高中地理第二单元第二节课时1大气圈的组成与结构 大气的受热过程导学案鲁教版必修1.docx
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高中地理第二单元第二节课时1大气圈的组成与结构大气的受热过程导学案鲁教版必修1
大气圈的组成与结构大气的受热过程
[学习目标定位] 1.了解大气垂直分层的气温和气流运动特征,并理解各层与人类的关系。
2.运用图表说明大气的受热过程,学会分析大气温室效应及其影响。
一、大气圈的组成与结构
1.低层大气的组成:
干洁空气、水汽和固体杂质。
2.干洁空气的成分及作用
(1)氮:
含量最多,生物体蛋白质的重要组成部分。
(2)氧:
维持生命活动必需的物质。
(3)二氧化碳:
绿色植物光合作用的原料,调节地表温度。
(4)臭氧:
强烈吸收太阳紫外线,被誉为“地球生命的保护伞”。
3.大气的垂直分层
(1)划分依据:
大气垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。
(2)各层特征比较
垂直分层
气温特点
大气运动状况
与人类关系
A对流层
随高度增加而降低
对流运动显著
最为密切,天气现象复杂多变
B平流层
随高度增加而增加
水平运动为主
适合飞机飞行
C高层大气
随高度增加先降低后升高
有电离层,能反射短波无线电波
思考
1.为什么对流层的天气现象复杂多变?
答案 一方面,对流层集中了几乎全部的水汽和杂质,另一方面,对流层温度随高度的升高而降低,使水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送。
在上升过程中随着气温的降低,容易成云致雨,所以对流层天气现象复杂多变。
二、大气的受热过程
1.两个热源
(1)地球大气最重要的能量来源:
太阳辐射。
(2)近地面大气主要、直接的热源:
地面。
2.两个过程
(1)地面增温过程:
大部分A太阳短波辐射透过大气到达地面,使地面增温。
(2)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。
3.两个作用
(1)削弱作用:
大气层中水汽、云层、尘埃等对少部分太阳辐射的吸收、反射和散射作用。
(2)保温作用:
大气逆辐射对地面辐射损失热量的补偿作用。
思考
2.为什么白天多云时气温比晴天低,夜晚多云时气温比晴天高?
答案 白天多云时云层对太阳辐射的削弱作用强,到达地面的太阳辐射少;夜晚多云时大气逆辐射强,地面散失热量少。
探究点一 大气的垂直分层
探究活动
读教材图2-2-2“大气的垂直分层示意”,回答下列问题。
(1)对流层的气温在垂直方向上分布有何特点?
该层的厚度随纬度如何变化?
为什么?
(2)平流层的气温分布有何特点?
原因是什么?
飞机为什么选择在平流层飞行?
(3)高层大气对人类生活有什么影响?
答案
(1)对流层的气温随高度增加而降低。
对流层的厚度随纬度增高而降低。
低纬地区受热多,气温高,空气对流旺盛,所以对流层高度大;高纬地区受热少,对流较弱,所以对流层高度小。
(2)平流层的气温随高度升高迅速上升,是因为该层的热量主要来自臭氧对太阳紫外线的吸收。
该层上部热,下部冷,大气稳定,不易形成对流,大气以水平运动为主,利于高空飞行。
(3)有若干电离层,能反射短波无线电波,对无线电通信有重要作用。
反思归纳
大气的垂直分层
地球大气从地面向上可延伸到数千千米高空,根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异,可将大气层分为对流层、平流层和高层大气。
分层
高度范围
主要特点
特点成因
与人类的关系
对流层
低纬:
17~18千米
中纬:
10~12千米高纬:
8~9千米
气温随高度的增加而降低(每升高100米,气温大约降低0.6℃)
地面是对流层大气的直接热源
人类就生活在对流层底部,与人类关系最密切
空气对流运动显著
该层上部冷,下部热
天气现象复杂多变
几乎全部的水汽、固体杂质集中在该层,对流运动易成云致雨
平流层
从对流层顶至50~55千米
气温随高度增加而增加
该层中的臭氧吸收太阳紫外线
人类生存环境的天然屏障,利于高空飞行
以平流运动为主
该层大气上热下冷,大气稳定
天气晴朗
水汽、杂质少,气流平稳
高层
大气
从平流层顶到3000千米的高空
大气密度极小
距地面远,受到引力小
电离层能反射无线电短波,对无线电通信有重要作用
探究点二 大气的受热过程
探究活动
读“大气的保温作用示意图”,回答下列问题。
(1)据图分析,白天阴天与同等情况下的晴天相比,温度是高还是低,请分析原因。
(2)据图分析,为什么对流层温度随高度的升高而降低?
(3)据图分析,晚上阴天与同等情况下的晴天相比,温度是高还是低,请分析原因。
答案
(1)白天阴天,大气对太阳辐射的削弱作用(吸收、反射、散射)强,到达地面的太阳辐射量少,气温比同等情况下的晴天要低。
(2)对流层大气对太阳辐射直接吸收的少,对地面辐射吸收的多,所以离地面越近,气温越高。
(3)夜晚阴天,空气中的水汽和二氧化碳含量高,对地面辐射吸收强,放射出来的大气逆辐射也较多,因此气温比同等情况下的晴天要高。
拓展延伸
图示大气的受热过程
对点训练一 大气的垂直分层
下图为“大气垂直分层示意图”。
读图,回答1~2题。
1.图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( )
A.①B.②C.③D.④
2.对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于( )
A.Ⅰ层顶部B.Ⅱ层底部
C.Ⅱ层中部D.Ⅲ层
答案 1.B 2.D
解析 第1题,根据大气的密度、温度和运动特征,自下而上可将大气层分为对流层、平流层和高层大气,从温度变化趋势看,①②正确,但①曲线在Ⅱ层上半部气温变化出现错误,故只有②正确。
第2题,高层大气(Ⅲ层)中存在若干电离层。
对点训练二 大气的受热过程
读“大气受热过程示意图”,回答3~5题。
3.在大气受热过程中,辐射波长与其他几种辐射类型不同的是( )
A.太阳辐射B.地面辐射
C.大气辐射D.大气逆辐射
4.关于大气的热力作用,叙述错误的是( )
A.太阳辐射能在传播过程中,部分被大气吸收或反射,大部分到达地面
B.太阳辐射能大部分到达地面,并被地面吸收和反射
C.地面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大气
D.地面是大气主要、直接的热源
5.大气保温作用的能量直接来自( )
A.太阳辐射B.大气逆辐射
C.地面辐射D.大气辐射
答案 3.A 4.D 5.B
解析 第3题,太阳辐射是短波辐射,其他几种属于长波辐射。
第4题,地面辐射把热量传递给近地面大气,而高层大气的热源则不是主要来自于地面。
第5题,大气逆辐射补偿地面辐射损失的热量,起到了保温作用。
综合提升
6.读“大气对地面的保温作用图”,回答下列问题。
(1)图中字母代表的箭头含义分别是:
A______________________;B____________________;
C______________________;D____________________;
G______________________;I____________________。
(2)从数量上看,A>D的原因是____________________________________________________,
图中I的作用是______________________________________________________________。
(3)比较晴天与阴天气温日较差的大小:
_____________________________________________,
其原因是什么?
(4)如果夜晚多云,人们制造烟雾所起到的作用将变____________(大或小),为什么?
答案
(1)太阳辐射 大气吸收的太阳辐射 大气反射、散射的太阳辐射 到达地面的太阳辐射 大气吸收的地面辐射 大气逆辐射
(2)大气的削弱作用 补偿地面损失的热量
(3)晴天大,阴天小 晴天:
白天大气的削弱作用弱,温度高;夜晚大气逆辐射弱,温度低,故温差大。
阴天:
白天大气的削弱作用强,温度不高;晚上大气逆辐射强,温度不低,故温差较小。
(4)小 云和人造烟雾的作用一样,都是增强大气逆辐射。
解析 通过图中箭头的指向和粗细,明确各字母代表的箭头的含义是解答该题的关键。
解答时要特别关注以下几点:
(1)太阳辐射在射向地面时会被大气削弱一部分。
(2)地面长波辐射绝大部分被大气吸收,又以大气逆辐射的形式返还给地面。
(3)阴天时云层厚,大气对太阳辐射的削弱作用强,大气逆辐射作用强。
(4)浓烟中含有大量二氧化碳气体和尘埃,能大量吸收地面长波辐射,增强大气逆辐射。
教材P35 问题
细雨蒙蒙的天气是由于飞机仍在对流层大气中飞行,当飞机穿过对流层,进入平流层飞行时,天气晴好。
教材P37 活动
温室由玻璃或塑料等透明材料制成,太阳短波辐射能无阻挡地透过玻璃或塑料进入室内,使室内空气增温,增温后的空气会向外辐射长波辐射,而玻璃、塑料具有阻挡长波辐射透过的功能,这样室内的热量就得以积累,形成温室效应。
[基础过关]
某学校地理兴趣小组做了如下实验:
做两个相同规格的玻璃箱,甲底部放一层土,乙底部放适量水,中午同时把两个玻璃箱放在日光下,一段时间后,同时测玻璃箱里的气温,结果发现底部放土的比放水的足足高了3℃。
据此回答1~2题。
1.该实验的主要目的是测试( )
A.不同的下垫面对太阳辐射的吸收能力相同
B.大气的热力运动
C.一天中最高气温出现的时刻
D.近地面大气主要的直接热源
2.将两玻璃箱同时移至阴凉处,我们发现甲乙两箱中的气温计( )
A.甲箱下降快B.甲箱下降慢
C.乙箱下降快D.都没有变化
答案 1.D 2.A
解析 第1题,根据实验,说明地面是对流层大气主要的直接热源。
第2题,土的热容量比水的小,故甲箱降温快,乙箱降温慢。
3.太阳辐射在经过厚厚的大气层时,会出现( )
A.大部分能够被吸收或反射,使大气增温
B.太阳把热量传递给大气的辐射热交换是大气增温的最重要方式
C.太阳高度角越大,路程越短,大气吸收或反射越少
D.被大气吸收或反射的多少与纬度有关,与太阳高度角无关
答案 C
解析 当太阳辐射穿过厚厚的大气层时,大气的削弱作用很小,大部分太阳光能到达地面,地面通过地面辐射再把能量传给大气,所以大气增温的主要方式是地面辐射。
地面太阳辐射的影响因素有:
纬度、海拔。
纬度越低,太阳高度角越大,穿越大气的路程越短,太阳辐射被大气削弱得越少;海拔越高,大气越稀薄,太阳辐射被大气削弱得越少,到达地面的太阳辐射越多。
深秋或初冬晴朗的夜晚,常见农民在田间地头燃烧柴草,以避免所种的庄稼遭受霜冻危害。
读“大气受热过程示意图”,回答4~5题。
4.关于图中a、b、c所代表的内容叙述正确的是( )
A.a代表大气的直接热源
B.a、b、c所代表的辐射波长的大小关系是a
C.b代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收
D.c代表的辐射与天气状况无关
5.燃烧柴草防御霜冻的做法,有利于( )
A.增强a辐射B.增强b辐射
C.增强c辐射D.改变b的辐射方向
答案 4.B 5.C
解析 从图中箭头方向可判断出,a表示太阳辐射,b表示地面辐射,c表示大气逆辐射。
其中b是近地面大气热量的直接来源,其辐射的热量主要被大气中的水汽、二氧化碳等吸收。
阴天时,c辐射增强,燃烧柴草放出大量温室气体及大量烟尘,可增强大气逆辐射,使大气对地面的保温效应增强,从而保护作物免受冻害。
6.青藏高原与四川盆地的纬度相当,但青藏高原比四川盆地气温日较差大得多,原因是青藏高原的( )
①地势高,离太阳近 ②太阳高度小得多 ③云层厚,而且夜长 ④地势高,空气稀薄 ⑤白天太阳辐射较强 ⑥夜晚大气逆辐射较弱
A.①②④⑤⑥B.③④⑤⑥
C.④⑤⑥D.①④⑤⑥
答案 C
解析 青藏高原与四川盆地纬度相当,则两地的太阳高度相当,青藏高原地势高,空气稀薄,白天大气对太阳辐射削弱少,使白天气温较高;夜晚大气的保温作用弱,使地面损失热量多,故气温日较差大。
7.下图为“北半球中纬度某地连续三天的天气状况示意图”。
下列叙述正确的是( )
A.10月4日平均气温最高
B.10月5日昼夜温差最大
C.10月6日最易出现霜冻
D.10月5日夜晚气温最高
答案 B
解析 白天晴朗时,大气对太阳辐射的削弱作用较弱,气温较高;夜晚晴朗时,大气的保温作用差,地面损失的热量多,气温较低;故昼夜皆晴时温差最大。
8.若降温较快,水汽会凝结成露。
气象谚语有“露重见晴天”的说法。
就此现象,下列叙述正确的是( )
A.天空云量少,大气保温作用强
B.地面辐射强,地表降温慢
C.空气中水汽少,地表降温慢
D.大气逆辐射弱,地表降温快
答案 D
解析 水汽因降温快而大量凝结成露,“露重见晴天”,说明晴天云层少,大气逆辐射弱,地表降温幅度大。
9.读“大气垂直分层示意图”,回答下列问题。
(1)A是____________层,该层气温随高度的变化特点是
____________________________________________________________。
(2)B是________层,该层气流平稳,适合于飞机飞行。
(3)地球人造卫星在轨运行期间,主要是在大气中的________中运行,其返回时,在距地面1000米的高度内,所经历的气温变化特点是
_________________________________________________________,
原因是什么?
(4)300千米以上的大气层气温高达1000℃以上,但其中运行的人造卫星不会被烧毁,主要原因是( )
A.卫星与大气处于相对静止状态
B.卫星在大气中高速运行,能很好地散热
C.该层大气稀薄,卫星从中吸收的和与之摩擦产生的热量都有限
D.该层大气密度很大,有利于卫星散热
答案
(1)对流 气温随高度的增加而降低
(2)平流
(3)高层大气 气温逐渐升高 地面辐射是近地面大气的直接热源,越靠近地面,大气所获得的地面辐射热量越多。
(4)C
解析 从图中各层高度数值可以看出,A是对流层,B是平流层,50千米以上是高层大气。
各层的气温变化从气温垂直分布曲线上读出。
300千米以上的高层大气中,气温很高,但空气稀薄,气压低,人造卫星在运行中与空气摩擦产生的热量很有限,并且人造卫星从大气中吸收的热量很少,所以不会被烧毁。
[能力提升]
读“甲、乙两地(一处为海洋,一处为陆地)冬季和夏季气温日变化示意图”,回答10~11题。
10.图中表示海洋性气候夏季气温日变化曲线的是( )
A.①B.②C.③D.④
11.形成同一地区冬夏气温不同的主要因素是( )
A.降水量的差异
B.正午太阳高度和昼夜长短的差异
C.大气环流的差异
D.人类活动的差异
答案 10.B 11.B
解析 本题组考查气温日变化及其分布规律、影响因素等知识,属于核心知识、基本能力型考查题。
气温日较差变化规律是:
一般夏季变化大于冬季,大陆性气候大于海洋性气候。
图中甲地日较差小于乙地,则甲地气候的海洋性大于乙地,①②两条曲线中,②日较差大于①,故②表示海洋性气候夏季气温日变化曲线。
任何地区夏季正午太阳高度都要大于冬季,而落于地平线时太阳高度都为零,则夏季太阳高度日变化要大于冬季,故冬夏气温日较差不同。
读“我国北方某城市天气与空气质量状况表”,回答12~13题。
时间
天气状况
日平均气温
最大风力
空气首要污染物
第一天
多云
11℃
5级
总悬浮颗粒
第二天
阴雨
8℃
8级
总悬浮颗粒
第三天
晴
3℃
4级
NO2
12.该城市最不可能出现此天气变化状况的月份是( )
A.3月B.4月
C.7月D.10月
13.与第一、二天相比,第三天( )
A.大气对太阳辐射的削弱作用较强
B.大气逆辐射作用较弱
C.大气吸收地面辐射的能力较强
D.气温日较差较小
答案 12.C 13.B
解析 第12题,从表中的日平均气温可以看出,三天的日平均气温分别是11℃、8℃、3℃。
连续三天气温都不太高,说明该城市此时的天气不可能出现在7月(夏季)。
第13题,第一、二两天的空气首要污染物为总悬浮颗粒,第三天的空气首要污染物是NO2,大气中的云量在减少,这一点从这三天的天气变化状况也可以看出。
由于大气云量减少,因此大气逆辐射作用也在减弱。
14.为了充分利用气候资源,发挥土地生产优势,我国许多地区发展了冬暖式温室大棚,极大地提高了农民收入,丰富了我国冬季城乡居民的蔬菜供应。
据此回答下列问题。
(1)建温室主要是改善农作物生长的________条件,实现这一目的的原理是________________________________________________________________________。
(2)依照菜农的经验,每天下午都要在棚内洒水,以保证蔬菜安全过夜,试用所学知识分析这一现象。
(3)A、B两位置的蔬菜,长势较好的是______________,原因是什么?
口感较好的是________________,原因是什么?
(4)分析说明大棚技术对农业生产光、热、水条件的影响。
答案
(1)热量 大气保温效应
(2)棚内洒水可以吸收地面辐射与大气辐射,储存更多的热量。
(3)B处 B处保温效果好,热量充足,蔬菜生长状况好。
A处 A处在门口位置,温差较大,蔬菜储存糖分多,口感好。
(4)使冬季的太阳光照得以充分利用;提高了大棚内的温度,使作物在冬季也可种植(可以减轻冻害,提高农业生产抗灾能力);有利于保持、调节大棚内空气和土壤的水分。
解析 第
(1)题,温室大棚根据大气保温效应原理制作而成,能够改善冬季农作物热量不足的问题。
第
(2)题,水汽可以吸收地面与大气长波辐射,储存更多热量。
第(3)题,A、B两地位置不同,导致热量、温差都存在差异。
B处热量较充沛,蔬菜长势较好。
A处白天温度高,光合作用强,产生的糖分多,晚上温度低,呼吸作用消耗的糖分较少,集聚在蔬菜内的糖分多,口感好。
第(4)题,大棚技术改变了冬季的光、热、水资源条件。
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