2.3對流層大氣的受熱過程導學案

/2。3對流層大氣的受熱過程導學案【導學目標】1．了解大氣的垂直分層結構,明確各層的主要特征。2。理解太陽輻射、地面輻射和大氣輻射、大氣逆輻射的關系,說明大氣的受熱過程。3。理解大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用?！緦W習重點】1。大氣對太陽輻射的削弱作用。?2。大氣受熱過程和溫室效應.【學習難點】?運用圖表說明大氣受熱過程。【基礎知識梳理】一、大氣的垂直分層大氣分層大約高度氣溫的垂直變化與人類的關系對流層___＿_______千米以下隨高度增加而__＿__＿＿__＿＿_天氣現(xiàn)象復雜多變，與人類的關系__＿_＿__＿__平流層_＿_＿_＿__＿_＿千米隨高度增加而___＿____利于飛機＿________高層大氣＿______＿千米以上氣溫變化復雜對無線電短波通信有重要作用二、對流層大氣的受熱過程1.大氣對太陽輻射的削弱作用主要表現(xiàn)為＿_＿_____＿＿___＿、________和__＿_＿__＿。（1)選擇性吸收：臭氧層中的臭氧和高層大氣吸收波長較短的______＿_光,水汽和二氧化碳吸收波長較長的__＿__＿_＿光。(２）散射和反射：散射主要改變太陽光線的方向；云層或塵埃能反射太陽光線,云層越厚,對太陽輻射反射_＿___＿＿_。２．地面輻射和大氣輻射(１）地面輻射:從波長看，地面輻射屬于_＿＿_＿_＿_輻射,地面輻射是_＿________＿_大氣增溫的直接能量來源。（2）大氣輻射:大氣吸收＿＿______＿＿__增溫的同時,也向外輻射能量,即為大氣輻射,它屬于＿_____＿_輻射.（3）大氣逆輻射：射向_______＿的大氣輻射稱為大氣逆輻射，對地面起到＿______＿作用;云量越大,大氣逆輻射越____＿__。大部分太陽輻射穿過地球大氣層到達地面,地面吸收熱量升溫,于是也能對外輻射能量,稱地面輻射。由實驗得知,物體的溫度越高,波長越短；物體溫度越低，輻射波長就越長。因此，太陽輻射稱為短波輻射，地面輻射稱為長波輻射.想一想地面輻射又被誰吸收了呢？—-—大氣層.對流層大氣中的水汽、二氧化碳、云和浮塵能吸收長波，尤其以水汽和二氧化碳為最多，絕大部分地面輻射都被對流層大氣所吸收，所以地面是對流層大氣的直接熱源。3．影響地面輻射的主要因素(1）緯度因素:該因素是太陽輻射強度由＿＿___＿__向＿_____＿_遞減的重要原因；同樣性質(zhì)的地表，緯度越低,太陽輻射強度越__＿__＿_＿，地面輻射越＿__＿____＿_＿＿.(2）下墊面因素：下墊面是指,它使世界各地地面輻射的變化并不完全與__＿_＿_＿相一致。（3）其他因素：以__＿＿＿_____＿因素的影響最大。在同緯度地區(qū),＿___＿_＿____＿會影響到地面獲得的太陽輻射的多少?！净A知識梳理答案】一、12遞減最密切12~50遞增高空飛行50二、選擇性吸收散射反射紫外紅外越強長波對流層地面輻射長波地面保溫強低緯兩極大強與大氣下層直接接觸的地球表面緯度的變化氣象年日照時數(shù)的長短【合作探究】【探究點一】太陽輻射總體波長范圍：0.1５~4微米紫外光可見光紅外光占太陽輻射能的比例７%(包括X射線和γ射線）5０％４3%波長(微米)小于0．１750。175~0。４00。40～0。7６大于0．76經(jīng)過大氣層時發(fā)生的情況幾乎完全被上層大氣吸收絕大部分被臭氧層吸收波長較短的藍色光等為大氣分子所散射,水汽、云和浮塵等可阻擋、反射和吸收一部分可見光，絕大部分可見光能夠直接到達地面對流層大氣中的二氧化碳、水汽、云和浮塵,可直接吸收相當數(shù)量的紅外光1、在太陽輻射能中,波長由短到長,主要分為哪幾類光?各波段能量分別占太陽輻射能量的多少？２、這些光線在經(jīng)過大氣時如何被大氣削弱的？各有什么特點？仔細探討并完成下表。3、知道臭氧層的位置嗎?【探究點一答案】1、按波長由短到長分別有紫外光、可見光、紅外光.紫外光占太陽輻射能的比例為7％，波長范圍是0.40微米以下?？梢姽庹继栞椛淠艿谋壤?0%，波長范圍是0。4０～0．76微米之間。紅外光占太陽輻射能的比例是43％,波長范圍是大于0。76微米。由此可見太陽的能量主要集中于可見光部分,我們將太陽輻射稱為短波輻射。2、紫外光：波長較短的幾乎完全被上層大氣吸收，波長較長的絕大部分被臭氧層吸收.3、臭氧層位于平流層之中，由于絕大部分紫外光被其吸收，使得平流層氣溫隨高度的增加而增加。紅外光：對流層中的二氧化碳、水汽、云和浮塵,可直接吸收相當數(shù)量的紅外光.（補充：雖然對流層吸收了部分紅外光,但太陽輻射的能量主要集中于可見光部分，吸收的這些紅外光的能量不足以影響對流層大氣的溫度）可見光：波長較短的藍色光等易為大氣分子所散射，絕大部分能直接到達地面.在太陽輻射的可見光中，波長較短的藍色光最容易被空氣分子所散射,所以晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍色。也就是說，太陽光在通過對流層時，只是吸收了部分紅外光,對占主要能量的短波輻射吸收的很少，不會改變對流層大氣的受熱狀況.所以說對流層基本上不能直接吸收太陽輻射的能量?！咎骄奎c二】--保溫作用解釋下列現(xiàn)象（1)想一想，為什么地球表面的晝夜溫差遠不如月球表面大？（2）深秋至第二年早春季節(jié)，霜凍為什么多出現(xiàn)在晴朗的夜晚？(3)電視劇《闖關東》中的場景，主人公朱開山在深秋的夜晚帶領全家人及長工們在田間地頭點燃了柴草，用人造煙幕的辦法，使地里的莊稼免遭了凍害，其原理是什么？【探究點二答案】（1）地球大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用，既降低了白天的最高氣溫，又提高了夜間的最低溫度,從而減小了日較差。月球沒有大氣層所以晝夜溫差大.（２）因為晴朗的夜晚大氣中的水汽含量少,因而對地面長波輻射的吸收能力就弱,進而導致大氣逆輻射弱，對地面的保溫作用就弱,所以，容易出現(xiàn)霜凍。（３）用人造煙幕，主要是為了增加大氣中的煙塵,以增強大氣逆輻射作用,使大氣的保溫作用加強，從而使地里的蔬菜免遭凍害?！咎骄奎c三】大氣的垂直分層【探究材料】王老師乘飛機到外地出差。在機場時還是細雨蒙蒙,起飛不久后卻是晴空萬里，陽光普照。1。請分析為什么會出現(xiàn)這種變化？2、為什么對流層氣溫隨高度增加而降低,平流層氣溫隨高度增加而增加?３．、現(xiàn)在人們乘坐的大型飛機多是在平流層中飛行，為什么平流層適合于飛機飛行？4、你知道地球大氣層到底有多厚嗎?【探究點三答案】１.這種現(xiàn)象可以用降水的時空變化來解釋。大致有三種可能：一是起飛時下雨，起飛以后該區(qū)域停止了下雨（時間變化）;二是該區(qū)域地面下雨(對流層）,高空不下雨（平流層→垂直變化）；三是機場下雨,機場以外不下雨，即飛機離開了降水區(qū)域（水平變化)。2。地面是對流層大氣的主要的、直接的熱源，離地面越高，獲得熱量越少,氣溫越低;平流層氣溫基本上不受地面影響,而是靠臭氧吸收大量紫外線而增溫。3。平流層水汽含量極少.天氣晴朗,能見度好，大氣平穩(wěn),有利于高空飛行.4．根據(jù)人造衛(wèi)星的探測資料，在2000~3000千米的高空,地球大氣的密度已經(jīng)與星際空間的密度非常接近，這個高度可以看作是地球大氣的上界.【探究點四】逆溫現(xiàn)象在對流層中，氣溫隨高度的上升而下降,但有時也會出現(xiàn)氣溫隨高度上升而上升的現(xiàn)象，這稱為逆溫現(xiàn)象。常見的逆溫類型⑴輻射逆溫鋒面是冷暖氣團之間狹窄的過渡帶，暖氣團位于鋒面之上,冷氣團在下。在冷暖氣團之間的過渡帶上，便形成逆溫。⑶地形逆溫在低洼地區(qū)(谷地、盆地）因輻射冷卻，冷空氣沿斜坡下沉流入低洼地區(qū)形成逆溫.這種逆溫稱為地形逆溫.⑷平流逆溫暖空氣水平移動到冷的地面或氣層上，由于暖空氣的下層受到冷地面或氣層的影響而迅速降溫，上層受影響較少,降溫較慢,從而形成逆溫。主要出現(xiàn)在中緯度沿海地區(qū)逆溫的意義:⑴出現(xiàn)多霧和晴干天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切的關系，它使能見度降低，給人們的出行帶來不便,甚至出現(xiàn)交通事故。⑵加劇大氣污染。由于逆溫現(xiàn)象的存在，空氣垂直對流受阻，會造成近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康。⑶對航空造成影響.“逆溫”多出現(xiàn)在低空，多霧天氣對飛機起降帶來麻煩。如果出現(xiàn)在高空,對飛機飛行極為有利,因為大氣以平流運動為主,飛行中不會有較大的顛簸。【規(guī)律總結一】大氣的垂直分層大氣垂直分層高度氣溫垂直變化空氣運動天氣現(xiàn)象與人類的關系規(guī)律原因對流層低緯17—1８km中緯1０—１2km高緯8～9km.氣溫隨高度增加而遞減，大約每升高１０0米，氣溫降低０。６℃地面是對流層大氣主要的直接熱源,離地面遠,氣溫越低對流運動顯著復雜多變?nèi)祟惿钤趯α鲗拥撞?與人類關系最密切平流層自對流層頂至5０～5５ｋm下層氣溫隨高度變化很小，30千米以上氣溫隨高度增加而迅速上升該層氣溫基本上不受地面影響，而靠臭氧大量吸收太陽紫外光而增溫平流運動為主天氣晴朗①臭氧大量吸收紫外光，成為人類生存環(huán)境的天然屏障；②大氣穩(wěn)定，利于高空飛行高層大氣自平流層頂以上到大氣上界2000～3000千米起初隨高度增加而遞減,后隨高度增加而上升高空有氧原子吸收太陽輻射穩(wěn)定少變自下而上先對流后平流80～50０千米高空有若干電離層,能反射無線電波，對無線電通信有重要作用【規(guī)律總結二】大氣對太陽輻射的削弱作用大氣對太陽輻射的削弱作用，主要表現(xiàn)為大氣對太陽輻射的反射、散射和吸收三個方面。作用形式作用特點參與作用的大氣成分被削弱的輻射形成的自然現(xiàn)象反射作用無選擇性云層、較大塵埃各種波長的太陽輻射夏季多云的白天，氣溫不太高散射作用有選擇性空氣分子、微小塵埃波長較短的藍、紫色光晴朗天空呈蔚藍色無選擇性顆粒較大的塵埃等各種波長的太陽輻射陰天、黎明天空呈灰白色吸收作用有選擇性臭氧、水汽、二氧化碳紫外光、紅外光【巧學速記】１．圖示法理解大氣受熱過程及其對地面的保溫作用如上圖所示，大氣的保溫作用分三個過程:（1)太陽輻射到達地面，地面吸收太陽輻射后增溫，即“太陽暖大地”;(2)地面增溫后產(chǎn)生地面輻射（長波)，大氣強烈吸收地面輻射而增溫，即“大地暖大氣"；（3）大氣產(chǎn)生大氣逆輻射,它將其中很大部分返還給地面,我們稱之為“大氣逆輻射”?！按髿饽孑椛洹痹诤艽蟪潭壬蠌浹a了地面輻射所損失的能量，從而起到了保溫作用，即“大氣還大地"。2。圖示法記憶地面輻射的影響因素【當堂檢測】1、如圖示意大氣垂直分層。讀圖,回答下列問題.（1)圖中正確表示大氣層氣溫垂直變化的曲線是（)A。①B．②C．③D．④（2)對短波通信具有重要意義的電離層位于(）Ａ．Ⅰ層頂部B．Ⅱ層底部C．Ⅱ層中部D．Ⅲ層（3)2０08年9月,我國發(fā)射的“神舟”七號飛船運行軌道所在的大氣層(）A．氣溫在－50℃～2０C．最低氣溫約為－８0℃Ｄ.最高氣溫約為2、根據(jù)下圖所給內(nèi)容，完成下列要求.（1）圖中①、②、③各表示什么輻射：①_＿____＿_輻射；②_＿______輻射；③＿_______輻射.（２）圖中④表示大氣對太陽輻射的_＿____＿_作用。（３）大氣能吸收地面輻射的_＿_＿__________％~_____＿__％，對地面起到____＿___作用.（４)影響圖中①的強度的最主要因素是＿___＿_____，這是因為_____＿__________＿＿＿___＿__＿＿_______＿__________＿＿＿__________＿＿_＿＿___＿__＿＿________＿_＿__＿___＿___。(５）地面增溫主要來自圖中的___＿__＿_,大氣受熱主要來自圖中的___＿＿___。（填代號)《齊民要術》中有這樣一段描述：“凡五果,花盛時遭霜，則無子.天雨新晴,北風寒徹,是夜必霜。此時放火作煴(無焰的火）,少得煙氣，則免于霜矣。”3、造成“是夜必霜”的原因是(）A.雨后的夜晚,氣溫必定很低Ｂ．受冷氣團影響,加之晴朗夜晚,大氣逆輻射弱Ｃ．晴朗夜晚,地面輻射減弱D．晴朗夜晚，地面輻射增強4、“放火作煴,少得煙氣,則免于霜矣”的原因是（)①“煙氣”使大氣逆輻射增強,使地面溫度不至于過低②“煙氣”的成分主要是CO2,對地面有保溫作用③“放火作煴"直接把地面烤熱④“放火作煴"直接把大氣熏熱A．①②Ｂ。②③C．③④D．①④5、如果夜間多云，人們是否還需制造煙霧來防止作物凍害？為什么？6、請用大氣受熱過程原理解釋新疆諺語“早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜"所呈現(xiàn)的現(xiàn)象.【課堂小結】將你在本節(jié)課學習過程中的收獲與疑問寫下來，讓我們一起分享和解決吧！收獲：疑問:【課后自測】１。大氣對太陽輻射削弱作用中的選擇性特征主要是指（)①大氣的吸收作用有選擇性②大氣的反射作用有選擇性③大氣的散射作用有選擇性④以上三種作用都有選擇性A.①②B.③④C.①③D．②④2。右圖表示的是大氣對太陽輻射的（）A．吸收作用B。反射作用C.散射作用D．保溫作用3．人類活動不斷地向大氣中輸入二氧化碳，將會使地球()A．太陽輻射減弱B．太陽輻射增強Ｃ．熱量收支失去平衡Ｄ。熱量支出大于收入4．太陽輻射由低緯向兩極遞減的原因有(）①低緯有太陽的直射，兩極有極晝、極夜現(xiàn)象②兩極有漫長的極夜，而極晝時太陽高度又很低③低緯地區(qū)大氣對太陽輻射的削弱作用弱④極地及其附近地區(qū)終年太陽斜射，低緯地區(qū)終年太陽直射Ａ.①②B.③④C。①③Ｄ．②④5．由于大氣的散射作用而產(chǎn)生的自然現(xiàn)象有(）①晴朗的天空呈蔚藍色；日出后和日出前仍有一段時間天空是明亮的②夏天天空多云,白天氣溫不太高③陰天的室外和晴天的室內(nèi),沒有太陽光的直接照射也是明亮的④多云的夜晚通常比晴朗的夜晚溫暖些A．①②B。③④C．①③D．②④6.青藏高原比長江中下游平原氣溫日較差大的原因是（)①離太陽近②青藏高原比長江中下游平原太陽高度角?、墼茖雍袂乙雇黹L④地勢高，空氣稀?、莅滋焯栞椛鋸姠抟雇泶髿饽孑椛淙魽。①②B。③④⑤C。④⑤⑥D.⑤⑥７.多云的白天，氣溫比晴天低，正確的解釋是(）Ａ.云對太陽輻射的反射作用Ｂ．云對太陽輻射的散射作用C。云對太陽輻射的吸收作用D．云對地面輻射的削弱作用8．某學校地理興趣小組做了如下實驗:做兩個相同規(guī)格的玻璃箱(如下圖)，甲底部放一層土,中午同時把兩個玻璃箱放在日光下,十五分鐘后,同時測玻璃箱里的氣溫，結果發(fā)現(xiàn)底部放土的比沒有放土的足足高了3℃Ａ．大氣的溫室效應Ｂ．大氣的熱力運動C。一天中最高氣溫出現(xiàn)的時刻D.地面是近地面大氣主要的直接熱源9.讀氣溫的垂直分布圖,回答問題。（1）填出大氣層的名稱。Ａ，Ｂ,C。（2)A層氣溫垂直變化的規(guī)律是。（3）空氣對流最顯著的大氣層是.（填出相應字母）（4）當太陽大氣中的黑子和