【新步步高】2015-2016学年高一地理湘教版必修一学案与检测：第二章 第三节 第1课时 对流层大气的受热过程

第三节 大气环境

第1课时 对流层大气的受热过程

[学习目标]1.了解大气的垂直分层结构及与人类的关系。2.了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

自主预习

根据大气在垂直方向上的①温度、密度及运动状况的差异，分为②对流层、平流层和高层大气。

思考 为什么平流层适合于飞机的飞行？

答案 因为平流层气温随高度上升而增加，气流以平流运动为主，能见度好，有利于飞机飞行。

合作探究

读“大气的垂直分层示意图”，回答下列问题。

(1)写出图中大气层的名称：A________，B________，C________。

(2)A层气温垂直变化的规律是________________________________________________。

(3)空气对流显著的大气层是________(填字母)。

(4)当太阳大气中的黑子和耀斑增多时，________层会被扰乱，影响无线电短波通信。

(5)某地区近地面气温32℃，该地对流层的厚度为16.8 km，按一般规律，此时该地对流层顶的气温应是( )

A．－100.8℃ B．－68.8℃

C．－132.8℃ D．－42.8℃

(6)图中B层气温随高度升高而________，这是因为________________________________

________________________________________________________________________。

答案 (1)对流层 平流层 高层大气 (2)气温随高度增加而递减 (3)A (4)电离 (5)B

(6)升高 该层有大量臭氧，吸收太阳辐射中的紫外线

解析 本题考查大气的垂直分层及其与人类的关系，解答该题的关键是明确大气垂直分层中各层的名称、气温分布规律、大气运动特点以及各层与人类的关系等知识。

反思归纳

大气的垂直分层 地球大气从地面可延伸到数千千米高空，根据温度、密度和大气运动状况，可将其划分为对流层、平流层和高层大气，其主要特点如下表：

垂直

分层 高度分布 主要特点 与人类关系

对

流

层 高度因纬度而异：低纬度17～18km，中纬度10～12km，高纬度8～9km ①气温随高度增加而递减；②空气对流运动显著；③天气现象多变

与人类关系密切，人类就生活在对流层底部

平

流

层 由对流层顶到50～55km ①气温随高度增加迅速上升；②大气以水平运动为主，气流平稳

是人类生存环境的天然屏障

高层

大气 由平流层顶到大气上界 在80～500km高空，大气处于高度电离状态 影响无线电通信

练习巩固1 关于大气的组成成分及结构的说法，正确的是( )

A．从低层到高层的大气成分依次是水汽、干洁空气、尘埃

B．对流层由于气温随高度增加而升高，使空气对流运动显著

C．平流层既对生物有保护作用，又有利于飞机飞行

D．高层大气随高度的增加温度降低、密度减小，与人类活动没有关系

答案 C

解析 地球大气由低到高依据温度、密度和大气运动状况等划分为对流层、平流层、高层大气。平流层的空气运动以水平运动为主，气温随高度增加而上升，水汽、固体杂质少，天气晴朗，所以在平流层，适合高空飞行。在平流层还存在一个臭氧层，臭氧能够强烈吸收太阳紫外线，使地球生物免受紫外线灼伤，对生物有保护作用。

二、对流层大气的受热过程

自主预习

1．大气对太阳辐射的削弱作用：主要表现为③选择性吸收、散射和④反射。臭氧层中的臭氧和高层大气吸收波长较短的⑤紫外线，水汽和二氧化碳吸收波长较长的⑥红外线；散射主要改变太阳光线的方向；云层或尘埃能反射太阳光线，云层越厚，对太阳辐射反射⑦越强。

2．地面辐射：从波长看，地面辐射属于⑧长波辐射，地面辐射是对流层大气增温的⑨直接能量来源。

3．大气辐射：大气吸收⑩地面辐射增温的同时，也向外辐射能量，即为大气辐射，它属于长波辐射。

4．大气逆辐射：射向⑪地面的大气辐射称为大气逆辐射，对地面起到⑫保温作用；云量越大，大气逆辐射越⑬强。

5．影响地面辐射的主要因素：⑭纬度因素、下垫面因素和其他因素。其中⑮纬度因素是太阳辐射强度由低纬向两极递减的重要原因。同样性质的地表，纬度越低，太阳辐射强度越⑯大，所产生的地面辐射越⑰强。地面反射率越强，获得的太阳辐射越⑱少，地面辐射越⑲弱。其他因素以⑳气象因素的影响最大。 思考 为何白天多云，气温比晴天低；夜间多云，气温却比晴天高？

答案 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。

合作探究

读“大气热量传递与平衡示意图”，回答问题。

(1)据图分析下列现象产生的原因，并说明这一原因与图中甲、乙、丙哪一过程相关。

①冬半年的霜冻多发生在晴朗的夜间。

②塔里木盆地的昼夜温差大。

(2)一般情况下，就多年平均而言B＝A＋C＋D。但是近若干年来，上述平衡被打破，“＝”变成了“＞”。出现这一结果的原因是什么？

答案 (1)①晴朗的夜间，天空中云量少，大气逆辐射弱，地面辐射热量散失的多，致使地面温底低，所以冬半年的霜冻多出现在晴朗的夜间。丙。

②塔里木盆地深居内陆，水汽难以进入，云量少，白天大气对太阳辐射的吸收少，大量太阳辐射到达地面，近地面气温高；夜晚大气逆辐射弱，近地面气温低。甲，丙。

(2)化石燃料的燃烧，森林减少，大气中的二氧化碳等温室气体增加，温室气体吸收并保存地面辐射和太阳辐射中的红外线，使大气热量收入大于支出。

反思归纳

对流层大气的受热过程及原理

地面辐射是对流层大气增温的直接能量来源，太阳辐射是根本来源，大气的受热过程具体图解如下：

练习巩固2 读图，回答下列问题。 (1)白天多云时，由于云层对太阳辐射的________作用增强，到达地面的太阳辐射强度________，所以地面温度比晴天________。

(2)夜间多云时，由于云层________地面长波辐射，并使大气________作用增强，补偿了地面辐射损失的热量，所以地面温度比晴天________。

(3)晴天比阴天昼夜温差________。

答案 (1)反射 减弱 低 (2)吸收 逆辐射 高 (3)大

解析

课堂小结

知识提纲

对流层大气的受热过程大气的垂直分层划分依据垂直分层对流层平流层高层大气对流层大气的受热过程大气对太阳辐射的削弱作用地面辐射和大气辐射影响地面辐射的主要因素

强化记忆

1．数字法记忆大气的受热过程

一个根本来源：太阳辐射。 两种作用：削弱作用、保温作用。 三种形式：吸收、反射、散射。 三个环节：太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地。 四种辐射：太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射。

2．歌诀法记忆大气对地面的保温作用

太阳辐射透大气，削弱作用数量减。 绝大部分归地面，吸收辐射大地暖。 大气吸收是主要，射向宇宙不过半。 空气增温辐射在，逆向辐射能量返。 补偿地面热损失，就像棉被温地面。

多云天气更强烈，昼夜温差将变小。

课堂检测

读大气受热过程图，回答1～3题。 1．使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序是( )

A．①—②—③ B．①—④—②

C．②—③—④ D．③—④—②

2．影响近地面大气温度随高度升高而递减的是箭头( )

A．① B．② C．③ D．④

3．青藏高原与同纬度地区相比太阳辐射强，但气温低，主要是由于( )

A．大气吸收①辐射少

B．大气吸收②辐射少

C．地面吸收③辐射少

D．地面吸收④辐射少

答案 1.B 2.B 3.B

4．深秋，我国北方有寒潮活动的地区，往往有霜冻的发生，其主要原因是( )

A．晴天，地面辐射增强 B．晴天，大气辐射增强

C．晴天，地面辐射减弱 D．晴天，大气逆辐减弱

答案 D

解析 晴朗的夜晚，因为云量少，大气逆辐射弱，地面获得大气逆辐射补偿的热量少。

5．新疆地区形成“早穿皮袄午穿纱”这一现象的主要原因是( )

①大气对太阳辐射的反射作用强 ②夜间大气逆辐射弱

③大气对太阳辐射的削弱作用少 ④大气吸收太阳辐射少

A．①② B．②③ C．②④ D．①③

答案 B

解析 新疆地处内陆，气候干旱，云层较少，天气晴朗，白天，大气对太阳辐射的削弱作用少，气温高；夜晚，大气的逆辐射弱，气温低，所以昼夜温差大。

6．矿物能源的大量使用，会使大气中二氧化碳的浓度不断提高；开发利用新能源，可以减少二氧化碳排放，降低大气中二氧化碳的浓度。下面甲、乙两图反映的是开发利用新能源的两种途径，据此回答下列问题。

(1)冬季晴天时，在未采用任何取暖设备的条件下，图甲所示“阳光居室”室内的最高温度可达22 ℃。请分析“阳光居室”是如何达到这一保温效果的？

(2)开发利用新能源，能够减缓全球变暖。请根据“温室效应”的原理，解释其原因。

答案 (1)大部分太阳辐射能透过“阳光居室”的玻璃到达室内地面，地面吸收太阳辐射而增温，并以长波辐射的形式把热量传递给室内大气，地面长波辐射不能穿透玻璃而被反射回地面，从而将热量保留在居室内。同时，封闭的空间也隔绝了室内外热量的交换，加强了保温效果。

(2)开发利用新能源使大气中二氧化碳减少，大气吸收的地面辐射也会减少，大气逆辐射会变弱，大气的保温作用减弱，使气温增高趋势减缓。 活动指导

教材P43活动

提示 1.随高度上升，对流层的气温递减，因为对流层大气的热源是近地面，离地面越远，气温越低，理论上每升高100 m，气温下降0.6 ℃。平流层的气温随海拔升高而升高，因为平流层中的O3吸收太阳辐射中的紫外线而增温。

2．风、霜、雨、雪现象主要发生在对流层，人们居住在对流层的底部。

3．平流层上热下冷、空气平流运动，能见度高，有利于飞机飞行。

教材P45活动

提示 1.由于月球缺乏大气层，白天没有大气对太阳辐射的削弱作用，使月球表面温度高；晚上没有大气的保温作用，使月球表面温度低，故昼夜温差比地球要大。

2．深秋至第二年早春季节，天气晴朗，大气比较洁净，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温较高；夜晚大气对太阳辐射的保温作用弱，气温较低，昼夜温差大，容易出现霜冻。

3．每年秋冬，用人造烟幕的办法，增强大气逆辐射，从而起到对地面的保温作用，使地里的蔬菜免遭冻害。

教材P47活动

提示 1.由于太阳短波辐射可以穿过玻璃(塑料薄膜)到达地面，而地面长波辐射却不能穿过玻璃(塑料薄膜)因此又反射回地面，从而使温室内的气温较高，再加上玻璃(或塑料薄膜)的阻断作用，使温室内的大气不能通过玻璃(或塑料薄膜)与室外的大气进行交换，使大部分热量保存在室内，所以温室内气温高于温室外。

2．利用温室效应原理，采取温室育秧或覆膜育秧。在地热较丰富的地区，也可利用地下热水育秧。

3．农民在冬季采用塑料大棚发展农业，是对气候条件的改造。塑料大棚可适度提高温度和湿度，并可进行人工通风等。

40分钟课时作业