新教材人教版地理必修第一册讲义第2章 第2节 大气受热过程和大气运动.docx
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新教材人教版地理必修第一册讲义第2章第2节大气受热过程和大气运动
大气受热过程和大气运动
学习目标:
1.能够运用图表分析说明大气受热过程及大气保温作用的基本原理。
(重点、难点) 2.理解热力环流的形成过程及生活中常见的热力环流形式。
(难点) 3.理解大气水平运动的规律,并能在等压线图上判断风向及风力大小。
(难点)4.能够运用大气受热过程、热力环流的相关原理解释有关自然现象。
(重点、难点)
一、大气的受热过程
1.能量来源:
太阳辐射。
2.直接热源:
地面是近地面大气主要的、直接的热源。
3.受热过程
具体过程
结果
地面增
温过程
大部分A太阳辐射透过大气到达地面
使地面增温
大气增
温过程
地面增温后以B地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量
使大气增温
二、大气对地面的保温作用
1.大气长波辐射:
对流层中的水汽、二氧化碳等强烈吸收地面长波辐射而增温,产生大气长波辐射。
2.大气逆辐射:
大气辐射中向下射向地面的部分。
3.保温作用:
大气逆辐射把热量传给地面,补偿地面辐射损失的热量。
[特别提醒]
(1)大气对太阳辐射具有削弱作用:
大气中的一些成分及现象对太阳辐射具有吸收、反射和散射作用,从而在一定程度上削弱了到达地面的太阳辐射。
(2)大气逆辐射是大气辐射的一部分,白天和晚上是始终存在的,并且白天辐射更强。
三、大气热力环流
1.大气运动
(1)主要形式
(2)意义
2.热力环流——大气运动的最简单形式
(1)概念:
由于地面冷热不均而形成的空气环流。
(2)形成过程
①A地受热,空气膨胀上升,近地面空气密度减小,形成低气压;D处空气聚集,密度增大,形成高气压。
②B、F地冷却,空气收缩下沉,近地面空气密度增大,形成高气压;C、E处空气密度减小,形成低气压。
③水平运动:
在同一水平面上,空气由高气压区流向低气压区。
[特别提醒]
(1)垂直方向上的气压值总是近地面大于高空,同一水平面上的气压值是高压大于低压。
(2)气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的,而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。
四、大气的水平运动——风
1.风的形成过程
2.风形成的原因
(1)直接原因:
水平气压梯度力。
(2)根本原因:
地面受热不均。
3.高空中的风和近地面的风比较
类型
受力
风向
图示(北半球)
高空中的风
水平气压梯度力和地转偏向力
与等压线平行
近地面的风
水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力
与等压线之间成一夹角
[特别提醒]
(1)影响风力大小的最直接因素是水平气压梯度力,水平气压梯度力越大,风力越大。
(2)风力大小还要考虑摩擦力的大小,地面障碍越多,阻挡作用越强,摩擦力越大,风力越小。
(3)地转偏向力不影响风力大小,只影响风向,北半球右偏,南半球左偏。
(1)太阳辐射是大气能量的根本来源。
( )
(2)大气的绝大部分成分都可以直接吸收太阳辐射。
( )
(3)垂直方向上的气压差异是会随大气运动而变化的。
( )
(4)大气运动的方向总是由高压指向低压。
( )
(5)大气水平运动的原动力是( )
A.水平气压梯度力B.地转偏向力
C.摩擦力D.三力合力
提示:
(1)√ 大气的能量主要来源于太阳辐射。
太阳辐射将热量传给地面,地面再将热量传给大气,因此大气能量的根本来源是太阳辐射能。
(2)× 太阳辐射透过厚厚的大气层时,大气中只有臭氧等少数成分可以直接吸收太阳辐射。
(3)× 垂直方向上,总是近地面的气压高于高空的气压。
(4)× 气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的,而水平运动是由同一水平面上的气压差异引起的。
(5)A [同一水平面上的气压差异产生了水平气压梯度力,在此作用下,大气开始水平运动,因此水平气压梯度力是形成风的原动力。
]
大气的受热过程与保温作用
2018年11月19日,在国际空间站成立20周年之际,俄罗斯联邦航天局总设计师向外界宣称,在2030年,俄罗斯宇航员将实现首次登月,预计会在月球待14天。
移民月球一直是人类的梦想,但民间热议的“月球移民”难度依然较大。
这是因为月球表面昼夜温差很大,白天阳光垂直照射的地方温度高达127℃;夜晚,温度可降到-183℃。
问题1 (地理实践力)请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐射、大气逆辐射。
提示:
问题2 (综合思维)月球上的气温变化为什么会如此剧烈?
提示:
月球上没有大气层,不能对昼夜温度进行调节。
问题3 (综合思维)地球、月球与太阳的距离相当,为什么地球上的气温比较稳定呢?
提示:
地球上有大气层,白天,大气层削弱太阳辐射,使到达地面的太阳辐射减少,温度上升缓慢;夜晚,大气逆辐射对地面有保温作用,使地面温度下降缓慢。
问题4 (区域认知)运用“大气的受热过程”原理,分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。
提示:
塔里木盆地晴天多,白天,大气对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射多,气温高;夜晚,大气逆辐射弱,保温作用弱,气温低,故昼夜温差大。
[归纳总结]
1.大气对太阳辐射的削弱作用
(1)吸收作用:
大气对能量最强的可见光吸收得很少。
如下图:
大气对太阳辐射的吸收
(2)反射作用:
云层和较大的尘埃,对太阳辐射的反射作用较明显,且云层的反射作用最显著。
如图:
2.大气对地面保温作用
名称
具体过程
热量来源
太阳暖大地
大部分太阳短波辐射到达地面,地面吸收后增温
太阳辐射
大地暖大气
地面增温后形成地面辐射,大气吸收后增温
地面辐射
大气还大地
大气增温后形成大气辐射,其中向下的部分称为大气逆辐射,它将大部分热量还给地面,对地面起到保温作用
大气辐射
3.大气受热过程在生活中的应用
(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响
(2)在农业中的应用:
利用温室大棚生产反季节蔬菜;利用烟雾防霜冻;果园中铺沙或鹅卵石不但能减少土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。
(3)利用大气的削弱作用原理分析某一地区太阳能的多寡,如高海拔区,空气稀薄,大气的削弱作用弱,太阳能丰富;内陆地区,晴天多、阴雨天气少,大气的削弱作用弱,太阳能丰富。
1.下图为甲、乙两地某时段大气受热过程示意图,箭头反映了能量传递的方向及大小(粗细),读图回答
(1)~(3)题。
(注:
大气透明度往往与大气密度、天气有关)
甲 乙
(1)①⑤两箭头传递的能量方向及大小相同,说明甲、乙两地( )
A.纬度相当 B.海拔相当
C.距海远近相同D.大气透明度相近
(2)近地面大气温度随高度升高而递减,主要影响因素是( )
A.①⑤ B.②⑦C.③⑧ D.④⑥
(3)霜冻多出现在晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚,主要是因为此时( )
A.地面辐射弱B.太阳辐射强
C.大气反射强D.大气逆辐射弱
(1)A
(2)B (3)D [第
(1)题,图示箭头①⑤都是来自大气上界的太阳辐射,若两箭头传递的能量方向及大小相同,即两箭头所示的太阳高度是相同的,说明甲、乙两地的纬度相当,获得的太阳辐射相同。
第
(2)题,地面辐射是大气的直接热源,近地面大气接受了地面辐射②⑦增温后再通过热传导作用,向高空大气传送热量,越靠近地面温度越高,越远离地面温度越低。
第(3)题,晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚,云量少大气的逆辐射弱,对地面的保温作用弱,降温快,使空气中的水汽易形成霜冻;夜晚无太阳辐射,晴朗的夜晚地面辐射强。
]
热力环流
孔明灯又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。
当年,诸葛孔明被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救。
孔明制成会漂浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
问题1 (地理实践力)观察孔明灯,当我们将其点燃后,灯罩内的空气会如何运动?
提示:
会受热膨胀上升。
问题2 (综合思维)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢?
提示:
热力环流原理。
[归纳总结]
1.理解热力环流的形成,关键抓住以下三点关系
(1)温压关系(如上图中甲、乙、丙三地所示):
(2)风压关系:
水平方向上,风总从高压吹向低压(如上图中①②③④处风向所示)。
(3)等压面凸凹关系:
近地面与高空的等压面凸起方向相反。
2.常见热力环流形式的图示分析及应用
(1)海陆风
①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键
②影响与应用
海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。
(2)山谷风
①成因分析——山坡的热力变化是关键
②影响与应用
山谷(小盆地)常因夜间冷的山风吹向谷底(盆地),使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。
所以,山谷(小盆地)地区不宜布局污染工业。
(3)城市热岛效应
①成因分析——“城市热岛”的形成是突破口
②影响与应用
一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。
等压面图的判读方法
等压面是空间气压值相等的点组成的面,等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。
等压面图表示气压的垂直分布状况,等压线图表示气压的水平分布状况。
(1)在同一地点不同海拔上,海拔越高,气压越低。
如图PA>PE。
(2)在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。
如图PA (3)同一水平面上,高压区等压面都向高空凸起,低压区等压面都向低空凹陷,即“凸高凹低”。 (4)同一垂直方向上,近地面和高空的气压区类型相反,即近地面为高压,其高空则为低压。 2.读下图,回答 (1)~ (2)题。 (1)四点中气压最高的是( ) A.A点 B.B点C.C点 D.D点 (2)有关图中各点大气运动和天气的叙述正确的是( ) A.A点为下沉气流 B.高空大气由D点流向B点 C.近地面大气由A点流向C点 D.C点在高压控制下,是晴朗天气 (1)C (2)D [第 (1)题,根据高空等压面的弯曲情况可判断出近地面A和C两地的气压和气温状况。 A处高空等压面向高处凸出,说明A处的气流为上升运动,气温较C处高,气压则较C处低。 第 (2)题,从上题解析可知,A处气温高于C处,气流上升,气压较低;C处气温低,气流下沉,气压较高;水平方向气流从高压流向低压,即近地面气流由C处流向A处,高空气流由B处流向D处。 气流上升的地区往往形成阴雨天气,气流下沉的地区,天气是晴朗的,C处气流下沉形成高压,为晴朗的天气。 ] 大气的水平运动 比较不同力作用下的风向示意图,共同探讨问题。 问题1 (地理实践力)分析图总结高空的风和近地面的风在受力上有什么不同? 最终风向有何差异? 提示: 高空的风受水平气压梯度力和地转偏向力两个力作用,最终风向与等压线平行。 近地面的风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力共同作用,最终风向与等压线斜交。 问题2 (综合思维)水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力各有什么特征? 提示: (1)水平气压梯度力: 始终垂直于等压线,由高压指向低压,当单位距离上水平气压差相等时,水平气压梯度力大小不变。 (2)地转偏向力: 始终与风向垂直,随着风速的增大而逐渐增大。 (3)摩擦力: 方向始终与风向相反。 [归纳总结] 1.三种不同受力情况对风向的影响比较 受力状况 风向 风压规律 图示 只受水平气压梯度力影响时 风向由高压指向低压且与等压线垂直 风的来向为高压 受水平气压梯度力与地转偏向力共同 影响时 风向与等 压线平行 在北半球背风而立,右边为高压,左边为低压;南半球
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