高中地理必修一講義.doc

精選第二章 地球上的大氣第一節(jié)：冷熱不均引起大氣運動一、大氣的受熱過程大氣中一切物理過程都伴隨著能量的轉換，太陽輻射能是地球大氣最重要的能量來源。大氣受熱過程示意圖表面：投射到地球上的太陽輻射能，要穿過厚厚的大氣，才能到達地球表面。太陽輻射能在傳播過程中，部分被大氣吸收或反射，大部分到達地面，并被地面反射和吸收。地面吸收太陽輻射能而增溫，同時又以長波輻射的形式把熱量傳遞給大氣。這種輻射熱交換是大氣增溫的最重要方式。 從大氣受熱過程來看，地球大氣對陽光短波輻射吸收較少，大部分太陽輻射能穿透大氣射到地面，而大氣對地面長波輻射吸收得比較多，地面輻射放出的絕大部分熱量能夠被大氣截留，所以地面是近地面大氣主要、直接的熱源。 有兩個概念：一個是太陽短波輻射，它是地球最重要的能量來源；另一個是地面長波輻射，它是大氣增溫的直接原因?！緭嶒灥弥?，物體溫度越高，輻射中最強部分的波長越短，反之則越長。由于地球表面的溫度比太陽低得多，所以地面輻射的波長比太陽輻射長的多，相對于太陽短波輻射來說，地面輻射為長波輻射?！看髿饽孑椛洌捍髿庠谠鰷氐耐瑫r，也向外輻射熱量。大氣輻射的方向既有向上的，也有向下的。大氣輻射向下的部分，因為與地面的輻射方向相反，稱為大氣逆輻射。月球、地球表面受熱過程比較：有大氣層的地球，白天一部分太陽輻射被大氣反射和吸收，使地表溫度不致于上升太快。夜間大部分地面輻射被近地面大氣吸收，然后以輻射和對流方式層層上傳，使大氣溫度不至于降的太低，并以大氣逆輻射的方式，把部分熱量還給地面，使地表溫度在夜間降溫速度減慢。正是由于大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用，使得地球地表溫度變化比較緩和。沒有大氣的月球，白天太陽輻射全部到達月球，使月面溫度迅速升高。夜晚，月球表面輻射強烈，沒有大氣對月面的保溫作用，溫度下降速度很快，晝夜變化大。大氣逆輻射的保溫作用：大氣對地面的長波輻射幾乎全部吸收，同時又以大氣逆輻射的方式向地面輸出能量，對地面起了極為重要的保溫作用。地球表面及大氣層里保存的這部分熱量，是地理環(huán)境中發(fā)生的眾多自然現象及其過程的能量源泉。溫室效應的應用二、熱力環(huán)流：大氣中熱量和水汽的輸送，以及各種天氣變化，都是通過大氣運動實現的。大氣運動的能量來源于太陽輻射。太陽輻射能的緯度分布不均，造成高低緯度間的溫度差異，這是引起大氣運動的根本原因。熱力環(huán)流形成示意圖：由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流，稱為熱力環(huán)流。它是大氣運動最簡單的形式。例如上圖：如果A地受熱多，B、C兩地受熱少，則A地近地面空氣會膨脹上升，到上空聚積起來，使上空的空氣密度增大，形成高氣壓；B、C兩地的空氣會冷卻收縮下沉，上空的空氣密度減小，形成低氣壓（圖b）。于是，在上空，空氣便從氣壓高的A地向氣壓低得B、C兩地擴散。在近地面，A地空氣上升后向外流出，使A地近地面的空氣密度減小，形成低氣壓。B、C兩地因有下沉氣流，近地面的空氣密度增大，形成高氣壓。于是，近地面的空氣又從BC兩地流回A地，以補充A地上升的空氣，從而形成熱力環(huán)流（圖c）。海陸熱力環(huán)流示意圖：白天，陸地增溫快，海上增溫慢；夜間，陸地降溫快，海上降溫慢。海陸風就是海陸間晝夜溫差差異引起的熱力環(huán)流。（1）標出晝夜海洋和陸地氣壓的高低（2）分析海陸風對海濱地區(qū)的氣溫有什么調節(jié)作用白天來自海洋的風比較涼爽濕潤，對海濱地區(qū)能夠起到降溫作用；夜晚來自內陸的風比較溫熱干燥，對海濱地區(qū)能夠增溫的作用。海陸風共同作用的結果是使海濱地區(qū)的溫差較小。熱島效應：熱島效應產生的原因：（1）城區(qū)人工建筑物較多，改變了城市的自然下墊面，綠地、水體等自然下墊面相應減少，造成對太陽輻射的反射率高，吸收率低。（越來越多的地表被建筑物、混凝土和柏油路所覆蓋，綠地和水面減少，使蒸發(fā)作用減弱，大氣得不到冷卻。大量混凝土建筑和柏油馬路白天吸收熱量，夜晚散發(fā)熱量成為提高城市氣溫的熱源。）（2）城市大氣污染相對較重，產生的二氧化碳、粉塵等物質可以大量吸收環(huán)境中的熱輻射，加劇溫室效應的影響。（3）工廠、機動車、居民生活等人工熱源的影響。熱島環(huán)流產生的原因：由于城市中心和郊區(qū)存在溫差，市中心空氣受熱不斷上升，四周郊區(qū)相對較冷的空氣便向中心區(qū)補充。在城市熱島中心上升的空氣，達到一定高度便向四周郊區(qū)輻散下沉，以補償郊區(qū)低空的空缺，這樣形成了一種局部地區(qū)的環(huán)流。熱島效應影響:受熱島效應的影響，風一般從郊區(qū)吹向市中心，這樣不利于市區(qū)大氣污染物的水平擴散，另外在城市中心區(qū)，氣流以上升運動為主，空氣中又有較多的粉塵等凝結物，因此云量比郊區(qū)多，如果空氣中二氧化硫和氮氧化合物等物質較多，就可能通過成雨過程成為酸雨降落。緩解熱島效應的措施：提高綠化覆蓋率，增加水體面積，通過建筑物的規(guī)劃和布局來增加空氣的流通性，如市內道路要寬闊、建筑底層化、高層樓房不能集中、建筑物做隔熱和遮光處理。（人居環(huán)境的改造，交通方式的選擇）氣候變化的適應對策（例如緩解全球溫室效應）1.調整經濟結構，推進技術進步，提高能源利用率。2.發(fā)展低碳能源和可再生能源，改善能源結構。3.大力開展植樹造林，加強生態(tài)建設和保護。4.實施計劃生育，有效控制人口增長。5.加強應對氣候變化相關法律，法規(guī)和政策措施的制定。6.進一步完善相關體制和機構建設。7.高度重視氣候變化研究及能力建設。8.加大氣候變化教育與宣傳力度。三、大氣的水平運動地面受熱不均，導致空氣上升和下沉運動。這種空氣的垂直運動，使同一水平面上產生氣壓差異。我們把單位距離間的氣壓差叫做氣壓梯度。只要水平面上存在著氣壓梯度，就產生促使大氣由高氣壓區(qū)流向低氣壓區(qū)的力，這個力稱為水平氣壓梯度力。在這個力的作用下，大氣由高氣壓區(qū)向低氣壓區(qū)作水平運動，就形成了風。可見水平氣壓梯度力是形成風的直接原因。水平氣壓梯度力垂直于等壓線，指向低壓。如果沒有其他力的影響，風向應該與水平氣壓梯度力的方向一致，即垂直于等壓線。但是，當風一旦形成，就會馬上受到地轉偏向力的作用，風向逐漸偏離高氣壓梯度力的方向，北半球向右偏轉，南半球向左偏轉。高空大氣受氣壓梯度力和地轉偏向力共同作用，風向與等壓線平行。近地面的風，還受到摩擦力的影響。摩擦力是指地面與空氣之間，以及運動狀況不同的空氣層之間相互作用而產生的阻力。摩擦力對風有阻礙作用，可以減少風速。受氣壓梯度力，地轉偏向力與摩擦力的共同作用，近地面大氣中的風向與等壓線之間成一夾角。等壓線疏密程度水平氣壓梯度（等壓線的疏密）是影響風力大小的因素。等高線越密集，高差越大，地形越陡，等壓線亦是如此。氣壓帶和風帶的形成：大氣運動時有規(guī)律的。全球性的有規(guī)律的大氣運動，通稱為大氣環(huán)流，它反映了大氣運動長時期的平均狀態(tài)。由于不同緯度地區(qū)所得到的太陽輻射是不同的，因而高低緯度間太陽輻射所產生的熱量差異，會驅使大氣不斷地運動，輸送和交換熱量。假設大氣表面是均勻的，引起大氣運動的因素是高低緯度間的受熱不均和地轉偏向力，以北半球為例分析大氣運動狀況。地球上的氣壓帶和風帶赤道空氣受熱上升和60緯度附近地區(qū)氣流運動分別形成低壓帶。30緯度附近地區(qū)氣流堆積下沉和南北極氣流冷卻下沉形成高壓帶。高壓帶流向低壓帶的氣流，受地轉偏向力影響形成各個風帶。說明低緯環(huán)流圈主要由熱力原因引起。高緯度間，在氣流熱力原因和動力原因共同作用下，形成中高緯度環(huán)流圈。赤道及其兩側接受太陽光最多，近地面空氣受熱膨脹上升，空氣減少，氣壓降低。這樣在南北5度之間的地區(qū)，就形成了一個低氣壓帶赤道低氣壓帶。赤道地區(qū)上升的暖氣流，在氣壓梯度力的作用下，在赤道上空向北流向北極上空（南風）；受地轉偏向力影響，南風逐漸偏向右偏轉成西南風；到達北緯30度附近上空時偏轉成了西風。這樣，來自赤道上空的氣流在這里不斷地堆積下沉，使近地面氣壓升高，形成副熱帶高氣壓帶。從副熱帶高氣壓帶流出的氣流，向南的一支流向赤道低氣壓帶（北風），在地轉偏向力影響下，北風逐漸右偏成東北風，稱為東北信風。東北信風和南半球的東南信風在赤道地區(qū)輻合上升。這樣，便在赤道和北緯39度之間形成一個低緯度環(huán)流圈。 在近地面，從副熱帶高氣壓帶向北流出的一支氣流，在地轉偏向力的作用下逐漸向右偏轉成西南風，稱為盛行西風。北極及其附近時緯度最高的地區(qū)，接受的太陽光熱少，終年寒冷，空氣下沉，形成極地高氣壓帶。從極地高氣壓帶向南流出的氣流（北風），在地轉偏向力影響下逐漸向右偏成東北風，稱為極地東風。它與較暖的盛行西風在北緯60度附近相遇，暖而輕的氣流爬升到冷而重的氣流之上，形成副極地上升氣流。上升氣流到高空，又分別流向副熱帶和極低上空，從而形成了中緯度與高緯度環(huán)流圈。由于副極地上升氣流到高空即向南北流走，致使北緯60度附近的近地面氣壓降低，形成副極地低氣壓帶。 在南半球，同