卫星极光流星气温垂直分布积雨云-1006020-20-60(二)大气的垂直分层大气的垂直分层对流层平流层对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减；只因热源是地面，天气复杂且多变。风云雨雪较常见电离层高层大气O3电离层能反射无线电短波，对无线电通讯有重要作用气温先稳后上升只因层中臭氧多水平流动天气好高空飞行很适合对流层顶对流层厚度不均,一般地说，（中低纬度）地区较厚,（高纬度）地区较薄,其原因在于（中低纬度地区热量多，温度高，对流强烈，所以厚度较厚）同时也有季节变化，夏季厚，冬季薄。12公里只是平均厚度。如果飞机由赤道的对流层顶部飞向南极，如果保持高度不变，还会继续飞行在对流层吗？为什么？臭氧层：位于距地面20-50公里的上空，位于平流层。

因为能吸收紫线，所以1）地球生物的保护伞。2）加热作用，气温随高度增加而增加（平流层）今天南极附近出现了臭氧层空洞，原因：氟氯化碳和氟氯烃制冷剂的使用。（一）大气对太阳辐射的削弱作用太阳辐射波长范围二、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？（一）大气对太阳辐射的削弱作用太阳辐射总体波长范围：0.15～4微米紫外光可见光红外光占太阳辐射能比例7％50％43％波长（微米）小于0.1750.175～0.400.40～0.76大于0.76经过大气层时发生的情况几乎完全被上层大气吸收绝大部分被臭氧层吸收波长较短的蓝色光等为大气分子所散射，水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和吸收一部分可见光，绝大部分可见光能够直接到达地面对流层大气中的二氧化碳、水汽、云和浮尘，可直接吸收相当数量的红外光思考：1.大气对太阳辐射的削弱作用，主要有哪几种形式？各有什么特点？2.为什么晴朗的天空多呈现蔚蓝色？(雨过天晴）对流层大气的组成：干洁空气，水汽、固体杂质大气对太阳辐射的选择性吸收作用地面高层大气平流层对流层臭氧大量吸收紫外线二氧化碳、水汽吸收红外线大气对太阳辐射的反射作用：参与的大气成分：特点：大气对太阳辐射的散射作用：参与的大气成分：云层、尘埃无选择性空气分子和微小尘埃特点：具有选择性图示巧记：吸收、散射、反射思考以下现象是哪些热力作用形成的？1、红灯停，绿灯行，散射具有选择性，波长越短越容易被散射，波长越长越不容易被散射。不被散射掉就会传播的远，在大雾天气里，红灯光不容易被散射，容易让司机及行人看到，避免发生危险。（散射）2、朝霞和晚霞看起来是红色／黄色的。日出和日没的时候,太阳光要穿过较厚的大气层才能到达地面.当太阳光通过厚厚的大气层时,波长较短的蓝光、青光、紫光大部分已被上层大气散射掉了,到达近地面大气时主要只有波长较长的红光、橙光、黄光了.这些红、橙、黄色的光照射在云彩上,天空中就形成了鲜艳夺目的红霞了.（散射）3.日出前与日落后天空仍是亮的。散射作用形式

参与作用的大气成分

波长范围

作用特点吸收

反射散射臭氧（平流层）水汽、二氧化碳（对流层）紫外线红外线有选择性，大部分可见光可穿透云层、尘埃各种波长均被反射无选择性，反射光呈白色空气分子、微小尘埃波长较短的蓝色光易被散射向四面八方散射，有选择性大气对太阳辐射的削弱作用（二）地面辐射和大气辐射太阳辐射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思考：为什么我们说太阳辐射是短波辐射，而地面辐射和大气辐射都是长波辐射？大气上界大气（二）地面辐射和大气辐射太阳辐射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思考：计算出大气中热量收入和支出各是多少。大气上界地面太阳辐射地面吸收大气吸收地面辐射大气吸收射向宇宙空间射向宇宙空间大气辐射射向地面大气对地面的保温作用“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还热给大地”大气增温大气主要的直接热源是地面大气逆辐射地面地面地面增温昼夜（1）白天多云时，由于云层对太阳辐射的

作用增强，到达地面的太阳辐射强度

，所以地面温度比晴天

。（2）夜间多云时，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

。（3）晴天与阴天比昼夜温差晴天阴天>反射减弱低逆辐射(保温）高大气削弱作用和保温作用：白天,在阳光垂直照射的地方温度高达127摄氏度；夜晚,温度可降低到零下183摄氏度。试解释月球表面昼夜温差远大于地球表面温差。月面无大气，白天没有对太阳辐射的削弱作用，晚上没有对月面的保温作用。例：深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗的夜晚？入秋后的气温随冷空气的频繁入侵而明显降低,尤其是在晴朗无风的夜间或清晨,地球表面的云层稀薄,空气中水汽少，地面辐射射向宇宙空间的多，大气逆辐射弱,地面和植株表面温度迅速下降,当植株体温降至0℃以下时,植株体内细胞会脱水结冰,遭受霜冻危害.?

北方每到深秋季节，农民常常在田间燃烧柴草秸秆，人为制造大量烟幕，使地里的蔬菜免遭冻害，其原理是什么呢？

增加CO2、水汽、尘埃等，吸收地面辐射，增强大气逆辐射，提高夜晚的温度，防止霜冻。解释生活现象总结：大气辐射中应关注大气逆辐射（保温作用）掌握影响大气逆辐射的因素：

云层或水汽或CO2的多少。睛天夜晚，云层或水汽少，大气逆辐射弱，气温低多云的夜晚，云层或水汽多，大气逆辐射强，气温高月球的夜晚，无云层或水汽，无大气逆辐射，气温低人造烟雾，CO2与水汽多，大气逆辐射多，气温高太阳地面大气宇宙太阳辐射削弱作用地面辐射地面辐射大气辐射大气逆辐射理解大气的削弱作用和保温作用的基本原理，通过图表说明大气的受热过程。能力提升思考：一天中气温最高值出现在几点？为什么？（三）影响地面辐射大小的主要因素1、纬度因素2、下垫面3、气象因素（三）太阳高度与辐射强度大气上界AB太阳高度与辐射强度思考：A，B两种情况下，地面得到太阳辐射强度是否一样？为什么？1.纬度：影响太阳高度及路程纬度低—太阳高度大—经过的大气路程短—大气削弱少纬度高—太阳高度小—经过的大气路程长—大气削弱多地球太

阳

辐

射2.不同性质地物的反射率不同29－35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2022－3210－15261484－95507(平均)2(赤道)思考：地表物体颜色的深浅和干湿状况对太阳辐射的反射率有何不同？浅／干反射率高，深／湿反射率低。大气上界大气地面反射地面对太阳辐射的反射与吸收呈现什么关系？负相关影响地面辐射主要因素纬度太阳高度大小地面辐射强弱下垫面反射率低高气象因素天气晴阴（三）影响地面辐射大小的主要因素玻璃温室效应思考：什么是温室气体？为什么玻璃温室会有保温效应？阅读材料：温室效应原理大气的温室效应与玻璃温室效应。把地球的大气层当成玻璃。对太阳辐射几乎透明，对地面辐射能大量吸收。即短波进得来，但长波出不去。太阳辐射玻璃容器思考：空的玻璃容器与装有沙的容器，哪个容器内的气温高，为什么？2.在大气的垂直分层中，随高度增加而气温上升并能反射无线电波的是（）

A．平流层B．电离层C．臭氧层D．对流层3.霜冻多出现在深秋或第二年早春晴朗的夜晚，这是因为（）

A．大气逆辐射弱

B．大气对地面辐射的吸收作用强

C．大气的反射作用强D．大气的保温作用强BA1．干洁空气的主要成分是（）

A．臭氧、二氧化碳B．二氧化碳、水汽

C．水汽、氧气D．氧气、氮气D达标练习AA1A2ABB1B2CC1C24.读大气模式图，回答问题：1.A、B、C中表示短波辐射是（），表示长波辐射的是（）。2.A1小于A的原因是（），具体表现为A2更小的原因是（

）。3.B1称为（），有霜的夜晚B1（）。