2024-2025學年新教材高中地理第三章地球上的大氣第2節(jié)大氣受熱過程學案湘教版必修1

PAGE10-其次節(jié)大氣受熱過程【熱點鏈接】2024年4月18日，京城天空，一道漂亮的日暈出現(xiàn)在太陽周邊。日暈是陽光通過云層時，受冰晶影響形成的一種大氣光學現(xiàn)象。民間諺語稱，“日暈三更雨，月暈午時風”。4月19日為谷雨，春季的最終一個節(jié)氣。谷雨，顧名思義“雨生百谷”。日暈是如何產(chǎn)生的？提示日暈是陽光通過云層時，受冰晶折射或反射而形成的一種大氣光學現(xiàn)象。當光線射入卷層云中的冰晶后，經(jīng)過兩次折射，分散成不同方向的各色光。課程標準學業(yè)質(zhì)量標準核心素養(yǎng)定位運用示意圖等，說明大氣受熱過程原理，并說明相關(guān)現(xiàn)象。水平1：運用圖表等資料，說出大氣受熱的基本過程。水平2：運用圖表等資料，歸納大氣對太陽輻射減弱作用的表現(xiàn)形式及其特點，大氣對地面保溫作用的基本原理。水平3：依據(jù)圖表資料，說明影響大氣減弱作用的因素，運用大氣受熱過程原理說明相關(guān)地理現(xiàn)象。水平4：依據(jù)圖表資料，探討大氣受熱過程原理在生產(chǎn)、生活實踐中的應(yīng)用。人地協(xié)調(diào)觀：運用大氣受熱過程原理，合理支配人類活動，調(diào)控人類活動。綜合思維：運用資料分析影響大氣受熱過程的因素。地理實踐力：運用大氣受熱過程原理指導生產(chǎn)、生活實踐。一大氣對太陽輻射的減弱作用1．表現(xiàn)形式作用形式參加作用的大氣成分作用特點反射大氣中的eq\x(\s\up1(01))云層和較大顆粒的eq\x(\s\up1(02))塵埃沒有eq\x(\s\up1(03))選擇性，eq\x(\s\up1(04))云的反射作用最為顯著散射eq\x(\s\up1(05))空氣分子或eq\x(\s\up1(06))微小塵埃變更了太陽輻射的eq\x(\s\up1(07))方向，使一部分太陽輻射向eq\x(\s\up1(08))四面八方彌散，不能到達地面汲取eq\x(\s\up1(09))臭氧、eq\x(\s\up1(10))水汽和eq\x(\s\up1(11))二氧化碳具有eq\x(\s\up1(12))選擇性。大氣對太陽輻射中能量最強的eq\x(\s\up1(13))可見光卻汲取得很少2．地面獲得太陽輻射狀況到達地面的太陽輻射不是勻稱分布的，而是由低緯度向兩極eq\x(\s\up1(14))遞減。低緯度地區(qū)太陽高度eq\x(\s\up1(15))大，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程eq\x(\s\up1(16))短，被大氣eq\x(\s\up1(17))減弱得少，到達地面的太陽輻射eq\x(\s\up1(18))多；兩極地區(qū)的狀況則eq\x(\s\up1(19))相反。1．推斷正誤。(1)大氣對太陽輻射的反射、散射和汲取作用都具有選擇性。(×)(2)青藏高原海拔高，空氣淡薄，所以大氣的減弱作用比較弱。(√)2．對流層大氣中，主要汲取太陽輻射中波長較長的紅外線的是()A．水汽和氧氣 B．氮氣和水汽C．水汽和二氧化碳 D．氧氣和氮氣答案C解析對流層大氣中的水汽和二氧化碳等，主要汲取太陽輻射中波長較長的紅外線。3．為什么宇航員看到的太空是黑色的，而我們看到的天空是蔚藍色的？提示在太空中，缺少大氣的散射作用。而在地球上，波長較短的藍、紫色光最簡單被空氣分子所散射，所以晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍色。二大氣對地面的保溫作用1．地面輻射(1)概念：地面汲取透過大氣的太陽輻射后eq\x(\s\up1(01))升溫，同時又持續(xù)向外(主要是向大氣層)釋放eq\x(\s\up1(02))輻射能量，形成地面輻射。(2)波長性質(zhì)：物體的溫度越高，輻射中最強部分的波長eq\x(\s\up1(03))越短；反之eq\x(\s\up1(04))越長。太陽輻射被稱為eq\x(\s\up1(05))短波輻射，地面輻射被稱為eq\x(\s\up1(06))長波輻射。(3)影響：對流層大氣中的eq\x(\s\up1(07))水汽和eq\x(\s\up1(08))二氧化碳等，可劇烈地汲取eq\x(\s\up1(09))地面輻射。地面輻射釋放的能量，絕大部分被截留在對流層大氣中，使大氣eq\x(\s\up1(10))增溫。eq\x(\s\up1(11))地面是對流層大氣主要的eq\x(\s\up1(12))干脆熱源。2．大氣輻射(1)概念：大氣汲取地面輻射增溫的同時，也向外eq\x(\s\up1(13))輻射能量，即大氣輻射。(2)波長性質(zhì)：大氣輻射是eq\x(\s\up1(14))長波輻射。3．大氣逆輻射(1)概念：大氣輻射的一部分向上射向eq\x(\s\up1(15))宇宙空間，大部分向下射到eq\x(\s\up1(16))地面。射向地面的eq\x(\s\up1(17))大氣輻射，其方向與地面輻射eq\x(\s\up1(18))相反，故稱為大氣逆輻射。(2)作用：大氣逆輻射把熱量eq\x(\s\up1(19))歸還給地面，在肯定程度上補償了eq\x(\s\up1(20))地面輻射損失的熱量，對地面起到了eq\x(\s\up1(21))保溫作用。(3)影響因素：天空中有云，特殊是有eq\x(\s\up1(22))濃密的低云，或空氣中eq\x(\s\up1(23))濕度比較大時，大氣逆輻射就會eq\x(\s\up1(24))增加。1．推斷正誤。(1)低層大氣的主要干脆熱源是太陽輻射。(×)(2)大氣逆輻射對地面起保溫作用。(√)2．大氣對地面的保溫作用需經(jīng)過：①太陽輻射、②地面汲取、③大氣減弱、④大氣逆輻射、⑤地面輻射五個環(huán)節(jié)，對其先后依次的排列，正確的是()A．①②③④⑤ B．①②③⑤④C．①④③②⑤ D．①③②⑤④答案D解析地面熱量源于太陽輻射，太陽輻射到達地球表面需經(jīng)過大氣層，大氣對太陽輻射有減弱作用；地面汲取太陽輻射的同時，以地面輻射形式向外輻射能量；大氣汲取地面輻射后，以大氣逆輻射形式將熱量歸還給地面，故選D項。3．每年深秋季節(jié)，我國北方地區(qū)的農(nóng)夫常用人造煙幕的方法，使地里的蔬菜免遭凍害，其原理是什么？提示人造煙幕中含有大量的二氧化碳、水汽、塵埃，能劇烈汲取地面輻射，從而增加了大氣逆輻射，削減地面輻射損失的熱量，對地面起到保溫作用，所以可以預(yù)防霜凍。主題探究大氣對太陽輻射的減弱作用某中學地理學習小組在某周末進行了為期兩天的課外實踐活動?；顒又兄芰鶠殛幪?，周日為晴天。通過實踐活動，該學習小組得出了以下結(jié)論：(1)日出前的黎明，日落后的黃昏，天空仍舊是光明的。(2)陰沉的天空呈現(xiàn)為灰白色，晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍色。(3)下圖為兩日氣溫日變更示意圖。據(jù)此探究下列問題：(1)運用大氣受熱過程原理說明結(jié)論(1)和(2)中的現(xiàn)象。(2)推斷兩條氣溫曲線代表的日期。(3)陰天時，白天的氣溫較晴天________，為什么？[成果展示](1)大氣散射作用變更了太陽光的方向，日出前、日落后，天空仍舊是光明的；因各種波長的太陽輻射被云層散射，陰沉的天空呈現(xiàn)為灰白色；太陽光中的藍、紫色光易被散射，晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍色。(2)A曲線代表周日氣溫變更，B曲線代表周六氣溫變更。(3)低陰天時，大氣對太陽輻射的減弱作用強，因而白天氣溫較低。1．大氣對太陽輻射減弱作用的三種方式作用形式作用特點參加作用的大氣成分減弱的輻射形成的自然現(xiàn)象反射作用無選擇性云層和較大顆粒的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?？梢姽庵胁ㄩL較短的藍、紫光晴朗的天空呈蔚藍色無選擇性較大顆粒的塵埃等各種波長的太陽輻射陰天的天空呈灰白色汲取作用有選擇性水汽、二氧化碳(對流層)；臭氧(平流層)水汽和二氧化碳主要汲取紅外線，臭氧主要汲取紫外線平流層中的臭氧能汲取紫外線，對地球生物具有愛護作用2．減弱作用與緯度的關(guān)系3．減弱作用在實踐中的應(yīng)用現(xiàn)象緣由晴朗天空呈蔚藍色晴天時，太陽光中的藍、紫色光易被散射陰沉天空呈灰白色陰天時，云層厚，各種波長的太陽輻射被散射日出前、日落后天空光明大氣的散射作用變更了太陽光的方向白天多云時氣溫比晴天低多云時，云層反射作用強，到達地面的太陽輻射削減讀大氣受熱過程圖，完成(1)～(2)題。(1)圖中箭頭④比①細的主要緣由是()A．大氣的汲取作用 B．大氣的反射作用C．大氣的減弱作用 D．大氣的散射作用(2)青藏高原與同緯度地區(qū)相比太陽輻射強，主要是由于()A．大氣減弱①輻射少 B．大氣減弱②輻射少C．地面減弱③輻射少 D．地面減弱④輻射少[科學思維]大氣受熱過程的分析思路類題透析思路點撥原理減弱作用包括汲取、反射、散射作用。受大氣eq\x(\s\up1(01))減弱作用的影響，到達地面的太陽輻射明顯削減。應(yīng)用大氣減弱作用越弱，太陽輻射越eq\x(\s\up1(02))強。青藏高原地勢eq\x(\s\up1(03))高，空氣eq\x(\s\up1(04))淡薄，大氣的減弱作用eq\x(\s\up1(05))弱。[答案](1)C(2)A主題探究大氣對地面的保溫作用2018年11月23日，一場寒潮入侵華北，24小時內(nèi)降溫13℃，最低氣溫達－1℃。農(nóng)夫為防作物凍害，在農(nóng)田燃燒秸稈、柴草。據(jù)此探究下列問題：(1)燃燒秸稈、柴草防霜凍理論依據(jù)是什么？(2)近百年來全球變暖與大氣中哪種氣體有關(guān)？[成果展示](1)由于人造煙幕相當于增加了大氣中塵埃、二氧化碳的含量，二者能大量汲取地面輻射，從而增加了大氣逆輻射，對地面起到保溫作用，從而能防衛(wèi)霜凍。(2)大氣中二氧化碳含量增加。1．大氣的受熱過程地球大氣的能量主要來自太陽輻射能。太陽輻射能透過大氣到達地球表面，在地面和大氣之間進行一系列能量轉(zhuǎn)換(如下圖所示)。其過程包括：①到達地球的太陽輻射能，一部分被大氣汲取，但是汲取得很少。大部分被地面汲取，地面汲取太陽輻射能而增溫，同時向外放出地面輻射。②近地面大氣汲取了地面輻射的絕大部分，同時向外放出大氣輻射。③大氣輻射除小部分射向宇宙空間外，絕大部分以大氣逆輻射的形式射向地面，從而對地面起到保溫作用。2．大氣對地面的保溫作用3．保溫作用在實踐中的應(yīng)用現(xiàn)象緣由夜晚多云時氣溫比晴天高夜晚多云時，大氣逆輻射強，地面散失熱量少晚秋或寒冬霜凍多出現(xiàn)在晴朗的夜晚晴朗夜晚，大氣逆輻射弱，熱量散失多，地面氣溫低，易出現(xiàn)霜凍現(xiàn)象青藏高原光照強但氣溫低海拔高，空氣淡薄，大氣減弱作用弱，保溫作用弱利用煙霧防霜凍煙霧能增加大氣逆輻射，削減地面熱量的散失果園中鋪沙或鵝卵石防止土壤水分蒸發(fā)的同時也能增加晝夜溫差，有利于水果糖分積累等讀大氣受熱狀況示意圖，完成(1)～(2)題。(1)對地面起保溫作用的是圖中的()A．① B．②C．③ D．④(2)霧霾天氣時，圖中的()A．①增加 B．②減弱C．③增加 D．④增加[科學思維]大氣保溫作用的分析思路類題透析思路點撥原理eq\x(\s\up1(01))大氣逆輻射將能量返還地面，實現(xiàn)大氣的保溫作用。①為eq\x(\s\up1(02))太陽輻射，②為大氣的eq\x(\s\up1(03))減弱作用，③為eq\x(\s\up1(04))地面輻射，④為eq\x(\s\up1(05))大氣逆輻射。應(yīng)用霧霾天氣時，大氣汲取地面輻射的實力eq\x(\s\up1(06))增加。大氣輻射增加，大氣逆輻射eq\x(\s\up1(07))增加。[答案](1)D(2)D教材活動巧點撥[教材第73頁探究]思路點撥1．太陽越接近地平線，太陽高度越小，太陽輻射經(jīng)過大氣路程越長，大氣對太陽輻射的減弱作用越強，波長較長的紅光、橙光投射下來，所以太陽越接近地平線，朝霞、晚霞顏色就越紅。2．早上，太陽從東方升起，假如大氣中水汽過多，則太陽輻射中一些波長較短的青光、藍光、紫光被大氣散射掉，只有紅光、橙光、黃光穿透大氣，天空染上紅橙色，形成鮮紅色的朝霞。朝霞的存在，證明東方已經(jīng)出現(xiàn)了云層，而當云層移動到本地，就可能形成降雨。傍晚，日落前后，由于大氣對太陽輻射的散射作用。當太陽光射入大氣層后，遇到大氣分子和懸浮在大氣中的微粒，就會發(fā)生散射，形成火紅色的晚霞。晚霞的存在，說明西方已經(jīng)沒有云層，所以西邊的陽光才能照耀過來形成晚霞，因此預(yù)示天氣將要轉(zhuǎn)晴。[教材第75～76頁活動]思路點撥1．日出之前和日沒以后的一段時間，太陽光雖然不能干脆射到地面，但可以射到地球的大氣層，由于高空大氣層里的質(zhì)點和塵埃對太陽輻射起散射作用而引起這一現(xiàn)象。2．(1)從圖中看，新雪的反射率最高，冰次之，城市水泥路面也較高，沙土、草地、淺色土、黏土、深色土、耕地、海洋等的反射率較低，赤道海洋最低。(2)一般來說，深色土壤的反射率比淺色土壤小，潮濕土壤的反射率比干燥土壤小，粗糙表面的反射率比平滑表面小，陸地表面的平均反射率為10%～35%，新雪面反射率最大，可達95%。水面反射率隨太陽高度而變，太陽高度愈小反射率愈大。對波浪起伏的水面來講，反射率平均為7%～10%左右。(3)一種物質(zhì)所產(chǎn)生的自身輻射，或?qū)ν鈦磔椛渌a(chǎn)生的反射和透射，形成了該物質(zhì)的一種特殊標記——波譜特征。不同物質(zhì)波譜特征不同，在遙感影像上呈現(xiàn)不同的顏色、紋理、形態(tài)等特征信息。遙感技術(shù)視域廣袤，監(jiān)測范圍大，能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理，快速獲得信息和實施動態(tài)監(jiān)測。通過獲得不同時期的森林、草原遙感影像，利用信息提取的方法，可以實時、精確地監(jiān)測綠色植物面積的動態(tài)變更。[教材第78頁活動]思路點撥1．認同。絕大部分太陽輻射可以透過大氣層到達地面，地面汲取太陽輻射而增溫，這個過程即為“太陽暖大地”；地面增溫后形成地面輻射，除少部分透過大氣射向宇宙空間外，絕大部分地面輻射的熱量被對流層中的水汽和二氧化碳汲取，使大氣增溫，即“大地暖大氣”；大氣增溫后形成大氣輻射，其中向下的部分稱為大氣逆輻射，它把大部分熱量還給地面，在肯定程度上補償了地面輻射損失的熱量，從而對地面起到保溫作用。2．(1)月球沒有大氣，白天由于沒有大氣對太陽輻射的減弱作用，月面溫度升得很高；夜間由于沒有大氣的保溫作用，月球表面輻射劇烈，月面溫度驟降，所以晝夜溫度變更大。(2)晴朗的夜晚，大氣的保溫作用弱，氣溫低，導致深秋至次年早春季節(jié)晴朗的夜晚多霜凍。核心素養(yǎng)速提升素養(yǎng)提升1區(qū)域認知和綜合思維太陽輻射經(jīng)過大氣的路程越短，其能量被大氣減弱