大气是地球自然环境最活跃的组成部分.docx
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大气是地球自然环境最活跃的组成部分
大气是地球自然环境最活跃的组成部分
2.1 大气的组成和垂直分布
1.低层大气组成:
主要是干洁空气、水汽、固体杂质
2.各组成成分的作用
氮和氧(合占空气体积的99%),氮是地球上生物体的基本成分,氧是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质。
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,并对地面起保温作用
臭氧能大量吸收太阳紫外线,保护地球上生物免受过多紫外线的伤害,被誉为“地球生命的保护伞”;而少量穿透大气射到地面上的紫外线,又起到杀菌治病作用。
水汽和固体杂质(凝结核)是成云致雨的必要条件
3.人类活动对大气成分的影响:
排放的二氧化碳过多、排放氟氯烃化合物
4.大气的垂直分布
依据:
温度、密度、大气运动状况
(一)对流层:
贴近地面的大气最低层。
整个大气质量的3/4和几乎全部水汽、固体杂质都集中在这一层。
与人类关系最密切,人类就生活在对流层底部。
特点:
(1)气温随高度的增加而递减。
原因:
对流层的热源是地面
(2)对流运动显著。
原因:
上部冷下部热
对流层厚度:
低纬度地区17----18千米
中纬度地区10---12千米
高纬度地区8----9千米
(在气压带和风带的三圈环流图上,三圈的高度不同)
(3)天气现象复杂多变(对流上升,气温降低,冷却成云致雨)
(二)平流层:
自对流层顶至50----55千米高度
特点:
(1)气温的垂直分布,下层随高度变化很小,在30千米以上,气温随高度增加而迅速上升。
原因:
平流层的热量来源是臭氧吸收太阳紫外线。
臭氧层在22----27千米高度。
(2)气流以平流运动为主。
原因:
上部热下部冷
与人类的关系:
臭氧层是天色屏障,大气平稳,利于高空飞行。
(三)高层大气:
气压很低、密度很小。
大气上界:
2000-----3000千米的高度,此处气压是0
80----500千米的高度,有电离层,能反射无线电波
2.2大气的热力状况
1.大气对太阳辐射的削弱作用
太阳光谱:
人眼可见的可见光区(0。
4----0。
76微米)占太阳辐射总能量的50%,被大气削弱的最少,因此,大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的。
紫外线区,主要被臭氧吸收
红外线区,主要被水汽和二氧化碳吸收
(1)吸收作用:
具有选择性,臭氧吸收紫外线,水汽和二氧化碳吸收红外线。
对可见光吸收的很少,这也叫选择性。
(2)反射作用:
云层和颗粒较大的尘埃。
云层的反射作用最显著。
举例:
夏季,多云的白天,气温不会太高。
(3)散射作用:
空气分子或微小尘埃,使一部分太阳辐射不能到达地面。
(注意,还有一部分是可以到达地面的)
举例:
晴朗的天空呈蔚蓝色
交通信号灯中红色的不易被散射,远处看得见。
2.大气对太阳辐射的削弱作用与太阳高度角成反比:
太阳高度越大,被削弱的就越少。
(同时记住,太阳高度越大,太阳的辐射就越强,因此,夏季,北半球虽然离太阳较远,但是,太阳高度大,白天长,气温就高)
3.地面是大气对流层直接的热源(地面的长波被对流层中的水汽和二氧化碳吸收)
4.大气对地面的保温作用:
大气逆辐射(射向地面的大气辐射)
太阳辐射(短波)、地面增温、地面辐射(长波)、大气增温、大气辐射(长波)、大气逆辐射(保温作用)
举例:
夜晚天空有云,气温较高
5.大气的削弱作用和保温作用,减小了气温的日较差。
保温作用,使地表的平均气温提高到15度,形成了人类适宜生存的环境。
6.全球热量平衡:
整个地球的多年平均热量收支是平衡的。
目前存在的问题:
二氧化碳排放过多,造成全球气温升高,引起一系列的生态变化,进而影响全球的经济结构。
2.3 大气的运动
1.大气运动的热量来源:
太阳辐射
2.引起大气运动的根本原因:
高低纬度之间的热量差异
3.大气的垂直运动:
气流上升或下沉,由冷热不均造成
大气的水平运动叫风,由同一平面上的气压差异造成
4.热力环流:
由于地面的冷热不均形成的,它是大气运动的最简单形式
同一平面上,地面上冷的地方是高气压,热的地方是低气压,对应的在地面的上空,在上空的同一平面上,冷的地面的上空因空气下沉到地面,上空的密度变小,形成上空的低压,热的地面的上空,因地面空气上升,形成上空的高气压(再次说明,天上与天上的同一平面比,地面与地面的同一平面比)
注意记住:
同一平面上,密度大气压高,密度小,气压低
举例:
城市风——热岛效应
5.大气的水平运动——风
气压梯度:
单位距离的气压差
水平气压梯度:
同一水平面上的气压梯度
水平气压梯度力:
促使大气由高压区向流向低压区的力,这是形成风的直接原因。
(如果大气在同一平面上的密度是均匀的,没有气压梯度,空气就不流动,也就是没有风)这个力的方向与等压线垂直并指向低压(矢量),这个力的大小与等压线疏密有关,在同一幅图中,等压线密集的地方风速就大,等压线稀疏的地方风速就小。
6.风向与受力的关系:
(1)受一个力:
水平气压梯度力,风向与等压线垂直并指向低压
(2)受两个力:
加上一个地转偏向力,风力最终与等压线平行(注意南北半球的偏力不同)
(3)受三个力:
再加上地面摩擦力,摩风向等压线有一个交角(锐角)
注意:
高空的大气只受到两个作用
友情提示:
你会根据等压线画出风向吗?
(气旋与反气旋图)
2.4全球性大气环流
1.大气环流:
具有全球性的在规律的大气运动。
(三圈环流、季风环流)
2.低纬度环流:
(以下所说的气压带与风带都是指近地面的名称)
(1)赤道低压带:
因为热力作用形成,气流辐合上升,易成云致雨,形成多雨带。
常年受其控制形成热带雨林气候(亚马孙平原、刚果盆地、东南亚的马来群岛)
(2)副热带高压带:
因为动力作用而形成,气流在30度纬度上空聚积而下沉,形成少雨带(东亚季风区除外),常年受其控制的地区形成热带沙漠气候(北非的撒哈拉水沙漠、西亚的沙漠、北美美国西部的沙漠、南美智利、秘鲁西部的沙漠、澳大利亚大沙漠)
(3)信风带:
由副高吹向赤道低压的气流,在北半球由北风右偏成东北信风,在南半球左偏成东南信风。
3.中纬度环流:
(1)副极地低压带:
由来自低纬的暖气流与来自高纬的冷气流相遇运动上升而形成。
形成温带多雨带。
(2)中纬西风带:
由副高吹向副极地低压带的气流,在北半球右偏成西南风,在南半球左偏成西北风,习惯上叫西风,受其常年控制的地区,在大陆西岸形成温带海洋性气候。
(欧洲西部、北美西部如加拿大的温哥华附近、南美南端的安第斯山西侧、澳大利亚南端及塔斯马尼亚岛、新西兰等)
4.高纬环流:
(1)极地高压带:
因为热力作用而形成,冷空气下沉,形成少雨带。
不过极地因为气温低,蒸发更少,所以极地属于降水量大于蒸发量的地区,为湿润地区。
(2)极地东风带:
由极地高压带吹向副极地低压带的气流,在地转偏向力作用下(在极地,地转偏向力较大),北半球右偏成东北风,南半球左偏成东南风,为了区别于信风带,极地的风带就叫极地东风带。
小结:
全球近地面有7个气压带,6个风带。
(学会画图)
5.气压带和风带的移动
(1)移动的原因:
随太阳直射点的移动而动
(2)移动方向:
就北半球而言,大致是夏季北移,冬季南移
注意:
课本上的示意图,看太阳的位置,判断是二分二至日并能知道气压带和风带向南、北的哪个方向移动了。
这会与地中海气候联系起来考。
6.海陆分布对大气环流的影响
(1)从全球海平面等压线分布图上可以看出,除南极洲附近以外(特别是南纬30以南的地区,气压带基本上呈带状分布,原因是南半球海洋占绝对优势,纬向的气压带比北半球明显),近地面的气压带都被切成一块一块的,是块状而非带状。
(2)以亚洲----太平洋地区为例
夏季亚欧大陆上的印度低压(亚洲低压)切断了随太阳直射点北移而来的副热带高压带,使副高的残余部分退到海洋上,在太平洋上的叫北太平洋高压(夏威夷高压)
冬季亚欧大陆上的蒙古——西伯利亚高压(亚洲高压)切断了随太阳直射点南移而来的副极地低压带,使副极地低压带的残余部分退到海洋上,在太平洋上的叫阿留申低压
7.大气活动中心,冬、夏季海陆上的这些高、低气压中心,势力强、范围广,称为大气活动中心。
它们随季节而南北移动,对世界的天气和气候有着重大影响。
8.季风环流
(1)定义:
大范围地区的盛行风随季节而有显著改变的现象。
(2)季风环流也是大气环流的一部分,亚洲东部是世界上季风环流最典型的地区,其他地区也有季风(美国东南部、澳大利亚东南部)
(3)形成季风的原因:
一是海陆热力性质差异
二是气压带和风带的季节移动
举例:
海陆势力性质差异形成的季风:
东亚的冬、夏季风和南亚的冬季风
气压带和风带的季节移动形成的季风:
南亚的夏季风(西南季风),其是由于太阳直射点北移,南半球的东南信风越过赤道,在地转偏向力作用右偏形成西南风。
(4)为什么东亚是世界上季风最典型的地区:
东亚位于世界上最大的大陆亚欧大陆和最大的海洋太平洋之间,海陆热力差异比世界其他地区都显著。
(5)东亚季风:
(温带季风、亚热带季风)
冬季风:
来自蒙古——西伯利亚高压的偏北风,低温干燥,风力强劲
夏季风:
来自北太平洋的夏威夷高压西北部的偏南风,高温、湿润多雨
(6)南亚季风:
(热带季风)
冬季风:
来自蒙古——西伯利亚的东北风(北印度海水逆时针流动)
夏季风:
来自南半球的西南风(北印度洋海水顺时针流动)
9.副热带高压与我国的降水和旱涝——雨带的移动
春末(5月),雨带在华南(珠江流域)
夏初(6---7月),雨带移到长江中下游地区直至日本南部,形成长达一个月左右的梅雨
7----8月,雨带移到东北和华北地区。
9月,副高南退,北方雨季结束,南方进入第二个雨季。
小结:
北方雨季开始晚结束早,雨季短;南方雨季开始早结束晚,雨季长
副高北移速度偏快(夏季风强),造成北涝南旱
副高北移速度偏慢(夏季风弱),造成北旱南涝
2.5常见的天气系统
1常见的天气系统:
锋面系统(冷锋、暖锋)、气旋和反气旋、锋面气旋
2锋面系统:
(冷、暖气团是指的相对温度)
冷锋和暖锋共同点:
冷气团在锋面下方,暖气团在锋面上方
下雨的都在冷气团一侧(冷锋叫锋后,暖锋叫锋前)
(1)冷锋与天气:
冷气团主动移向暖气团的锋面(特殊的叫寒潮)
天气变化:
过境时常出现阴天、刮风、下雨、降温等(出现较大的风,带来雨、雪天气等);过境后,气压升高,气温和湿度骤降,天气转睛。
(2)暖锋与天气:
暖气团主动移向冷气团的锋面
天气变化:
过境时,多产生连续性的降水;过境后,气温上升,气压下降,天气转晴
3影响我国天气的主要是冷锋。
夏季的暴雨,冬季的寒潮都是冷锋天气
4低压(也叫气旋)和高压(也叫反气旋)
(1)气旋:
中心气流上升,易形成阴雨天气
水平气流在北半球逆时针辐合(右手四指紧握表示水平气流辐合,大姆指向上表示垂直气流上升),水平气流在南半球顺时针(左手)
(2)反气旋:
中心气流下沉,天气晴朗。
(如长江流域的伏旱天气、秋高气爽的天气)
水平气流在北半球顺时针辐散(右手四指微握张开表示水平气流辐散,大姆指向下表示中心气流下沉)水平气流在南半球逆时针辐散(左手)
5锋面气旋:
气旋是低压,低压系统在实际大气中常会出现沿中心向一定方向延伸出的低压槽(就象我们用的塑料圆脸盆现被挤扁了),在低压槽上形成了锋面系统。
锋面与气旋是一个整体(高压系统是没有的)
注意:
在南北半球的低压系统中,学会根据气旋中空气辐合运动的方向,判断相对来说冷气团主动的是冷锋,暖气团主动的是暖锋。
2.6气候的形成和变化
1.气候要素:
气温、降水(描述一个地方的气候要用这两个要素的平均值或统计量)
2.气候形成因子(形成不同气候类型的原因)
(1)太阳辐射——最基本的原因,形成不同气候类型的气温差异
(2)下垫面——大气直接的热源和水源(海洋性气候和大陆性气候的差异、平原和山地气候的差异)
举例:
海洋性气候的年较差较小,山地气候比附近的平原地区年较差较小
(3)大气环流——双重性质,一方面调整全球热量和水分的分布,另一方面大气环流本身也是一种气候现象。
举例:
亚热带有两种气候类型:
地中海气候、亚热带季风气候,其纬度位置相当,但是大气环流不同,气候特征不同。
(4)人类活动对气候的影响越来越大(改变大气成分和水汽含量、向大气中排放热量、改变地表的物理特性和生物学特性)
小结:
气候的基本特征是上述气候因子长期相互作用形成的
2.气候类型(记住气温和降水特征:
各月均温变化、年变化,各月降水的变化和年变化)
热带的四种气候类型:
各月均温在20度以上,降水不同,气候类型差异较大
(1)热带雨林气候(常年受赤道低压影响,终年高温多雨)
(2)热带沙漠气候(常年受副高或来自陆地的信风影响,终年高温少雨)
(3)热带季风气候(南亚地区,冬季受蒙古——西伯利亚高压影响盛行东北风,为干季,夏季刮西南季风,为雨季6----9月)
(4)热带草原气候(该气候类型的位置在赤道低压带与信风带之间,受随太阳直射点的移动影响,赤道低压移来时,是湿季,多雨,信风移来时为旱季,少雨,农业活动在雨季播种,旱季收割)
亚热带气候类型:
冬季最冷月均温在0度以上,夏季最热月均温在20度以上,全球只有两种气候类型:
(1)地中海气候:
除南极洲外,其他各洲都有分布,在南北纬30º——40º大陆的西岸,位置在西风带和副高之间,冬季西风移来时,西风从海洋来,温和多雨,夏季副高移来时,副高盛行下沉气流,炎热干燥
(2)亚热带季风气候(亚洲以外的地方,由于海陆热力性质差异没有亚欧大陆与太平洋之间大,叫亚热带季风性湿润气候):
冬季受蒙古——西伯利亚高压影响,盛行偏北风,低温少雨,夏季受来自海洋的夏季风影响,高温多雨。
温带气候类型:
除海洋性气候外,冬季最冷月均温以0℃以下,夏季最热月均温在20℃以上。
温带海洋性气候、温带大陆性气候、温带季风气候
(1)温带海洋性气候:
分布在南北纬40º----60º大陆西岸(地中海气候高纬一侧),终年受西风控制,终年温和多雨
(2)温带季风气候:
分布在亚热带季风的高纬一侧,受冬季风影响,寒冷干燥,受夏季风影响,高温多雨(其冬季比亚热带气候要低)
(3)温带大陆性气候:
全年受大陆性气团控制,日较差大、年较差大,降水稀少,降水主要在夏季。
极地气候:
全年均温在0℃以下。
盛行下沉气流,降水稀少,由于蒸发更少,是湿润地区
3.气候的变化:
二十多亿年以来,地球气候冷暖干湿相互交替,变化周期不一,19世纪末以来,世界气温出现明显的波动上升现象
2.7气候资源
1.气候资源的特点:
可再生的资源,利用太阳辐射、热量、降水、风
不同于其他资源的特点:
普遍存在性、数值特征、变化中的资源,有较大的变率。
2.气候资源的开发利用
(1)气候资源与农业:
随着农业科技的发展,人们广泛采用间作、套种方式、塑料大棚、温室等农业措施,生态农业、立体农业等,都是合理而充分地利用气候资源,挖掘农业气候资源潜力,建成高产、优质、高效农业。
(2)气候资源与建筑:
为了保证居住区街道两侧所有建筑物都有较好的日照条件,街道与子午线(经线)成30º---60º夹角;
风与城市规划,在常年盛行一种主导风向的地区,居住区在盛行风的上风方向,有大气污染的大局在盛行风的下风方向;在季风区,有大气污染的工厂布局在与季风风向垂直的效外;风向变化大的地区,有大气污染的工厂布局成最小风频的上风方向(这种风刮的次数最少)
(3)气候资源与交通:
公路、铁路的设计,应特别注意沿线的暴雨及其激发的泥石流、大风等出现的强度和频率,以及冻土、积雪的深度等。
桥涵孔径大小、路基高低等都考虑到当地的暴雨强度。
航空机场的选址,宜选择低云、雾和暴雨出现频率较少、风速较小的地方。
潮湿低洼处易出现雾,城市、工业区易出现烟幕,因此机场宜设在距离城市较远、地势较高的地方。
(4)气候资源与交通:
吉林市松花江沿岸的雾凇,哈尔滨冬季的冰雕艺术
2.8 气象灾害及其防御
1.主要气象灾害:
台风、暴雨、洪涝、干旱、寒潮等
2.台风:
(1)中国受台风影响的时期,夏秋季节,地区在东部沿海地区
(2)台风和飓风都是热带气旋中最强的一级,因所在的海域不同名称各异,西北太平洋上热带气旋中心附近最大风力在12级或以上的称为台风,印度洋和大西洋上热带气旋中心附近最大风力在12级或以上的称为飓风。
(3)台风的源地:
热带或副热带海面温度在26℃以上的广阔洋面上,是一种强烈发展的热带气旋(中心气压很低),在北半球逆时针辐合的大旋涡,在南半球是顺时针辐合的在旋涡。
(4)西北太平洋是全球台风发生频率最高、强度最大的海域。
我国是世界上受台风影响最大的国家之一。
(5)台风灾害:
主要是强风、特大暴雨和风暴潮
(6)加强台风的监测和预报,是减轻台风灾害的重要措施。
主要手段是气象卫星
3.暴雨洪涝
(1)在我国,暴雨和特大暴雨主要发生在南方和东部地区
(2)形成暴雨的主要条件:
源源不断的水汽供应,强烈的上升运动,形成降水的天气系统持续时间较长
(3)亚洲是每年全球洪水发生最多的地区
(4)利用气象卫星对暴雨、洪水进行监测,对防御洪水有巨大作用
(5)防洪措施:
工程措施——修筑堤坝、整治河道、修建水库、修建分洪区等,非工程措施——洪泛区土地管理、建洪水预报警系统、拟定居民的应急撤离计划和对策,实行防洪保险等
4.干旱:
长期无降水或降水异常偏少而造成空气干燥、土壤缺水等。
(1)干旱是一个突出的世界性问题——影响最为广泛的气象灾害
(2)防御干旱的措施:
因地制宜实行农林牧相结合的农业结构、选择耐旱作物、开展农田水利基本建设、营造防护林、改进耕作制度、发展节水农业
5.寒潮:
由强冷空气迅速侵入造成大范围的剧烈降温,并伴有大风、雨雪、冻害等现象。
(冷锋天气)
(1)寒潮是我国冬半年主要的气象灾害
(2)在我国的秋季和春季的寒潮对农作物危害最大(冬季的作物一般耐冻)
(3)目前,对寒潮仍无有效的防御方法,提前发布准确的寒潮消息或警报,可减少损失。
2.9大气环境保护
1.全球性的大气环境问题:
全球变暖、臭氧层破坏和酸雨
2.全球变暖
(1)原因:
一方面,人类大量使用煤、石油和天然气等化石燃料排放大量的二氧化碳气体,强烈吸收地面的长波辐射使大气增温,另一方面,毁林,特别是热带雨林的破坏,使森林吸收的二氧化碳减少。
(2)影响:
引起海平面上升(海水膨胀和极冰融化造成的),引起世界各地区降水和干湿状况变化,进而导致世界各国经济结构的变化
举例:
中纬度温带地区会因变暖后蒸发强烈而变得干旱,现代农业发达地区将会退化成草原(负面的),高纬度地区因变暖而降水增加,变得适宜温带作物生长。
(3)措施:
提高能源利用率,采用新能源,减少二氧化碳的排放,同是加强国际合作。
3.臭氧层的破坏与保护
(1)南极地区最为严重,出现了“南极臭氧洞”(当地春季9—11月)
(2)氟氯烃
(3)危害:
一方面直接危害人体健康,另一方面对生态环境和农林牧渔业造成破坏
(4)措施:
国际合作
4.酸雨危害与防治(ph值小于5。
6的雨水称为酸雨),
(1)我国酸雨因为是以煤为主要能源,以硫酸型酸雨
(2)我国酸雨的分布:
东南部,全国的40%,南方还出现ph小于4。
5的重酸雨区
(3)影响:
河湖水酸化,影响鱼类生长繁殖,仍至大量死亡,使土壤酸化,危害森林和农作物,腐蚀建筑物和文物古迹,并危及人体健康。
(4)措施:
最根本的途径是减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放。
为此要研究硫资源的综
1海洋水水量占全球总水量的96。
53%
2海洋不仅是地球的库,还是大气中水汽和陆地水的主要来源。
3地球表面是大气的主要的直接的热源,而海
-
洋占地球表面的71%,因此可以说,海洋是大气的主要热源(也是水源)
4海岸:
是陆地和海洋间的过渡地带。
从滨海平原到大陆架之间的广阔区域,是陆地和海洋相互作用最强烈的地区。
5海水运动是塑造海岸地形的重要因素。
6目前,全球50%以上的人口,生活在距离海岸60千米的范围内。
7海水温度
(1)海水热量收入:
主要是太阳辐射的热量
(2)海水热量支出:
主要是海水蒸发所消耗的热量
(3)一年中,世界海洋热量的收支基本上是平衡的:
从北半球图上看,赤道至30ºN之间是收入大于支出,30ºN附近收支平衡,从30ºN至极地是支出大于收入。
同一海区:
夏季收入大于支出,冬季支出大于收入
(4)全球海洋表层水温的分布规律:
由低纬(赤道)附近向两极递减
注意:
此规律在图上的曲线只有一个高峰,据此可判断南、北半球
同一海区夏季高于冬季
同纬度地区(一定要注意些前题)暖流水温高,寒流水温低
(5)海水温度随深度变化规律:
从海洋表面至1000米深,水温迅速下降,1000米以下的深层海水,经常保持低温状态。
注意:
据不同地点的水温垂直分布图,从表面温度可以判断各点间的纬度高低。
8海水的盐度:
(1)氯化纳(咸)、氯化镁(苦)
(2)世界大洋平均盐度3。
5%;最高海区在:
红海,原因位于副热带,是热带沙漠气候,蒸发量大于降水量,且陆地上几乎无径流注入;最低海区在:
波罗的海,原因是主要是温带海洋性气候,降水量大于蒸发量,且陆地上有大量径注入,稀释作用明显。
(3)影响盐度高低的因素:
在外海或大洋:
主要是降水和蒸发
在近岸地区:
主要是河川径流(亚马孙河口盐度很低,中国长江口夏季盐度低于冬季)
在同纬度地区:
暖流流经
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