《大气受热过程和大气运动》

大气受热过程和大气运动新课标人教版2

019图2.8《台海使槎录》初刻本清代黄叔璥在《台海使槎录》中，记述了台湾海峡两岸的风向差异:“内地之风，早西晚东，惟台地早东风，午....四时皆然。”这里的“内地”指福建，“台地”指台湾。——Preclassguidance为什么台湾海峡两岸风向的日变化相反呢?这里的风是怎样形成的?CONTENTS.……目录——Heatingprocessofatmosphere大气的受热过程——Heatpreservationeffectofatmosphereonground大气对地面的保温作用——Atmosphericthermalcirculation大气热力环流——Horizontalmovementoftheatmosphere--wind大气的水平移动——风0

1大气的受热过程——Heatingprocessofatmosphere大气能量转换的能量来源Energysourcesofatmosphericenergyconversion-01大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换太阳辐射是地球大气最重要的能量来源…

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…太阳辐射大气的受热过程(太阳暖大地)

H-processofa.(thesunwarmstheearth)-02投射到地球上的太阳辐射，要穿过厚厚的大气才能到达地球表面太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表面短波辐射长波辐射地面吸收吸收反射散射大气的受热过程(大地暖大气)

H-processofa.(Thee.isw.andthea.iswarm)-02到达地球表面的太阳辐射，被地面吸收和反射；地面因吸收太阳辐射而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气短波辐射长波辐射太阳辐射地面吸收吸收反射散射地面辐射大气吸收-02近地面大气吸收地面长波辐射以后，又以对流、传导等方式层层向上传递能量短波辐射长波辐射太阳辐射地面吸收吸收反射散射地面辐射大气吸收逸出大气的受热过程(大地暖大气)

H-processofa.(Thee.isw.andthea.iswarm)太阳短波辐射与地面长波辐射Solars.waver.andgroundlongwaveR.-03从大气的受热过程看，大气对太阳短波辐射吸收较少，太阳短波辐射能够透过大气到达地面大气对地面长波辐射吸收较多，绝大部分地面长波辐射被大气截留注：由实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短;反之则波长越长。由于地球表面的温度比太阳低得多，地面辐射的波长也就比太阳辐射的要长。相对而言，太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射…

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…近地面大气的直接热源Directheatsourcesinthea-neartheground-04地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源，对流层大气的热量主要也是来源于此…

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…大气直接热源与气温直减率Directheats.ofa-andtherateofairt.decline-05正常情况下，海拔每升高100m气温下降0.6℃但在不同地点及不同时间，可能会小于或大于0.6℃；图示富士山山顶积雪…

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…1000m12℃2000m06℃3000m0℃0

2大气对地面的保温作用——Heatpreservationeffectofatmosphereonground-01对流层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强，因此，地面辐射的长波辐射除极少部分穿过大气，到达宇宙空间短波辐射长波辐射太阳辐射地面吸收吸收反射散射地面辐射大气吸收逸出大气的受热过程(大地暖大气)

H-processofa.(Thee.isw.andthea.iswarm)-01地面辐射的长波辐射绝大部分(75%-95%)被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收；大气在吸收地面长波辐射后会增温短波辐射长波辐射太阳辐射地面吸收吸收反射散射地面辐射大气吸收逸出大气的受热过程(大地暖大气)

H-processofa.(Thee.isw.andthea.iswarm)75%-95%-02大气在增温同时，也向外辐射长波辐射；大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称大气逆辐射短波辐射长波辐射太阳辐射地面吸收吸收反射散射地面辐射大气吸收逸出大气的保温作用(大气逆辐射)

H-processofa.(Thee.isw.andthea.iswarm)大气吸收(大气逆辐射)逸出75%-95%-02大气逆辐射把热量传给地面，这就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天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强大气的保温作用(大气逆辐射)

H-processofa.(Thee.isw.andthea.iswarm)…

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…-03温室气体与全球变暖Greenhousegasesandglobalwarming人类活动化石燃料燃烧温室气体排放量增多大气吸收大气吸收地面辐射增多大气逆辐射增强保温作用增强大气辐射大气辐射地表气温升高导致全球变暖国家地理·全球气候变化宣传片NationalGeographic·globalclimatechangevideo说明地球大气的保温作用Explaintheheatp-eoftheearth'satmosphere-04地球有大气，而月球没有大气；地球和月球表面的辐射过程如图所示…

…说明地球大气的保温作用Explaintheheatp-eoftheearth'satmosphere-04观察图找出地球比月球多了哪些辐射途径说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因…

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…0

3大气热力环流——Atmosphericthermalcirculation大气运动(水平与垂直运动)Atmosphericmotionanda-thermalcirculation-01大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的大气运动有垂直运动和水平运动之分；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…

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…大气热力环流(大气运动最简单形式)T-circulation(s-Fofa-motion)-02由于地面冷热不均(根本原因)而形成的空气环流，称为大气热力环流它是大气运动的一种最简单的形式，形成过程如图所示当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动…

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…大气热力环流的形成原理

Formationprincipleofthermalcirculation-03A-热源B-冷源于是空气从气压高的A地上空向气压低的B地上空扩散当B地接受热量少时,B地空气收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压当A地接受热量多，A地近地面空气膨胀上升，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成高气压高气压低气压大气热力环流的形成原理

Formationprincipleofthermalcirculation-03A-热源B-冷源这样近地面的空气从B地流回A地，以补充A地上升的空气，从而形成了热力环流B地因有下沉气流，空气密度增大，形成高气压在近地面，A地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压高气压低气压高气压低气压大气热力环流的形成原理

Formationprincipleofthermalcirculation-03A-热源B-冷源高气压低气压高气压低气压大气热力环流是一种常见的自然现象在一定条件下，地表的冷、热差异会产生大气热力环流；台湾海峡两岸风向的日变化，反映了海陆间大气热力环流的日变化思考：气温、气压、气流三者之间有什么关系?1030hPa1050hPa520hPa540hPa大气热力环流的气压特征A-Cofatmosphericthermalcirculation-04A-热源B-冷源高气压低气压高气压低气压等压面上弯说明该处是高压，下弯则是低压，地面气压状况与高空相反，地面与高空等压面相反1030hPa1050hPa520hPa540hPa530hPa1040hPa大气热力环流的天气特征W-Cofatmosphericthermalcirculation-04气流垂直运动与天气状况上升气流容易形成降水下沉气流往往天气晴朗…

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…素材来源：星球研究所大气热力环流表现形式(海陆风)M-nofa-thermalc.(sealandbreeze)-05白天在同一水平面上，陆地气温高，形成低气压；海洋气温低，形成高气压在水平方向上存在气压梯度力，大气从高压区向低压区运动(即从海洋向陆地运动)，形成海风气温低低气压高气压气温高高气压低气压海风气温高高气压低气压气温低低气压高气压大气热力环流表现形式(海陆风)M-nofa-thermalc.(sealandbreeze)-05夜晚，在同一水平面上，陆地气温低，形成高气压;海洋气温高，形成低气压在水平方向上存在气压梯度力，大气从高压区向低压区运动(即从陆地向海洋运动)，形成陆风陆风大气热力环流表现形式(山谷风)M-nofa-thermalc.(sealandbreeze)-06白天，山坡附近的气温比山谷上空同一水平面处的气温高，因此在山坡附近形成低气压，在山谷上空形成高气压，大气从山谷中心向山坡运动形成谷风气温高高气压低气压气温低低气压高气压谷风气温高高气压低气压气温低低气压高气压大气热力环流表现形式(山谷风)M-nofa-thermalc.(sealandbreeze)-06夜晚，山坡附近的气温比山谷上空同一水平面处的气温要低，因此在山坡附近形成高气压，山谷上空形成低气压，大气从山坡向山谷运动形成山风山风-07城市中心区建筑密集，地面多硬化，吸收太阳辐射多向大气传送的热量也多此外，城市中心区人口密集，产业发达，汽车数量多，人们生活、生产向大气释放的废热较多…

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…城市热岛效应与热岛环流

UrbanheatislandeffectandheatI-circulation-07所以，在静风或微风时，城市中心区气温一般比周围的郊区高，因此把城市中心区称为“城市热岛”…

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…城市热岛概况农村商业区城市住宅郊区住宅郊区住宅中央商务区公园农田日落后温度城市热岛效应与热岛环流

UrbanheatislandeffectandheatI-circulation城市热岛效应与热岛环流

UrbanheatislandeffectandheatI-circulation-07中心区与郊区之间的温度差异，导致空气在中心区上升，在郊区下沉；高空气流由中心区流向郊区，近地面气流由郊区流向中心区中心区与郊区之间形成热力环流，这种热力环流称为“城市热岛环流”城市热岛效应与热岛环流

UrbanheatislandeffectandheatI-circulation-07中心区与郊区之间的温度差异，导致空气在中心区上升，在郊区下沉；高空气流由中心区流向郊区，近地面气流由郊区流向中心区中心区与郊区之间形成热力环流，这种热力环流称为“城市热岛环流”气温低低气压高气压气温高高气压低气压气温低低气压高气压-07城市规划时，一般把污染风险较大的工业企业布局在城市热岛环流的范围之外，避免这些工业企业排出的大气污染物，随城市热岛环流从近地面流向城市中心区有大气污染的工业应该布局在城市风范围以外城市热岛效应与热岛环流

UrbanheatislandeffectandheatI-circulation0

4大气的水平移动——风——Horizontalmovementoftheatmosphere--wind-01地面受热不均，导致空气上升和下沉，进而使同一水平面上的气压产生了差异；单位距离间的气压差称为气压梯度只要水平面上存在气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，这个力称为水平气压梯度力水平气压梯度力

Horizontalpressuregradientforce…

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…-01在水平气压梯度力的作用下，大气从高压区向低压区作水平运动，这就形成了风；可见，水平气压梯度力是形成风的直接原因水平气压梯度力

Horizontalpressuregradientforce…

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…风的形成与种类

Theformationandtypesofwind-02理想状态风Ledilstatewind……A高空的风Highwind……B近地面风Nearsurfacewind……C水平气压梯度力水平气压梯度力地转偏向力水平气压梯度力地转偏向力摩擦力风的形成与种类

Theformationandtypesofwind-02A/02·水平气压梯度力作用下的风向水平气压梯度力的方向垂直于等压线，由高压指向低压；等压线是同一高度上气压相等的点的连线如果没有其他外力的作用，风向应该与水平气压梯度力的方向一致，即风向也垂直于等压线图.在水平气压梯度力作用下的风向…

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…风的形成与种类

Theformationandtypesofwind-02B/02·水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风向风一旦形成，马上就会受到地转偏向力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向在北半球风向向右偏转；在南半球风向向左偏转；在不受摩擦力作用的情况下，风向最终与等压线平行；地转偏向力只改变风向，不改变风速…

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…图.在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风向(N高空)风的形成与种类

Theformationandtypesofwind-02C/02·水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向在近地面，风还会受到摩擦力的作用；摩擦力是指地面和空气之间，以及运动状况不同的空气层之间相互作用而产生的阻力摩擦力对风有阻碍作用，可以减小风速；在近地面，风在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用下，风向与等压线斜交…

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…图.在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向(N近地面)南半球高空风与近地面风Upperandnears-windsinthes-hemisphere-03500498496494492490气压/hPa图.在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下的风向(S高空)水平气压梯度力地转偏向力风向水平气压梯度力地转偏向力风向101010081006100410021000气压/hPa图.在水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力共同作用下的风向(S近地面)水平气压梯度力地转偏向力风向摩擦力水平气压梯度力地转偏向力风向摩擦力根据等压线确定风向和风速D-thewindd-andwindspeeda-tothei-line-04等压线是等值线的一种；等压线的疏密程度反映了气压梯度的大小，等压线越密，气压梯度越大比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由图2.17海平面气压分布(2016年11月9日6时)…

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…根据等压线确定风向和风速D-thewindd-andwindspeeda-tothei-line-04等压线是等值线的一种；等压线的疏密程度反映了气压梯度的大小，等压线越密，气压梯度越大在图上画出甲、乙两地的风向比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由图2.17海平面气压分布(2016年11月9日6时)…

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…水平气压梯度力地转偏向力西北风摩擦力水平气压梯度力地转偏向力偏东风摩擦力阅读：温室气体的发现Thediscoveryofgreenhousegases-05阳光照射地球表面，给地球带来温暖；为什么地球不持续升温，直到和太阳一样热呢？19世纪初期，法国科学家傅里叶开始探索是什么因素决定了地球的平均温度；他猜想受热的地表放射看不见的红外辐射，把热量送回了太空但是，他按此思路计算出的地表温度远远低于冰点，这和实际情况有很大差距…

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…让·巴普蒂斯·约瑟夫·傅里叶（B-JeanBaptisteJosephFourier，1768年-1830年）法国欧塞尔人，著名数学家、物理学家阅读：温室气体的发现Thediscoveryofgreenhousegases-05他进一步猜测，差距可能是地球的大气造成的；他认为地球的大气拦截了地表放射的部分红外辐射当时，大多数科学家认为红外辐射可以穿透一切气体；19世纪中期，英国科学家丁达尔通过实验证实，红外辐射的确可以穿透大气层里的主要气体——氧气和氮气，但是不能穿透二氧化碳和水汽；这就是现在所称的“温室气体”的主要成分；这样，丁达尔的实验结果验证了傅里叶的猜想…

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…约翰·丁达尔（JohnTyndall，1820～1893年)英国物理学家，英国皇家学会物理学教授Classassignment————————————读“某自然地理过程模拟实验示意图”,完成1、2题。1.该模拟实验过程中,烟的运动轨迹是 (

)

A.① B.② C.③ D.④2.该实验主要模拟的是 (

)A.大气受热过程 B.水循环C.热力环流 D.全球变暖由于城市人口集中,工业发达,释放了大量的人为热量,导致城市气温高于郊区,从而引起城市和郊区之间的局地热力环流,称之为城市风。读城市风示意图,完成3～5题。3.市区和郊区相比,近地面 (

)A.气温高,气压高 B.气温高,气压低C.气温低,气压低 D.气温低,气压高4.若在图中规划布局某化工厂,为了减少城市风对市区的污染,应选择在(

)A.甲地 B.乙地 C.丙地 D.丁地5.根据城市风的原理,今后该城市造林的重点应该选择在 (

)A.市区 B.农村 C.远郊 D.近郊区沿海城市热岛效应和海陆风之间存在相互影响的关系,据较新的研究表明,海陆风的影响范围可达上百千米。图1为某年天津市春季、夏季、冬季和全年热岛强度平均日变化曲线图,图2为天津市简图。结合图文信息,完成6、7题。6.据图1可判断天津市 (

)A.大体上日出前后,热岛效应最强B.太阳辐射越强,热岛效应越强C.与春、夏、冬季相比,全年热岛效应最强D.全年热岛效应平均日变化最大7.天津热岛效应会导致海风势力增强显著的地点是 (

)A.① B.② C.③ D.④大气的水平运动就是风,风的形成受多种因素的影响,不同条件下,风向和风速都是不同的。联系所学知识,回答8、9题。8.上图中,只影响风向而不影响风速的力是(

)A.只有③ B.①和④ C.②和③ D.①和④9.一架飞机在南半球高空中自东向西飞行,如果飞机是顺风飞行,则高压在飞行员的(

)A.南侧 B.北侧 C.东侧 D.西侧图为北半球某地热力环流示意图。读图回答10、11题。10.图中a、b、c、d四处,气压最高的是 (

)A.a处 B.b处 C.c处 D.d处11.图中甲处的风向为 (

)A.东南风 B.西北风C.西南风 D.东北风下图示意某一等高面。P1、P2为等压线,P1、P2之间的气压梯度相同,①～⑧是只考虑水平受力,不计空间垂直运动时,O点空气运动的可能方向。据此回答12、13题。12.若该图表示北半球高空,且P1数值小于P2数值,则O点的风向可能为(

)A.③ B.④ C.⑦ D.⑧13.若该图表示南半球近地面,且P1数值大于P2数值,则O点的风向可能为(

)A.③ B.④