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第三节 大气环境,1,大气环境,二、对流层大气的受热过程,三、全球气压带、风带的分布和移动,四、气压带和风带对气候的影响,五、常见的天气系统,一、大气的组成和垂直分层,第三节,2,一、大气的组成和垂直分层,(一) 大气的组成,(二) 大气的垂直分层,3,成云致雨的必要条件,主要 成分,次要 成分,水 汽,固体杂质,生物体的基本成分,维持生物活动的必要物质,植物光合作用的原料；对地面保温作用,吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害,成云致雨的必要条件；对地面保温,干 洁 空 气,O3,N2,O2,CO2,低层大气各成分的作用,(一),4,一、大气的垂直结构层次和特征,同学们来观察一下，大气层的气温随着海拔高度的升高有什么变化？,气温随着海拔高度逐渐下降，0.6/100米； 空气对流运动显著天气现象复杂多变；,随着海拔高度的上升，气温升高； 气流以平流运动为主； 有利于高空飞行,气压低，密度小；高空有若干电离层分布，能反射无线电波,对流层,平流层,高层大气,5,一、大气的垂直分层,对流层,平流层,高层大气,1718千米,1012千米,89千米,对流层顶到5055千米,平流层顶到2-3千千米,随高度增加而递减,随高度增加而递增,先随高度增加而递减，后随高度增加而递增,1.对流运动显著 2.天气现象复杂多变,1.平流运动为主 2.天气晴朗,80500千米高空，大气高度电离,人类生活在对流层底部，天气现象影响人类生产、生活，此层与人类关系最密切,有利于高空飞行；是人类生存环境的天然屏障,电离层影响地面无线电短波通信,6,思考： 1.为什么说，对流层与人类的关系最为密切？ 2.为什么平流层适合于飞机飞行？,(二) 大气的垂直分层,7,思考,1、对流层气温随高度的增加而递减，递减率为多少？,高度每增加100米，气温降低0.6；即0.6 /100米,2、假如我们在泰山脚下测得某时气温为15，我们知道泰山的高度为1500米，那么，此时泰山顶的气温大约是 呢？,3、联系第一单元内容，为什么对流层在低纬度地区厚，高纬度地区薄？,低纬地区太阳高度大，所以受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高；高纬度地区受热少，对流层高度就低。,4、对于同一地区，在夏季和冬季其对流层的厚度有何差异？,夏季对流层厚度比冬季厚。,5、“为什么说对流层天气现象复杂多变？,存在上升运动； 几乎全部的水汽、固体杂质都集中在对流层,6,8,二、对流层大气的受热过程,（一）大气对太阳辐射的削弱作用,（二）地面辐射和大气辐射,（三）影响地面辐射的主要因素,9,（1）太阳辐射光谱0.15-4.0微米,思考： 1.太阳辐射根据波长共分为哪几个波段？ 2.太阳辐射最强部分的波长集中在哪个光区？,10,辐射能力J/(cm.min.um),波长,（um）,紫外线,可见光,红外线,0.76,0.4,0.4-0.76,43%,50%,7%,可见光,太阳辐射随波长的变化示意图,11,思考: 太阳辐射穿过厚厚的大气层到达地表， 大气对太阳辐射的削弱作用通过哪几种方式进行呢?,12,臭氧大量吸收波长较短的紫外线,二氧化碳、水汽吸收红外线,（大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少，大部分 可见光能够透过大气到地面）,氧原子吸收波长较短的紫外线,选择性,2、为什么大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的?,1 大气对太阳辐射的吸收作用,13,大气对太阳辐射的反射作用：,参与 的大气成分：,特点：,大气对太阳辐射的散射作用：,参与的大气成分：,云层、尘埃,无选择性（强弱）,空气分子和微小尘埃,特点：,具有选择性,思考：夏季酷暑难熬时，你最期待什么样的天气出现？为什么？,可见光中波长越短越易被散射，波长越长越不易被散射,14,蓝色天空,思考：晴朗的天空为什么呈蔚蓝色？,15,朝 霞,为什么朝霞和晚霞呈红色?,16,三、对流层大气的受热过程,1、大气对太阳辐射的削弱作用,表现形式,吸收作用：,反射作用:,散射作用:,O3 吸收紫外线 CO2、H2O 吸收红外线,云层越厚，云量越多，反射越强。因此，白天多云，气温不会太高 云多，反射强。,波长较短的蓝色光、紫色光最容易被散射。,天空呈蔚蓝色，日出前、日落后及在没有太阳直接照射的地方能看清物体，都是因为散射的缘故。,思考,吸收作用、反射作用、散射作用哪些具有选择性？,有选择性,无选择性,选择性,17,氧原子、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，反射光呈白色,空气分子、微小尘埃,蓝色光最易被散射,向四面八方散射 ，有选择性,小结：大气对太阳辐射的削弱作用,18,（二）地面辐射和大气辐射,1 地面辐射和大气辐射,2 大气对地面的保温作用,19,大气 反射、散射,短波辐射,长波辐射,大气吸收,地面吸收,长波辐射,地面反射,太阳辐射(可见光),20,2、大气对地面的保温作用,地面增温,大气吸收,“太阳暖大地”,“大气还大地”,“大地暖大气”,大气吸收 、 反射、 散射等削弱 作用,21,太阳暖地面,地面暖大气,大气还地面,对流层的逆辐射的存在,保温效应,你能解释高处不胜寒的原因吗？ 为什么对流层温度随高度升高而降低？,动动脑：,总结：,22,选择吸收,太阳辐射吸收,透过大气到达地面。,地面辐射吸收,大气逆辐射,补偿了地面辐射损失,23,三 :影响地面辐射的主要因素,影响地面辐射的主要因素: (1)纬度因素: (2)下垫面因素: (3)其他因素。,思考:为什么太阳辐射从赤道向两极递减？,为什么气温从赤道向两极递减？,24,很亮,较暗,直 射,斜 射,光热集中,光热分散,纬度因素即太阳高度对辐射的影响,25,大气削弱作用与纬度因素,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少,纬度高太阳高度小经过的大气路程长大气削弱多,大气上界,地 球,26,太 阳 辐 射,影响地面辐射的主要因素：下垫面因素,不同性质地面的反射率,2935,地面性质 沙土 黏土 浅色土 深色土 草地 耕地 新雪 冰 海洋 海洋,20,2232,1015,26,14,8495,50,7(平均),2(赤道),27,除了以上这些因素以外，同学们想一想还有别的因素会影响吗？,其他因素:,（1）天气晴朗辐射强,(3) 地势高大气稀薄辐射强,（2）大气透明度尘埃杂质少辐射强,28,3、影响地面辐射的因素：,纬度低太阳高度大经过的大气路程短大气削弱少，且光能集中得到的太阳辐射强。,纬度位置：,下垫面状况：,气象因素：,不同性质地面的反射率不同，新雪反射率最大。,降水量越多，年日照时数越少，得到的太阳辐射就越少；反之则反。大气透明度、地势,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？,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原故,29,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？,大气对太阳辐射的散射作用,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？,白天多云，反射作用强，太阳辐射被大量削弱。 夜间多云，有利于增强大气逆辐射，利于地面保温,3、为什么世界极端最低气温出现在冰雪覆盖的南极洲大陆上？,南极大陆内部是全球最寒冷的地方，除与其高纬度、高海拔等因素外，极冰的强反射也是形成其低温的重要原因。,30,4. 为什么晴朗的正午天空呈蓝色？,因为波长较短的蓝色光容易被散射。,5、在晚秋至早春，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？,晴朗的夜晚大气逆辐射弱，地面热量散失多。,6、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？,人造烟幕能增强大气逆辐射，加强对地面的保温作用。,31,32,7、晴朗与阴天比较，哪一个气温日较差小？为什么？,阴天。原因：阴天多云，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，气温不会太高; 夜晚，大气逆辐射作用强，气温不会太低。,8、要想夜晚气温较高，则白天和 晚上的天气应各怎样？,白天为晴天，晚上为多云天气。,33,青藏高原的纬度低，海拔高，空气稀薄，大气的透明度好。大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。,10、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，气温低,11、青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区？,34,直接 热源,直接 热源,思考：大气的保温作用与玻璃温室效应有何异同？,35,太 阳,削弱作用（吸收、反射散射）,地 面,大 气,宇宙 空间,太阳辐射,地面辐射,大气逆辐射,保温作用,总结：,36,玻 璃 温 室 效 应,思考： 为什么玻璃温室会有保温效应?,37,太 阳 辐 射,地 面 辐 射,玻璃温室,大气作用,-保温作用,38,39,仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面温度的昼夜变化不像月球那样明显？,1,40,减少气温日较差： 大气对太阳辐射的削弱作用-降低了白天的最高气温；大气对地面的保温作用-提高了夜间的最低气温。 使地球表面平均温度达到15，形成适宜人类生存的温度环境-大气对地面的保温作用。,大气热力作用的意义：,提高晚上气温,降低白天气温,41,
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