【名师一号】2020-2021学年高中地湘教版必修1学案-2-3-1

课堂互动与探究抓要点知识详解学问点一大气垂直分层地球上的大气，依据温度、密度等物理性质的差异，在垂直方向上可分为对流层、平流层和高层大气。各层次的基本状况如下表：大气分层高度气温垂直变化空气运动天气现象与人类的关系规律缘由对流层低纬17—18千米，中纬10—12千米，高纬8—9千米气温随高度增加而递减，大约每上升1000米，气温降低6地面是对流层大气主要、直接的热源，离地面越远，气温越低对流运动显著简单多变人类生活在对流层底部，该层与人类关系最亲密平流层自对流层顶至50—55千米下层气温随高度变化很小，30千米以上气温随高度增加而快速上升该层气温基本上不受地面影响，而靠臭氧大量吸取太阳紫外线增温平流运动为主天气晴朗①臭氧大量吸取紫外线，成为人类生存环境的自然 屏障；②大气稳定，利于高空飞行高层大气自平流层顶以上到大气上界2000—3000千米起初随高度增加而递减，后随高度增加而上升高空有氧原子吸取太阳辐射自下而上先对流后平流稳定少变80—500千米高空有若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用提示：图解大气垂直分层(如下图)点拨：逆温现象。在对流层底部有时会消灭气温随高度增加而上升的现象，导致空气“脚重头轻”，气象学上称这种现象为“逆温”。我国大部分地区地处中纬度地带，属东亚季风气候区，逆温现象时常消灭。一旦逆温层消灭，将严峻阻碍空气垂直运动，阻碍烟尘、污染物、水汽分散物的集中，有利于雾的形成，使大气污染更为严峻。逆温一般有三种类型，如下表所示：类型发生的条件消灭的地区辐射逆温经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温快速下降，而高空大气层降温较慢在中高纬度，这种逆温黎明前最强平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或大气层上中纬度沿海地区续表类型发生的条件消灭的地区地形逆温主要由地形造成，由于山坡散热快，冷的空气循山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升盆地和谷地点拨：利用大气热力作用原理解释自然现象。现象缘由晴朗天空呈蔚蓝色波长较短的蓝紫色光易被空气分子所散射日出前、日落后天空仍旧光明空气分子或微小尘埃的散射作用转变了太阳辐射的方向交通信号“红灯停”的科学依据红色光线波长较长，难被散射，穿透力强，红灯作为停止的信号更为醒目白天多云时气温比晴天低多云的云层反射作用强，到达地面的太阳辐射少夜晚多云时气温比晴天高夜晚多云时大气逆辐射强，地面散失热量少人造烟雾的防冻原理可增加大气逆辐射，提高地面温度晚秋或初冬，霜冻消灭在晴朗夜晚及“十雾九晴”晴朗夜晚，大气逆辐射弱，气温低，易消灭霜冻及雾等天气现象【例1】读大气的垂直分层图，回答下列问题。(1)大气垂直分层的依据是________。(2)A层是________层，B层是________层，C层是________。(3)A层气温随高度________，由于________；B层气温随高度________，缘由是________。(4)对流运动猛烈的是________层，有利于飞机飞行的是________层，对无线电短波通信有影响的是________层，放射的人造卫星一般在________层中运行。(5)某波音飞机起飞时，机场风雨交加，飞机起飞后，快速做爬升运动，结合所学学问，解释这是为什么。[解析]大气温度的垂直变化状况打算了空气的垂直运动状况，随着高度的上升空气密度变得越来越淡薄，到2000千米—3000千米高空，大气的密度已与星际空间的密度格外接近。依据温度、密度和大气运动状况，将大气划分为三层，即对流层、平流层和高层大气。其中对流层气温随海拔上升而降低，有利于空气对流运动，由于大气质量的3/4和几乎全部的水汽、固体杂质都集中在该层，所以天气简单多变，雨、雪、雾等天气现象几乎全部集中在该层。平流层气温特点是上部高，下部低，不利于空气对流运动，以平流运动为主，有利于高空飞行。高层大气中空气淡薄，与之摩擦产生的热量很有限，并且有极光现象。[答案](1)温度、密度和大气运动状况(2)对流平流高层大气(3)上升而递减地面是对流层大气的主要的直接热源，离地面越高，气温越低上升而增高该层的气温基本上不受地面影响，而是靠臭氧吸取大量太阳紫外线而增温的(4)ABCC(5)平流层水汽和固体杂质少，天气晴朗，大气平稳，有利于高空飞行，飞机升至平流层比较平安。学问点二大气受热过程1．大气对太阳辐射的减弱作用大气对太阳辐射的减弱作用，主要表现为选择性吸取、散射和反射。其特点如下表：拓展：物体的温度与辐射波长的关系科学家通过试验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短，反之越长。由于太阳表面温度极高，太阳辐射以短波为主；而地球、大气相对于太阳来说温度低得多，地面辐射和大气辐射为长波辐射。2．大气对地面的保温作用大气对地面的保温作用是大气受热过程的连续，大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸取，实现了大气的受热过程。大气受热之后，又通过大气逆辐射的形式弥补了地面辐射的损失，实现对地面的保温作用。具体图示分析如下：提示：太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射的关系三种辐射的关系应从两个角度来生疏，一是它们在大气中传递和转换的关系，如下图所示。二是它们之间在数量上的关系，以大气上界、大气和地面分别为争辩对象，它们在热量的收支上是平衡的，例如地面：热量收入＝地面吸取太阳辐射＋地面吸取大气逆辐射，热量支出＝地面辐射＋湍流输送＋潜热输送，热量收入＝热量支出。3．影响地面辐射的主要因素方法与技巧：图解影响地面辐射的主要因素【例2】下图为地球大气受热过程示意图，读图回答下题。大气中()A．臭氧层遭到破坏，会导致①增加B．二氧化碳浓度降低，会使②削减C．可吸入颗粒物增加，会使③增加D．消灭雾霾，会导致④在夜间削减[解析]本题主要考查了大气受热过程的原理。图中①表示大气对太阳辐射的吸取，臭氧层破坏，大气中臭氧对太阳辐射中的紫外线吸取减弱，故A项错误；图中②表示大气对地面辐射的吸取，二氧化碳可以猛烈吸取地面长波辐射，二氧化碳浓度降低，会使大气对地面辐射的吸取削减，故B项正确；图中③为地面对太阳辐射的吸取，可吸入颗粒物增加，会增加大气对太阳辐射的减弱作用，使到达地面的太阳辐射削减，故C项错误；图中④表示大气逆辐射，消灭雾霾，大气中颗粒物增加，大气逆辐射增加，故D项错误。[答案]B学问点三热力环流形成的原理1．热力环流的形成过程冷热不均引起热力环流A地B、C两地等压面下凹凸出气压A地低于B、C两地气温A地高于B、C两地近地面大气水平运动B、C两地流向A地大气垂直运动空气上升空气下沉高空大气水平运动A地流向B、C两地2.等压面图的判读(1)概念：等压面是空间垂直方向上气压值相同的点组成的面，表示气压的垂直分布状况。(2)等压面图的判读①在垂直方向上，高度越高，气压越低。(如图A)②若地面海拔相同、冷热均匀，等压面与等高线重合且与地面平行。(如图A)③若地面冷热不均，等压面发生弯曲，同一水平面上，等压面对上凸起的地方为高压区，等压面下凹的地方为低压区。(如图B)④近地面的气压与高空气压凹凸相反。(如图B)3．常见的三种热力环流形式(1)海陆风(2)山谷风(3)城市风【例3】下图是某地高空等高面与等压面关系示意图，读后完成下列问题。(1)图中点①至点⑤，气压最高的是_____，气压最低的是______。(2)A、B两地受热的是________，该地空气垂直运动的缘由是________；冷却的是________，该地空气垂直运动的方向是________。(3)用带有方向的箭头画出热力环流。[解析]本题主要考查有关热力环流形成的学问。解答本题的关键是从高空等压面的凸凹入手，逐步推理。从图中可以看出在A地3000米高空四周等压面下凹，B地等压面上凸，B地高空的气压高于A地高空的气压(或④点气压大于③点气压，①、②、③三点气压相等，①点气压又大于⑤点气压，故④点气压大于⑤点气压)，这说明A地空气下沉，B地空气上升，从而可以推断A地冷却，B地受热，高空气流从B地高空流向A地高空，近地面气流从A地流向B地。[答案](1)④⑤(2)B受热膨胀A下沉(3)近地面由A流向B，高空由B地的高空流向A地的高空；垂直方向是A地下沉，B地上升。图示如下：学问点四大气的水平运动1．三种作用力及其影响2.各种风的受力和风向风的类型作用力受力及风向名称方向受力作用分析(单位：百帕)风向抱负状态的风水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压受一种力作用(水平气压梯度力)垂直于等压线，由高压指向低压高空的风水平气压梯度力垂直于等压线，由高压指向低压受两种力作用(水平气压梯度力＋地转偏向力)当水平气压梯度力与地转偏向力平衡(即大小相等，方向相反，合力为零)时，风向平行于等压线地转偏向力垂直于风向，北半球向右偏，南半球向左偏近地面的风水平气压梯度力水平气压梯度力：垂直于等压线，由高压指向低压受三种力作用(水平气压梯度力＋地转偏向力＋摩擦力)地转偏向力与地面摩擦力的合力同水平气压梯度力平衡(即大小相等，方向相反，合力为零)时，风向斜穿等压线地转偏向力地转偏向力：垂直于风向，北半球向右偏，南半球向左偏摩擦力与风向相反【例4】如图示意某一等高面，M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①—⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。完成下列问题。(1)若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为()A．⑥或⑦ B．②或⑥C．④或⑧ D．③或④(2)若此图表示高空等高面，PM<PN，则O点风向为()A．③或④ B．②或⑧C．③或⑦ D．⑥或⑦(3)近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向()A．与空气运动方向成180°角B．与空气运动方向成90°角C．与气压梯度力方向成90°角D．与气压梯度力方向成180°角[解析]第(1)题，PM>PN，水平气压梯度力应垂直等压线，由高压指向低压，因此⑤为气压梯度力。北半球受地转偏向力影响，风向偏右，假如是高空，风向与等压线平行，为⑦。近地面又受摩擦力影响，风向与等压线斜交，为⑥。第(2)题，高空等高面，PM<PN，气压梯度力为①，高空风向与等压线平行，南北半球不同，受地转偏向力不同，因此答案为③或⑦。第(3)题，近地面空气受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三力作用，地转偏向力、摩擦力的合力应与水平气压梯度力相反，成180°角。[答案](1)A(2)C(3)D活动参与一、课本第43页活动1．对流层大气温度随高度增加而递减；平流层大气温度随高度增加而上升。2．由于人类就生活在对流层的底部，可以说是“人类之家”。天气现象简单多变。近地面的水汽和固体杂质通过对流运动向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，简洁成云致雨。与人们生活和生产活动紧密相关的各种天气现象(云、雨、雾、雪等)都发生在对流层。因此对流层与人类的关系最为亲密。3．平流层大气以平流运动为主，大气平稳；该层大气中水汽、固体杂质极少，天气晴朗，能见度很好。所以平流层有利于高空飞行。二、课本第44页活动1.2.晴朗的天空呈现蔚蓝色是由于波长较短的蓝紫光被大气分子散射形成的。三、课本第45页活动1．地球表面被厚厚的大气层所包围，而月球上没有大气层。与月球相比，地球上白天有大气对太阳辐射的减弱作用，使地球表面增温不致太猛烈；夜晚，大气的保温作用使地表降温不致太快，从而使地球表面的昼夜温差不如月球表面大。2．晴朗的夜晚，大气逆辐射减弱，地面温度低，所以易发生霜冻。3．人造烟幕增加大气的逆辐射作用，提高地表温度。四、课本第47页活动1．温室的玻璃对地面红外线辐射是隔热层，把热量阻隔在温室内，不易散失，所以温室内气温高于温室外。2．利用温室效应原理，实行温室育秧。在地热较丰富的地区，也可利用地下热水育秧。3．农夫在冬季接受塑料大棚进展农