自然地理8：大气组成与热力状况课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4,、掌握太阳辐射、地面辐射、大气辐射的性质。,5,、掌握大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温效应。,6,、运用所学知识解决生活中的实际问题。,学习目标：,1、了解大气的组成成分及其作用。,2、掌握大气的垂直分层及各层的特点。,3、掌握逆温形成的条件及应用。,自然地理（8）,大气的组成与热力状况,干洁空气,A,水汽,B,固体杂质,C,低层大气的组成,干洁空气的组成,20.94%,O,2,N,2,78.08%,其它,0.96%,一、大气的组成和成分：,1、大气的组成：,气体成分,作用,体积分数,水汽,固体杂质,成云致雨的必要条件,生物体的基本成分,78.08%,维持生命活动必需的物质,20.94%,植物光合作用的原料；对地面保温,0.03%,吸收紫外线,（“地球生命的保护伞”）,0.00006%,因时因地,而异,成云致雨的必要条件、,强烈吸收长波辐射，影响气温,干洁空气,N,2,O,2,CO,2,O,3,2、大气的成分和作用：,干洁空气中各种气体所占比例基本不变，水汽和固体杂质的含量因时因地而异,大气中含量有变化的物质,二氧,化碳,城区农村,冬季夏季,夜间白天,阴天晴天,水汽,夏季冬季,低纬地区高纬地区,与排放量和植物光合作用有关,与蒸发量有关,固体,杂质,陆海,城乡,冬夏,与排放量和空气稳定与否有关,成分,变化,相关因素,由于人类文明的进步，工业化进程的加快，地球大气成分发生了变化,全球变暖（温室效应）,大量制冷剂的使用使氟氯烃的含量从无到有不断增多,臭氧含量不断降低：,臭氧层空洞,3.人类活动引起大气成分比例的变化,大量燃烧煤、石,油等矿物燃料,毁林,CO,2,含量增加,SO,2,含量增加,酸雨,（1）由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一倍，再加上大量砍伐森林，减少了绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳的能力，大气中二氧化碳的浓度在过去三十年里增长了12。,（2）氟,氯,烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷剂、火箭推进剂等，到了80年代中期为止，全球氟,氯,烃的年消费量已达到100万吨。,（3）由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，排入空气中的硫、氮等氧化物不断增加。,大气组成的这种变化，会产生什么影响?,全球气候变暖，干湿状况变化，海平面上升,出现臭氧空洞，紫外线增加，使人患白内障、皮肤癌,出现酸雨，危害生物和建筑物,二、大气的垂直分层,电,离,层,对流层,平流层,高层大气,A、分层依据：大气的温度、密度和运动状态在垂直方向上分布的不均,B、大气的密度随高度增加而降低：,气压随高度增加而降低,C、对流层热量来自地面；平流层热量来自臭氧吸收紫外线,E、平流层中的臭氧层和高层大气中的电离层,F、对流层集中了全部的水汽和固体杂质（来自于地面）,D、大气运动：,臭氧层,发射,反射,接收,电离层反射无线短波示意图,极光,垂直,分层,高度分布,气温垂直分布及原因,大气运动特征,平流层,对流层,低纬_,中纬_,高纬_,17,18km,10,12km,8,9km,对流层顶到50,55km,平流层顶至2000,3000km,1、气温随高度增加而递减,（0.6,o,C/100m）,1、气温随高度增加而迅速增加,对流运动显著,1、,水平运动为主,2、主要的直接热源是_,地面,高层,大气,大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质,天气现象复杂多,变,与人类关系最密,切,2、主要靠,O,3,吸收,太阳紫外线,增温,2、,水汽、杂质少，能见度好，利于,高空飞行,。,1、大气密度很小，气压很低,2、有电离层能反射无线电短波,填充题：按因果关系完成填空,A、递减B、水汽和固体杂质,C、平流层D、对流显著,E、大气稳定F、云、雨、雪,G、递增H、对流层,I、利于高空飞行,气温随高度发生变化,极少,E,很多,H,A,G,B,D,F,I,C,E,对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。一般情况下，离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂直递减率为O.6,/100米。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而递增的现象，这种气温逆转的现象就是逆温。,逆温现象：,A、 成因类型,1. 辐射逆温：在晴朗无风或微风的夜晚，地面辐射很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；离地面愈远，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温（见下图）。随着地面辐射冷却速度加快，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。,2. 平流逆温：当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响而迅速降温，上层空气因距离较远，降温较慢，于是产生逆温。逆温的强弱，主要由暖空气和地面的温差决定。温差越大，逆温越强。冬半年，在中纬度的沿海地区，因为那里海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常出现平流逆温。,3. 地形逆温：常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的，所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有两百多天出现逆温现象。,山坡冷气流向山底滑落,导致空气上热下冷,4. 锋面逆温：对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区即锋面。,在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较显著，也可出现逆温。如下图，从A点上空气温垂直分布的情况可见，由下面的冷空气到上面的暖空气，等温线通过锋面的区域时必有曲折，曲折的程度视两种气团间的温度对比而决定，曲折段（如图中BC段）就出现了逆温层。由于锋是从地面向冷空气上方倾斜的，逆温层也随锋面的倾斜而呈倾斜状态。因此逆温现象只能在冷空气所控制的地区内观察到。而且，逆温的高度与观测点相对于地面锋线的位置有关，观测点距地面锋线愈近，逆温高度愈低。,A,B,C,D,有关逆温临界温度的计算,如图，近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为,T,。3000米高空的实际温度为,T,S,。当,T,S,T,时，近地面空气上升受阻，即出现了逆温现象。读某城市春季气温日变化图，回答：,若,T,S,稳定在-8,C,该城市气温至少要上升到_,C,以上时,逆温现象才会结束,这时的时间约为_时.,10,8,T,实际温度,T,理论温度(即正常温度),时,出现逆温,近地面空气运动受阻,有关逆温的利用（尤其农业方面）,1、在图中指出冬季出现大面积逆温的两个地区,2、只考虑温度高低，则天山北麓牲畜过冬的牧场应位于海拔_m,逆温的利与弊,1.利：由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展，所以逆温的好处有：,可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。,逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。,2.弊：不管是何种原因形成的逆温，对天气和大气污染的扩散都有相当大的影响，都会对空气质量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使能见度变差，使大气污染更为严重,读某城某日清晨低层大气剖面图，回答:,（1）图中出现逆温现象的是、中的,，判断理由是,（2）该城市工业高度集中，当天发生了重大烟雾事件，这一事件的原因是什么？（6分）,（3）在商业区、居民区、工业近郊区、农田区域中，烟雾浓度最大的是,(4）若该城市众多工厂、汽车大量排放CO2、SO2、NO2，产 生的大量环境污染主要有什么？（3分）,此处气温随海拔的增加而增加,。,气象原因：下冷上热，不利于气流的对流与扩散，加重了大气污染。,地形原因：商业居民区地处洼地，不利于气流扩散、自净，加剧了污染,人为原因：工厂排放煤烟、粉尘，空气污染。,工业近郊区,CO2;温室效应，气候变暖；SO2与NO2;产生酸雨,在紫外线作用下，发生光化学反应，产生光化学烟雾。,4、太阳辐射是一种,短波,辐射,2、太阳辐射由,紫外线,、,可见光,、,红外线,三部分组成。,3、太阳辐射的能量主要集中在,可见光,部分,1、太阳辐射是一种,电磁波,三、太阳辐射,大气吸收19%,大气和地面反,射、散射34%,太阳,大气上界,到达地面的太阳辐射,地面吸收47%,太阳常数和天文辐射,四、大气对太阳辐射的削弱作用,0,-50,-100,50,100,12,50,紫外线,红外线,可见光,选择性,吸收红外线,CO,2,水汽,O,3,吸收紫外线,、到达地面的主要是,可见光和红外线（光和热）,。,、大气直接吸收的太阳辐射的能量,很少,。,、特点,CO,2,水汽,O,3,O,1、吸收作用：,特点：,无选择性,影响因素：,云层越厚，云量越多，削弱越强,夏季，多云的白天，气温不会,。,太高,2、反射作用：,有时,有选择性,：,质点小时,晴朗的天空呈现蔚蓝色,有时,无选择性,：,质点大时,阴天的天空呈现乳白色,特点：,3、散射作用,作用形式,参与作用的大气成分,波长范围,作用特点,吸收,反射,散射,臭氧（平流层）,水汽、二氧化碳（对流层）,紫外线,红外线,吸收强烈，有选择性，大部分可见光可穿透,云层、尘埃,各种波长同,样被反射,无选择性,空气分子、微小尘埃,蓝、紫色光最易被散射,向四面八方散射 ，有选择性,（1）影响太阳辐射强度的最主要因素是太阳高度角（纬度）：,其影响表现在两个方面：一是太阳高度大，等量的光线散布的面积小，光热集中，单位面积获得的太阳辐射能量就多，反之就越少。另一方面，太阳高度角大，太阳经过的大气层的距离短，受到大气的削弱作用小，到达地面的太阳辐射能量就多，反之就越少。,影响某地太阳辐射强度的因素：,（3）,天气,晴朗辐射强,（4）,地势,高大气稀薄辐射强,（2）,大气透明度,尘埃杂质少辐射强,思考：,青藏高原是我国太阳能资源最理想的地区，原因是什么？,四川盆地是我国年太阳辐射最少的地区原因是什么？,据台湾地形分析台湾太阳辐射的分布特点及成因？,青藏高原,地势高,大气层薄而清洁，,透明度,好，,纬度低,，太阳高度角大，,日照时间,长。,四川盆地雨多、雾多，晴天较少、大气透明度低、日照时间短、地势低.,来自东部太平洋的湿润气流受台湾山脉的阻挡，在东面迎风坡产生地形雨，云层对太阳辐射削弱作用强，到达地面的太阳辐射就少，而西南部是背风坡，云雨少，对太阳辐射削弱少，到达地面的太阳辐射多。,110,120,130,140,单位：4185,J/cm,2,五、大气对地面的保温作用,太阳辐射,地面辐射,大气上界,水汽,二氧化碳,1、地面辐射,、地面向外辐射能量称为地面辐射。地面温度越高、地面辐射越强。,、地面辐射是,红外线长波,辐射。,、方向：,向上,将热量,传给大气,、地面吸收,太阳辐射,获得能量。,太阳辐射,地面辐射,大气辐射,水汽,二氧化碳,大气上界,对流层大气,强烈吸收,地面辐射并保持热量。,地面是对流层大气的主要,直接,热源。,大气辐射,性质：,方向,红外线长波,辐射,向上,向下,大气逆辐射,2、大气的保温效应,太阳辐射,地面辐射,大气辐射,保温作用,太阳辐射,大气辐射,大气吸收,地面辐射,地面吸收,地面增温,大气吸收,射 向 宇 宙 空 间,（4）大气逆辐射将大部分热量归还给地面。,（5）影响因素：,云,大气上界,大气上界,地面,地面增温,地,面,辐,射,射向宇宙空 间,大气吸收,大气辐射,射向地面,太阳辐射,大气吸收,地,面,吸,收,“太阳暖大地”,“大气还大地”,射向宇宙空 间,“大地暖大气”,大气的热力作用对地球生态系统的重要性：,1、大气的热力作用，减少了气温日较差,2、大气的保温效应，形成了适宜生命的温度条件,月球,夜间由于没有大气的保温效应，月球表面辐射强烈，月面温度骤降,.,白天，大气削弱了到达地面的太阳辐射，气温不会太高,夜间，地面辐射绝大部分热量又被大气逆辐射还给地面，使气温不致降得过低,白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高,.,大气,上界,地球,1,六、全球的热量平衡,地面和大气之间，除上述辐射能的转换外，还有其他热能形式的转换（如潜热输送、湍流输送等）。就整个地球多年平均状况来看，地球（地面和大气）收入的热量与支出的热量是相等的，即热量收支平衡。这就使地球的平均气温比较稳定。但由于人类活动不断地向大气中输入二氧化碳等气体，造成的大气保温效应将会使地球的热量收支失去平衡，可能导致地球气候变暖。,大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气的保温效应,太阳辐射,大气,吸收作用,反射作用,散射作用,削弱作用,地面,大气逆辐射,地面辐射,宇宙空间,保温效应,直接,热源,直接,热源,通过以上的学习，你学到了什么？,太,阳,辐,射,地,面,辐,射,玻璃温室,大气作用,-保温作用,根据所学知识解释自然现象：,1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？,2、为什么白天多云，气温比晴天低，夜间多云，气温又比晴天高？,3、为什么晴朗的天空呈蓝色？,4、为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳,辐射强度最大的地区？,（大气对太阳辐射的散射作用）,（大气对太阳辐射的反射作用）,（蓝、紫光被散射）,（赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强的缘故）,5、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？,6、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？,（,因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）,（人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻）,练习,