大气的组成分层和对流层大气受热过程

万物生存离不开大气大气——包围地球的空气一、大气的组成及其作用氮气78%氧气21%其他气体1%CO2、氩气、O3等干洁空气组成图1、大气的组成干洁空气、水汽、固体杂质成云致雨的必要条件，起凝结核作用水汽固体杂质生物体的基本成分维持生物活动的必要物质植物光合作用的原料；对地面保温吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害成云致雨的必要条件；大气组成主要作用干洁空气O3N2O2CO22、大气各成分的作用讨论归纳以下表格：活动探究在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲的长跑运动员往往成绩优异，结合教材，试推测其原因。榆中多巴海埂兴隆呈贡海拔/m19962366188821181906经度104°02′E103°31′E102°41′E117°22′E102°48′E纬度35°52′N35°52′N25°01′N40°36′N24°53′N在中国地图上找到表21所列的高原训练基地的位置。表21我国部分高原训练基地的地理坐标高原地形高原地势，空气稀薄，运动员的血液输氧能力差，在高原训练就是利用气压低的条件来提高血液的输氧能力，当运动员返回平原时，就会感到轻松，比赛成绩显著提高。二、大气的垂直分层原理：根据大气的温度、密度等物理性质在垂直方向上的差异，将大气圈进行分层-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100102030405060人造卫星5012高层大气平流层对流层温度/℃高度/Km气温垂直分布流星1、大气垂直结构气温变化厚度大气运动状况对流层⑴对流层主要特点天气状况8-18千米因纬度和季节的不同而不同。随高度增加而递减（下热上冷）；上升1000米，下降6度。对流显著天气和气候变化显著。原因水汽尘埃含量多对流运动显著原因热量主要来自地面辐射2、各层主要特点讨论：对流层气温上低下高，原因是什么？会引起哪些现象？根据对流运动的规律，其厚度的时空分布有何规律？对流层厚度的变化纬度17~1810~1210~128~98~9N90°60°30°0°30°60°90°S厚度（KM)5101520夏季：厚冬季：薄随季节变化随纬度变化上海：夏季16千米冬季11千米对流层的厚度为什么存在时空差异？地表气温差异导致对流强度不同。逆温现象：有时候出现下列情况：①海拔上升，气温升高；②海拔上升1000米，气温下降幅度小于6°C。这就是逆温现象。逆温现象往往出现在近地面气温较低的时候，如冬季的早晨。逆温现象使空气对流运动减弱，大气中的污染物不易扩散，大气环境较差。A发生时稳定性特别强不利于垂直运动,易出现大气污染B最有利于逆温发生的条件是平静而晴朗的夜晚C日出前后的逆温层最厚,日出后地面温度升高,逆温层慢慢消失逆温现象特征逆温现象发展过程：平流层臭氧层气温变化天气状况对流层⑵平流层主要特点范围大气运动状况对流层顶至50-55千米；臭氧层位于其中随高度增加而上升上热下冷大气水平流动晴朗原因臭氧吸收太阳紫外线为何有利于高空飞行？水平运动，大气平稳；天气晴朗，能见度好。范围气温变化平流层对流层⑶高层大气主要特点平流层顶以上，包括中间层（55-85千米）热层（85-500千米）外大气层（500千米以上）随高度增加先降低后升高高层大气在70-500千米之间存在一个电离层地面电离层无线电波反射无线电波3、大气各层对人类活动影响名称对人类活动的影响对流层平流层热层水汽、尘埃最集中——天气和气候变化最显著臭氧层吸收太阳紫外线；航空最佳飞行层电离层反射无线电波——对电讯通讯工程建设有意义4人类活动对大气成分的影响（1）温室效应①矿物燃料（煤、石油）的使用②大量砍伐森林（2）臭氧空洞：使用氯氟烃（3）酸雨矿物燃料（煤、石油）的使用，排放硫、氮等氧化物二、大气对太阳辐射的削弱作用削弱作用：大气对太阳辐射的削弱作用，主要表现为选择性吸收、散射和反射

紫蓝青绿黄橙红太阳辐射1、从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用，可知大气吸收具有什么特性？2、为什么大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的？1、吸收作用地面高层大气平流层对流层臭氧大量吸收波长大于0175微米的紫外线二氧化碳、水汽吸收红外线选择性大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少，大部分可见光能够透过大气到地面吸收波长小于0175微米的紫外线2、散射作用：特点：具有选择性空气分子和微小尘埃参与的大气成分：波长越短越容易被散射思考：为什么晴朗的天空多呈现蔚蓝色？波长较短的蓝色、紫色光最容易被小的空气分子散射。3、反射作用无选择性特点：参与的大气成分：水汽、云（最显著）和浮尘思考：为什么白天多云，温度不会太高？厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射，所以气温低。大气对太阳辐射的削弱作用小结：作用形式参与作用的大气成分被削弱的光线作用特点吸收

反射散射臭氧（平流层）水汽、二氧化碳（对流层）紫外线红外线吸收强烈，有选择性，大部分可见光可穿透云层、尘埃各种波长同样被反射无选择性，反射光呈白色空气分子、微小尘埃蓝色光最易被散射向四面八方散射，有选择性（1）概念：地面吸收透过大气的太阳辐射后升温，同时又对外（主要是向大气层）释放辐射能量。（2）地面辐射为长波辐射，太阳辐射为短波辐射。（3）作用：对流层能够直接吸收部分的地面辐射，地面辐射是对流层大气增温的直接能量来源。（二）地面辐射和大气辐射1、地面辐射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”“大气还大地”“大地暖大气”大气辐射射向地面太阳辐射大气吸收、散射、反射地面吸收2、大气辐射（1）概念：大气吸收地面辐射增温，同时也向外辐射能量，即大气辐射。射向地面的大气辐射，称为大气逆辐射。（2）影响因素：大气中含有水汽、二氧化碳越多，吸收的地面辐射越多，大气辐射越强。（3）大气辐射和大气逆辐射也为长波辐射。大气保温作用：1、大气吸收地面辐射，阻止热量散失2、大气逆辐射把热量还给地面，补偿了部分地面损失的热量小资料由于月球上没有大气，月球表面昼夜的温差很大。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。仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面温度的昼夜变化不像月球那样明显？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11、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？跟踪训练：晴朗的夜晚天空水汽、云含量少，大气逆辐射弱，地面热量散失多，所以多霜冻。2、为什么点火放烟能起到防御霜冻的作用？人造烟幕能增强空气中的尘埃，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。沙漠地区晴天多，白天大气对太阳辐射的削弱作用小，气温高；夜晚大气对地面的保温作用弱（特别是大气逆辐射弱），气温低。3、沙漠地区（晴天）为什么气温日较差大？1晴朗的天空为什么是蔚蓝色的？大气的散射作用引起的，波长较短的蓝色、紫色光最易被小的空气分子散射。2日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的？散射作用将太阳辐射的一部分能量射向四面八方，所以在黎明和黄昏虽然看不见太阳，但天空仍很明亮。探究：1、温室内气温高于温室外的原因是什么？纬度低——太阳高度大——经过的大气路程短—大气削弱少——地面获热多纬度高——太阳高度小——经过的大气路程长——大气削弱多——地面获热少大气上界地球AB（三）影响地面辐射的因素：1、纬度因素L1L2纬度低——太阳高度大——光热集中——单位面积地面获热多纬度高——太阳高度小——光热分散——单位面积地面获热少２、下垫面因素下垫面是指与大气下层直接接触的地球表面下垫面的状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例出不同几种下垫面的反射率比较：新雪＞冰＞沙土＞浅色土＞草地＞耕地这导致世界各地地面辐射的变化，并不完全与纬度的变化相一致３、其它因素：以气象因素影响最大。1空气密度大小空气越稀薄，大气削弱的越少，到达地面的太阳辐射越多。2）空气洁净程度空气越洁净，云和尘埃越少，其反射作用越弱。到达地面的太阳辐射就越多。问题探究：读图比较不同性质地面的反射率，描述其规律？太阳辐射下垫面（陆地和海洋表面）其它因素，如大气纬度（三）影响地面辐射的因素大气的热力作用大气对太阳辐射的削弱作用大气