第8讲大气的垂直分层和对流层大气的受热过程

第8讲大气的垂直分层和对流层大气的受热过程高考考点：大气受热过程考纲解读：1、了解大气的垂直分层结构、各层的主要特征及与人类的关系，树立正确的环境观，提高探索大气环境的兴趣2、了解大气对太阳辐射的削弱作用；掌握太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射关系示意图；理解对流层大气在削弱短波辐射（太阳辐射）和长波辐射（地面辐射）时的差异性，进而理解大气的温室效应考基自主落实一、大气的垂直分层大气分层气温垂直变化空气运动与人类的关系温度变化原因对流层气温随高度的增加而_____，大约每升高100米，气温下降_____℃_____是大气的直接热源，离地面越高，得到的热量越________运动显著_____现象复杂多变平流层气温随高度的增加而_____热量主要来自______吸收太阳紫外线增温_____运动为主气流以平流运动为主，大气稳定，利于_________；______被称为“地球生命的保护伞”高层大气随高度的增加气温____________存在______，对__________通信有重要作用释疑解惑用图表法记忆大气的垂直分层从近地面向高空大气密度越来越小气压越来越低水汽、尘埃含量越来越少二、对流层大气的受热过程1．太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系2．影响地面辐射的主要因素(1)纬度因素：地面辐射从低纬向高纬____。

(2)下垫面因素：影响_____________________比例。

(3)其他因素：其中_________的影响最大。

释疑解惑学习大气的受热过程，要结合实例来理解掌握。

例如：反射——在夏季，多云的白天气温不会太高；散射——晴朗的天空呈现蔚蓝色；吸收——臭氧层因吸收太阳紫外线而升温；大气逆辐射——有云的夜晚比晴朗的夜晚温暖。

记住并理解了这些典例后就可以迁移应用。

例如，晚秋或寒冬，霜冻多出现在晴朗的夜晚(大气逆辐射弱)，人造烟幕防御霜冻(加强大气逆辐射)，教室无太阳直射光线但明亮(散射)。

考能联动提升考点一、大气逆温现象的成因及其危害1．逆温的含义：对流层某一高度范围内有时出现气温随高度增加而增加的异常现象。

大气的垂直分层受热过程及运动
大气的垂直分层包括了对流层、平流层、平流层以上的臭氧层和热层。

对流层是大气最接近地表的一层，它的厚度大约为10-15公里。

在对流层中，由于受到地表的直接加热以及水汽的蒸发等影响，温度随着高度的增
加而逐渐下降。

这种温度递减的现象被称为对流层递减。

平流层是在对流层之上的一层，它的厚度大约为10-50公里。

在平流
层中，温度随着高度的增加略有上升或保持稳定。

这是因为在这个高度范
围内，大气的主要运动是水平的平流，而不是垂直的对流。

平流层以上的臭氧层是在平流层之上的一层，它的厚度约为10-50公里。

臭氧层含有大量的臭氧分子，这些分子可以吸收太阳的紫外线辐射，
从而保护地表免受紫外线的损害。

臭氧层的存在使得大气温度随着高度的
增加而逐渐上升。

热层是在臭氧层之上的一层，它的厚度约为50公里以上。

在这一层中，大气的温度逐渐上升，达到了数千度甚至更高的温度。

这是由于热层
受到太阳的辐射和磁场的影响。

太阳辐射和磁场对热层的热量输送产生了
显著的影响，使得热层的温度比其他层更高。

总体上，大气的垂直分层是由大气受热过程及运动所驱动形成的。

太
阳辐射通过对流、辐射和蒸发等方式将热量传递到大气中，导致大气在垂
直方向上产生不同的温度和密度分布。

这种分层结构对地球上的气候和天
气产生了重要的影响，并对生物圈的发展和生存环境产生了重要的影响。

大气的垂直分层及大气的受热过程——一轮复习一、大气的垂直分层（一）低层大气的组成：干洁空气、水汽和固体杂质。

1.干洁空气：氮：生物体的基本成分；氧：生物维持生命活动所必需的物质；二氧化碳：光合作用的基本原料；臭氧：吸收紫外线，地球生命的保护伞。

2.水汽和固体杂质：成云致雨的必要条件，其中固体杂质可以充当凝结核。

（二）大气的垂直分层1.对流层（1）气温随高度的升高而降低（地面是对流层大气主要的直接热源，每升高100米气温降低0.6 ℃）；（2）对流运动显著；（3）天气现象复杂多变，与人类的关系最为密切。

厚度：低纬：17-18千米；中纬：10-12千米；高纬：8-9千米。

2.平流层（1）气温随高度的升高而升高（臭氧大量吸收紫外线增温）；（2）平流运动为主；（3）天气晴朗，利于飞机飞行。

3.高层大气（1）气温随高度的升高先降低后升高；（2）若干电离层，反射无线电波。

针对性练习1：读地球的大气垂直分层（部分）示意图，据此完成下面小题。

1.从大气垂直分层看，图示大气层是（）A．中纬度的对流层B．中纬度的平流层C．高纬度的平流层D．低纬度的平流层2.人类生活在对流层的底部。

“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒”说明（）A．对流层气温分布特点是随高度上升，气温降低 B．对流层空气上热下冷，空气不稳定C．对流层大气的热量直接来自太阳辐射D．对流层大气有利于飞机飞行答案：1.B 2.A解析：第1题，读图可知，图示大气层温度随高度的升高而升高，为平流层，图中平流层底部的海拔高度大约是12千米，为中纬度的平流层，故选B。

第2题，“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒”说明对流层气温分布特点是随高度上升，气温降低，A正确；对流层空气上冷下热，B错误；对流层大气热量主要直接来源来自地面，C错误；平流层利于飞机飞行，D错误。

故选A。

针对性练习2：积云为常见的一类云，其形成受下垫面影响强烈。

空气在对流过程中，气流携带来自下垫面的水汽上升，温度不断下降，至凝结温度时，水汽凝结成云。

大气的垂直分层和对流层大气的受热过程对流层是大气中最接近地面的一层，它的厚度大约为10∼15km。

在这一层大气中，空气的温度通常随着海拔的增加而递减，这种现象被称为温度递减。

平均温度递减率为6.5℃/km。

这种温度递减的分布形式也被称为标准大气。

对流层中的空气主要靠地面受热而产生对流运动，也就是因为地面受热，将热量传递给空气，使得空气变热，密度减小，从而形成气块上升的气流。

这样，就形成了大气中被称为对流的运动。

对流层的对流运动是大气环流系统的主要形式之一，它使得大气中的热量和水分能够有效地垂直输送。

对流层大气的受热过程主要有辐射、传导和对流三种方式。

第一，辐射是指地面受到太阳辐射的热量，然后将热量辐射向大气。

太阳辐射热量经过大气层的透过、反射和散射后，最终达到地面。

地面吸收到的太阳辐射热量一部分会直接转化为感热，使地表温度升高；另一部分会转化为潜热，使水蒸气从地表蒸发转化为水蒸气。

地面升热后会向空气传递热量，使空气受到加热，从而形成对流运动。

第二，传导是指地面受到太阳辐射热量后，热量从地表向大气传导。

地面与大气之间通过热传导传递热量的主要方式是热对流。

即地面升热后会向空气传递热量，使空气受到加热，从而形成对流运动。

第三，对流是指地面受热后，空气受到加热而产生上升运动。

地面受热后，空气受到加热，温度升高，密度减小，形成气块上升的气流。

空气上升到一定高度后，受到气温递减的影响，空气冷却，水蒸气凝结成云，随着云的不断增加，空气开始下沉，从而形成对流运动。

对流层大气的受热过程影响着大气的动力过程和气候变化。

通过对大气的垂直分层和对流层大气的受热过程的了解，可以更好地理解大气环流的形成机制，预测天气变化以及研究全球气候的变化趋势。

大气垂直分层和对流层大气受热过程
【课标解读】
“运用图表说明大气的受热过程”。

“大气”指的是对流层大气，受热过程是“太阳辐射——地面辐射——大气辐射”之间能量的转换。

“垂直分层”部分是为削弱作用做铺垫，削弱作用又为保温作用埋下伏笔，故本节课三部分内容环环相扣，宜采用递进法进行课堂设计。

大气受热过程是大气运动的基础，也可在本节课适当涉及为后面教学打下基础。

【教学目标】
（1）知识目标：了解大气垂直分层的依据以及各层次的特点；
理解大气对太阳辐射的削弱作用；
理解大气对地面辐射的保温作用；
学会利用热力原理解释身边的地理现象
（2）能力目标：通过图文转化活动，提高学生的读图能力、理解能力、表达能力。

【教学重点】大气对太阳辐射的削弱作用、大气对地面辐射的保温作用
【教学难点】保温作用过程及原理
【课时安排】1课时
寻找可以应用保温作用和削弱作用原理解
释的现象，并设计好问题，下节课小组间
试讲反思：本节课内容多、时间紧，应掌握好学生活动的时间；概念较多，为分散难度某些概念可暂时弱化，以认识过程为主；每讲完一部分及时进行小结，让学生有理解消化的时间。

学 案
自学1：图形转化为表格，温度只描述垂直分布规律（例如：上冷下热）
自学2：表格转会成图形 说明： 将文字表述的过程在图中表现出来，看看哪一部分能量被削弱？ 是在哪一层次，被什么物质（名词），以什么方式（动词）削弱了 （能量减少箭头就要变细，几乎消失了箭头也不画了） 注意观察对流层的情况。

能量比例 （ ）
（ ） （ ）
紫外光
可见光
红外光。

大气的垂直分层、受热过程、大气运动大气的垂直分层、受热过程、大气运动考点一：大气的垂直分层(1)对流层的平均高度为12千米。

低纬度地区气温高，对流强烈，可达17千米～18千米。

高纬度地区仅8千米～9千米。

(2)从近地面到高空，大气密度逐渐减小，气压逐渐降低，水汽、尘埃含量逐渐减少。

补充1：逆温现象逆温有两种情况：①在对流层底部，气温随高度增加而增加的现象，被称为“逆温”；②如果由地面到高空气温垂直递减率每100米下降的温度低于0.6℃，也算逆温。

我国地处中纬度地带，属季风气候，逆温现象经常出现。

一旦逆温出现，将严重阻碍空气垂直运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成，使大气污染更加严重。

类型发生的条件出现的地区辐射逆温经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下中高纬度大陆冬、春季黎明前最强、空气质量较差降，而高处大气层降温较慢平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或气层上中纬度沿海地区地形逆温主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖空气被冷的空气抬挤上升盆地和谷地中夜间锋面逆温锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气温度差异显著考点二：大气的受热过程及其应用(1)大气中的二氧化碳和水汽能够强烈吸收地面长波辐射，故大气中二氧化碳和水汽含量较大时，大气保温作用较强。

如下面两例：①采用塑料大棚发展农业，玻璃温室育苗等。

原理：塑料薄膜、玻璃与二氧化碳具有相同的功能，能让太阳短波辐射透射进入，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃散失，从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。

②秋冬季节，北方农民常用人造烟幕的办法来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。

(2)海拔高、空气稀薄、晴天多、大气洁净的地区，太阳辐射强，如青藏高原、西北地区。

这些地区太阳能资源丰富。

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热量还给地面补充1：削弱作用（选择性吸收（co2、H2O、尘埃、吸收红外光），反射变化（阴晴）、选择性散射）考点三热力环流的形成与等压面图的判读1．热力环流的形成过程近地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上存在气压差异→空气的水平运动→形成热力环流。