高中地理学案第三章第二节大气受热过程

大气受热过程一、大气对太阳辐射的削弱作用1.三种削弱作用比较:削弱作用特点具体表现反射无选择性云层越低、越厚,云量越多,反射越强散射有选择性太阳辐射可见光中波长较短的蓝光、紫光容易被空气分子散射吸收有选择性臭氧主要吸收紫外线;水汽和二氧化碳主要吸收红外线;可见光吸收得很少2.太阳辐射的地区差异:低纬度太阳辐射多,两极地区少。二、大气对地面的保温作用1.大气保温作用原理:(1)地面升温:地面吸收太阳辐射后升温,同时向大气层释放地面辐射。(2)大气增温:地面辐射释放的热量绝大部分被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收,大气吸收地面辐射后增温。(3)大气保温:大气在增温的同时,向外辐射长波辐射,其中大部分射向地面称为大气逆辐射,它把热量归还给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到保温作用。2.大气的削弱作用和保温作用的共同意义:大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用,减小了气温的日较差,为生物的生长发育和人类的活动提供了适宜的温度条件。判断下列说法的正误1.云层越低、越厚,云量越多,散射作用越强。 (×)2.夏季天空多云时,白天的气温不会过高,与大气反射有关。 (√)3.可见光中波长较短的红外光易被散射。 (×)4.吸收作用具有选择性。 (√)将大气成分与吸收的太阳辐射对应连线在图上填出①②③④代表的含义。提示:①太阳辐射;②地面辐射;③大气辐射中射向宇宙空间的部分;④大气逆辐射。判断下列说法的正误1.太阳辐射到达地面,地面吸收后增温,故太阳是地面的直接热源。 (√)2.地面增温后形成地面辐射,大气吸收后增温,太阳是近地面大气的直接热源。 (×)3.物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越长。 (×)4.天空中云层越厚、湿度越大,大气逆辐射越弱。 (×)能力一大气对太阳辐射的削弱作用1.大气对太阳辐射削弱作用的三种形式:削弱形式作用特点参与作用的大气成分被削弱的辐射形成的自然现象吸收作用选择性(平流层大气中的臭氧吸收紫外线;对流层中的水汽和二氧化碳吸收红外线;对可见光吸收很少)臭氧、水汽、二氧化碳紫外线、红外线反射作用无选择性云层、较大尘埃各种波长的太阳辐射夏季多云的白天气温不太高散射作用选择性(蓝、紫色光向四面八方散射)空气分子、微小尘埃波长较短的蓝、紫色光晴朗的天空呈蔚蓝色无选择性(各种波长的太阳辐射向四面八方散射)颗粒较大的尘埃等各种波长的太阳辐射阴天天空呈灰白色2.大气对太阳辐射的削弱作用随纬度、时间而有变化:(1)随时间变化(图1)。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。(2)随纬度变化(图2)。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,辐射作用越强;纬度越高,太阳辐射被大气削弱得越多,辐射作用越弱。【特别提醒】散射示意图【知识拓展】天空的颜色仰望天空,你所看到的颜色就是太阳光被大气中的气体分子散射后形成的颜色。在太阳辐射的可见光中,波长较短的蓝色光最容易被散射,所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。日出或日落时分,太阳高度角小,太阳光要穿过一层比正午时更厚的大气层,大部分蓝色光线已经被散射掉了,剩下主要包括红色和橙色的可见光。所以天空看起来是橙红色,绚丽多彩。(2021·深圳高一检测)下图是大气受热过程示意图,完成(1)～(3)题。(1)图中序号含义正确的是 ()A.①太阳辐射 B.②地面辐射C.③大气逆辐射 D.④削弱作用(2)近地面大气的主要直接热源是 ()A.① B.② C.③ D.④(3)沙漠地区白天气温高主要因为 ()A.①增强 B.②较强C.③减弱 D.④不变【解析】(1)选A,(2)选C,(3)选B。第(1)题,图示大气热力作用的基本过程,①表示到达大气上界的太阳辐射,太阳辐射穿过大气会被大气削弱,则②表示到达地面的太阳辐射;地面吸收了太阳辐射则发出地面辐射③,大气对地面长波辐射具有很强的吸收能力,之后大气发出大气辐射,其中射向地面的部分④表示大气逆辐射。大气逆辐射把能量还给了地面,对地面起了保温作用。第(2)题,近地面大气对太阳辐射的吸收作用不强,而对地面长波辐射具有很强的吸收能力,故近地面大气的直接热源是地面辐射。第(3)题,沙漠地区云少,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射多,气温较高。(2021·太原高一检测)读“大气受热过程图”,回答(1)～(3)题。(1)使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序是()A.①—②—③ B.①—④—②C.②—③—④ D.③—④—②(2)影响近地面大气温度随高度升高而递减的是箭头 ()A.① B.② C.③ D.④(3)青藏高原与同纬度地区相比太阳辐射强,但气温低,主要是由于 ()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【解析】(1)选B,(2)选B,(3)选B。第(1)题,太阳辐射将能量传递给地面,地面再将能量传给大气,大气将能量返还给地面。第(2)题,近地面大气的主要直接热源为地面辐射,近地面大气温度随高度升高而递减,图中②表示地面辐射。第(3)题,青藏高原海拔高,大气稀薄,大气对太阳辐射削弱的少,到达地面的太阳辐射较多,故太阳辐射强,即地面吸收的④辐射多;其气温低的原因是大气稀薄,大气吸收的地面辐射少,所以大气返还给地面的少,即吸收的②辐射少,导致③辐射少。能力二大气对地面的保温作用1.大气的增温过程:大气的受热过程和保温作用可形象地概括为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”,具体图解如下:2.利用保温作用原理解释地理现象:(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响。(2)应用于农业生产实践,提高生产效益。①采用塑料大棚发展农业,玻璃温室育苗等。(减少热量散失)。原理:塑料薄膜、玻璃能让太阳短波辐射透射进入,而地面长波辐射不能穿透塑料薄膜或玻璃散失,从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。②秋冬季节,北方农田人造烟雾防霜冻;寒潮来临前,菜农在蔬菜大棚内洒水防霜冻等。(增强大气逆辐射)原理:人造烟雾使大气中的二氧化碳和固体杂质增加,从而增强大气对地面辐射的吸收,增强大气的保温效应。在大棚内洒水,增加棚内空气中的水汽,增强大气对地面辐射的吸收,增强大气逆辐射。③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。(改变下垫面性质)原理:沙或鹅卵石的比热容小,白天升温快,夜晚降温快,可以增大果园中的昼夜温差。(3)昼夜温差大小的分析。分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。【特别提醒】大气逆辐射并非只有晚上存在大气逆辐射是大气辐射的一部分,是始终存在的,白天辐射更强。只是白天由于太阳辐射的影响,考虑问题时主要侧重于大气对太阳辐射的削弱作用;晚上,由于没有太阳辐射,近地面气温主要受大气逆辐射强弱的影响,因而容易产生只有晚上存在大气逆辐射的误解。铁观音是中国十大名茶之一,是乌龙茶类的代表。铁观音原产福建省安溪县,发现于1723—1735年,安溪县被农业部命名为“中国乌龙茶(名茶)之乡”。秋冬季节,当地茶农采取熏烟驱霜(晚霜来前,气温降至2℃左右时燃烧秸秆、柴草,以减轻晚霜冻害)该地区春季易受低温、霜冻的影响,为减少春茶产量及品质的下降的情况,当地茶农常采用的方法之一是喷水,防茶树受冻,以减少损失。(1)霜冻为什么多出现在秋冬季节晴朗的夜晚?(综合思维:要素的综合)提示:一是秋冬季节气温较低,二是晴天晚上云少,大气逆辐射弱,气温低,水汽遇冷凝结成霜冻。(2)燃烧秸秆、柴草防霜冻理论依据是什么?(人地协调观:人地关系的措施)提示:燃烧秸秆、柴草产生大量的烟雾,由于人造烟幕相当于增加了大气中尘埃、二氧化碳的含量,能大量吸收地面辐射,从而增强了大气逆辐射,对地面起到保温作用,从而能防御霜冻。(3)茶农喷水防茶树受冻的地理原理是什么?(人地协调观:人地关系的措施)提示:一方面,可以使空气中水分增多,增加大气的保温效应,增强大气逆辐射,减小温度变化,起到防茶树受冻的作用;另一方面,水附着在茶树叶片上,夜晚降温慢,减小温差,防茶树受冻。下图是“大气受热过程示意图”。读图,回答(1)～(3)题。(1)①～④序号正确的是 ()A.①地面辐射 B.②大气辐射C.③太阳辐射 D.④大气逆辐射(2)图中,近地面大气的直接热源来自 ()A.①B.②C.③D.④(3)古人有“放火作煴,少得烟气,则免于霜矣”的防御霜冻的做法,该做法使 ()A.①减弱 B.②增强 C.③减弱 D.④增强【思路点拨】解该类题应从以下三点入手:(1)读图要注意两个“面”即“大气上界面”和“地面”。(2)依据两个“面”确定四个辐射的方向。(3)依据辐射方向确定“辐射源”,确定辐射名称和热量传播空间。【解析】(1)选D,(2)选C,(3)选D。第(1)题,读图可知①代表到达大气上界的太阳辐射;②代表到达地面的太阳辐射;③代表地面辐射;④代表大气逆辐射。第(2)题,近地面大气主要的直接热源是地面辐射。第(3)题,烟雾能吸收地面辐射,然后以大气逆辐射的形式还给地面,所以④增强。【补偿训练】雾霾,是雾和霾的组合词。雾霾常见于城市。中国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报,统称为“雾霾天气”。下图为大气受热过程示意图。读图,完成第(1)、(2)题。(1)关于图中各数码所代表的内容,叙述正确的是 ()A.③代表近地面大气的主要的直接热源B.④代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收C.⑤代表的辐射与天气状况无关D.①④所代表的主要辐射波长的大小关系是①<④(2)雾霾天气时,图中 ()A.①减弱 B.②减弱C.③增强 D.⑤增强【解析】(1)选D,(2)选D。第(1)题,大气的受热过程包括大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用。大气对太阳辐射的削弱作用包括大气的吸收、反射和散射作用。读图,①为太阳辐射,②为反射,③为到达地面的太阳辐射,④为地面辐射,⑤为大气逆辐射。④代表近地面大气的主要的直接热源,故A项不符合题意;②代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收,故B项不符合题意;⑤代表的辐射与天气状况有关,故C项不符合题意;①④所代表的主要辐射波长的大小关系是①<④。第(2)题,雾霾天气时,大气逆辐射⑤增强。图1大气对地面的保温作用简化图图2对流层大气受热过程示意图图3大气对地面的保温作用变式图1.图形实质:试题中的大气对地面的保温作用简化图、变式图、大气受热过程图等都是教材图呈现的大气对地面的保温作用示意图的变形。做这类题目,要弄清楚太阳辐射、地面辐射、大气吸收、大气辐射、大气逆辐射等箭头的含义,并结合生活中的实例来分析。2.学科素养:读懂此图需要具备一定的综合思维与地理实践力等学科素养。大气对地面的保温作用示意图思考:(1)图中有两个太阳辐射,有何差异?提示:上面的太阳辐射是到达大气上界的太阳辐射,下面的太阳辐射是被削弱后到达地面的太阳辐射。(2)太阳辐射、地面辐射、大气辐射按波长分,分别属于什么辐射?提示:太阳辐射属于短波辐射,地面辐射和大气辐射属于长波辐射。(3)全球变暖主要是由二氧化碳增多导致的,请结合上图说明原因。提示:二氧化碳属于温室气体,二氧化碳增多,能大量吸收地面辐射,从而增强了大气逆辐射,使温度升高。(4)一天中气温最高、最低大约出现在什么时间?提示:最高大约出现在午后2:00。最低出现在日出前后。(5)露和霜冻一般出现在晴朗的夜晚,为什么?提示:晴朗的夜晚,云量少,大气吸收少,大气逆辐射弱,降温快,水汽易凝结形成露和霜冻。(水平1)读到达地面的太阳辐射示意图,完成1、2题。1.图中数字表达的含义正确的是 ()A.①地面反射 B.②大气反射C.③大气散射 D.④地面吸收2.大气中二氧化碳浓度增加,将导致 ()A.①增加 B.②减弱C.③增强 D.④减弱【解析】1选B,2选C。第1题,图中①是到达地面的太阳辐射,②大气反射,③是大气的吸收,④大气散射。第2题,二氧化碳浓度增加,可以更多地吸收太阳辐射中的红外线,所以③将增强。(水平1、2)李商隐有诗句“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声”。下图示意地球大气受热过程。读图,完成3～5题。3.“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声”,主要是因为此时 ()A.①强 B.②弱 C.③弱 D.④强4.图中数码表示短波辐射的是 ()A.①② B.②③ C.③④ D.①④5.我国北方地区的农民为了使庄稼免受冻害,在深秋的夜晚往往会在田间点燃柴草,防御霜冻。点燃柴草有利于 ()A.增强①辐射 B.增强②辐射C.增强③辐射 D.增强④辐射【解析】3选D,4选A,5选D。第3题,“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声”诗中的“阴”“雨”说明了天气,连日阴云不散,夜间大气逆辐射较强,因此出现“霜飞晚”。第4题,①是到达大气上界的太阳辐射,②是被大气削弱后到达地面的太阳辐射,③是地面辐射,④是大气逆辐射。太阳辐射属于短波辐射,地面辐射、大气逆辐射属于长波辐射。第5题,燃烧柴草可以放出二氧化碳和烟尘,增强大气逆辐射,使大气对地面的保温效应增强,从而保护作物免受冻害。6.(水平1、2)读大气对地面的保温作用图,回答下列问题。(1)图中字母代表的箭头含义分别是:A;B;C;D;

G;Ⅰ。

(2)从数量上看,A>D的原