人教版 (2019)必修 第一册第二节 大气受热过程和大气运动评课ppt课件

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一、大气的受热过程1.能量来源:太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。
3.直接热源:地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。思考感悟“我欲乘风归去,又恐琼楼玉宇,高处不胜寒。”请问“高处不胜寒”是如何形成的?提示 地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。越往高处,接受到的地面辐射就越少。
二、大气对地面的保温作用1.吸收作用:对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强。地面辐射的长波辐射绝大部分(75%—95%)被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收。2.大气逆辐射:大气在增温的同时,也向外辐射长波辐射。大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外,大部分向下射向地面,其方向与地面辐射方向相反,故称大气逆辐射。3.保温作用:大气逆辐射把热量传给地面,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。
思考感悟请用大气的受热过程原理解释新疆维吾尔自治区“早穿棉袄午穿纱”现象的原因。提示 新疆维吾尔自治区地处内陆,气候干旱,晴天多,云量少。白天大气的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射多,气温高,出现“午穿纱”的现象;夜晚大气的保温作用弱,地面损失热量多,近地面气温低,故有“早穿棉袄”的现象。
三、大气热力环流1.大气运动
(1)概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流。(2)形成过程①A地接受热量多,近地面空气膨胀上升,近地面空气密度减小,形成低气压;D处空气聚积,空气密度增大,形成高气压。②B、F两地接受热量少,空气收缩下沉,近地面空气密度增大,形成高气压;C、E两处空气密度减小,形成低气压。③水平运动:在水平气压梯度力的作用下,大气由高压区向低压区作水平运动。
(3)局部小环流①城市热岛环流:由于城市中心区与郊区之间的温度差异,在中心区与郊区之间形成的热力环流,称为“城市热岛环流”。②海陆风:白天,陆地增温快,海洋增温慢;夜晚,陆地降温快,海洋降温慢。海陆间昼夜温度差异引起的大气热力环流,称为“海陆风”。
思考感悟古诗云:“何当共剪西窗烛,却话巴山夜雨时。”你能解释巴山为何多夜雨吗?提示 巴山地区谷地众多,夜间冷空气从山坡吹向谷地,而山谷中暖空气垂直上升,将水汽带上高空,受冷易成云致雨。
四、大气的水平运动——风1.水平气压梯度力:单位距离间的气压差称为气压梯度。只要水平面上存在气压梯度,就产生了促使大气由高压区流向低压区的力,这个力称为水平气压梯度力。2.风形成的原因在水平气压梯度力的作用下,大气从高压区向低压区作水平运动,就形成了风。水平气压梯度力是形成风的直接原因。
4.高空中的风和近地面的风比较
思考感悟在高空中飞行的飞机一般不会遇到上升气流和涡旋,所以在高空飞行比在低空飞行要安全。请说明出现这一现象的原因。提示 高空中的气流运动基本不受摩擦力的影响,以平流运动为主,且无复杂的天气状况。
1.判断正误并纠错(1)太阳辐射是大气能量的根本来源。(　　)答案 √(2)对地面具有保温作用的主要是大气逆辐射。(　　)答案 √(3)气流的垂直运动是由于近地面冷热不均引起的,而水平运动是由于同一水平面的气压差异引起的。(　　)答案 √
(4)大气运动的方向总是由高压指向低压。(　　)答案 ×　大气水平运动的方向总是由高压指向低压。(5)形成风的根本原因是水平气压梯度力。(　　)答案 ×　形成风的直接原因是水平气压梯度力。
2.下图示意地球大气受热过程。“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声”,主要是因为此时(　　)
A.①强B.②弱C.③弱D.④强
解析 “秋阴”“雨声”说明此时为阴雨天气,云量大,大气逆辐射强,近地面气温高,故霜来得晚些。答案 D
读某半球近地面的气压及各种力的示意图,完成3~4题。3.下列说法正确的是(　　)A.图示气压场位于北半球B.图中F2是使风力增强的摩擦力C.图中等压线数值L1>L2D.图中F3是使风向向左偏的地转偏向力4.图中促使大气产生水平运动的力是(　　)A.F1D.F2、F3的合力
解析 第3题,在近地面,大气运动受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的共同作用,风向与等压线斜交。由图可知,Fl是水平气压梯度力,它与等压线垂直,且始终由高压指向低压,因此等压线数值L2>L1;F2是使风力减弱的摩擦力,其方向与风向相反;F3是使风向向左偏的地转偏向力,因此图示气压场应位于南半球。第4题,水平气压梯度力是促使大气产生水平运动的力,即图中F1。答案 3.D　4.A
探究一 大气的受热过程与保温作用
阳光房也称为玻璃房,是采用玻璃与金属框架搭建的全明非传统建筑,为达到享受阳光、亲近自然的目的。阳光房是国内外追求自然、时尚人士所推崇的建筑。阳光房为人们创造了一个舒适的氛围,即使在严寒的天气和雨季也能够让我们享受到春天的舒适,不会感受到寒冷。
结合材料探究:(1)请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐射、大气逆辐射。
(2)寒冷的冬季白天,阳光房内温度较高的原因是什么?(3)探讨北半球中纬度地区的植物园可采取什么措施使热带植物安全越冬?
(2)大部分太阳辐射能够透过玻璃射到地面上,使地面增温;玻璃阻隔地面长波辐射,阻止阳光房内(暖)外(冷)空气以对流或湍流方式的热交换,使阳光房内温度高于房外。(3)建造阳光房(玻璃温室),在适宜的时间将热带植物移入其中,或者是加盖薄膜、草帘等建造温室大棚等。
1.大气的受热过程和保温作用大气的受热过程和保温作用可形象地概括为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”,具体图解如下。
要点笔记 大气逆辐射是大气辐射的一部分,属于长波辐射,白天晚上都存在,且白天强于夜晚。
2.大气受热过程原理的应用(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响。
(2)分析农业生产活动中的一些现象。①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。②华北地区早春,农民利用地膜覆盖进行农作物种植。③干旱、半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石,不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累。(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉程度。如:高海拔地区——空气稀薄,大气的削弱作用弱,太阳能丰富;内陆地区——晴天多,阴雨天气少,大气的削弱作用弱,太阳能丰富。
方法技巧 昼夜温差大小的分析技巧分析昼夜温差的大小,要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况、下垫面等方面分析。(1)地势高低:地势高→空气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。(2)天气状况:晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。(3)下垫面:下垫面的比热容大→地面增温和降温速度慢→昼夜温差小,如海洋的昼夜温差小于陆地。
典例1下图是大气受热过程示意图,读图,完成下列各题。
(1)下列①—④代表内容正确的是(　　)A.①——地面辐射B.②——大气辐射C.③——太阳辐射D.④——大气逆辐射(2)图中,近地面大气的直接热源是(　　)A.①B.②C.③D.④
(3)古人有“放火作煴,少得烟气,则免于霜矣”防御霜冻的做法,该做法使(　　)A.①减弱B.②增强C.③减弱D.④增强
思维导引解答该类题应从以下三点入手。(1)读图要注意两个“面”,即“大气上界”和“地面”。(2)依据两个“面”确定四个辐射的方向。(3)依据辐射方向确定“辐射源”,确定辐射名称和热量传播路径。解析 第(1)题,读图可知,①代表到达大气上界的太阳辐射,②代表到达地面的太阳辐射,③代表地面辐射,④代表大气逆辐射。第(2)题,近地面大气主要的、直接的热源是地面辐射,即③。第(3)题,烟雾能吸收地面辐射,然后以大气逆辐射的形式还给地面,故应④增强。答案 (1)D　(2)C　(3)D
下图为大气受热过程示意图。读图,完成1~3题。
1.近地面大气主要、直接的热量来源是(　　)A.①B.②C.③D.④2.青藏高原地区太阳辐射强,但近地面气温比同纬度平原地区低,主要是因为(　　)A.大气吸收①少B.大气吸收②少C.地面吸收③少D.地面吸收④少3.图中④比①细的主要原因是(　　)A.大气逆辐射 B.大气削弱作用C.地面反射作用D.地面削弱作用
解析 结合所学知识并读图可知,①代表到达大气上界的太阳辐射,②代表地面辐射,③代表大气逆辐射,④代表到达地面的太阳辐射。第1题,近地面大气主要、直接的热量来源是地面辐射。第2题,青藏高原虽然太阳辐射强,但是由于海拔高、空气稀薄,大气吸收的地面辐射少,气温低。第3题,太阳辐射穿过大气层时,受大气的吸收、反射等削弱作用,使到达地面的太阳辐射有所减少。答案 1.B　2.B　3.B
探究二 大气热力环流
孔明灯(右图)俗称许愿灯,又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛亮(诸葛孔明)发明的。当年,诸葛亮被司马懿围困于平阳,无法派兵出城求救,于是制成会在空中飘浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后果然脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
结合材料探究:(1)观察孔明灯,当我们将其点燃后,灯罩内的空气会如何运动?(2)孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢?(3)判断右图中孔明灯升空位置的点,并比较A、B、C、D四点的气压大小,将四点按气压由高到低的顺序排列,用箭头表示大气运动的方向。
提示 (1)孔明灯里的空气受热后膨胀上升。(2)大气热力环流。(3)D点。PA>PD>PC>PB。
1.大气热力环流的形成过程
规律总结 1.大气热力环流的形成——“一个关键、四个步骤”(1)“一个关键”是确定近地面两点的冷热。比热容大的地球表面,白天气温较低,夜晚气温较高;比热容小的地球表面,白天气温较高,夜晚气温较低。(2)“四个步骤”。①热上升、冷下沉——近地面热空气上升,近地面冷空气下沉。②热低压、冷高压——近地面冷的地方形成高气压,近地面热的地方形成低气压。③近地面和高空气压性质相反——近地面为高气压,其高空为低气压;近地面为低气压,其高空为高气压。④水平气流从高压流向低压。
2.理解大气热力环流的形成,关键抓住以下三点关系
(1)温压关系(如上图中甲、乙、丙三地所示)。
(2)风压关系:水平方向上,风总是从高压区吹向低压区(如上图中①②③④处风向所示)。(3)等压面凸凹关系:近地面与高空的等压面弯曲方向相反。
2.常见大气热力环流形式的图示分析及应用(1)海陆风①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。
②影响与应用海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。
(2)山谷风①成因分析——山坡的热力变化是关键。
②影响与应用山谷(小盆地)常因夜间冷的山风吹向谷底(盆地),使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易加重大气污染。所以,山谷(小盆地)地区不宜布局易造成大气污染的企业。
(3)城市热岛环流①成因分析——“城市热岛环流”的成因是突破口。
②影响与应用一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。
方法技巧 等压面图的判读方法等压面是空间气压值相等的点组成的面,等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况,等压线图表示气压的水平分布状况。
(1)在同一地点不同海拔上,海拔越高,气压越低。如图PA>PE。(2)在近地面,气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。如图PA典例2下图表示甲、乙、丙、丁四地之间的热力环流。读图,完成下列各题。(1)能够正确表示环流方向的是(　　)A.甲→乙→丙→丁→甲B.甲→丙→丁→乙→甲C.乙→甲→丁→丙→甲D.乙→丁→丙→甲→乙
(2)关于图示热力环流的叙述,正确的是(　　)A.若表示海陆间的热力环流,甲地为海洋B.若表示山谷间的热力环流,乙地为山顶C.若表示特大城市的热岛环流,甲地为郊区D.热力环流使沿海地区气温日较差增大
思维导引解答本题的关键是获取图中气压信息,如下所示。
解析 第(1)题,读图可知,甲、乙两地海拔相同,为近地面,甲地的气压比乙地高;丙、丁两地位于高空,丙地的气压比丁地高,所以近地面环流方向是甲流向乙,高空中为丙流向丁,垂直方向上为乙流向丙,丁流向甲。第(2)题,若表示海陆间的热力环流,甲为夜间的陆地或白天的海洋;若表示山谷间的热力环流,乙为夜间的山谷;若表示特大城市的热岛环流,甲为郊区;热力环流使沿海地区气温日较差减小。答案 (1)A　(2)C
读某地近地面和高空四点气压图,完成1~2题。
1.若近地面和高空四点构成热力环流,则流动方向为(　　)A.O→P→M→N→OB.P→O→M→N→PC.M→N→P→O→MD.N→M→O→P→N
2.下图中能正确表示N地在垂直方向上的等温面与等压面的是(　　)
解析 第1题,气流总是由高压区流向低压区,则近地面由M流向N,高空由O流向P;依据大气热力环流图可判断,图中M、N为近地面两点,O、P为高空两点;M地气压高,说明是近地面气温较低处,气流由P下沉至M;则N为近地面气温较高处,气流上升至O。故A正确。第2题,图中显示N地为近地面热低压区,故气温高于两侧、气压低于两侧同一高度,故A正确。答案 1.A　2.A
读热力环流示意图,完成3~4题。
3.图中①②③④四点的气压大小比较,正确的是(　　)A.①>②B.①>③C.①>④D.②>③4.图中①②③④四点的空气运动方向,正确的是(　　)A.②→①B.①→④C.③→④D.③→②
解析 第3题,①②位于同一垂直方向上,海拔越高,气压越低,故①气压低于②,④气压低于③;①位于④所在等压面的上方,故①气压低于④;②位于③所在等压面的下方,故②气压高于③。因此,图中①②③④四点的气压大小关系为②>③>④>①。第4题,结合大气热力环流原理并读图可知,图中①②③④四点的空气运动方向为②→③→④→①→②。答案 3.D　4.C
探究三 大气的水平运动
材料风 (唐)李峤解落三秋叶,能开二月花。过江千尺浪,入竹万竿斜。这首诗通过抓住“叶”“花”“浪”“竹”四种自然界物象在风力作用下的易变现象,间接地表现了“风”的种种魅力与威力,也表达了诗人对大自然的敬畏之情。
结合材料探究:(1)风是如何形成的?(2)结合日常观察,思考诗中所写的风“过江千尺浪,入竹万竿斜”时,风速会有何变化?提示 (1)水平面上存在气压差异,产生了气压梯度力,促使大气由气压较高处向较低处运动,由此形成了风。(2)当风吹过江面时,风速较大,但当风吹过竹林时,风速会减小。
1.三种不同受力状况对风向的影响
2.风向的应用(1)判断气压的大小:顺着风向,气压越来越小。(2)判断南、北半球:向右偏→北半球;向左偏→南半球。(3)判断近地面和高空(高空忽略摩擦力):利用风向与等压线的关系。斜交→近地面;平行→高空。(4)判断高压和低压:观测者背风而立,北半球高压中心位于其右后方,南半球高压中心位于其左后方。
典例3读北半球近地面风向示意图,完成下列各题。
(1)力的名称:a　　　　　　　　,c　　　　 　　,d　　　　　　。 (2)a的指向与等压线之间呈现什么关系?　　　　　　　　　　,其方向由　　　　　　指向　 。 (3)若无d,只受a、c影响,b最终将与　　　　　　平行。 (4)在实际生活中,b与等压线之间 　 。 
素养立意试题主要考查学生的综合思维。该图出现于北半球,则地转偏向力向右偏。因是近地面风向,则空气运动时也会受到摩擦力的影响,风向与等压线斜交。解析 从图中可以看出,箭头a垂直于等压线,并且从高压指向低压,所以是水平气压梯度力。箭头b是大气实际水平运动的方向(风向)。由图可见,风向与等压线或水平气压梯度力(a)之间有一个交角,与地转偏向力(c)呈90°夹角,与摩擦力(d)的方向相反,在实际生活中,b同时受到三种力的作用,它与等压线斜交(北半球向右偏)。假设b只受到水平气压梯度力和地转偏向力两种力的作用,b的方向将最终与等压线平行。
答案 (1)水平气压梯度力　地转偏向力　摩擦力(2)垂直于等压线　高压　低压(3)等压线(4)并不完全平行,b(风向)与等压线斜交
下图为北半球等压线图(单位:百帕)。读图并结合所学知识,完成1~2题。
1.如果图示等压线位于近地面,F1、F2、F3为A处空气所受的外力,则F1、F2、F3依次为(　　)A.摩擦力、水平气压梯度力、地转偏向力B.水平气压梯度力、摩擦力、地转偏向力C.地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力D.摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力2.如果图示等压线位于高空,F1为水平气压梯度力,则风向是(　　)A.①B.②C.③D.④
解析 第1题,水平气压梯度力应与等压线垂直,且由高压指向低压,则F1为水平气压梯度力,故可排除A、C、D。第2题,高空大气只受水平气压梯度力和地转偏向力的共同作用,风向与等压线平行,受地转偏向力的影响,北半球右偏,F1为水平气压梯度力,则风向是④。答案 1.B　2.D
下图示意亚洲部分地区某年11月10日11时(北京时间)海平面等压线分布。据此完成3~4题。
3.图示时刻,图中下列城市最可能吹东北风的是(　　)A.北京B.西宁C.长沙D.南宁4.图示时刻,图中下列城市风力最大的可能是(　　)A.北京B.西宁C.长沙D.南宁
解析 第3题,从图中的气压分布看,北京与西宁的风向基本一致,均为偏西风;长沙位于高压中心,基本无风;南宁位于高压中心西南方,吹东北风。第4题,风力大小与水平气压梯度力相关。等压线越密集,水平气压梯度力越大,风力越大。比较选项中四座城市,西宁附近的等压线最为密集,水平气压梯度力最大,风力最大。答案 3.D　4.B
(综合思维、地理实践力)“穿堂风”也叫“过堂风”,是气象学中一种空气流动的现象,是流动于建筑物内部空间的风。我国许多地区的民居设计都充分考虑了“穿堂风”。下图为我国西南山区的传统民居景观图和该民居“穿堂风”示意图。
(1)结合所学知识,解释“穿堂风”的原理。(2)非洲草原犬鼠(土拨鼠)擅长挖掘洞穴。其洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆(如下图)。请借助“穿堂风”的原理进行解释。
提示 (1)白天庭院石质地面升温快,气温高,气流上升,气压低;屋后树林升温慢,气温低,气流下沉,气压高,近地面风由屋后流向屋前,形成“穿堂风”。(2)两个洞口形状不同,决定了洞穴中空气流动的方向。吹过平坦表面(左侧洞口)的风速度慢,压强大;吹过隆起表面(右侧洞口)的风速度快,压强小。洞内气流运动方向如下图所示。