高中地理人教版 (2019)必修 第一册大气受热过程和大气运动导学案

这是一份高中地理人教版 (2019)必修 第一册大气受热过程和大气运动导学案，共12页。学案主要包含了大气的受热过程，大气对地面的保温作用，大气运动等内容，欢迎下载使用。
必备知识·自主学习——新知全解一遍过
一、大气的受热过程
1．能量来源：________。
2．直接热源：______________是近地面大气主要的、直接的热源。
3．受热过程
【判断】
(1)地面的直接热源是太阳辐射。( )
(2)地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。( )
(3)大气对太阳辐射的吸收具有选择性。( )
【知识链接1】 太阳能的优点
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染；为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源、减少污染的时代。
【知识拓展】
(1)大气对太阳辐射的削弱作用随纬度变化的规律
纬度位置越低，太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，太阳辐射作用越强；纬度位置越高，太阳辐射被大气削弱得越多，太阳辐射作用越弱。
(2)大气对太阳辐射的削弱作用解释地理现象
①青藏高原太阳辐射强。理由：地势高，大气稀薄，大气对太阳辐射削弱少，到达地面的太阳辐射多。
②夏季多云的白天气温不太高。理由：云层把一部分太阳辐射反射到宇宙空间，削弱了到达地面的太阳辐射。
③朝霞和夕阳多为黄红色。理由：波长较短的蓝、紫光被散射，波长较长的红光、黄光穿透大气层照射到地面。
二、大气对地面的保温作用
1．大气长波辐射：对流层中的水汽、二氧化碳等强烈吸收______长波辐射而增温，产生大气________辐射。
2．大气逆辐射：大气辐射中向下射向________的部分。
3．保温作用：大气逆辐射把________传给地面，补偿了________损失的热量。
[特别提醒] 大气对太阳辐射具有削弱作用：大气中的一些成分对太阳辐射具有吸收、反射和散射作用，从而在一定程度上削弱了到达地面的太阳辐射。
【判断】
(1)水汽和二氧化碳可以强烈吸收长波辐射。( )
(2)白天没有大气逆辐射。( )
【易错辨析1】 大气逆辐射只存在于夜晚
这种说法是错误的。大气逆辐射是大气辐射的一部分，是始终存在的，白天辐射更强。只是白天由于太阳辐射的影响，考虑问题时主要侧重于大气对太阳辐射的削弱作用；夜晚，由于没有太阳辐射，近地面气温主要受大气逆辐射强弱的影响，因而容易产生大气逆辐射只有晚上存在的误解。
三、大气运动
1．主要形式
大气运动有________和________之分，大气的垂直运动表现为________或________，大气的水平运动即是风。____________是大气运动的一种最简单的形式。
2．意义eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(形成大气中 和 的输送,形成各种天气变化))
(一)大气热力环流
1．概念：由于地面________而形成的空气环流，称为大气热力环流。
2．形成过程
(1)图a：当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动。
(2)图b：当A地接受热量多，B、C两地接受热量少时，A地近地面空气________，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成________；B、C两地空气________，上空空气密度减小，形成________。于是空气从气压高的________地上空向气压低的________两地上空扩散。
(3)图c：在近地面，A地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，空气密度增大，形成________。这样近地面的空气从________两地流回________地，以补充A地上升的空气，从而形成了热力环流。
3．常见形式：________________、海陆间的大气热力环流。
【判断】
(1)垂直方向的气压值总是近地面大于高空。( )
(2)气流的垂直运动是由近地面冷热不均引起的，而水平运动是由同一水平面的气压差异引起的。( )
(3)大气运动的方向总是由高压指向低压。( )
【知识链接2】 气压
气压是大气压强的简称。是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。
气压大小与海拔、温度等条件有关。一般随海拔升高而减小。在水平方向上，气压的差异引起空气的流动。
【学法指导1】 可用“一个关键、四个步骤”来记忆热力环流原理
“一个关键”：确定近地面两地区的冷热。热容量大的地球表面，白天气温较低，夜晚气温较高；热容量小的地球表面，白天气温较高，夜晚气温较低。
“四个步骤”：
(1)热上升、冷下沉——近地面受热，空气上升；近地面冷却，空气下沉。
(2)热低压、冷高压——近地面热的地方形成低压，近地面冷的地方形成高压。
(3)近地面和高空气压性质相反——近地面为高压，其高空为低压；近地面为低压，其高空为高压。
(4)水平气流由高压流向低压。
【易错辨析2】 垂直方向上气流也总是从高压流向低压
这种说法是错误的。在同一水平面上，空气总是由高气压区流向低气压区。在垂直方向上则不然。空气的垂直运动主要是由冷却收缩、受热膨胀等因素引起的，并非取决于气压的高低。
【知识链接3】 沙漠和林地之间的热力环流
(1)白天，沙漠增温快，温度高，形成低压；森林增温慢，温度低，形成高压；白天在近地面风从森林吹向沙漠。(如图a)
(2)夜晚，沙漠降温快，温度低，形成高压；森林降温慢，温度高，形成低压；夜晚风从沙漠吹向森林。(如图b)
(二)大气的水平运动——风
1．风的形成过程
地面受热不均→大气的________(上升或下沉)→同一水平面上产生气压差(__________)→大气的水平运动(风由________________)
2．风的形成原因eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(直接原因： ,根本原因：地面受热不均))
3．受力分析(北半球近地面)
4.高空中的风和近地面的风比较
【判断】
(1)水平气压梯度力是形成风的直接原因。( )
(2)随着海拔的升高，风向与等压线的夹角越来越小。( )
(3)高空的风只受水平气压梯度力和摩擦力的影响，风向与等压线平行。( )
(4)摩擦力只影响风速，不影响风向。( )
【知识链接4】 风向指风吹来的方向，如东北风是从东北方吹向西南方的风。
【学法指导2】 风力的判读方法
风力的大小取决于水平气压梯度力的大小。因此，等压线密集处水平气压梯度力大，风力也大。但要注意不同的两幅图上的等压线值和比例尺两种情况的变化。规律如下：
(1)同一等压线图上：等压线越密集，风力越大；等压线越稀疏，风力越小。
(2)相邻等压线数值差相等时：比例尺越大，水平气压梯度力越大，风力越大；比例尺越小，则与之相反。如下面图B比图A同样位置的风力大。
(3)比例尺与等压线密度相等时：相邻等压线数值差越大，水平气压梯度力越大，风力越大；相邻等压线数值差越小，则与之相反。
归纳·助学助记
速记·认知清单
1．大气的热源：太阳辐射是地球大气最重要的能量来源；地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
2．大气对太阳辐射的削弱作用：太阳辐射通过大气时，一部分被反射、散射和吸收。
3．地面增温过程：大部分太阳辐射透过大气到达地面，使地面增温。
4．大气增温过程：地面增温后以地面辐射的形式向近地面大气传递热量，使大气增温。
5．大气对地面的保温作用：大气逆辐射把热量传给地面，补偿了地面辐射损失的热量。
6．热力环流：由于地面冷热不均形成的空气环流，称为热力环流，它是大气运动最简单的形式。
7．热力环流形成过程：
8．大气水平运动的直接原因是水平气压梯度力。
9．形成风的作用力
10．高空风向：与等压线平行。
11．近地面风向：与等压线成一夹角。
关键能力·课堂探究——学科素养大提升
探究点一 大气的受热过程和保温作用
【探究导引】
在国际空间站成立20周年之际，俄罗斯联邦航天局总设计师向外界宣称，在2030年，俄罗斯宇航员将实现首次登月，预计会在月球待14天。移民月球一直是人类的梦想，但民间热议的“月球移民”难度依然较大。这是因为月球表面昼夜温差很大，白天阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，温度可降到－183℃。
【思考交流】
1．运用“综合思维”分析：月球上的气温变化为什么会如此剧烈？
2．运用“综合思维”分析：地球、月球与太阳的距离相当，为什么地球上的气温比较稳定呢？
3．运用“区域认知”方法分析：运用“大气的受热过程”原理，分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。
【归纳升华】
1.大气对太阳辐射的削弱作用
2.大气对地面的保温作用
由上图可知，大气对地面保温作用的过程可归纳如下表：
[拓展延伸] 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)应用于农业生产实践，提高生产效益
利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能减少土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。
(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉，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，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。
【学以致用】
1.下图为甲、乙两地某时段大气受热过程示意图，箭头反映了能量传递的方向及大小(粗细)。读图，回答(1)～(3)题。
(注：大气透明度往往与大气密度、天气有关)
(1)①⑤两箭头传递的能量方向及大小相同，说明甲、乙两地( )
A．纬度相当 B．海拔相当
C．距海远近相同D．大气透明度相近
(2)近地面大气温度随高度升高而递减，主要影响因素是( )
A．①⑤B．②⑦
C．③⑧D．④⑥
(3)霜冻多出现在晚秋或寒冬季节晴朗的夜晚，主要是因为此时( )
A．地面辐射弱B．太阳辐射强
C．大气反射强D．大气逆辐射弱
探究点二 热力环流
【探究导引】
孔明灯俗称许愿灯，又叫天灯，相传是由三国时期的诸葛亮发明的。当年，孔明被司马懿围困，无法派兵出城求救。孔明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。
【思考交流】
1．从“地理实践力”的角度观察孔明灯，当我们将其点燃后，灯罩内的空气会如何运动？
2．运用“综合思维”分析：孔明灯里面蕴含着什么样的大气原理呢？
【归纳升华】
1.理解热力环流的形成，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，风总从高压吹向低压(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凸起方向相反。
2．常见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，夏季气温较低，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，易造成大气污染。所以，山谷(小盆地)地区不宜布局污染工业。
(3)城市热岛效应
①成因分析——“城市热岛”的形成是突破口
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。
【技法点拨】 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PAC>D
C．热力环流是大气运动最复杂的形式
D．气压：D>A>B>C
(2)如果此图是“城市热岛环流侧视图”，在②处进行植树造林，对城市空气起到的作用是( )
A．增温和增湿B．净化和增温
C．净化和增湿D．减湿和降温
(3)如果此图表示的是“山谷风示意图”，那么上升气流③表示的可能是( )
①白天的谷地 ②白天的山坡 ③夜晚的谷地 ④夜晚的山坡
A．①② B．②③C．③④ D．①④
探究点三 大气的水平运动
【探究导引】
比较不同力作用下的风向示意图，共同探讨问题。
【思考交流】
1．从“地理实践力”的角度分析上图总结高空的风和近地面的风在受力上有什么不同？最终风向有何差异？
2．运用“综合思维”方法分析：水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力各有什么特征？
【归纳升华】
1.影响风的三种力
2.风向的应用
(1)判断气压的大小：顺着风向，气压值越来越小。
(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)：风向与等压线的关系：成一夹角(或斜交)→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。
【技法点拨】 风向的右手判别法
1．北半球近地面风向判别方法：伸开右手，掌心向上，四指指向水平气压梯度力的方向，大拇指指向为风向。(如下图中A、B两点风向的判断)
2．南半球近地面风向判别方法：伸开右手，掌心向下，四指指向水平气压梯度力的方向，大拇指指向为风向。(如下图中C、D两点风向的判断)
【学以致用】
4．如图示意一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。读图，回答(1)～(3)题。
(1)若此图表示北半球等高面，PM>PN，则O点风向为( )
A．⑥或⑦ B．②或⑥
C．④或⑧D．③或④
(2)若此图表示高空等高面，PMA。根据海拔越高气压越低，可知A、B两地气压高于C、D两地；根据水平气流由高压流向低压可知A>B、C>D，故四地气压为A>B>C>D。第(2)题，若图示为“城市热岛环流侧视图”，在②处植树造林，可以对城市空气起到净化和增湿作用。第(3)题，在山区，白天山坡上空气增温快，暖空气沿坡爬升形成谷风。夜晚山坡上空气降温快，冷空气沿山坡下沉形成山风，冷空气沉入谷底，谷地暖空气被迫抬升。故山谷风中形成上升气流的是白天的山坡和夜晚的谷地。
答案：(1)A (2)C (3)B
探究点三
[探究导引]
1．提示：高空的风受水平气压梯度力和地转偏向力两个力作用，最终风向与等压线平行。近地面的风受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三个力共同作用，最终风向与等压线斜交。
2．提示：(1)水平气压梯度力：始终垂直于等压线，由高压指向低压，当单位距离上水平气压差相等时，水平气压梯度力大小不变。(2)地转偏向力：始终与风向垂直，随着风速的增大而逐渐增大。(3)摩擦力：方向始终与风向相反。
[学以致用]
4．解析：第(1)题，PM>PN时，⑤为水平气压梯度力方向，⑦为北半球高空风向，⑥为北半球近地面风向。第(2)题，高空风向与等压线平行，PM