2023-2024学年高中地理人教（2019版）必修一学案2-2 大气的受热过程和大气运动

PAGE第二章地球上的大气第二节大气受热过程和大气运动导学案班级：姓名：日期：【教学目标】1、了解大气受热的全部过程2、理解热力环流的形成原理3、掌握风的形成及其风向的判读【教学重难点】1.教学重点：大气受热过程、大气热力环流、风2.教学难点：大气逆辐射、风向的判读、热力环流的形成【研学流程】 【学】通过阅读课本P34-P39，标注重点（大气分层、各分层特点等）（要熟记课本重点知识，加深理解，注意运用）一、大气的受热过程1.大气的热量来源(1)地球大气最重要的能量来源是(2)近地面大气主要的、直接的热源是。(3)对流层大气的热量主要来源于。2.受热过程 A太阳辐射透过大气射到地面→地面被加热并以 B地面长波辐射的形式射向大气→大气升温。3.大气对太阳辐射的削弱作用:(1)吸收: 臭氧吸收,水汽、二氧化碳吸收。 干洁空气(不含水汽、尘埃等杂质的对流层大气)基本上不能直接吸收太阳辐射。(2)反射: 云、浮尘、水汽等都可以反射太阳辐射。(3)散射: 蓝、紫色光最容易被散射,所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。4.大气削弱作用原理应用：分析某地区太阳能的多寡(1)高海拔地区:(如青藏高原地区) 地势高→空气稀薄→大气的削弱作用弱→太阳能丰富 (2)内陆地区:(如我国西北地区) 气候较为干旱→晴天多、阴雨天气少→大气的削弱作用弱→太阳能丰富(3)湿润内陆盆地:(如四川盆地) 盆地地形，气候较湿润→阴雨天气多,污染物不易扩散,空气密度大→大气的削弱作用强→太阳能缺乏二、大气对地面的保温作用1.大气保温作用原理(1)大气增温: 对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强,大气在吸收地面长波辐射后会增温。(2)大气保温: 大气逆辐射把热量传给地面,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。(3)影响大气逆辐射因素: 天空有云,特别是浓密的低云时,大气逆辐射更强。2.大气受热过程原理的应用(1)大气保温作用原理应用：分析生产、生活现象 ①解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响 温室气体排放增多→大气吸收地面辐射增多→大气逆辐射增强,保温作用增强→气温 升高,全球气候变暖 ②分析农业实践中的一些现象 a我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。 b深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。 c华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。 d干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石,不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温 差,有利于水果的糖分积累等。(2)分析昼夜温差大小天气状况晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大地势高低地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大下垫面性质下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小三、大气热力环流1.大气运动分类 大气运动有和之分。 大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉,大气的水平运动即是风。2.大气热力环流(1)概念: 由于地面而形成的空气环流。它是大气运动的一种最简单的形式。(2)形成过程 ①垂直运动 ②水平运动3.热力环流的形成 由于地面冷热不均而形成的空气环流,是大气运动最简单的形式。 其形成过程可以归纳为:4.热力环流的几种常见形式 热力环流是一种常见的自然现象。海陆热力性质的差异,山谷、山坡的受热不均,人类活动等都可能导致热力环流的形成。常见形式如下:图示影响与应用常见形式海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。山谷(小盆地)常因夜间吹冷的山风,使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷(小盆地)地区不宜布局产生污染的工业。一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布局在下沉距离之外。5.等压面图的判读(1)判读气压高低 ①由于大气密度随高度增加而降低,不同高度的大气所承担的空气柱高度不同,导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。即PA>PC,PB>PD。 ②因地面冷热不均,导致同一水平面上出现气压差异,进而等压面发生弯曲,同一水平面上,等压面上凸处气压高,下凹处气压低,即PC>PD,PB>PA。 ③同一垂直方向上,近地面和高空的气压区类型相反,若近地面为高压,高空则为低压。(2)判断下垫面的性质 ①判断陆地与海洋(湖泊): 夏季,等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。 冬季,等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。 ②判断裸地与绿地: 裸地同陆地,绿地同海洋。 ③判断城区与郊区: 等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。(3)判断近地面天气状况和气温日较差 等压面下凹者,多阴雨天气,气温日较差较小。 如上图中A地;等压面上凸者,多晴朗天气,气温日较差较大,如上图中B地。(4)判断气温高低 ①甲处近地面等压面向下凹,说明A处气压低,由此可知甲处气流上升,说明甲处气温较高;乙处近地面等压面向上凸,说明B处气压高,由此可知乙处气流下沉,说明乙处气温较低。 ②根据等压面的弯曲状况和随海拔每升高1000m温度降低约6℃可知,A、B、C、D四处气温是TA>TB>TC>TD。十二字真言：四、大气的水平运动风1.风形成的过程 地面受热不均→气压梯度→水平气压梯度力→大气由高压区向低压区作水平运动→风。2.风形成的原因(1)直接原因:(2)根本原因:3.主要作用力及特征字母作用力特征A水平气压梯度力B摩擦力C地转偏向力始终与风向垂直,北半球右偏,南半4.影响风的三种力及其分析作用力方向大小对风速、风向的影响风速风向水平气压梯度力始终与等压线垂直,由高压指向低压等压线越密集,水平气压梯度力越大水平气压梯度力越大,风速越大垂直于等压线,由高压指向低压地转偏向力始终与风向垂直大小随纬度增加而增加,赤道为零不影响风速大小北半球使风右偏南半球使风左偏摩擦力始终与风向相反大小与下垫面性质有关,下垫面越粗糙,起伏越大,摩擦力越大,反之越小使风速减小与其他两个力共同作用,使近地面风向斜穿等压线5.不同情况下风的受力和风向判断风受力作用受力作用分析风向理想状态受一力作用(水平气压梯度力)风向与等压线垂直,由高压指向低压高空风受两力作用(水平气压梯度力+地转偏向力)风向与等压线平行,背风而立,气压左低右高近地面风受三力作用(水平气压梯度力+地转偏向力+摩擦力)风向与等压线斜交,背风而立,气压左前低,右后高6.风向和风力大小的判断方法(1)在等压线图上,确定任一地点风向的方法 ①在等压线图上,画出过该点的等压线的切线,并过切点作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压,但并非一定指向低压中心),表示水平气压梯度力的方向。 ②确定南北半球。面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转角度不大于45°,画出实线箭头,即为经过该点的风向,如图(以北半球为例):(2)在等压线图上比较风速的大小在同一幅图上(图1) 风速大小取决于水平气压梯度力的大小,因此,同一幅图中,等压线密集处,水平气压梯度力大,风速大;反之,则风速较小。如图1中,风速:A>B>C>D。在不同图幅上 比例尺相同:气压差大,风速大。如图2中,风速:A>B。 气压差相同:比例尺大,风速大。如图3中,风速:A>B。自主探究：探究一：读“大气垂直分层示意图M”和“大气受热过程简图N”，“某地的气压状况图P”，图P是图M中A层的某地，该地位于北半球，完成下面小题。（1）对流层气温变化特点____，原因是____。（2）B层空气以____运动为主。利于高空飞行的是____层（填字母），天气现象复杂多变的是____层（填字母）。（3）在图N中，如果A层大气中二氧化碳含量上升，会使____（填数字）增强，由此产生的全球性环境问题是____。（4）图P中甲、乙两处气温较高的是____处；若图P表示海滨地区晴热白天的热力环流图，则甲地为____（海洋或陆地）；若图P表示城市和郊区之间的热力环流，则乙地为____（城市或郊区）；若图P表示中纬度某平原地区，则甲、乙两地之间的风向为____。探究二：读“大气受热过程示意图”回答下列问题。2、多云的白天比晴天气温低,与图中甲、乙、丙中的________过程有关,霜冻灾害多发生在________(阴天或晴朗)的夜间,这一现象产生的原因与图中甲、乙、丙中的________过程有关,图中甲、乙、丙中的________是近地面大气的直接热源。3、应用图示原理解释青藏高原昼夜温差大的原因。4、太阳辐射的能量巨大,虽只有二十二亿分之一到达地球,但对地球和人类的影响却是不可估量的,请说明太阳辐射对地球的影响。5、地球上存在高级智慧生命的外部条件除了稳定的太阳辐射外,还与地球有一个______________有关。探究三：温室大棚多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物的栽培或育苗等。根据图文材料完成下列要求。（1）分析温室大棚内温度较高的原因。（2）在冬季为了保湿,菜农一般在傍晚往大棚内洒水,试说明其有助于保温的原理。（3）在深秋的清晨,当农民打开大棚工作门后,棚内通过大门与棚外会形成循环气流。在某地温室大棚示意图中用箭头在“”标出温室大棚工作门打开之后的气流运动方向。探究四：下图中图a表示“某地地形及高空等压面示意图”，图b表示的是某一水平面上大气达到平衡状态时运动方向和受力状况（等压线的单位为百帕），回答下列问题。 图a图b（1）图a中①②③④四地，气压值从大到小的排序是；（2）根据图中所示等压面推测这是____（白天或夜晚）的情况，该地吹____（山风或谷风）。（3）图b中产生大气水平运动的原动力是____（字母）；表示地转偏向力的是____（字母）；能阻碍风速的是____（字母）。（4）图b是____（南或北）半球的空气运动示意图。（5）该图表示的是____（高空或近地面）的风，判断理由是探究五：下图为我国某城市夏季午后东西方向近地面气温分布示意图。（1）解释该城市市中心近地面气温高的原因。（2）分析图示现象对该城市地理环境可能产生的影响。（3）试为改善该城市热环境提出合理化建议。探究六：读“北半球某区域等高面与等压面关系示意图”,完成下列要求。（1）图中①至⑤点,气压最高的是____,气压最低的是____近地面A和B为低气压的是____,温度低的是____。（2）在图中适当位置画箭头(“→”)完成热力环流。（3）A、B间的风向是____,②点的风向是____。（4）若图示环流为白天发生,则A、B两地位于海洋的是____。（5）若A、B两地间的温差加大,则该区域的热力环流势力将____(增强、减弱)（6）若图示环流为城市热岛环流,说明B地上空多云和雾的原因是__________。思考参考答案1、答案：（1）随海拔升高温度降低；对流层大气的直接热源是地面长波辐射（2）平流；B；A（3）①③；全球气候变暖；温室效应（4）乙；海洋；城市；西北风解析：（1）由图M可知，A层位于地表以上，12km以下，根据所学知识可知是对流层，据图可知，该层气温随海拔升高而降低，主要原因是对流层大气的直接热源是地面长波辐射，离地面近，得到的地面辐射多，气温高，离地面高，得到的地面辐射少，气温低。

（2）根据所学知识，B层位于对流层顶以上部分，为平流层，平流层的空气以平流运动为主，且天气晴朗，适宣高空飞行，对应图中的B对流层因大气中有大量的水汽和杂质，且对流运动显著，常出现复杂多变的天气现象，对应图中的A。

（3）根据图示，若大气中二氧化碳含量上升，则大气中的温室气体增多，吸收地面长波辐射多，使大气增温，大气逆辐射增强，对地面的保温作用增强，图中的③代表大气逆辐射，故③增强。温室气体增多，导致温室效应增强，全球气候变暖。

（4）结合所学等压面知识，由图可知，甲地高空等压面向下弯曲，表明甲地高空形成低压，甲地垂直方向上气流下沉，甲地近地面形成高压，乙地高空等压面上凸，表明乙地高空形成高压，乙地近地面气流上升，近地面形成低压，据此可知乙地近地面气温高，气流上升，该环流呈逆时针方向。若图P表示海滨地区晴热白天的热力环流图，由于海陆热力性质差异，白天陆地气温高，海洋气温相对较低，结合图示乙地气温高，可知乙地为陆地，甲地为海洋。若图P表示城市和郊区之间的热力环流，由于城市人口、交通工业和生活排放废热导致城市温度较高，结合图示乙地温度较高，可知乙地为城市，若图P表示中纬度某平原地区，又处于北半球，近地面气流由高压甲流向低压乙地时受到地转偏向力的作用向右偏转形成西北风。2、答案：甲晴朗丙乙解析：根据图示信息可知,甲为反射,乙为地面辐射,丙为大气逆辐射,大气逆辐射对地面起到保温作用。多云的白天,云层较厚,云层对太阳辐射的反射强,大气的削弱作用强,白天气温低,所以与甲过程有关。霜冻灾害多发生在晴朗的夜晚,因为晴朗的夜晚大气逆辐射弱,大气的保温效果差,所以与丙过程有关。地面是近地面大气直接的热源,对流层大气热量主要来自地面辐射,导致对流层大气温度随高度的增加而递减,所以与乙过程有关。3、答案：青藏高原海拔高,空气稀薄,白天大气对太阳辐射削弱少,地面得到的太阳辐射多,气温高;夜晚,大气逆辐射弱,保温作用差,气温低,所以昼夜温差大。解析：青藏高原昼夜温差大的原因主要用大气受热过程的原理进行分析。青藏高原海拔高,空气稀薄,大气透明度好,白天大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射强,地面得到的太阳辐射多,气温高;夜晚,空气稀薄,大气逆辐射弱,对地面的保温作用差,地面散失的热量多,气温低,所以昼夜温差大。4、答案：直接为地球提供光热资源,满足生物生长发育;维持着地表温度,是促进地球上的水、大气运动和生物活动的主要动力;是人类生活和生产的主要能量来源。解析：太阳辐射对地球的影响有：直接为地球提供光热资源,满足生物生长发育。太阳辐射能是维持地表温度,促进地球上的水、大气、生物活动和变化的主要动力。太阳辐射能是我们生产、生活的主要能源,一部分直接来自太阳能,如太阳能发电、太阳灶、太阳能干燥器加工农副产品等,另一部分是太阳能转化的能源,如煤、石油等化石然料。5、答案：安全的宇宙环境解析：地球存在生命的条件中的外部条件：①稳定的太阳光照—太阳一直比较稳定,提供光和热;②安全的宇宙环境—大小行星各行其道,互不干扰。6、答案：(1)城市人口密度大,社会经济活动频繁,排放的热量多;城市建筑物密度大,沥青,水泥等硬化地面多,吸收的热量多,散失的热量少;城市绿地面积占比小,吸收的热量少,加之城市大气温室气体、尘埃多,导致大气吸收地面辐射的能力提升,对地面的保温作用增强,气温高。解析：城市市中心近地面气温高的原因主要从城市人类活动产生的热源、城市下垫面性质对热量吸收与散失的差异和城市绿地面积对热量的反应及大气中保温作用(温室气体和尘埃等对热量的作用)等方面进行作答;相比郊区,城市人口密度大,工业生产、交通等社会经济活动频繁,排放的人为热量多;城市建筑物密度大,沥青、水泥等硬化地面多,热量传导较快,吸收的热量多,辐射散失较慢,损失的热量少;城市绿地面积占比小,吸收的热量少,加之城市大气温室气体、尘埃多,导致大气吸收地面辐射的能力提升,大气逆辐射增强,对地面的保温作用增强,气温高。7、答案：市中心近地面气温高,易产生热岛效应,促进城市上空的云雾量增加,使有害气体、烟尘在市区上空累积,并向郊区扩散,形成严重的大气污染﹔热岛效应会加剧空气对流,导致城市局部小气候(包括降水、光照、气温等)特征发生相应的变化,如城区降雨量明显增加等。解析：市区气温高,郊区气温低,易产生城市热岛效应,促进城市近地面气流上升,上空的云雾量增加,使有害气体、烟尘在市区上空累积,在城市热力环流的作用下向郊区扩散,形成严重的大气污染;城市热岛效应、雨岛效应,都对城市局部小气候(包括降水、光照、气温等)特征发生了相应的变化,如城市热岛效应加剧空气对流,导致城市地区降雨量显著增加,形成城市雨岛效应等。8、答案：增加绿地面积(如绿化楼顶、绿化墙壁)和水域面积;建设生态廊道、通风廊道;合理规划城市建筑物和道路等。解析：改善城市热环境的措施可从增加绿地面积、扩大水域面积,规划生态廊道、建设通风廊道、合理规划城市建筑物和道路等方面进行作答;政府合理规划,加大资金投入,加强城市绿化,增加绿地面积(如绿化楼顶、绿化墙壁)和水域面积;建设生态廊道、通风廊道,有效缓解城市热岛效应;合理规划城市建筑物和道路,改善下垫面状况等。9、答案：④⑤BA解析：据图可知,图中位于同一等压面的①②③各点气压相等;随高度升高,气压逐渐降低,所以④>③,①>⑤,故④>①=②=③>⑤,所以气压最高的为④。近地面同一水平面气压高低分布与高空相反,高空④为高压,⑤为低压(④与⑤相比),所以近地面B为低压,A为高压。A地因温度低,空气收缩下沉,形成高压,B地因温度高,空气膨胀上升,形成低压。故气压低的是B,温度低的是A。10、答案：解析：根据上一题的分析可知,高空④为高压,⑤为低压(④与⑤相比),近地面B为低压,A为高压。同一水平面气流由高压流向低压,B地受热空气上升,A地遇冷空气下沉,所以热力环流为逆时针流动。如下图：。11、答案：西北南解析：A为高压,B为低压,水平气压梯度力由高压指向低压,并且北半球地转偏向力向右偏转(相对于水平气压梯度力方向偏转大致30°—45°即可),结合图中方向信息可知,为西北风。而高空没有摩擦力,④是高压,⑤是低压,由④吹向⑤,在向右的地转偏向力作用下,偏转成南风(相对于水平气压梯度力方向偏转大致90°左右)。12、答案：A解析：结合前面分析可知,A为冷源,是下沉气流,B为热源,是上升气流。若图示环流为白天发生,海洋较陆地吸热慢,温度低,所以两地位于海洋的是A地。13、答案：增强解析：若A、B两地间的温差加大,则气压差增大,该区域热力环流势力将增强。14、答案：B地位于城区,空气对流上升运动;城区凝结核多,水汽容易凝结解析：若图示环流为城市热岛环流,则表示郊区的是A(温度低),表示城区的是B。城区气温更高,空气对流上升,水汽易凝结,加之城区受人类活动的影响,凝结核较多,所以城区上空水汽易凝结成雾或云。15、答案：（1）①＞②=④＞③（2）夜晚；山风（3）F1；F2；F3（4）北（5）近地面；风向与等压线斜交（风向在水平气压梯度力方向上偏45°）解析：（1）读某地地形及高空等压面示意图，图中②③位于同一等压面上，因此②③气压数值相等，①位于等压面下方，气压数值高于500百帕，③位于等压面上方，气压数值低于500百帕，因此气压值从大到小的排序是①>②=④>③。（2）根据图中所示等压面弯曲程度可知高空中①为高压，③为低压，因此近地面同一高度上甲为低压，乙为高压，说明此时与乙地同一水平面的甲地（谷地上方）气温较高，谷