第一节冷热不均引起大气运动 (2)

第二章 地球上的大气第一节 冷热不均引起大气运动学习目标大气的受热过程大气运动是如何发生的知识结构一、大气的受热过程1、地球大气最重要的能量来源是太阳辐射能。2、大气对太阳辐射的削弱作用（1）吸收作用：具有选择性，水汽和二氧化碳主要吸收波长较长的红外线，臭氧主要吸收紫外线。（2）反射作用：无选择性，云层越厚，反射作用越显著。经过大气层的削弱作后，到达地面的主要是太阳辐射中的可见光部分。3、大气对地面的保温作用（1）太阳辐射到达地面，地面吸收太阳辐射增温。（2）地面增温后产生长波辐射，大气强烈吸收地面辐射而增温。因此说地面是近地面大气主要、直接的热源。（3）大气产生大气辐射，其中很大一部分能量返回给地面，称为“大气逆辐射”。大气逆辐射对地面起到保温作用。4、物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之则越长。由于地球表面的温度比太阳低得多，所以地面辐射的波长比太阳辐射长得多。相对于太阳短波辐射来说，地面辐射为长波辐射。二、热力环流由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。1、热力环流形成的原因及过程：近地面冷热不均气流上升或下沉同一水平面的气压差异大气的水平运动图示：太阳辐射冷热不均空气垂直运动空气水平运动同一水平面气压差异根本原因直接原因热力环流大气运动最简单形式2、等压面的弯曲方向：空间气压值相等各点所组成的面，称为等压面。等压面凸起的地方是高压区，等压面下凹的地方是低压区。3、气压、气温、高度三者之间的关系。 同一高度 一般情况 气温高、气压低 气温低、气压高越往高、气压越低 不同高度 近地面气压的高低与高空相反4、局部地区的热力环流（1）山谷风：因白天山顶比山谷升温快，使得气流从山谷吹向山顶形成谷风，夜晚则山风。（2）海陆风：由于这种昼夜海陆热力性质差异引起的热力环流。白天，陆地增温比海洋快，陆地近地面形成低压，海洋上形成高压，使得气流从海洋吹向陆地，形成海风，夜晚则形成陆风。（3）城市风：因为城市中人类活动释放大量的热量，出现气流在城市上升，郊区下沉，再由郊区流回到城市的热力环流三、大气的水平运动风100610081010(hPa)（一）作用力1水平气压梯度力形成风的直接原因（1）气压梯度：单位距离间的气压差。（2）水平气压梯度力：促使大气由高气压区流向低气压区的力。方向：垂直于等压线，由高压指向低压；大小：与气压梯度成正比；在同一副等压线图上，等压线密集的地方，气压差越大，水平气压梯度力越大，风力越大。等压线10021010100810061004(北半球)2水平地转偏向力只改变风向，不改变风速（1）方向：北半球右偏、南半球左偏；（2）判定：（北半球）背风而立，高压在右，低压在左。 （南半球）背风而立，高压在左，低压在右。3摩擦力既改变风向，又改变风速（1）方向：与运动方向相反 （2）可以减小风速（二）风向1、高空大气中的风向（1）水平气压梯度力的影响风向垂直于等压线在理想状态下，空气质点只受一个力即水平气压梯度力的作用时，风向垂直于等压线。（2）、受水平气压梯度力与地转偏向力的影响风向平行与等压线但风一旦形成必会受到地转偏向力的影响，而在水平气压梯度力与地转偏向力的影响下，风向平行与等压线2、近地面的风向：受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力的影响风向与等压线有一夹角3、等压线上风向的判读原动力水平气压梯度力水平气压梯度力地 转 偏 向 力 摩 擦 力垂直等压线 高压指向低压 平 行 于 等 压 线 斜 穿 等 压 线自主学习一 大气的受热过程重难点释疑1、大气对太阳辐射的削弱作用（1）吸收作用。太阳辐射通过大气时，大气中的水汽、氧、臭氧、二氧化碳和固体杂质对太阳辐射有明显的吸收作用，而其他成分对太阳辐射的吸收很少。不同成分对太阳辐射吸收的波长范围也不同，所以通常称为选择性吸收。水汽吸收太阳辐射的红外线部分能力最强，因大气中的水汽含量是变化的，所以它吸收的太阳辐射量有个变化幅度。臭氧对太阳紫外线辐射的吸收作用是很显著的，它对平流层的增温起着重要作用。通过大气的吸收作用，太阳辐射被削弱的部分主要是波长较长的红外线和波长较短的紫外线，而对可见光影响不大。（2）大气对太阳辐射的反射作用。大气中的云层和较大颗粒的尘埃，能将一部分太阳辐射反射到宇宙空间去，使到达地面的太阳辐射受到削弱。大气中的杂质颗粒越大，反射能力越强；颗粒越小，反射能力越差。反射没有选择性，所以反射光呈白色。（3）大气对太阳辐射的散射作用。当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，发生散射作用，散射的辐射能称为散射辐射。阴天时，见不到太阳直接照射的光，所见到的光都是散射光；在日出之前天就亮了，在树阴下，在房间里，凡是阳光不能直接照射的地方，仍是明亮的，这些都是散射作用的缘故。2、大气对地面的保温作用（1）大气吸收地面辐射增温，并保存热量对流层大气中的水汽和二氧化碳，对太阳短波辐射的吸收能力很差，但对地面长波辐射的吸收能力很强。据观测，地面辐射的75%95%都被近地面40米50米厚的大气所吸收，使近地面大气增温。被大气吸收的地面辐射，除一小部分被大气辐射到宇宙空间外，大部分保存在大气中，使大气温度升高。（2）大气逆辐射对地面热量进行补偿大气在增温的同时，也在向外辐射热量，称为大气辐射。大气辐射中投向地面的部分，因其方向与地面辐射相反，称为大气逆辐射。它补偿了地面辐射损失的一部分热量，使地面实际损失热量减少，起到保温作用。据计算，如果没有大气，地球表面平均温度应为-18，实际为15。大气的保温作用，使地面温度提高了33之多。补充材料：1.阴天的白天气温比较低的原因？这主要是由于大气对太阳辐射的削弱作用引起的，厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射，所以气温低。2.晴朗的天空为什么是蔚蓝色的？这是由于大气的散射作用引起的，波长较短的蓝色、紫色光最易被小的空气分子散射。3.日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的？这是由于散射作用造成的，散射作用将太阳辐射的一部分能量射向四面八方，所以在黎明和黄昏虽然看不见太阳，但天空仍很明亮。4.霜冻为什么出现在晴朗的早晨（晴朗的夜晚气温低）？这是由于晴朗的夜晚大气的保温作弱，地面热量迅速散失，气温随之降低。5.沙漠地区（晴天）为什么气温日较差大？沙漠地区晴天多，白天大气对太阳辐射的削弱作用小，气温高；夜晚大气对地面的保温作用弱（特别是大气逆辐射弱），气温低。6.青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区？青藏高原的海拔高度，空气稀薄，以及太阳辐射穿过的大气路程短，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。典题精练1晴朗天空呈蔚蓝色，是因为大气对太阳光的 A吸收作用 B反射作用 C、散射作用 D斜射作用2. 夏季天空多云时，白天的气温不会太高，其中具有反光镜作用的是 A水汽和二氧化碳 B云层和尘埃 C、臭氧 D空气分子、微小尘埃3日出前的黎明、日落后的黄昏以及阴天，天空仍明亮的原因是 A大气的散射作用 B大气的反射作用 C大气的吸收作用 D大气的保温作用4对地面起保温作用的是 A太阳辐射 B大气辐射 C、地面辐射 D大气逆辐射5霜冻往往出现于深秋至第二年早春晴朗的夜晚，因为此时 A、大气的逆辐射作用弱 B、大气对地面辐射的吸收作用强 C、大气对地面辐射的反射作用强 D、大气的保温作用强6.一般说来，阴天比晴天的日较差小，原因是A.阴天云量多，大气对流旺盛，把大部分热量传给大气 B.阴天云量多，大气的保温作用强C.阴天大气水汽含量多，水汽强烈吸收地面辐射D.阴天云量多，白天削弱了到达地面的太阳辐射，夜间增强了大气逆辐射7.在晚秋或寒冬，用人造烟幕来防御霜冻的原理是A.增强太阳短波辐射 B.增强大气逆辐射作用C.增强大气对太阳辐射的散射作用 D.增强大气对太阳辐射的反射作用8对流层大气中能够吸收太阳辐射中紫外线的主要有 A二氧化碳 B水汽 C臭氧 D氮9关于大气热力状况的叙述，正确的是 A大气辐射和地面辐射均为短波辐射B地面是整个大气层的主要的直接热源 C大气直接吸收的太阳辐射能量很多D太阳高度越大， 太阳辐射被大气削弱的越少10大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用使 A地球表面平均气温降低 B夜晚的最低温度降低 C白天的最高气温升高 D气温日较差减小11右面四图中昼夜温差最大的是12.根据右图中所给内容，完成下列要求：(1)图中、表示的辐射名称：_辐射，_辐射，_辐射。(2)图中表示大气对太阳辐射的作用。(3)大气把辐射的绝大部分吸收，又以的形式把大部分能量还给地面，对地面起到作用。二 热力环流重难点释疑1气压随高度的增加而递减A地气体膨胀上升，B地气体收缩下沉（热胀冷缩）2受热气体膨胀上升，冷却气体收缩下沉（垂直运动）A地近地面空气密度变小，高空空气密度变大。B、C两地近地面空气密度变大，高空空气密度变小。近地面A地空气密度降低，B、C两地空气密度升高。A地近地面气压降低，高空A气压升高。B地近地面气压升高，高空B气压降低。由此可以看出3近地面，气温高，气压低，气温低，气压高。4近地面与高空高低压相反。5同一水平面风从高压吹向低压。思考：（6）等压面是否还能保持在同一水平面上？6高压等压面向上凸，低压等压面向下凹注：高压和低压是相对于同一水平面而言。7大气运动在生活中的运用：海陆风，受海陆热力性质差异影响形成的大气运动形式。白天，在太阳照射下，陆地升温快，气温高，空气膨胀上升，近地面气压降低（高空气压升高），形成“海风”；夜晚情况正好相反，空气运动形成“陆风”。山谷风：白天，因山坡上的空气强烈增温，导致暖空气沿山坡上升，形成谷风。夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山风。 城市风：由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放大量的废热，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。当大气环流微弱时，由于城市热岛的存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，在城市和郊区之间形成了小型的热力环流，称为城市风。研究城市风对于搞好城市环境保护有重要意义:污染严重的企业应布局在城市风下沉距离以外，绿化带应布局在城市风下沉距离以内。理解热力环流应注意的问题：气压是指单位面积上所承受的大气柱的质量，因此在同一地点，气压随高度的增加而减小；通常所说的高气压、低气压是指同一水平高度上气压高低状况。比较气压的高低要在同一水平高度上进行比较，垂直方向气压下面高于上面。等压面是空间气压值相等的各点所组成的面，等压面突起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。地面受热均匀等压面一般呈水平状态，地面受热不均匀，则往往因其等压面的上凸或下凹。判断气压高低，既要考虑高度因素又要结合等压面的凹凸状况。典题精练1引起大气运动的根本原因是 A不同地区间的热量差异 B不同地区间的气压差异 C、不同地区间的海陆差异 D、水平气压梯度力的存在2大气运动的最简单形式是 A、气旋与反气旋 B、热力环流 C大气垂直运动 D、大气水平运动3.地区间的冷热不均，首先引起大气的A.上升或下沉的垂直运动B.上升运动C.下沉运动D.水平运动4.关于热力环流的说法，正确的是A.指空气的垂直运动B.指空气水平运动C.是大气运动的最简单形式D.是高低纬度之间的大气运动形式5.观察图，想在图中布局化工厂，应选在哪个位置最好6读右图，判断下列说法正确的是 A.图中4个点的气压关系为 B甲地多晴朗天气C.甲地温度高于乙地 D气流由甲地流向乙地7读在右列四幅冷热不均引起的大气运动图，图中 曲线和直线表 示等压面)中，正确的有 A. B C. D8.右图表示的热力环流 中，错误的是 下面的甲、乙两图分别表示某滨海地区某日海陆表面气温日变化曲线和海陆上空气流运动特征，读图回答910题。9.由图甲判断海上最高气温出现的时刻是 A. B. C. D.10.由图甲可知图乙中海风的出现时间约为 A.6时至18时间 B.8时至16时间 C.18时至次日6时间 D.16时至次日8时间三 大气的水平运动重难点释疑1从热力环流可以看出，冷热不均的直接后果之一是使得水平面上产生了气压差异，从而促使大气从气压高的地方流向气压低的地方。由此可见，水平气压梯度力是形成风的直接原因。要认清影响风向的三种力的相互关系作用力概 念方 向大气运动与等压线的关系摩擦力指两个相互接触的物体作相对运动时，接触面之间产生的一种阻碍物体运动的力与风向相反在受摩擦力影响的情况下，当地转偏向力和摩擦力的合力与气压梯度力相平衡时，风向斜穿过等压线，由高压吹向低压地转偏向力由地球自转产生的使水平运动物体发生偏向的力与风向垂直在未受摩擦力影响的情况下，当地转偏向力增大到与气压梯度力大小相等、方向相反时，风向与等压线平行气压梯度力促使大气由高压区流向低压区的力，是使大气产生水平运动的原动力，是形成风的直接原因沿垂直于等压面的方向，由高压指向低压风向与等压线垂直，在自转的地球上不存在2不同情况下风向特点； 风理想状态高空风近地面风作用力水平气压梯度力水平气压梯度力、地转偏向力水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力风向垂直等压线，由高压区流向低压区与等压线平行与等压线间有夹角，由高压吹向低压3等压线图的判读（1）等压线图：同一海拔高度上气压水平分布情况。（2）等压线图判读：首先识别气压场的基本形式，其次判断风力大小和风向；最后分析天气变化。（3）判读规律： 等压线的排列和数值： 低压中心类似于等高线图中的盆地(中心为上升气流) 高压中心类似于等高线图中的山顶(中心为下沉气流) 高压脊(线)类似于等高线图中的山脊(脊线) 低压槽(线)类似于等高线图中的山谷(槽线)等压线的疏密程度：(决定风力大小) 等压线密集气压梯度力大风力大等压线稀疏气压梯度力小风力小在等压线图上判定风向(任意点)和天气形势：在等压线图上，任一地点风向的画法如下： 第一步在等压线图中，按要求画出过该点的切线并做垂直于切线的虚线，箭头由高压指向低压，但并非一定指向低压中心，用来表示气压梯度力的方向； 第二步确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向右或向左偏转3045角，画出实线箭头，即过该点的风向。以北半球为例如右图： 天气状况：包括气温高低、湿度大小、风向、气压等指示。a由高纬吹向低纬的风寒冷干燥 b由低纬吹向高纬的风温暖湿润 c低气压过境时，多阴雨天气；高气压控制下，天气晴朗典题精练1对右图中所示箭头的含义，判断正确的是A风向 摩擦力 水平气压梯度力 地转偏向力B水平气压梯度力 风向 地转偏向力 摩擦力C水平气压梯度力 摩擦力 地转偏向力 风向D地转偏向力 风向 水平气压梯度力 摩擦力2形成风的直接原因 A地面的冷热不均 B地转偏向力 C水平气压梯度力 D太阳辐射强弱的差异3近地面风的风向一般 A与等压线平行 B与等压线垂直 C与等压线有一定的夹角 D与水平气压梯度力平行4下图为北半球等压线分布图，风向正确的是5下列四幅等压线分布图中（比例尺相同），、四地风力由大到小排序正确的是A B C D6读两幅等压线图，A、B、C、D四处风力最大的是 7北半球等压线分布图上ABCD四处风向箭头画对的是图698图69中A、B、C、D点为北半球中纬度海平面上的点。 (1)在A、B、C、D点上精确测定水的沸点时，则A、B点为9995，在C、D点 为9980E，试回答下列问题： 用箭头表示O点处的风向，海平面上的摩擦因素可略去不计。 试写出题的解答理由： 。 如果考虑摩擦力O点将吹什么方向的风 。 (2)假设A、B、C、D四点沸点全部为9980，O点的沸点为9995。则A点垂直方向上盛行 气流。天气以 为主。