大气环境——对流层大气受热过程课件-湘教版.ppt

大气环境 对流层大气受热过程,低层大气的组成,低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,氮,氧,臭氧,二氧化碳,低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,生物体的基本成分,氮,氧,臭氧,二氧化碳,低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,生物体的基本成分,维持生命活动必需的物质,氮,氧,臭氧,二氧化碳,低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,生物体的基本成分,光合作用的原料；保温作用,维持生命活动必需的物质,氮,氧,臭氧,二氧化碳,低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,生物体的基本成分,光合作用的原料；保温作用,吸收紫外线,维持生命活动必需的物质,氮,氧,臭氧,二氧化碳,低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,生物体的基本成分,光合作用的原料；保温作用,吸收紫外线,维持生命活动必需的物质,氮,氧,臭氧,二氧化碳,成云致雨的必要条件,低层大气的组成成分及其作用,三大组成成分,作用,干洁空气,氧,氮,水汽,固体杂质,含量21%、氧化作用,含量78%、减弱氧化,光合作用的原料、“温室效应”,吸收紫外线、影响气温,成云致雨的必要条件、,强烈吸收长波辐射、温室效应,影响大气温度和质量,成云致雨的必要条件、,二氧化碳,臭氧,0,20,40,60,80,100,120,高度/km,-100,-50,0,50,100,温度/,大气垂直分层,二、大气的垂直分层,图解：大气的垂直分层,图解：大气的垂直分层,对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见。,垂直分层,高度分布,气温垂直分布及原因,大气运动特征,对流层,平流层,高层大气,依据：温度、密度和大气运动状况（自下向上）,垂直分层,高度分布,气温垂直分布及原因,大气运动特征,对流层,平流层,高层大气,对流运动显著,低纬 1718km,中纬 1012km,高纬 89km,依据：温度、密度和大气运动状况（自下向上）,气温随高度增加而递减，0.6oC/100m,想一想,一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？,想一想,一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？,地 面,89KM,1718KM,89KM,赤道,北极,南极,想一想,一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？,地 面,89KM,1718KM,89KM,赤道,北极,南极,想一想,一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？,地 面,89KM,1718KM,89KM,赤道,北极,南极,平流层对流层平流层,图解：大气的垂直分层,对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见。,图解：大气的垂直分层,对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见。,气温初稳后升热只因层中臭氧多水平流动天气好高空飞行很适合,垂直分层,高度分布,气温垂直分布及原因,大气运动特征,对流层,平流层,高层大气,对流运动显著,水平运动为主,气温随高度增加而迅速增加,低纬 1718km,中纬 1012km,高纬 89km,对流层顶到5055km,依据：温度、密度和大气运动状况（自下向上）,气温随高度增加而递减，0.6oC/100m,图解：大气的垂直分层,对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见。,气温初稳后升热只因层中臭氧多水平流动天气好高空飞行很适合,图解：大气的垂直分层,对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；高度增来温度减，只因热源是地面；天气复杂且多变，风云雨雪较常见。,气温初稳后升热只因层中臭氧多水平流动天气好高空飞行很适合,电离层能反射无线电波，对无线电通讯有重要作用,依据：温度、密度和大气运动状况（自下向上）,垂直分层,高度分布,气温垂直分布及原因,大气运动特征,对流层,平流层,高层大气,对流运动显著,水平运动为主,复杂,气温随高度增加而递减，0.6oC/100m,气温随高度增加而迅速增加,复杂,低纬 1718km,中纬 1012km,高纬 89km,对流层顶到5055km,平流层顶至20003000km,大气垂直分层,平流层,对流层,低纬_,中纬_,高纬_,1718km,1012km,89km,对流层顶到5055km,平流层顶至20003000km,1.气温随高度增加而递减（0.6oC/100m）,1.气温随高度增加而迅速 增加,对流运动显著,1.水平运动为主,2.主要的直接热源是 _,地面,高层大气,大气质量的3/4几乎全部的水气、杂质,天气现象复杂多变,与人类关系最密切,2.主要靠O3吸收太阳紫外 线增温,2.水气、杂质少，能见度好，利于高空飞行。,1.大气密度很小，气压很低,2.有电离层能反射无线电短波,练习,一、读大气垂直分层图，回 答问题：1.图中正确表示大气层气温 垂直变化的曲线是（）A.B.C.D.2.对短波通信具有重要意义 的电离层位于（）A.层顶部 B.层底部 C.层中部 D.层,练习,一、读大气垂直分层图，回 答问题：1.图中正确表示大气层气温 垂直变化的曲线是（）A.B.C.D.2.对短波通信具有重要意义 的电离层位于（）A.层顶部 B.层底部 C.层中部 D.层,B,练习,一、读大气垂直分层图，回 答问题：1.图中正确表示大气层气温 垂直变化的曲线是（）A.B.C.D.2.对短波通信具有重要意义 的电离层位于（）A.层顶部 B.层底部 C.层中部 D.层,B,D,对流层逆温现象 名师导学P36,图甲表示近地面空气若上升 到3000米高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TST时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图”(图乙)。,(1)若TS稳定在8，该城市气温至少要上升到_以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为_时。,图甲,图乙,图甲表示近地面空气若上升 到3000米高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TST时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图”(图乙)。,(1)若TS稳定在8，该城市气温至少要上升到_以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为_时。,10,图甲,图乙,图甲表示近地面空气若上升 到3000米高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TST时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图”(图乙)。,(1)若TS稳定在8，该城市气温至少要上升到_以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为_时。,10,8,图甲,图乙,图甲,图乙,(2)一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到净化空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选择在_时以后。,图甲表示近地面空气若上升 到3000米高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TST时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图”(图乙)。,图甲,图乙,(2)一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到净化空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选择在_时以后。,10,图甲表示近地面空气若上升 到3000米高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TST时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图”(图乙)。,对流层中的上升气流会使飞行 中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因：上层实际气温低于理论气温（按垂直递减率计算的气温）。下图表示四种对流层气温分布状况。,1、甲图表示的气温降低速率在（）A、3000m以下低于垂直递减率 B、3000-6000m高于垂直递减率 C、6000m以下等于垂直递减率 D、6000m以下均低于垂直递减率,对流层中的上升气流会使飞行 中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因：上层实际气温低于理论气温（按垂直递减率计算的气温）。下图表示四种对流层气温分布状况。,1、甲图表示的气温降低速率在（）A、3000m以下低于垂直递减率 B、3000-6000m高于垂直递减率 C、6000m以下等于垂直递减率 D、6000m以下均低于垂直递减率,2、飞机可以在5000m高度平稳飞行的是（）A、甲 B、乙 C、丙 D、丁,对流层中的上升气流会使飞行 中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因：上层实际气温低于理论气温（按垂直递减率计算的气温）。下图表示四种对流层气温分布状况。,2、飞机可以在5000m高度平稳飞行的是（）A、甲 B、乙 C、丙 D、丁,对流层中的上升气流会使飞行 中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因：上层实际气温低于理论气温（按垂直递减率计算的气温）。下图表示四种对流层气温分布状况。,2、飞机可以在5000m高度平稳飞行的是（）A、甲 B、乙 C、丙 D、丁,对流层中的上升气流会使飞行 中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因：上层实际气温低于理论气温（按垂直递减率计算的气温）。下图表示四种对流层气温分布状况。,冬季出现大面积逆温的两个地区中，地势起伏较大的位于天山_侧。,图中表示的是地形剖面，以及对应的气候资料。读图回答：,冬季出现大面积逆温的两个地区中，地势起伏较大的位于天山_侧。,图中表示的是地形剖面，以及对应的气候资料。读图回答：,北,对流层大气的受热过程,A,B,C,太阳辐射,一、太阳辐射波长范围,A,B,C,B：可见光区(0.40.76微米),A：紫外区(0.4微米),C：红外区(0.76微米),太阳辐射,A,B,C,B：可见光区(0.40.76微米),A：紫外区(0.4微米),C：红外区(0.76微米),50,7,43,太阳辐射,A,B,C,50,7,43,太阳辐射,短波辐射,二、对流层大气的受热过程,（1）大气对太阳辐射的削弱作用,吸收紫外光波长小于0.175,吸收紫外光波长小于0.175,臭氧大量吸收紫外光,吸收紫外光波长小于0.175,臭氧大量吸收紫外光,吸收紫外光波长小于0.175,臭氧大量吸收紫外光,二氧化碳、水汽吸收红外光,吸收紫外光波长小于0.175,臭氧大量吸收紫外光,二氧化碳、水汽吸收红外光,吸收紫外光波长小于0.175,1、从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用可知大气对太阳辐射的吸收具有什么特性？,2、为什么说大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的？,臭氧大量吸收紫外光,二氧化碳、水汽吸收红外光,吸收紫外光波长小于0.175,1、从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用可知大气对太阳辐射的吸收具有什么特性？,（选择性）,2、为什么说大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的？,臭氧大量吸收紫外光,二氧化碳、水汽吸收红外光,吸收紫外光波长小于0.175,1、从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用可知大气对太阳辐射的吸收具有什么特性？,（选择性）,2、为什么说大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的？,（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）,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：,特点：,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：无选择性,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：无选择性,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,空气分子,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：无选择性,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,空气分子,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：无选择性,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,空气分子,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：无选择性,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：,空气分子,大气对太阳辐射的反射作用：,参与的大气成分：云层、尘埃,特点：无选择性,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,特点：具有选择性,空气分子、微小尘埃,大气对太阳辐射的削弱作用,作用形式,吸收,反射,散射,参与作用的大气成分,臭氧（平流层）,水汽、二氧化碳（对流层）,云层、尘埃,空气分子、微小尘埃,波长范围,作用特点,紫外线,红外线,各种波长的光都被反射,蓝、紫色光最易被散射,有选择性，大部分可见光可穿透,无选择性，反射光呈白色,向四面八方散射，有选择性,课堂演练,1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？,课堂演练,1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？（大气对太阳辐射的散射作用）,课堂演练 2、为什么晴朗的天空多呈蓝色？波长较短的蓝色光易被空气分子散射，空气 越洁净这种散射越明显,（2）地面辐射和大气辐射,太阳辐射是短波辐射，地面辐射和大气辐射是长波辐射,（2）地面辐射和大气辐射,（2）地面辐射和大气辐射,太阳辐射,（2）地面辐射和大气辐射,太阳辐射,大气吸收,地面吸收,（2）地面辐射和大气辐射,地面增温,太阳辐射,大气吸收,地面吸收,（2）地面辐射和大气辐射,地面增温,太阳辐射,大气吸收,地面吸收,射向宇宙空间,大气吸收,面,地,辐,射,（2）地面辐射和大气辐射,地面增温,太阳辐射,大气吸收,地面吸收,大气辐射,大气逆辐射,射向宇宙空间,大气吸收,面,地,辐,射,对流层大气的受热过程,“太阳暖大地”,“大地暖大气”,“大气还大地”,太阳辐射中能量最强的可见光大部分直接到达地面，使地面增温；,对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收地面红外线长波辐射，把热量大部分保存在大气中；,大气通过大气逆辐射把热量还给地面，起到保温作用。,1、大气吸收地面辐射，阻止地面热量散失。,2、大气逆辐射把热量还给地面，补偿热量损失。,3、月球表面昼夜温差和地球表面昼夜温差有什么差异？从大气环境的角度看各是什么原因？,月球白天在阳光直射的地方温度可达127,夜晚则降至183,课堂演练,4、为什么白天多云，气温比晴天低；夜间多云，气温又比晴天高？,大气对太阳辐射的反射；大气逆辐射的保温作用,5、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？,6、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？,5、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？（因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）,6、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？,5、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？（因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）,6、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？（人造烟幕能增强大气逆辐射，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）,7、某地昨天为晴朗的天气，今天为多云的天气，仅从大气的热力作用分析，哪一个气温日较差小？为什么？,课堂演练,7、某地昨天为晴朗的天气，今天为多云的天气，仅从大气的热力作用分析，哪一个气温日较差小？为什么？（今天；多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，气温不会太高，夜晚，大气逆辐射作用强，气温不会太低）,课堂演练,三、影响地面辐射的因素,地 球,大气上界,地面辐射热量来自于地面对太阳辐射的吸收，影响地面辐射的因素即影响到达地表有效太阳辐射的因素。,影响地面辐射的因素：,地 球,大气上界,影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中,地 球,大气上界,影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中,地 球,大气上界,影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中,地 球,大气上界,纬度高太阳高度小经过的大气路程长大气削弱多；且光照分散,影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中,纬度高太阳高度小经过的大气路程长大气削弱多；且光照分散,地 球,大气上界,影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中,纬度高太阳高度小经过的大气路程长大气削弱多；且光照分散,地 球,大气上界,纬度位置,影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中,纬度高太阳高度小经过的大气路程长大气削弱多；且光照分散,地 球,大气上界,纬度位置,影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中,纬度高太阳高度小经过的大气路程长大气削弱多；且光照分散,地 球,大气上界,纬度位置,下垫面状况,下垫面因素：下垫面是指与大气下层直接接触的地表，下垫面状况不同，吸收和反射太阳辐射的比例也不同。,下垫面因素：下垫面是指与大气下层直接接触的地表，下垫面状况不同，吸收和反射太阳辐射的比例也不同。,影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中,纬度高太阳高度小经过的大气路程长大气削弱多；且光照分散,纬度位置,下垫面状况,气象因素,地 球,大气上界,气象因素：在同纬度地区，年日照时数的长短，会影响到地面获得的太阳辐射。,地面辐射,红外线长波辐射,方向：向上,影响因素,纬度因素,从低纬向两极递减,下垫面因素,反射率越大，地面辐射越弱,同纬地区，晴天越多，地面辐射越强,气象因素,中国太阳年辐射总量的分布,思考：青藏高原和四川盆地纬度相近，前者是我国年太阳辐射量最多地区之一，后者是我国年太阳辐射量最少地区为什么？,课堂演练,8、为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？,课堂演练,8、为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？（赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强的原故）,(1)曲线代表的地物分别可能是A.沙地、湖泊、林地、草地B.沙地、草地、林地、湖泊C.草地、沙地、湖泊、林地D.草地、林地、沙地、湖泊,下图表示不同地物辐射温度在一天内的变化状况。,(1)曲线代表的地物分别可能是A.沙地、湖泊、林地、草地B.沙地、草地、林地、湖泊C.草地、沙地、湖泊、林地D.草地、林地、沙地、湖泊,下图表示不同地物辐射温度在一天内的变化状况。,解析：根据所学的海陆热力性质差异知识可知，水的热容量最大，陆地的热容量最小。在所给的四种地物中，湖泊的热容量最大，沙地的热量最小。热容量越大，其温度的日较差越小，热容量越小，其温度的日较差越大。由此可以判定图中的分别代表的地物是沙地、草地、林地、湖泊。,下图表示不同地物辐射温度在一天内的变化状况。,（2）图中显示A.日出前各地物间的温差最大B.日落后地物的降温速度最快C.地物的辐射温度白天夜晚都最低D.地物到达最高温度的时间早于其它地物,下图表示不同地物辐射温度在一天内的变化状况。,（2）图中显示A.日出前各地物间的温差最大B.日落后地物的降温速度最快C.地物的辐射温度白天夜晚都最低D.地物到达最高温度的时间早于其它地物,总结,大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用大气对地面的保温作用,太阳辐射,大气,吸收作用反射作用散射作用,削弱作用,地面,大气逆辐射,地面辐射,保温效应,直接热源,直 接热 源,宇宙空间,对流层大气受热过程,地面增温,太阳辐射,大气吸收,地面吸收,大气辐射,大气逆辐射,射向宇宙空间,大气吸收,面,地,辐,射,练习1、下面是大气对地面的保温作用示意图，据此回答（1）（2）题。（1）图中太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的数码代号按顺序依次是 AABCD BAIHG CHGIK DCDEF,B,（2）青藏高原比长江中下游平原气温日较差大的原因是 离太阳近 青藏高原比长江中下游平原太阳高度角小 云层厚而且夜晚长 地势高，空气稀薄 白天太阳辐射强 夜晚大气逆辐射弱 A B C D,B,练习2、温室效应引起全球变暖已成事实。最近，澳大利亚科学家又提出,与这一效应相伴随的还有“地球变暗”效应。读图，完成34题。,3图中与全球变暖相对应的大气热力作用是 A B C D4形成“地球变暗”的大气热力作用主要是 A B C D,D,B,地球变暗概念：全球变暗是由于日益增多的空气污染物，世界大部分地区晴日能见度自上世纪70年代以来不断下降。科学家们将之形容为“全球变暗”。东亚、南亚、南美、澳大利亚和非洲尤其明显，欧洲能见度有所改善，而北美洲的能见度保持相对稳定。全球变暗的研究主要集中在北半球，尤其是俄罗斯、北极、爱尔兰、德国和日本等日光损失严重的地区。原因：燃烧化石燃料和其他能源排放到大气中的微粒或液滴，或称可悬浮物，是变暗的罪魁祸首。美国科学家称，煤烟、灰尘、二氧化硫颗粒以及其他可悬浮物均可损害能见度。他们的数据表明了大气污染的长期改变和气候变化间的关系。,5.限制温室气体的排放，直接减弱的主要是 A大气逆辐射 B大气对太阳辐射的吸收作用 C大气对地面辐射的吸收作用D大气对太阳辐射的反射、散射作用,C,有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。,