大气环境-高一地理

大气环境

高度(km)

温度(℃)

“大气垂直分层示意图”

大气在垂直方向上分为：对流层f平流层f高层大气，其中，对流层的气温随着海拔的升高

而逐渐降低，平流层的气温随着海拔的升高而升高，高层大气的气温变化是先降低后升高。

(1)与人类关系最密切的是哪一层？为什么？

与人类关系最密切的是对流层；对流层是贴近地面大气的最底层，整个大气质量的3/4和几

乎全部水汽、固体杂质都集中在这一层，人类生活在对流层的底部，因此，该层是大气中最

活跃，也是与人类关系最密切的一层。

(2)飞机飞行在哪•层？为什么该层最适合飞机飞行？

飞机飞行在平流层，这是因为该层水汽、固体杂质极少，天气晴朗，能见度好，大气平稳，

有利于高空飞行。

一、对流层大气的受热过程

(-)大气对太阳辐射的吸收作用

人气对太阳辐射的削弱作用表

太阳辐总体波长范围：0.15〜4微米

射紫外光可见光红外光

占太阳7%(包括X射线和丫

辐射能射线)50%43%

的比例

波长(微小于0.175〜

0.40-0.76大于0.76

米)0.750.40

波长较短的蓝色光等为大气分子对流层大气中的二

经过大几乎完

绝大部分所散射，水汽、云和浮尘等可阻氧化碳、水汽、云

气层时全被上

被臭氧层挡、反射和吸收一部分可见光，和浮尘，可直接吸

发生的层大气

吸收绝大部分可见光能够直接到达地收相当数量的红外

情况吸收

面光

提问：

1、在太阳辐射能中，波长由短到长，主要分为哪几类光？各波段能量分别占太阳辐射能量

的多少？各类光的波长范围大约是多少？

按波长由短到长分别有紫外光、可见光、红外光。紫外光占太阳辐射能的比例为7%,波长

范围是0.40微米以下。可见光占太阳辐射能的比例是50%,波长范围是0.40〜0.76微米之

间。红外光占太阳辐射能的比例是43%,波长范围是大于0.76微米。

2、这些光线在经过大气时被大气削弱的情况是否相同，为什么？

不相同。紫外光几乎完全被上层大气吸收，绝大部分被臭氧层吸收。可见光绝大部分能直接

到达地面，波长较短的蓝色光等易为大气分子所散射。对流层中的二氧化碳、水汽、云和浮

尘，可直接吸收相当数量的红外光。

3、对流层大气对太阳辐射的吸收、反射、散射作用各有什么特点？

对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量；对流层大气对太阳辐射的吸收具有选择

性；波长较短的蓝色光最易被散射，因此散射也具有选择性，对流层的反射作用不具有选择

性。

4,为什么晴朗的天空多呈蔚蓝色？

大气对太阳辐射的散射图

在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝色光最容易被空气分子所散射，所以晴朗的天空呈现

蔚蓝色。

（二）地面辐射和大气辐射

物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；物体温度越低，辐射中最强部分的波长就越

长。因此，太阳辐射称为短波辐射，地面辐射称为长波辐射。

近地面大气中的二氧化碳和水，能够强烈吸收地面长波辐射而增温，所以地面是对流层大气

的直接热源。

“太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系示意图”

太

阳

辐

大气和地面的反射射

101!

・

我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况呢？

地面吸收太阳辐射而增温，同时以红外线的形式向外辐射热量•地面放出的长波辐射绝大部

分（75%〜95%）被对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收，少部分透过大气返回宇宙空间。大

气吸收了地面的长波辐射使大气增温，大气在增温的同时也向外放出红外线辐射，其中大部

分朝向地面，因辐射方向与地面辐射相反，被称为大气逆辐射。大气逆辐射把热量还给地面,

在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。

（1）深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗的夜晚？

因为晴朗的夜晚大气中的水汽含量少，因而对地面长波辐射的吸收能力就弱，进而导致大气

逆辐射弱，对地面的保温作用就弱，所以，容易出现霜冻。

（2）每年秋冬季节我国北方地区的农民常用人造烟幕的办法，使地里的蔬菜免遭冻害，其

原理是什么？

用人造烟幕，主要是为了增加大气中的烟尘，以增强大气逆辐射作用，使大气的保温作用加

强，因而使地里的蔬菜免遭冻害。

（三）影响地面辐射的主要因素：纬度位置和下垫面、气象因素。

“不同太阳高度辐射强度变化示意图”（下图）

纬度位置是如何影响太阳辐射的呢？

纬度不同的地区，年平均正午太阳高度不同，太阳辐射经过大气的路程长短各异，尤其是太

阳光线照射水平地面的角度不同，这是太阳辐射强度由低纬度向两极递减的重要原因。太阳

高度角愈大，等量的太阳辐射经过大气的路径愈短，被大气削弱的愈少。这样，同样性质的

地表，受到太阳辐射的强度就越大，所产生的地面辐射就越强。

“不同性质地面的反射率”

不同的下垫面，为什么对太阳辐射的影响不同呢？

下垫面不同，其地表性质就不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同，下垫面的热力状况就

不一样，所以不同的下垫面，其地面辐射也就出现了差异。

二、全球气压带、风带的分布和移动

（-）热力环流形成的原理

如图：假设地面上有A、B、C三地，且具有在高空的平直等压面：FlH下往上依次是1010（百

帕、1005（百帕）、1000（百帕）。此时，同一水平面气压相等,等压面与地面平行（图Do

据图讲解，如果我们在A地放一个大火炉，则显然A地近地面受热，处于冷热不均状态，A

地大气膨胀上升到上空积聚起来，上空空气密度增大，那么这里的气压就会高。为什么我们

说密度大，气压就会高呢？其实很明显，在中学物理已学到：P=Pgh,这里为同一高度，h

是不变值，因此P大，P也大。那么在A高空由于P增大，就形成了相对于同一高度的B、C

两地高空的高气压。

另外在B、C两地放一些大冰块，B、C两地冷却，空气收缩下沉，上层空气密度减小，形成

了在同一高空A处相对大密度，B、C两地的小密度（图3）。也就是形成了B、C两地高空的

低气压。

而A地的空气上升后，近地面的空气密度减小，气压比周围地区低，成为低气压；B、C两

地则为高气压。就形成了如图4的等压面。

由于冷热不均引起的空气环流我们称之为热力环流。

小廿天小|根本空气垂,同一水平面宜埠空气水

太阳辐射T冷热不均扇直运动气压差异前平运动

热力环流大气运动最简单形式

“城市热岛图”，引导学生绘图分析。

解释：由于城市中工厂、家庭和机动车辆的热量排放，以及城市建筑物高而密集的原因,

使城市和郊区相比，气温偏高，这样城市变成了一个温暖的岛屿——“城市热岛”。在上海

市观测到热岛强度（即城乡温差）为68℃（1979年11月13日）。由于“热岛”的存在,

城市中盛行上升气流，而在郊区为下沉气流，这样在城市与郊区之间便形成了小型的热力环

流。

（二）大气的水平运动

1、同一水平面上单位距离间的气压差叫做水平气压梯度O

t上

TH口

T

*f

Ji

只要在水平面上存在着气压梯度，就会产生促使大气由高气压区流向低气压区的力，即水平

气压梯度力。

气压梯度力，就是促使大气由高压区流向低压区的力，是使大气产生水平运动的原动力，是

形成风的直接原因，其方向是沿垂直于等压线的方向，由高压指向低压。

（三）全球气压带和风带的分布

“理想状态下赤道与极地间的热力环流示意图”（北半球部分）

赤道地面气温高，空气受热上升，使地面形成低压。所以，高空的空气由赤道向极地流动,

近地面的空气由极地向赤道流动。

这种因不同纬度冷热不均,而使赤道地区形成低气压带，两极地区形成高气压带的影响因素,

被称为热力因素。

1.低纬环流和信风带

“三圈环流图及低纬环流示意图”

北纬30°上空偏转

成西风，气流无

法北上在此堆枳IIJ极地冷，空

我缩下沉

气IL^G

极地高乐带

流

余空北上气流堆

右偏成西南丹枳

.卜

副极地低压带

沉

北纬30'施

近地面气流右

偏成东北-

4帝

赤道受热.空气电胀1：赤道热.空气膨胀h升|

升.近地面形成低IE

看图、问题：一、

①低纬环流圈形成的纬度范围；

②在赤道和北纬30°的地面气压高低的状况及形成原因；

③在北纬30°和赤道的近地面间形成的盛行风向及风带名称；

④在赤道和北纬30°的地区是否容易形成降水？

回答：

①赤道和北纬30°之间。

②赤道地面气温高，空气受热上升，使地面形成赤道低气压带、高空形成高压；北纬30°

的地面形成高压的原因是：来自赤道上空向北流的空气受地转偏向力的影响，由南风逐渐右

偏成西南风，在北纬30°附近偏转变成自西向东的西风，导致“堆积效应”；北纬30°附近

的上空堆积产生下沉气流，形成副热带高气压带。这种空气“堆积效应”就是气压带形成的

动力因素。

③信风带：在近地面，空气则从副热带高气压带流出，向南的一支流向赤道低气压带，逐渐

右偏成为东北风，形成东北信风带，同理，在南半球，则形成东南信风带。东北信风带与东

南信风带在赤道附近辐合上升。这样，在赤道与副热带地区之间形成两个低纬环流圈的同时，

又形成了南北半球的两个信风带。

④赤道地区为上升气流，易形成降水，北纬30。地区为下沉气流，不易形成降水。

看图问题二：

①中纬环流与高纬环流的纬度范围分别为多少？

②中纬环流和高纬环流各自是如何形成的？

③在北纬30°〜60°和北纬60°〜90°的近地面间形成的盛行风向及风带名称是什么？

④在北纬60°与北纬90°的地区是否容易形成降水？

回答：

1：中纬环流形成于北纬30°〜60°,高纬环流形成于北纬60°〜90°。

2：低纬环流使副热带地区形成副热带高气压带，而在北纬90°,由于气温低，盛行下沉气

流，形成了极地高气压带；在两个高气压之间的北纬60°,则形成了副极地低气压带，它

的形成与来自副热带高气压带和极地高气压带的两支冷暖不同的气流有关。由于这两支性质

不同的气流在北纬60°附近相遇，暖轻的气流便爬升到冷重的气流之上，形成副极地上升

气流。上升到高空后即向南北分流，其中向低纬方向流动的高空气流，流向副热带高气压带

的上空，随后转为下沉气流，这样便在副热带高气压带和副极地低气压带之间形成了一个完

整的中纬环流。而向高纬方向流动的高空气流，在极地地区下沉，于是便在副极地低气压带

和极地高气压带之间形成高纬环流。致使北纬60°附近的近地面气压降低，形成副极地低

气压带。

3：在北纬30°〜60°盛行从副高吹来的西南风，形成西风带；在60°〜90°盛行从极地高

气压带吹来的东北风，形成极地东风带。

4：因为在北纬60°有冷暖性质不同的气流相遇，形成锋面，所以容易产生降水。北纬90。

因为盛行下沉气流，因此不容易产生降水。

要求学生熟练画出气压带、风带分布的简图，并记住其名称。如下图：

90"极地高气压带

尹剧极地油气压带、

/片才中纬中风

34副热而岛气压带,

/J7低纬倍嬴

0。上赤遒低气压带

\低低位风带

3/副热带高气压带-

\、、中纬西风带二7

64__副极地低气压带

7^极地东风散

90°极地高气压带

地球上的风带和气压带

（四）全球气压带和风带的移动

看教材图P5I“风带和气压带移动示意图”，观察思考完成活动P5Z第1题相关内容:

当气压带、风带的分布以赤道为中心南北对称移动时.，是什么节气？此时太阳直射点在什么

位置？

什么季节北半球的气压带、风带向北移动？此时太阳直射点在什么位置？

什么季节北半球的气压带、风带向南移动？此时太阳直射点在什么位置？

回答：

①春季和秋季，直射赤道。②夏季，直射北回归线。③冬季，直射南回归线。

结论：由于太阳直射点随季节变化而南北移动，气压带和风带在一年内也做周期性的移动。

就北半球来说，大致是夏季北移，南半球则恰好相反。

问题：如果黄赤交角为0°,还会有气压带、风带的季节移动吗？

回答：不会。因为如果黄赤交角为0°,太阳直射点就一直在赤道上，太阳直射点没有了南

北向的季节移动，气压带和风带就没有了季节移动。

三、气压带和风带对气候的影响

气压带、风带对全球气候的影响表

气压带分布成因气流运动对气候的影响

赤道低气压带0°附近热力因素上升湿热

副热带高气压南北纬30°附

动力因素下沉干热

带近

副极地低气压南北纬60。附

动力因素上升温湿

带近

南北纬90°附

极地高气压带热力因素下沉冷干

近

风向

对气候的影

分布北半南半

响

球球

低纬信风东北东南

赤道低气压带与副热带高气压带之间干燥

带风风

中纬信风副热带高气压带和副极地低气压带之西南西北

湿润

带间风风

极地东风东北东南

副极地低气压带和极地高气压带之间冷干

带风风

(-)气压带、风带季节移动与大气活动中心

夏季冬季

原因

气温气压气温气压

陆地高低低宜曰

海陆热力性质差异

海洋低高高低

亚洲大陆太平洋大西洋

7

亚洲低压夏威夷高压亚速尔高压

月

1

.亚洲高压阿留申低压冰岛低压

月

(二)气压带、风带季节移动与季风环流

看图问题：

①何为季风？甲乙两幅哪幅是1月？哪幅为7月？

②为什么东亚地区的季风最典型？

③为什么东亚.形成的是东南季风而南亚形成的是西南季风？

亚洲冬、夏季季风示意

回答：

1季风概念：盛行风向随季节有规律变化的风叫做季风。图中甲图为1月份，乙图为7月份。

2东亚位于世界最大的亚欧大陆东部，面临世界最大的太平洋，海陆的气温对比和季节变化

都比其他任何地区显著，所以季风现象最突出。

3由于海陆热力性质差异，冬季亚洲大陆气温低形成亚洲高压，太平洋北部形成阿留申低压，

东亚盛行来自内蒙古一西伯利亚高压前缘的偏北风，低温干燥，风力强劲；夏季亚洲大陆气

温高形成亚洲低压，太平洋形成夏威夷高压，东亚盛行来自太平洋副热带高压西北部的偏南

风，高温、湿润和多雨。这就是东亚的季风。

问题：

海陆热力性质差异是形成季风的重要原因，是否是唯一原因呢？

回答：不是。气压带、风带位置季节移动，也是形成季风的重要因素。南亚地区夏季吹西

南季风的原因是气压带、风带的季节移动。夏季，太阳直射点向北移动到北半球，南半球的

东南信风越过赤道，在地转偏向力的影响下，成为西南季风。

问题：南亚地区夏季的西南季风有何特点？会带来什么后果？

回答：南亚地区夏季的西南季风来自赤道海洋，空气湿热，造成南亚夏季高温多雨。西南季

风有的年份强，有的年份弱，进退有快有慢，西南季风的强弱、进退会影响南亚地区的天气

和气候，容易造成严重的旱涝灾害。

东亚季风和南亚季风的比较表:

北冰洋

项分布地区

苔原气候

60°60我国东部、日本

东大

7温带海洋和朝鲜半岛等

季性气候温带大陆性气候

太地

40°小风气候\

西

地中海气候35平亚洲印度半岛

亚热带\

南30°

副热带、，告风气候和我国西南等

季洋热带沙漠气候

地区

20°20°洋

热带草原气候

(热带季风候

10°T710

赤道ft

刈底区带）工热带雨林气候

0

0°印度洋

气候类型大气环流状况降水特征

热带雨林气候常年受赤道低压带控制

温带海洋性气位于温带大陆西海岸，常年受西风带影年雨型

候响

位于亚热带大陆西海岸，夏季受副热带

地中海气候冬雨型

高压控制，冬季受西风带影响

夏季受赤道低气压带影响，冬季受副热

热带草原气候

带高气压带控制

夏雨型

热带、亚热带、夏季盛行来自海洋的偏南风，冬季盛行

温带季风气候来自大陆内部的偏北风

常年受副热带高气压带或信风带控制，

热带沙漠气候少雨型

降水稀少

四、天气系统:

锋面、低压、高压等天气系统的特点

1、锋系统

冷锋暖锋准静止锋

冷气团主动向暖暖气团主动向冷冷暖气团势力相

概念气团方向移动的气团方向移动的当，使锋面来回

锋锋摆动的锋

暖气

团被迫抬升徐徐爬升缓缓上滑

上升

锋前暖气团在前,冷冷气团在前,暖

锋后气团在后气团在后

雨区延伸到锋后很大

以锋后为主锋前

位置范围

天气

图

©

云/

简图*

q-ZT-M_L>HE

雨区骐

图y

过境单一暖气团控单一冷气团控单一气团控制，

刖制，温暖晴朗制，低温晴朗天气晴朗

暖气团被冷气团暖气团沿冷气团

过境抬升，常出现阴徐徐抬升，常出常出现连续性降

时雨、下雪、刮风、现连续性云雨天水天气

降温等天气气

气压升高，气温气压下降，气温

过境单一气团控制，

和湿度下降，天和湿度升高，天

后天气晴朗

气晴朗气晴朗

我国大多数降水华南“清明时节

天天气，北方夏季雨纷纷”

名

实的暴雨，冬春季江淮地区的梅雨

例一场春雨一场暖

节的大风、沙暴、季节

寒潮，一场秋雨贵阳冬半年“天

一场寒无三日晴”

2、低压（气旋）和高压（反气旋）系统

气旋、反气旋是对天气系统气流状况的描述，低压、高压是对天气系

气流（气中心气流及统气

气流的水平运动方向实例

压）状况天气状况

北半球按逆时针方

气旋中心气流上

向、南半球按顺时针

（低压中升台风

方向由四周向中心辐

心）多阴雨天气

入口

伏旱

«”

北半球反气旋南半球冬

天

北半球按顺时针方气

反气旋中心气流下

寒

向、南半球按逆时针潮

（高压中沉

方

北

秋

方向由中心向四周辐“

心）多晴朗天气

气

高

爽

散”

3、锋面气旋

第四节水循环和洋流

【水循环的过程和主要环节】

海陆间大循环（使陆地水不断得到补充，水资源的得以再生，是最重

要的循环）、海上内循环（水循环的水量最大，对于全球的热量输送

有重要意义）、陆上内循环（数量少，但对干旱地区非常重要）

主要环节有：蒸发、降水、水汽输送、地表径流、下渗、地下径流、

植物蒸腾等。

台风登陆属水汽输送环节，江河入海属地表径流环节，跨流域调水是

人类改变了地表径流。外流河参与了海陆间循环，内流河（如塔里木

河）只参与了陆上内循环。

【自然界水循环的地理意义】

①维持全球水的动态平衡②水资源不断更新③使各圈层间、海陆间实

现物质转移和能量交换④影响全球气候，塑造地表形态

1、水循环

2、我国不同地区河流的补给类型

处给特黎响因

径流的季节变化补点

给

季

节

时

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