必修 第一册第二节 大气受热过程学案

这是一份必修 第一册第二节 大气受热过程学案，共14页。学案主要包含了大气对太阳辐射的削弱作用，大气对地面的保温作用等内容，欢迎下载使用。

学 习 目 标
1.掌握对流层大气的受热过程。
2.理解大气的削弱作用和大气的保温作用。
知 识 导 引
第一步·新课学前预习——学习新知 挑战自我
一、大气对太阳辐射的削弱作用
1.表现：太阳辐射要穿过厚厚的大气，才能到达地表。由于大气对太阳辐射的 、 和 作用，投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地表。
2.反射作用：大气中的 和 ，能将投射在其上的太阳辐射的一部分，又反射回宇宙空间。云的反射作用最为显著。云层越 、越 ，云量越 ，反射越强。夏季天空多云时，白天的气温相对来说不会太高，就是因为云的 减少了到达地面的太阳辐射。大气对太阳辐射的反射没有选择性，因而反射光呈 。
3.散射作用：当太阳辐射在大气中遇到 或 时，太阳辐射的一部分便以这些质点为中心，向 弥散，这种现象称为大气的散射。散射改变了太阳辐射的 ，使一部分太阳辐射不能到达地面。在太阳辐射的可见光中，蓝光、紫光的波长较短，容易被空气分子散射，因而晴朗的天空呈现 色。
4.吸收作用：大气对太阳辐射的吸收具有 。平流层大气中的 ，主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的 和 等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的可见光却吸收得很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上来。对于 大气来说，太阳辐射不是主要的直接热源。
二、大气对地面的保温作用
1.地面长波辐射使大气增温：对流层大气中的水汽和二氧化碳等，可强烈地吸收 。地面辐射释放的能量，除极少一部分透过大气返回宇宙空间外，绝大部分（75%～95%）都被截留在对流层大气中，使大气增温。所以说， 是对流层大气主要的直接热源。
2.大气逆辐射使地面增温：大气吸收地面辐射增温的同时，也向外辐射能量。大气的温度比地面还低，所以大气辐射也是 。大气辐射的一部分向上射向宇宙空间，大部分向下射到地面。射向地面的大气辐射，其方向与地面辐射 ，故称为大气逆辐射。大气逆辐射又把热量归还给地面，这就在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。天空中有云，特别是有浓密的低云，或空气中湿度比较大时，大气逆辐射就会 。
助 学 助 记
1.太阳辐射强度
大气上界单位面积上所获得的太阳辐射能量的多少，主要受太阳高度的影响。
2.地面吸收太阳辐射增温后，又以电磁波的形式向外辐射能量形成地面辐射。
大气受热示意图
第二步·互动释疑解惑——启迪思维 探究重点
探究点一 大气受热过程和保温作用
核心归纳
1.大气对太阳辐射的削弱作用
大气对太阳辐射的削弱作用，主要表现为大气对太阳辐射的反射、散射和吸收三方面。
2.大气对地面的保温作用
太阳辐射是大气热量的根本来源，热量在地面与大气之间的传递过程如图所示：
由上图可知，大气对地面保温作用的过程可归纳如下表：
状元随笔 大气对地面的保温作用的简化认识
“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”
应用体验
[2022·四川南充高一期末]“阳伞效应”是指人类的生产生活、战争、森林草原火灾、火山爆发等人文与自然的活动，向大气排入大量的烟尘，这些弥漫于大气中的烟尘犹如地球的一把“遮阳伞”。据此完成1～2题。
1.“阳伞效应”形成的根本原因是（ ）
A．大气的削弱作用增强 B．大气的保温作用减弱
C．大气的吸收作用增强 D．大气的逆辐射减弱
2.“阳伞效应”可能会造成（ ）
①减少太阳紫外线伤害 ②降低白天地面温度 ③降低夜间气温 ④减小昼夜温差
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
[2022·黑龙江哈九中高一期末]如图为“大气的受热过程示意图”。读图，完成3～5题。
3.下列描述正确的是（ ）
A．①—以长波辐射为主
B．②—大约为①辐射量的19%
C．④—以短波辐射为主
D．③—是近地面大气的直接热源
4.低层大气中，吸收③的主要是（ ）
A．臭氧和水汽 B．二氧化碳和水汽
C．氮气和水汽 D．二氧化碳和臭氧
5.晴朗的天气昼夜温差较大，主要是因为（ ）
A．②增强，③减弱 B．②增强，④减弱
C．②减弱，③增强 D．②减弱，④增强
探究点二 影响地面辐射的主要因素和热力作用原理应用
核心归纳
1.影响地面辐射的主要因素
（1）纬度因素
（2）下垫面因素
（3）气象因素
气象因素主要包括空气密度的大小、空气的洁净程度两方面。空气稀薄，对太阳辐射削弱少，到达地面的太阳辐射多，地面辐射强；空气洁净，云量少，能见度好，到达地面的太阳辐射也多，地面辐射强。
2.大气热力作用原理的实例分析
状元随笔 保温作用原理的应用
应用于农业生产实践，提高生产效益
①采用塑料大棚发展反季节农业，利用玻璃温室育苗等。塑料薄膜、玻璃能使太阳短波辐射透射进入棚内或室内，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃把热量传递出去，从而使热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。
②人造烟雾、浇水防冻。秋冬季节，我国北方常用人造烟雾来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。浇水可增加空气湿度，增强大气逆辐射；水汽凝结释放热量；水的比热容大，浇水可减小地表温度的下降速度和变化幅度，减轻冻害。
应用体验
地膜覆盖是一种现代农业生产技术，进行地膜覆盖栽培一般都可获得早熟增产的效果。读图，结合所学知识，完成1～2题。
1.我国华北地区在春播时进行地膜覆盖，可有效地提高地温，保障了农作物的正常发芽生长，其主要原理是（ ）
A．减弱了地面辐射
B．增强了大气逆辐射
C．增强了太阳辐射的总量
D．增强了对太阳辐射的吸收
2.山东胶东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，其主要作用是（ ）
A．减弱地面辐射，保持地温
B．反射太阳辐射，降低地温
C．反射太阳辐射，增加光效
D．吸收太阳辐射，增加地温
[2022·山东高一开学考试]下图示意我国某地不同天气形势下的气温日变化状况。据此完成3～5题。
3.该地（ ）
A．晴天时的最高气温低于阴天
B．晴天时气温日较差较大
C．各天气状况最低气温均出现于6时
D．阴天时气温上升速率较快
4.该地最可能出现霜冻的天气状况及时间为（ ）
A．阴天20时前后 B．晴天24时前后
C．晴天7时前后 D．阴天2时前后
5.该地晴天最低气温低于阴天的主导影响因素是（ ）
A．太阳辐射 B．地面辐射
C．大气削弱作用 D．大气逆辐射
第三步·课堂达标检测——即时训练 巩固落实
[2022·山西临汾高一期末]“地球变暗”效应是研究人员通过观察提出的与温室效应相伴随的一种现象。研究发现，自1954年以来，我国每过10年到达地面的太阳辐射便下降约2%，这与大气对太阳辐射的削弱作用呈正相关。下图示意大气受热过程。据此完成1～2题。
1.图中与“地球变暗”相关的环节是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
2.人类活动排放的二氧化碳增多会导致全球变暖，是由于（ ）
A．①增强 B．②增强
C．③增强 D．④消失
[2022·辽宁辽阳高一期末]2021年11月21日，中央气象台发布寒潮蓝色预警，至23日，今年冬季第三轮寒潮席卷我国大部分地区。陕西宝鸡眉县位于秦岭山区，是“中国猕猴桃之乡”。当地果农为抵御本次寒潮，于23日凌晨在桃园内堆枝叶、杂草和谷壳等，用土压成熏烟堆，点火熏烟，以此减轻霜冻危害。据此完成3～4题。
3.果农于凌晨点火熏烟，是因为该时段（ ）
A．太阳辐射最弱，地温最低
B．大气辐射最强，温差最大
C．果园内外气压差最大，风力强
D．地面辐射损失多，气温下降迅速
4.点火熏烟可以减轻霜冻危害，是因为增强了（ ）
A．大气反射 B．大气逆辐射
C．大气辐射 D．地面辐射
5.[2022·湖南师大附中高一期末]读地球大气受热过程图，回答下列问题。
（1）《齐民要术》有一段描述：凡五果，花盛时遭霜，则无子。天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜。造成“是夜必霜”的原因主要与 过程有关（请在图中①、②、③、④中选择一个填入其中）。
（2）山东烟台的一些果农夏季在苹果树下覆盖一种不透明的反光地膜，其主要的作用是增强 （请在图中①、②、③、④中选择一个填入其中）。
（3）月球表面昼夜温差能达到300多摄氏度的主要原因是（ ）
A．①强，②强 B．②强，③弱
C．②强，④弱 D．①强，③弱
（4）青藏高原太阳辐射较同纬度地区强的原因是
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（5）青藏高原太阳辐射强但气温较低的原因是________________________________________________________________________
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[教材探究·活动点拨]
教材第73页 探究
1.霞是日出、日落前后天空或云层上出现的彩光，由接近地平线的太阳光经大气中尘埃、水汽和空气分子散射后的剩余色光形成。可见光中，波长较长的红光和橙光不容易被大气散射，而波长较短的蓝光和紫光容易被大气散射。太阳越接近地平线，水汽和尘埃等越多，大气对太阳光的散射作用越明显，散射掉的蓝光和紫光越多，保留下来的红光和橙光越多，因此霞的色彩就越红。
2.大气中所含的水汽越多，朝霞、晚霞的颜色就越红。朝霞说明早晨天空有云存在，有较多的水汽，大气状态不稳定。随着太阳升高，热力作用增强，对流进一步发展，云也会进一步发展变化，容易造成阴雨天气而不便出行。相反，晚上由于太阳下山，大气状况趋于稳定，对流减弱，云也易于消散，天气一般晴好，有利出行。
教材第75页 活动
1.日出前和日落后的一段时间内，天空呈现出微弱的光亮，这种现象叫作“晨昏蒙影”。这种现象是大气散射引起的，日出前和日落后太阳光虽然不能直接照射到地面，但可以照射到地球的大气层，高空大气能够对太阳光起到散射作用，从而引起晨昏蒙影。在高纬度地区，当天的晨蒙影与前一天的昏蒙影能相接，出现白夜现象。纬度越高，白夜出现的时期越长。
2.（1）新雪对太阳辐射的反射率非常高，冰面对太阳辐射的反射率比较高；海洋、深色土和耕地对太阳辐射的反射率较低。
（2）地面反射率的大小取决于地面的性质和状态。一般来说，深色土壤的反射率比浅色土壤小，潮湿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。水面的反射率随太阳高度角而变化，太阳高度角越小反射率越大。
（3）利用遥感传感器接收森林或草原的某一红外线波段数据，确定该时段森林或草原的面积范围。监测不同时间段该区域的红外线波段数据，即可判断森林或草原面积的动态变化情况。
教材第78页 活动
1.认同。“太阳暖大地”即地面吸收太阳辐射而增温；“大地暖大气”即对流层大气吸收地面长波辐射而增温；“大气还大地”即大气逆辐射将一部分长波辐射返还给地面。大气对地面的保温作用就是由这三个环节组成的。
2.（1）月球因为质量与体积较小，基本上没有大气存在。白天太阳直射月球时，缺少大气对太阳辐射的削弱作用，故白天气温较高；夜间月球缺少大气对地面的保温作用，地面白天辐射的热量全部射向宇宙空间，故夜晚气温极低。
（2）霜冻是在生长季节里因气温降到0 ℃或以下而使植物受害的一种农业气象灾害。深秋至次年早春季节多晴天，在晴朗无风的夜晚，地面辐射散热，且大气逆辐射作用弱，气温下降，易造成霜冻。
第二节 大气受热过程
一、
1．反射 散射 吸收
2．云层 较大颗粒的尘埃 低 厚 多 反射 白色
3．空气分子 微小尘埃 四面八方 方向 蔚蓝
4．选择性 臭氧 水汽 二氧化碳 对流层
二、
1．地面辐射 地面
2．长波辐射 相反 增强
探究点一
应用体验
1～2.解析：第1题，据“阳伞效应”的概念可知， 受大气中大量烟尘的影响，到达地面的太阳辐射减少，这主要与大气对太阳辐射的削弱作用(主要为反射作用)增强有关，A正确；“阳伞效应”与大气的保温作用、大气的吸收作用、大气的逆辐射相关性不大，B、C、D错误。第2题，“阳伞效应”可以减少到达地面的太阳辐射，从而减少太阳紫外线伤害，降低白天地面温度，①②正确；空气中存在大量灰尘，会加强大气逆辐射，从而提高夜间气温，③错误；白天气温降低，夜间气温升高，从而减小昼夜温差，④正确。
答案：1.A 2.C
3～5.解析：第3题，本题考查大气的受热过程；①为太阳短波辐射，A错误；大部分太阳辐射能够透过大气辐射到地面，故②(到达地面的太阳辐射)为①的大部分，B错误；④是大气逆辐射，为长波辐射，C错误；③为地面辐射，是近地面大气的直接热源，D正确。第4题，图中③为长波辐射，近地面大气中的二氧化碳和水汽能吸收大量长波辐射，故B项正确，A、C、D错误。第5题，晴朗的天气昼夜温差较大；主要是因为白天大气对太阳辐射的削弱作用比较弱；到达地面的太阳辐射(即②)比较强；晚上大气逆辐射弱(即④)，返还给地面的热量少，故B项正确，A、C、D错误。
答案：3.D 4.B 5.B
探究点二
应用体验
1～2.解析：第1题，我国北方春播时地温较低，进行地膜覆盖，可有效地减弱地面辐射，从而减少地面热量的散失，起到保温的效果。第2题，在苹果树下进行地膜覆盖可反射太阳辐射，增加光效，提高光合效率，而且可使苹果着色均匀，提高产品质量。
答案：1.A 2.C
3～5.解析：第3题，图中显示，该地晴天时的最高气温高于阴天，A错误；晴天时气温日较差较大，阴天时气温日较差较小，B正确；阴天时最低气温早于6时，晴天时最低气温晚于6时，C错误；晴天时气温上升速率快于阴天，D错误。第4题，气温越低，越容易出现霜冻；读图可知，该地气温最低出现在晴天7时前后，此时最可能出现霜冻。第5题，晴天云少，大气逆辐射比较弱；阴天云多，大气逆辐射较强；所以晴天大气保温作用更弱，因此该地晴天最低气温低于阴天，D正确；最低气温出现在日出前后，此时太阳辐射很弱，对气温影响小，A错误；日出前后太阳辐射不强，因此地面辐射的强弱主要受大气逆辐射影响，因此主导因素是大气逆辐射，不是地面辐射，B错误；大气削弱作用是指大气对太阳辐射的削弱作用，在太阳辐射强时比较显著，C错误。
答案：3.B 4.C 5.D
课堂达标检测
1～2.解析：第1题，根据材料“自1954年以来，我国每过10年到达地面的太阳辐射便下降约2%，这与大气对太阳辐射的削弱作用呈正相关”可知，地球变暗，是大气对太阳辐射削弱作用增强，图中①为大气上界的太阳辐射，大气上界的太阳辐射没有经过大气层，该现象与它无关，A错误；②为云层反射太阳辐射，是大气对太阳辐射的削弱作用，与它相关，B正确；③是大气逆辐射，④为地面辐射，都与大气对太阳辐射的削弱作用无关，C、D错误。第2题，人类活动排放的二氧化碳增多，对大气上界的太阳辐射没有影响，A错误；对太阳辐射的反射作用无影响，B错误；能强烈吸收地面辐射，不是地面辐射消失，D错误；吸收地面辐射增温的同时，增强大气逆辐射，即③增强，C正确。
答案：1.B 2.C
3～4.解析：第3题，凌晨点火熏烟是为了减轻霜冻危害，而凌晨时分早已没有了太阳辐射，地面辐射损失多，气温下降迅速，猕猴桃等水果易受寒潮降温的影响，D正确；地温最低出现在日出前后，A错；大气辐射强，则向下的大气辐射(大气逆辐射)强，大气保温作用明显，没有必要点火熏烟，B错；风力强弱主要与气压差有关，并非气压大风力就强，C错。第4题，点火熏烟增强了大气逆辐射，增强了大气对地面的保温作用，从而有效减轻霜冻危害，并不是增强了大气反射，B正确，A错；大气辐射中，指向地面的部分称为大气逆辐射， C选项表述没有B选项准确，排除C；地面辐射与地温直接相关，点火熏烟并不能增强地面辐射，D错。
答案：3.D 4.B
5．解析：第(1)题，图中①②③④分别代表地面对太阳辐射的反射、到达地表的太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射。根据材料中“天雨新晴，北风寒彻”可以表明是冬季冷锋过境后出现的天气现象，晴朗的天气，昼夜温差大，夜晚云量少，大气逆辐射弱，气温下降快，故气温低，水汽凝结形成霜。故与③大气逆辐射有关。第(2)题，烟台地区在树下进行不透明的反光地膜覆盖，可反射太阳辐射，增加光效以提高光合效率，而且可以使苹果着色均匀，提高产品质量，所以主要是增强①。第(3)题，月球表面昼夜温差大的主要原因是月球表面没有大气，白天对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的②太阳辐射强，表面获得的能量多，温度高；而夜晚月球表面辐射强，没有③大气逆辐射的保温作用，表面温度低。第(4)题，青藏高原海拔高，空气稀薄，大气透明度好，晴天多，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，故较同纬度地区太阳辐射强。第(5)题，青藏高原海拔高，空气稀薄，晴天多，故夜晚大气逆辐射弱，对地面的保温作用弱，所以太阳辐射强但气温较同纬度地区低。
答案：(1)③ (2)① (3)B
(4)青藏高原地势高，空气稀薄、洁净(晴天多)，大气对太阳辐射削弱少
(5)青藏高原地势高，空气稀薄，大气逆辐射弱，大气的保温作用差，不利于热量储存，所以常年气温较低
新 知 预 习
作用
形式
作用
特点
参与作用的
大气成分
被削弱
的辐射
形成的
自然现象
反射
作用
无选
择性
云层、较大尘埃
各种波长的太阳辐射
夏季多云的白天，气温不太高
散射
作用
有选
择性
空气分子
微小尘埃
波长较短的蓝、紫色光
晴朗天空呈蔚蓝色
无选
择性
颗粒较大
的尘埃等
各种波长的太阳辐射
阴天、黎明天空呈灰白色
吸收
作用
有选
择性
臭氧、水汽、
二氧化碳
紫外线、红外线
图示
名称
具体过程
热量来源
Ⅰ
太阳暖大地
太阳辐射到达地面，地面吸收后增温
太阳辐射
Ⅱ
大地暖大气
地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温
地面辐射
Ⅲ
大气还大地
大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面
大气辐射
现象
原因
阴天时天空不是很暗，白天时，房间里、树阴下明亮
空气分子或微小尘埃的散射作用改变了太阳辐射的方向，使之到达地平线以上或者太阳不能直接照射的地方
交通信号“红灯停，绿灯行”的科学依据
红色光线波长较长，难被散射，穿透力强，以红灯作为停止信号更为醒目
白天多云时气温比晴天低；夜晚多云时气温比晴天高
白天多云时反射作用强，到达地面的太阳辐射少；夜晚多云时大气逆辐射强，地面散失热量少
晚秋或寒冬，霜冻出现在晴朗夜晚及“十雾九晴”
晴朗夜晚，大气逆辐射弱，热量散失快，气温低，易出现霜冻及雾等天气现象
对流层中“高处不胜寒”
地面是对流层大气的直接热源，离地面越远，获得的地面热量越少
青藏高原是我国太阳辐射最强的地区
青藏高原的海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强