第2單元

大氣環(huán)境主題五

大氣的受熱過(guò)程與運(yùn)動(dòng)第1課時(shí)

大氣受熱過(guò)程學(xué)習(xí)目標(biāo)能夠闡述大氣的受熱過(guò)程，明晰太陽(yáng)輻射、地面輻射和大氣輻射之間的能量傳遞關(guān)系；準(zhǔn)確說(shuō)出大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用和對(duì)地面的保溫作用的具體表現(xiàn)；學(xué)習(xí)重難點(diǎn)重點(diǎn)大氣的削弱作用；大氣的保溫作用；難點(diǎn)大氣的受熱過(guò)程課堂導(dǎo)入：走馬燈走馬燈又稱跑馬燈，是我國(guó)著名的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。據(jù)記載，在公元1000年左右，我國(guó)就創(chuàng)造了走馬燈。南宋文學(xué)家周密曾寫道：“若沙戲影燈，馬騎人物，旋轉(zhuǎn)如飛?！笨梢?jiàn)走馬燈不似尋常燈，它是一盞可以旋轉(zhuǎn)的燈。有人用“走馬燈，燈走馬，燈熄馬停步”來(lái)形象地描述走馬燈的運(yùn)行狀況。在過(guò)去，走馬燈一般在春節(jié)等喜慶的日子里才表演，寓意喜慶、五谷豐登。為什么會(huì)有“走馬燈，燈走馬，燈熄馬停步”的現(xiàn)象?壹Partone太陽(yáng)輻射概況太陽(yáng)輻射的波長(zhǎng)地球上的能量來(lái)源太陽(yáng)源源不斷地以電磁波的形式向四周放射能量太陽(yáng)輻射是地球上各種現(xiàn)象和過(guò)程的最主要的能量來(lái)源。太陽(yáng)常數(shù)太陽(yáng)常數(shù)指在日地平均距離條件下，大氣上界垂直于太陽(yáng)光線的單位面積每分鐘接收的太陽(yáng)輻射量。太陽(yáng)輻射的波長(zhǎng)太陽(yáng)輻射為短波輻射。50%的能量集中在波長(zhǎng)0.4～0.76微米之間的可見(jiàn)光區(qū)。7%的能量集中于波長(zhǎng)小于0.4微米的紫外線區(qū)。43%的能量集中于波長(zhǎng)大于0.76微米的紅外線區(qū)。人們用肉眼無(wú)法看見(jiàn)紫外線和紅外線。太陽(yáng)輻射能量最集中的部分思考結(jié)合所學(xué)知識(shí)，想一想大氣上界和地球表面每分鐘獲得的太陽(yáng)輻射量有何差異?大氣上界獲得的太陽(yáng)輻射量大于地球表面每分鐘獲得的太陽(yáng)輻射量太陽(yáng)輻射穿過(guò)厚厚的大氣層到達(dá)地面的過(guò)程中，會(huì)受到大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用，因而到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量會(huì)減少，只有約一半的太陽(yáng)輻射能夠到達(dá)地面。貳Parttwo大氣削弱作用散射、反射、吸收大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用主要包括大氣的反射、吸收和散射。反射吸收散射大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收特點(diǎn)：大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收具有選擇性參與的大氣成分：臭氧（平流層）：吸收紫外線；水汽和二氧化碳（對(duì)流層）：吸收紅外線大氣對(duì)太陽(yáng)輻射中能量最強(qiáng)的可見(jiàn)光卻吸收得很少，大部分可見(jiàn)光能夠透過(guò)大氣到達(dá)地面。大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的反射大氣的反射：照射在云層和較大塵埃上的一部分太陽(yáng)輻射又被反射回宇宙空間參與的大氣成分：大氣中的云層和較大塵埃特點(diǎn)：大氣反射沒(méi)有選擇性形成的現(xiàn)象：反射光呈白色晴天的云呈現(xiàn)白色大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的散射大氣的散射：太陽(yáng)輻射的一部分能量以空氣分子或微小塵埃為中心向四周散射參與的大氣成分：空氣分子或微小塵埃特點(diǎn)：大氣散射具有選擇性削弱的輻射：太陽(yáng)輻射中波長(zhǎng)較短的藍(lán)光和紫光形成的現(xiàn)象：晴朗的天空呈蔚藍(lán)色；霧霾天天空呈灰白色晴朗的天空呈蔚藍(lán)色霧霾天天空呈現(xiàn)灰白色大氣的散射示意圖大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的散射早晨和黃昏，太陽(yáng)光斜射穿過(guò)大氣層，低層大氣中水滴、灰塵等顆粒較大，紅、橙光散射較多，出現(xiàn)“霞光”。太陽(yáng)輻射的分布規(guī)律到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射是分布不勻不同緯度地區(qū)獲得的太陽(yáng)輻射量由低緯度地區(qū)向高緯度地區(qū)遞減緯度越高的地區(qū)，太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)大氣的路徑越長(zhǎng)，太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)大氣層后被大氣削弱得越多，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射就越少太陽(yáng)光線與地平面的夾角課堂活動(dòng)：紫外線指數(shù)與防曬品選擇夏天去戶外游玩，你的皮膚有沒(méi)有被曬紅曬黑?在沒(méi)有防曬措施的情況下長(zhǎng)時(shí)間曝曬，我們的皮膚很容易受到紫外線的傷害。

查詢有關(guān)防曬產(chǎn)品的標(biāo)簽，結(jié)合表2-2，在紫外線指數(shù)7～9的天氣條件下為下列活動(dòng)選擇合適的防曬產(chǎn)品。叁Partthree大氣對(duì)地面的保溫作用大氣的受熱過(guò)程、大氣的保溫作用大氣的受熱過(guò)程太陽(yáng)輻射太陽(yáng)輻射地面增溫反射、散射吸收地面反射地面輻射返回宇宙空間大氣吸收大氣逆輻射大氣輻射大氣增溫短波輻射長(zhǎng)波輻射宇宙空間地球大氣層太陽(yáng)暖大地大地暖大氣大氣還大地大氣的能量來(lái)源太陽(yáng)輻射是近地面大氣的根本熱源；地面輻射是近地面大氣熱量的直接來(lái)源。大氣的保溫作用大氣逆輻射在一定程度上補(bǔ)償了地面輻射損失的熱量，對(duì)地面起保溫作用。大氣對(duì)地面的保溫作用使夜晚的氣溫不會(huì)太低，地表晝夜溫差不會(huì)太大。運(yùn)用大氣受熱過(guò)程的知識(shí)，說(shuō)一說(shuō)為什么在我國(guó)北方晚秋和初冬晴朗的夜晚常出現(xiàn)霜凍現(xiàn)象在晴朗的夜晚，空中云量較少，大氣逆輻射弱，保溫作用差，沒(méi)有了太陽(yáng)這一熱源，地面輻射散熱又較強(qiáng)，在冬春季寒潮的降溫作用下，霜凍就出現(xiàn)了。課堂鏈接：溫室大棚運(yùn)用大氣保溫作用說(shuō)明溫室大棚種植蔬菜的原理。對(duì)于太陽(yáng)輻射（短波輻射）來(lái)說(shuō)，塑料大棚和玻璃幾乎是“透明”的，太陽(yáng)輻射可以大部分進(jìn)入。但對(duì)于地面長(zhǎng)波輻射來(lái)說(shuō)，塑料大棚和玻璃卻是不“透明”的，長(zhǎng)波輻射很少能透過(guò)。溫室和大棚就使得外界的太陽(yáng)能量能不斷進(jìn)入室內(nèi)，而室內(nèi)的熱量卻很少散失出去，從而起到調(diào)節(jié)溫度的作用。影響太陽(yáng)輻射的因素①緯度：到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射由低緯度地區(qū)向高緯度地區(qū)遞減的②海拔：地勢(shì)越高，空氣越稀薄，大氣削弱作用和保溫作用越差，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量越少③日照時(shí)間：天氣晴朗，日照時(shí)間長(zhǎng)，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量大④季節(jié)：夏季，地面獲得的太陽(yáng)輻射多；冬季，地面獲得的太陽(yáng)輻射少。影響太陽(yáng)輻射的因素⑤地面反射率：地面反射率越大，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射越少；地面反射率越小，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射越大地面反射率的大小取決于地面的性質(zhì)和狀態(tài)。反射率越大，地面吸收的太陽(yáng)輻射量越少。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證二氧化碳是溫室氣體實(shí)驗(yàn)器材計(jì)時(shí)器，二氧化碳?xì)怏w，1000毫升錐形瓶，溫度計(jì)，帶孔瓶塞。實(shí)驗(yàn)步驟1.取三只錐形瓶并分別標(biāo)識(shí)為A,B、C。2.取三支溫度計(jì)分別插入帶孔瓶塞。3.將A錐形瓶塞上帶溫度計(jì)的瓶塞。4.在B錐形瓶?jī)?nèi)鋪一層細(xì)沙，充入足量的二氧化碳?xì)怏w并塞上帶溫度計(jì)的瓶塞。5.在C錐形瓶?jī)?nèi)裝入少量水，充入足量的二氧化碳?xì)怏w并塞上帶溫度計(jì)的瓶塞。6.將實(shí)驗(yàn)器材放置在有陽(yáng)光照射的臺(tái)面上。7.持續(xù)觀測(cè)15分鐘，記錄溫度計(jì)的數(shù)值并完成實(shí)驗(yàn)表格。8.通過(guò)表格數(shù)據(jù)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的地理原理。知識(shí)總結(jié)三種輻射三個(gè)過(guò)程兩種作用兩個(gè)來(lái)源太陽(yáng)輻射(短波)地面輻射(長(zhǎng)波)大氣逆輻射(長(zhǎng)波)①太陽(yáng)暖大地②大地暖大氣③大氣還大地大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用大氣對(duì)地面的保溫作用太陽(yáng)輻射(最根本、重要)地面輻射(最主要、直接)課堂練習(xí)1.下圖為地球大氣受熱過(guò)程示意圖。據(jù)此完成下列要求。(1)圖中數(shù)字①表示_______，②表示_______，③表示________________，④表示___________。霧霾，是霧和霾的統(tǒng)稱，二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成。(2)霧霾天氣發(fā)生會(huì)使_______增強(qiáng)，_______減弱，因此白天變暗，稱之為“暗島效應(yīng)”。而夜間霧霾天氣會(huì)使當(dāng)?shù)豞______增強(qiáng)。（填數(shù)字）(3)請(qǐng)用地理原理解釋“高處不勝寒”。(4)冬半年的霜凍多發(fā)生在晴朗的清晨，請(qǐng)解釋原因。反射地面輻射大氣逆輻射到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射①④③課堂練習(xí)1.答案：(1)反射；地面輻射；大氣逆輻射；到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射(2)①；④；③(3)近地面大氣的主要、直接的熱量來(lái)源是地面輻射；海拔高，空氣稀薄，獲得的地面輻射少，氣溫低。(4)晴朗的清晨少云，大氣逆輻射較弱，大氣對(duì)地面的保溫作用弱，氣溫下降快。解析：(1)結(jié)合所學(xué)可知，①表示大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的反射作用，②由地面指向大氣，表示地面輻射，③由大氣指向地面，表示大氣逆輻射，④表示達(dá)到地面的太陽(yáng)輻射。(2)霧霾天氣發(fā)生會(huì)使白天變暗，是因?yàn)殪F霾增加了對(duì)太陽(yáng)輻射的反射作用①增強(qiáng)，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射④減弱。夜間出現(xiàn)霧霾天氣會(huì)使當(dāng)?shù)卮髿獾谋刈饔迷鰪?qiáng)，地面輻射③增強(qiáng)。(3)根據(jù)所學(xué)可知，近地面大氣的主要、直接的熱量來(lái)源是地面輻射。所以海拔越高，獲得的地面輻射越少，氣溫越低，所以會(huì)出現(xiàn)“高處不勝寒”。(4)晴朗的夜間，天空少云，大氣逆輻射弱，大氣對(duì)地面的保溫作用弱，達(dá)到地面的大氣逆輻射少，近地面氣溫下降快，從而形成霜凍。課堂練習(xí)“霧凇”一詞最早見(jiàn)于西晉《字林》：“寒氣結(jié)冰如珠見(jiàn)日光乃消，齊魯謂之霧凇”。霧凇是通過(guò)冷卻水汽凝華形成冰晶掛結(jié)于草木枝葉的天氣現(xiàn)象?！板ｌF凇”專指沙漠戈壁中的霧凇景觀，猶如在石海沙丘上開(kāi)出的“玉樹(shù)瓊花”。新疆北部古爾班通古特沙漠“瀚海霧凇”出現(xiàn)頻率高，吸引攝影愛(ài)好者前往。據(jù)此完成下面小題。2.“寒氣結(jié)冰”形成霧凇的原因是(

)A.上升氣流導(dǎo)致降溫

B.云層較厚，太陽(yáng)輻射弱C.大氣的保溫作用弱

D.暖鋒過(guò)境前后溫差大3.為了次日能拍攝古爾班通古特沙漠霧凇景觀，適宜攝影愛(ài)好者蹲守的天氣是(

)A.飄雪初晴

B.氣溫回升

C.晚來(lái)風(fēng)急

D.夜間有雨CA課堂練習(xí)2.答案：C解析：“寒氣”說(shuō)明氣溫低，不利于氣流上升，A錯(cuò)誤；“見(jiàn)日光乃消”說(shuō)明“寒氣結(jié)冰”形成霧凇主要發(fā)生在夜間，夜間沒(méi)有太陽(yáng)輻射，B錯(cuò)誤；大氣的保溫作用弱，降溫快，夜間溫度低，水汽容易冷卻，凝華形成冰晶，形成霧凇，C正確；暖鋒過(guò)境，氣溫升高，不利于水汽凝華，D錯(cuò)誤。3.答案：A解析：結(jié)合材料分析可知，霧凇景觀的出現(xiàn)需要滿足充足的水汽條件、降溫條件。飄雪說(shuō)明剛經(jīng)歷過(guò)雨雪天氣，空氣濕度較大，初晴說(shuō)明天氣晴朗，大氣逆輻射弱，夜間大氣保溫作用弱，降溫快，水汽容易遇冷凝華，形成霧凇，A正確；氣溫回升不利于水汽凝華，B錯(cuò)誤；風(fēng)力大，凝華的冰晶難以掛結(jié)于草木枝葉上，容易被風(fēng)吹落，C錯(cuò)誤；夜間有雨說(shuō)明夜間大氣逆輻射強(qiáng)，保溫作用強(qiáng)，降溫慢，不利于霧凇形成，D錯(cuò)誤。課堂練習(xí)生態(tài)小康家園是以土地資源為基礎(chǔ)、以太陽(yáng)能為動(dòng)力、以沼氣為紐帶，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)相結(jié)合，通過(guò)生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)，在農(nóng)戶土地上，全封閉狀態(tài)下將沼氣池、畜禽舍、廁所和日光溫室等組合在一起的一種現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)庭院模式。下圖為我國(guó)某地生態(tài)小康家園示意圖。讀圖完成下面小題。4.夜間，農(nóng)戶用草墊覆蓋溫室塑性玻璃穹頂，首要目的是(

)A.減少病蟲害

B.減少能量損耗C.減少水分蒸發(fā)

D.增加室內(nèi)溫差5.“樓頂花園，樓上家園，地面果園”是生態(tài)農(nóng)業(yè)庭院的寫照，其中樓頂花園的主要生態(tài)作用是(

)A.夏季隔熱，冬季保溫

B.增加濕度，利于產(chǎn)出C.天然氧吧，污染零排放

D.資源再生，提高產(chǎn)能BA課堂練習(xí)4.答案：B解析：玻璃溫室保溫的原理是白天陽(yáng)光透過(guò)玻璃射入大棚，使土壤及其他物體的溫度升高，這些物體又以長(zhǎng)波輻射形式向棚內(nèi)釋放熱量，玻璃能阻隔大部分長(zhǎng)波輻射的熱量，使熱量留在棚內(nèi)，從而可提高棚內(nèi)氣溫。夜晚玻璃溫室內(nèi)溫度降低，用草墊覆蓋玻璃溫室可以起到保溫的作用，減少能