大气的垂直分层和对流层大气的受热过程

对流层大气的受热过程

[学习目标定位] 1.通过图示，了解大气的垂直分层结构及与人类的关系。2.通过图示，理解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。3.了解影响地面辐射的因素。

一、大气的垂直分层

根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，分为对流层、平流层和高层大气。

二、对流层大气的受热过程

1．大气对太阳辐射的削弱作用：主要有选择性吸收、散射和反射三种方式。

2．地面辐射、大气辐射及其影响因素

(1)概念比较

序号 辐射名称 辐射类型 辐射方向 作用

Ⅰ 太阳辐射 短波辐射 射向地面 地面的直接热源

Ⅱ 地面辐射 长波辐射 主要射向大气层 对流层大气的直接热源

Ⅲ 大气辐射

长波辐射 射向高层大气和宇宙空间 大气逆辐射会使地面增温

Ⅳ 大气逆辐射 射向地面

(2)影响大气逆辐射的因素

云层：增厚湿度：增大大气逆辐射增强

(3)影响地面辐射的主要因素

①纬度因素：同样性质的地表，纬度越低，年平均正午太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，地表受到的太阳辐射的强度就越大，地面辐射也就越强。

②下垫面因素：下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同。

③气象因素：同纬度地区，年日照时数的长短，会影响地面获得的太阳辐射。 3．大气的保温作用

(1)地面辐射释放能量的绝大部分被截留在对流层大气中。 (2)大气逆辐射直接补偿地面的热量损失。

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。

2．为什么同一季节的白天多云，气温不会太高，而夜间多云，气温不会太低？

答案 同一季节，白天多云，太阳辐射经过大气层时，被削弱得多(吸收、反射多)，故气温不会太高；夜晚多云，特别是有浓密的低云，空气中湿度比较大，大气逆辐射强，对地面的保温作用强，气温不会太低。

对流层大气的受热过程和大气的水平运动

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对流层大气的受热过程和大气的水平运动

一、大气的受热过程

1.大气的垂直分层

读大气垂直分层示意图，回答问题。

代号 名称 温度变化 与人类的关系

A 对流层 气温随高度增加而降低 最密切，云、雨、雾、雪等天气现象均发生在本层

B 平流层 气温随高度增加而升高 气流以平流运动为主，利于高空飞行；臭氧层被称为地球生命的保护伞

C 高层大气 随高度增加气温先降低再升高 存在电离层，对无线电短波通信有重要作用

【深度思考1】 为什么对流层和平流层的温度垂直分布和大气运动不同？

提示 对流层大气的直接热源是地面，因此温度随高度增加而降低。因下部热上部冷，所以对流运动显著；平流层因所含的臭氧层吸收太阳紫外线而使其增温，因此温度随高度增加而升高。因下部冷上部热，所以大气以平流运动为主。

对流层大气的受热过程和大气的水平运动

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2.对流层大气的受热过程

读太阳辐射与地面辐射、大气逆辐射示意图，回答问题。

(1)大气对太阳辐射的削弱作用：表现形式为a选择性吸收、散射和b反射。

(2)地面辐射和大气辐射：

图中字母 性质 意义

地面辐射

B 长波辐射 是对流层大气增温的直接能量来源

大气辐射 C 长波辐射 大气逆辐射(e)使地面增温

(3)影响地面辐射的主要因素。

①纬度因素：太阳辐射强度从低纬向两极递减。

②下垫面因素：影响吸收和反射的太阳辐射比例。

③其他因素：其中气象因素的影响最大。

3.大气对太阳辐射的削弱作用

(1)表现形式：a选择性吸收、散射和b反射。

(2)削弱强度：对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。

吸收作用 ①平流层臭氧吸收紫外线

②对流层水汽和二氧化碳吸收红外线

反射作用 云层和较大颗粒尘埃，无选择性反射

散射作用 空气分子或微小尘埃→使天空呈蔚蓝或白色(可对比月球)

【深度思考2】 为什么晴朗的早晨反而比阴天的早晨气温更低一些？ 对流层大气的受热过程和大气的水平运动

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。

第7讲 对流层大气的受热过程及大气运动

1．大气的垂直分层

大气垂直分层 气温变化 与人类活动的关系

对流层 随高度升高而降低 大气下热上冷，空气上升，对流现象显著；与人类活动最密切

平流层 随高度升高而上升 大气平稳，天气晴朗，适合飞机飞行

高层大气 随高度增加先降低后升高 存在若干电离层，对无线电通信有重要影响

2.对流层大气的受热过程

(1)两大过程

①地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。

②大气的增温：地面以长波辐射的形式向大气传递热量。

(2)两大作用

①削弱作用：大气层中的水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的选择性吸收、反射和散射作用。

②保温作用：C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。

(3)影响地面辐射的主要因素

①纬度因素：纬度不同，年平均正午太阳高度不同。

②下垫面因素：下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同。 ③气象因素：大气状况不同，地面获得的太阳辐射也不同。

3．热力环流的成因

(1)大气运动的根本原因：太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的热量差异。

(2)热力环流的概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流。

(3)形成：要抓住“一个过程、两种方向、两个关系”。

①一个过程

近地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上出现气压差异→空气的水平运动→热力环流。

②两种气流运动方向

a．垂直运动——受热上升，冷却下沉。

b．水平运动——从高压指向低压。

③两个关系

a．温压关系：下垫面热低压、冷高压。

b．风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。

4．大气的水平运动——风

(1)判断图中A、B、C分别代表的力及其对风的影响

A是水平气压梯度力，影响风向和风速。

B是摩擦力，影响风向和风速。

C是地转偏向力，影响风向。

(2)甲、乙、丙三条等压线气压大小关系是甲>乙>丙，判断理由是水平气压梯度力由甲指向乙、丙。

(3)图示地区位于北(填“南”或“北”)半球，判断理由是风向向右偏转。图中的风是近地面(填“高空”或“近地面”)风，判断理由是风向与等压线成一夹角。