大气的热力状况1

大气的热力状况
教学目标
使学生通过学习了解大气对太阳辐射的削弱作用；大气对地面的保温作用；在学习过程中培养学生自主学习的能力，以及从各种中认定、提取、加工处理各种有用信息的能力；通过学习使学生更加关注人类生存的环境及人类面临的环境问题。

关于大气热力作用的教学分析
本节教材的重点内容是大气的热力作用，其中大气的保温效应是本节的难点内容。

大气的热力作用包括两个方面
第一，大气对太阳辐射的削弱作用。

大气的削弱作用应特别注意哪种作用有选择性，哪种作用没有选择性，另外大气中能够起到吸收作用、反射作用和散射作用的关键物质是什么？这种削弱作用使白天的气温不会太高，不过这种削弱作用因地而异，教材明确提出由于各地太阳高度角不同，太阳辐射经过大气的路程长短不同，被大气削弱的程度不同，到达地面的太阳辐射就会有所不同。

第二，大气的保温效应，需要明确太阳辐射、地面辐射和大气辐射三者的差别和彼此的关系。

日、地、气三种辐射的差别在于地面的温度地域太阳，大气的温度地域地面，因此太阳辐射属于短波辐射，而地面辐射和大气辐射属于长波辐射，因此能够被大气中的二氧化碳和水汽吸收。

日、地、气三种辐射的关系在于太阳辐射经过大气被削弱一部分后，有将近一半的太阳辐射穿过了大气到达地面，地面吸收太阳辐射后增温，同时向外辐射，将热量传递给大气，大气吸收地面辐射后增温，并向外辐射，大气辐射有两部分，一小部分向宇宙空间散失；另外一大部分向地面，称其为大气逆辐射，这部分辐射在一定程度上补偿了地面
辐射损失的热量。

第一节大气结构及大气的热力状况巩固夯实基础一、大气的组成和垂直分层1.地球外部的四大圈层：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。

2.大气的组成（1）低层大气的组成（2）人类活动对大气成分的影响①二氧化碳含量增加：人类活动燃烧煤、石油等矿物燃料，不断向大气中排放大量的二氧化碳；大量森林被砍伐，从而使大气中的二氧化碳的含量增加。

②大气中臭氧总量的减少：随着冰箱、空调的广泛使用，释放出大量的氟氯烃化合物，使大气中的臭氧总量减少。

3.垂直分层（1）垂直分层的依据：依据大气的温度、密度和大气运动状况，将大气划分为对流层、平流层和高层大气。

1.大气对太阳辐射的削弱作用（1）吸收作用：具有选择性。

平流层大气中的臭氧主要吸收紫外线；对流层的水汽和二氧化碳主要吸收红外线。

（2）反射：无选择性。

反射量的多少与云层厚度、云量多少有关。

（3）散射：有选择性。

散射可以改变太阳辐射的方向，使一部分太阳辐射不能到达地面；波长较短的蓝色、紫色光最易被散射。

经大气对太阳辐射的削弱后，到达地面的太阳辐射主要是可见光部分。

2.大气的保温效应①太阳辐射使地面增温：地面吸收太阳短波辐射后，温度增高，同时又以长波辐射的形式把热量向外辐射。

②地面辐射使大气增温：对流层大气中的水汽和二氧化碳对太阳短波辐射的吸收能力很差，但对地面长波辐射的吸收能力很强，因此地面辐射的绝大部分能量被保留在大气中，使大气增温。

③大气逆辐射对地面起保温作用：大气增温的同时，也向外放出长波辐射，其中的大部分向下射向地面，称为大气逆辐射，被地面吸收，补偿了地面的热量损失，起到保温作用。

3.全球热量平衡（1）概念：就整个地球多年平均状况来看，地球收入热量与支出热量是相等的，即热量收支平衡。

（2）人类活动的影响：由于人类活动不断向大气中输入二氧化碳等温室气体，大气的保温效应将使地球的热量收支失去平衡，可能导致全球气候变暖。

理解要点诠释考点一大气的组成成分的变化与人类活动的关系低层大气成分的变化及产生的影响是近年高考热点之一。

－大气的热力状况
太阳辐射既能到达地球表面，也能到达月球表面，但是月球表面白天的温度可高达100℃以上，夜晚则降至－183℃。

而地球的昼夜温差要小得多，这是为什么呢？这是因为地球上有厚厚的大气层，是大气的热力状况保护我们人类和一切生命的存在，下面我们讲大气的热力状况。

2．2 大气的热力状况
一、大气的热力作用
［总结］实验证明，物体温度越高波长越短，温度越低波长越长。

所以太阳辐射为短波辐射，地面辐射、大气辐射、人体辐射等属于长波辐射。

（一）大气对太阳辐射的削弱作用
1、吸收作用
但是，对于太阳辐射中能量最强的可见光部分却吸收的很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上。

2、反射作用特点无选择性
（1）反射主体云和较大的颗粒尘埃。

其中云的反射作用最为明显。

（2）规律云层越厚，云量越多，反射作用越明显。

（3）所以，在夏季，多云的白天，气温不会太高，就是因为云的反射作用减少了到达地面的太阳辐射。

3、散射作用特点有选择性
当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃是，太阳辐射中的一部分表以这些质点为中心向四面八方散射开，从而使一部分太阳辐射不能到达地面。

散射作用有一定的选择性，空气质点有能力散射波长小于自身直。

专题一大气的热力状况一、大气的组成和垂直分层1.大气的组成主要有三部分，即干洁大气、水汽和固体杂质；其中干洁空气主要包括氮气、氧气、二氧化碳和臭氧等；而水汽和固体杂质是成云致雨的必要条件。

2.依据温度、密度和大气运动状况在垂直方向上的差异划分为对流层、平流层和高层大气三个层次。

各层次的主要特点：①对流层气温随海拔升高而递减，大约每上升100米，气温降低0.6℃，上冷下热，对流运动显著；天气现象复杂多变。

另，对流层厚度在低纬度地区大致为17千米—18千米，中纬度地区10千米—12千米，高纬度地区8千米—9千米，即随纬度增加，厚度逐渐减小；对于同一个地区而言，夏季对流层的厚度较冬季时要厚。

②平流层上热下冷；大气运动以水平运动为主；水汽、杂质少，故天气清朗。

有利于高空飞行；有臭氧层能吸收紫外线。

③高层大气存在电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。

3.逆温现象及影响逆温第一种情况：随海拔升高，气温保持不变；逆温第二种情况：随海拔升高，气温升高；逆温第三种情况：随海拔升高，气温降低，但每升高100米，气温降低的温度小于0.6℃。

逆温的影响：使空气对流运动减弱，大气中的污染物不易扩散，大气环境质量差。

二、大气的热力状况1.太阳辐射及太阳辐射光谱分析太阳辐射主要有波长较短的紫外区、波长较长的红外区及可见光区等组成，其中可见光部分的能量最强。

2.大气对太阳辐射的削弱作用大气对太阳辐射的削弱作用的三种形式：吸收、反射和散射：吸收具有选择性，具体表现为臭氧吸收紫外线，水汽和二氧化碳吸收红外线，由此可见大气对太阳辐射中最多的可见光吸收的很少，因而说大气圈对太阳辐射中的可见光几乎是透明的；反射（云和固体尘埃）无选择性；云层的反射是对太阳辐射能削弱能力最强的削弱方式。

地面反射，新雪的反射最强。

散射（空气质点和固体杂质）具有选择性，可见光中蓝色和紫色光容易被散射，所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。

天空呈现灰白色，主要是因为太阳光被较多的灰尘和雾粒散射的缘故。

第七讲大气的热力状况与三圈环流[考纲要求]大气的运动：大气的受热过程；气温的日变化和年变化；气温水平分布的一般规律；大气垂直运动和水平运动的成因。

三圈环流与气压带、风带的形成。

大气环流与水热输送的关系。

[知识讲解]（11.阴天的白天气温比较低的原因？这主要是由于大气对太阳辐射的削弱作用引起的，厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射，所以气温低。

2.晴朗的天空为什么是蔚蓝色的？这是由于大气的散射作用引起的，蓝色光最容易被小的空气分子散射。

3.日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的？这是由于散射作用造成的，散射作用将太阳辐射的一部分能量射向四面八方，所以在黎明和黄昏虽然看不见太阳，但天空仍很明亮。

4.霜冻为什么出现在晴朗的早晨（晴朗的夜晚气温低）？这是由于晴朗的夜晚大气的保温作弱，地面热量迅速散失，气温随之降低。

5.沙漠地区（晴天）为什么气温日较差大？沙漠地区晴天多，白天大气对太阳辐射的削弱作用小，气温高；夜晚大气对地面的保温作用弱，气温低。

6.青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区？青藏高原的海拔高度，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。

通过上面的例子可以看出，分析一地白天气温的高低，主要考虑大气对太阳辐射的水汽比较A 、B 、C 、D 四地的气压高低：D>C>A>B理解热力环流应注意以下问题：①气压是指单位面积上所承受的大气柱的质量，因此在同一地点，气压随高度的增加而减小；②通常所说的高气压、低气压是指同一水平高度上气压高低状况。

比较气压的高低要在同一水平高度上进行比较，垂直方向气压下面高于上面。

受热 受热 冷却 低 高 低③等压面是空间气压值相等的各点所组成的面，等压面突起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。

地面受热均匀等压面一般呈水平状态，地面受热不均匀，则往往因其等压面的上凸或下凹。

④判断气压高低，既要考虑高度因素又要结合等压面的凹凸状况。

城市风：城市上空气流上升，近地面风由郊区吹向城市。

大气的热力状况知识结构1. 内容分析本节内容主要有两部分：大气的热力作用和全球热量平衡。

大气热力作用包括二方面：大气对太阳辐射的削弱作用和大气的温室效应即大气对地面的保温作用。

贯穿这两个作用的线索是太阳辐射到达地球以后在地面与大气之间的能量转换过程。

大气热力作用的根本原因是大气对太阳辐射的选择吸收特性。

因为大气对太阳辐射中不同波长的紫外线、可见光、红外线的选择吸收，所以太阳辐射能够透过大气射到地面上来。

而大气对太阳短波辐射和地面长波辐射的选择吸收特性和大气逆辐射，致使大气对地面具有保温效应。

地面吸收太阳辐射，温度增多，同时又以长波辐射形式向外辐射能量，称为地面辐射。

大气在吸收小部分太阳辐射的同时，主要靠吸收地面辐射而增温，同时向外放出大气辐射，其中射向地面的部分称为大气逆辐射。

太阳辐射到达地面以后的能量转换过程，可表现为：地面辐射和大气辐射都是由太阳辐射转化而来，所以地球上的能量源泉是太阳辐射，地面辐射则是大气主要的直接热源。

２．知识结构紫外光区太阳辐射 可见光区 波长范围 红外光区臭氧吸收波长较短的紫外线水汽、二氧化碳吸收波长较长的红外线选择吸收大气 对可见光吸收很少对太 反射作用 云层和尘埃有反射作用。

云量愈多，云层愈厚，阳辐 反射愈强射的 散射作用 大气中的空气分子或微小尘埃，对蓝色光散射削弱 最强作用 大气的 大气吸收太阳短波辐射能力很差，使太辐射大气 选择吸 能通过大气射到地面的热 形式 收特性力作 大气对 大气吸收地面长波辐射能力很强，从而把地 用 地面的 面放出的热量保存在大气中保温作用 大气逆 将大部分热量又还给地面，在一定程度上补 辐射 偿了地面辐射损失的热量减少气温的日较差意义提高地表平均温度意义 气温稳定热量平衡破坏 全球气温升高学生分析本节课涉及到物理学中热学的一些知识，初中物理中已学到一些简单的知识，在这节学习时应该运用，如。

热传递的三种方式：传导、辐射、对流。

大气的热力作用，就是通过热传递进行的。