人教版（2019）必修一 第二章第二节 大气受热过程和大气运动课件

大气受热过程和大气运动第2章 第2节Chapter2 section 2目 录0 1/02大气对地面的保温作用大气的受热过程：能量来源大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换太阳辐射是地球大气最重要的能量来源(大气受热的根本热源)大气的受热过程：预备知识一小知识1： 热力学上认为当物质的原子和电子完全不运动了就是绝对零度，而高于绝对零度的情况，电子或原子都会做不规则的运动； 所以只要自身温度高于绝对零度，就要向外辐射电磁波。我们日常生活中看到的光就是电磁波中的可见光波段。回忆太阳辐射的定义？大气的受热过程：预备知识二小知识2：规律： 物体向外辐射的波长与其温度成反比。 物体的温度越高，放出的电磁波辐射的波长就会越短，电磁波的能量也就越强。反之，物体的温度越低，放出的电磁波的波长就会越长，电磁波的能量也就越弱。大气的受热过程：预备知识二小知识2： 太阳表面温度约6000K，太阳辐射能量的50%集中于可见光区。太阳辐射能的绝大部分（99%）在0.15-4μm之间，辐射最强的波长为0.475μm。 地球表面平均温度约300K，在此条件下，地面放射出的能量波长集中在4-80μm之间，低层大气放射出的能量波长集中3-120μm内。 相比而言可知：太阳辐射 地面、大气辐射短波辐射 长波辐射太阳辐射有选择性吸收O3O3吸收紫外线平流层上层首先接触到紫外线，先吸收增温H2O、CO2吸收红外线海拔越高，温度越高无选择性反射散射太阳辐射平流层→ →对流层↑↓ ↑↓太阳暖大地地面吸收太阳辐射后增温地面辐射海拔越高，温度越低太阳辐射是根本能量来源大气吸收的热量主要是长波辐射，对短波辐射吸收很少，因此，地面辐射是近地面大气主要、直接的热源大气吸收地面 辐 射大气升温大地暖大气削弱作用大 气 辐 射大气逆辐射大气还大地保温作用(温室效应)一、大气的受热过程1.大气的能量来源：①最根本的能量来源是____________（________辐射）；②最主要、最直接的能量来源是___________（________辐射）。太阳辐射短波地面辐射长波二、大气对地面的保温作用1.大气的作用①对太阳辐射：________作用（包括：________、________、________）；②对近地面：________作用（最根本原因：_________辐射存在）。削弱吸收反射散射保温大气逆一、大气的受热过程①第一阶段：太阳________辐射穿过厚厚的大气层，一小部分被________回宇宙空间，小部分被大气直接________，还有一小部分散射流失，大部分能够到达地表，被地面吸收；此过程地面增温明显，被称为_______________；短波反射吸收太阳暖大地一、大气的受热过程②第二阶段：地面增温后，以________辐射的形式将热量传递给_______________；此过程大气增温明显，被称为_______________；长波近地面大气大地暖大气一、大气的受热过程③第三阶段：大气增温后，同样以________辐射的形式将热量返还给________；由于来自大气的辐射与地面辐射方向相反，又被称作大气_____辐射；此过程因此又被称为_______________；长波大地逆大气还大地散射的应用朝霞不出门，晚霞行千里朝霞&晚霞太阳光谱中，波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易被散射。在日出和日落时，大部分短波长的蓝光都被散射掉了，因此地平线上空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光等。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后，使那部分的天空带上了绚丽的色彩。当空中的尘埃、水汽等杂质越多时，其色彩愈显著。如果有云层，云块也会染上橙红艳丽的颜色。朝霞多是积云造成的，极易发展为积雨云;晚霞多是淡积云造成的，淡积云不会造成降水，而且一般预示着—定范围内未来几天将持续晴好,有利于出行。地球有大气，而月球没有大气；地球和月球表面的辐射过程如图所示常考点1：月球昼夜温差大观察图找出地球比月球多了哪些辐射途径 吸收、反射、大气辐射、大气逆辐射②说明上述辐射途径对地球昼夜温差的影响A.白天，太阳辐射穿过大气层时，受大气吸收、反射等削弱作用的影响，地面温度不会升的太高；B.夜晚，地面辐射大部分被大气吸收，大气通过大气逆辐射将热量返还给地面，地面温度不会降的太低。C.因此，地球昼夜温差小。③说明月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多的原因？ A.与地球相比，月球上没有大气B.白天，太阳辐射全部到达月面，月面急剧升温C.夜晚，月面辐射没有大气吸收，无大气逆辐射将热量返还给月面，温度急剧下降。因此，昼夜温度变化剧烈。太阳辐射月球表面辐射月球表面辐射月球没有大气夜夜晚温度降至-183°C白天温度可达127°C白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，升温快，气温很高夜间，由于没有大气的保温作用，月球表面温度骤降，气温很低昼夜温差大常考点2：气温日较差我国气温日较差较大的两个地区是青藏高原和西北地区。青藏高原海拔高、大气稀薄，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温升高幅度大；夜晚大气逆辐射弱，对地面保温作用弱，气温降低幅度大，气温日较差大。常考点2：气温日较差我国气温日较差较大的两个地区是青藏高原和西北地区。西北地区降水少、云层少，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温升高幅度大；夜晚大气逆辐射弱，对地面保温作用弱，气温降低幅度大，气温日较差大。常考点3：霜冻措施《闯关东》片段，思考农民往往在霜冻来临前于田间地头燃烧秸秆，目的是什么呢？通过燃烧秸秆，可以增加近地面大气中的二氧化碳和水汽含量，从而增强大气逆辐射，对农作物起到保温作用。0 3教学导入制冷空调往往采用壁挂式暖气往往安装在靠近地面的位置这是偶然吗？教学导入通过空气中“水汽”的运动方向，我们可以得知空气受热 ，空气受冷则 膨胀上升收缩下沉冷热不均从哪儿来？地球大气最根本、主要的能量来源于?太阳辐射在不同地区的分布是否均匀？太阳辐射不是补充：等压面相关知识等压面：在充满平衡流体空间，连接压强相等的各点所组成的面，即空间气压相等的各点所组成的面。热力环流原理：地面冷热不均热冷冷虚线为等压面热力环流原理：大气产生垂直方向的运动热气压升高BAC气压降低气压降低DEF气压升高气压降低气压升高受热冷却冷却DEF气压升高气压降低气压降低气压升高气压降低气压升高BAC热力环流原理：水平方向产生气压差—水平运动ABC受热冷却冷却DEF气压升高气压降低气压升高BAC热力环流原理：水平方向产生气压差—水平运动气压升高气压降低气压降低热力环流原理：产生热力环流ABC受热冷却冷却DEFBAC气压升高气压升高气压升高气压降低气压降低气压降低热力环流气压特征热冷冷P近地面 > P高空BA100410081012低高海拔CD1012在遇冷或遇热后，A、B、C、D四处气压值如何变化？B＞CD＞A？>高压低压低压高压气压值的高低针对同一水平面气压值大小比较呢？总结整理1.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。2.意义：大气运动实现了大气中________和________的输送，形成了各种________的变化。一、大气运动垂直运动水平运动气流上升气流下沉热量水汽天气海风白天陆地升温快（相对为热源）白天海洋升温慢（相对为冷源）热力环流表现形式1：海陆风陆风夜晚陆地降温快（相对为冷源）夜晚海洋降温慢（相对为热源）热力环流表现形式2：山谷风①②③谷 风 白天，由于山坡海拔高，同一高度空气受地面辐射多，吸热增温快，气温高，形成“暖低压”，谷底地势低洼，其上空空气增温慢，气温低，形成“冷高压”，空气由高压处流向低压处，即地面风从谷地吹向山坡，形成“谷风”。热力环流表现形式2：山谷风④⑤⑥山 风 夜晚，山坡因地面辐射冷却，山坡上方空气的降温速度比谷地上方同一高度空气快，温度低，形成“冷高压”，谷底地势低洼，上空空气降温慢，温度高，形成“暖低压”，空气由高压处流向低压处，即地面风从山坡吹向谷地，形成“山风”。热力环流表现形式3：城市风气流上升市 区由郊区流向市区由郊区流向市区郊 区郊 区热一、大气运动空气下沉，多晴朗空气上升，易成雨二、大气热力环流图a：当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动。概念：由于____________而形成的空气环流，称为大气热力环流，它是大气运动________的形式。地面冷热不均最简单二、大气热力环流（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A地上空__________气压低的B、C两地上空。膨胀上升高气压收缩下沉低气压流向二、大气热力环流（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__________；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B、C两地__________A地，从而形成了热力环流。低气压高气压流回二、大气热力环流3.常见形式城市________环流、海陆间的大气热力环流、山谷风。热岛二、大气热力环流拓展延伸一、由于海陆热力性质差异，白天，陆地增温快，海洋增温慢；夜晚，陆地降温快，海洋降温慢。根据大气热力环流的原理：1.画出白天与夜晚海陆间大气热力环流模式图；海风陆风二、大气热力环流2.分析夏季大气热力环流对滨海地区气温的调节作用。使滨海地区的气温日较差较小。白天，来自海洋的海风凉爽湿润，为滨海地区降温。二、大气热力环流一、根据大气热力环流的原理，画出白天与夜晚山峰与山谷大气热力环流模式图。 [知识归纳]1.白天：山坡比山谷________，气流________，暖空气沿山坡________，形成________风；2.夜晚：山坡比山谷________，气流________，冷空气沿山坡________，形成________风；升温快上升上升谷降温快下沉下沉山0 4知识回顾大气运动有__________和__________之分，大气的垂直运动表现为__________或__________，大气的_________即是风。垂直运动水平运动气流上升气流下沉水平运动课本P38气压梯度：水平气压梯度力：单位距离间的气压差。（气压梯度=∆P/∆D）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。水平气压梯度力的特点特点：1、由高压指向低压　　　2、与等压线垂直 3、等压线越密集，气压梯度力越大1010 1008 1006 1004hpa1025 1020 1015 1010hpa图2图1地转偏向力的特点地转偏向力的特点1、北半球向右，南半球向左，赤道上不偏2、与风向（运动方向）垂直，只改变风向，不改变风速北半球高空的俯视图水平气压梯度力垂直于等压线，高压指向低压(形成风的直接原因)500 498 496 494 492 490 气压/hPa风向特点：风向（形成风的根本原因）1、受单一水平气压梯度力的作用（描述风向特点）地表冷热不均如果没有其他外力的作用，风向应该与水平气压梯度力的方向一致；垂直于等压线，由高压指向低压北半球高空的俯视图水平气压梯度力垂直于等压线，高压指向低压(形成风的直接原因)500 498 496 494 492 490 气压/hPa地转偏向力垂直运动方向/风向，北右南左(只改变风向，不改变风速)风向高空的摩擦力忽略不计2、高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用（描述风向特点）（形成风的根本原因）地表冷热不均在风形成的瞬间，马上受到地转偏向力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向500 498 496 494 492 490 气压/hPa北半球高空的俯视图2、高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用（描述风向特点）水平气压梯度力垂直于等压线，高压指向低压(形成风的直接原因)地转偏向力垂直运动方向/风向，北右南左(只改变风向，不改变风速)风向高空的摩擦力忽略不计在风形成的瞬间，马上受到地转偏向力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向（形成风的根本原因）地表冷热不均合力为0风向与等压线平行500 498 496 494 492 490 气压/hPa等压线越密，水平气压梯度力越大，风速越大北半球高空的俯视图水平气压梯度力垂直于等压线，高压指向低压(形成风的直接原因)地转偏向力垂直运动方向/风向，北右南左(只改变风向，不改变风速)风向高空的摩擦力忽略不计2、高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用（描述风向特点）风向特点：（形成风的根本原因）地表冷热不均北半球近地面的俯视图1010 1008 1006 1004 1002 1000 气压/hPa如果没有其他外力的作用，风向应该与水平气压梯度力的方向一致在风形成的瞬间，马上受到地转偏向力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向高空的摩擦力忽略不计北半球高空的俯视图摩擦力与运动方向/风向相反3、高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用（描述风向特点）水平气压梯度力垂直于等压线，高压指向低压(形成风的直接原因)地转偏向力垂直运动方向/风向，北右南左(只改变风向，不改变风速)风向1010 1008 1006 1004 1002 1000 气压/hPa如果没有其他外力的作用，风向应该与水平气压梯度力的方向一致在风形成的瞬间，马上受到地转偏向力的作用，使风向逐渐偏离气压梯度力的方向三个力合力为0风向与等压线斜交等压线越密，水平气压梯度力越大，风速越大3、高空大气受水平气压梯度力和地转偏向力共同作用（描述风向特点）摩擦力与运动方向/风向相反水平气压梯度力垂直于等压线，高压指向低压(形成风的直接原因)地转偏向力垂直运动方向/风向，北右南左(只改变风向，不改变风速)风向北半球近地面的俯视图一、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(即风由________流向________)垂直运动水平气压梯度力高压区低压区一、风的形成过程受力分析(北半球近地面)等压线右左高空中的风与近地面的风比较1.高空大气受 共同作用，风向与等压线 。 （摩擦力很小，忽略不计）2.近地面大气受 共同作用，风向与等压线 。 水平气压梯度力和地转偏向力平行水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力成一夹角小结：一力垂直，二力平行，三力夹角。1、影响风的三种力等压线密集——气压梯度力大——风力大(如图3中乙地)等压线稀疏——气压梯度力小——风力小(如图3中甲地)1.画出与等压线垂直的水平气压梯度力。(过该点作切线，并作切线的垂线，由高压指向低压，但并非一定指向低压中心) 2.确定南北半球。3.按照地转偏向力“南左北右”的偏转规律画出与水平气压梯度力成30°～45°偏角的风向（指低纬度，中高纬度偏转角度在45°～90° ）1.低压中心(如图1中乙处)：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压低(中心为上升气流)。2.高压中心(如图1中甲处)：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高(中心为下沉气流)。P40：根据等压线确定风向和风速比较甲、乙两地的气压梯度大小，并说明理由图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时)在图上画出甲、乙两地的风向比较甲、乙两地风速的大小，并说明理由根据等压线确定风向和风速图2.17 海平面气压分布( 2016年11月9日6时)水平气压梯度力地转偏向力西北风摩擦力水平气压梯度力地转偏向力偏东风摩擦力