第二節大氣受熱過程目標素養1.通過學習大氣對太陽輻射的削弱作用,認識太陽輻射、地面輻射和大氣輻射,并利用圖表說明太陽輻射能量在太陽、地面、大氣、宇宙之間的傳輸過程及影響,培養綜合思維能力2.通過對太陽輻射的學習,理解太陽輻射緯度分布不均的原因,培養區域認知能力3.通過分析大氣對地面的保溫作用,認識大氣逆輻射與人類生產和生活的聯系,明確人類活動應如何趨利避害,樹立正確的人地協調觀知識概覽一、大氣對太陽輻射的削弱作用1.反射作用(1)大氣中的

云層

和較大顆粒的

塵埃

,能將投射在其上的太陽輻射的一部分,又反射回宇宙空間。

(2)大氣對太陽輻射的反射沒有

選擇性

,因而反射光呈

白

色。

2.散射作用(1)當太陽輻射在大氣中遇到

空氣分子

或

微小塵埃

時,太陽輻射的一部分便以這些質點為中心,向四面八方彌散。

(2)在太陽輻射的可見光中,藍光

、紫光的波長較短,容易被空氣分子散射,因而晴朗的天空呈現

蔚藍

色。

3.吸收作用具有

選擇性

:平流層大氣中的

臭氧

主要吸收波長較短的紫外線;對流層大氣中的水汽和二氧化碳等,主要吸收波長較長的紅外線;大部分

可見光

能夠透過大氣射到地面上來。

4.影響大氣對太陽輻射的反射、散射和吸收作用,削弱了到達地面的太陽輻射。低緯度地區太陽高度大,太陽輻射經過大氣的路程短,被大氣削弱得

少

,到達地面的太陽輻射

多

;兩極地區的情況則相反。

微思考1夏季,多云的白天氣溫不會太高,為什么?提示:云的反射作用使到達地面的太陽輻射減少。二、大氣對地面的保溫作用(1)地面輻射的能量主要集中在

紅外線

部分。根據輻射波長的差異,太陽輻射為

短波

輻射,地面輻射為

長波

輻射。

(2)對流層大氣中的

水汽

和

二氧化碳

等,可強烈地吸收地面輻射,使大氣增溫。因此,

地面

是對流層大氣主要的直接熱源。

(3)大氣輻射是長波輻射,大部分向下射到地面。射向地面的大氣輻射,其方向與地面輻射相反,故稱為

大氣逆輻射

。大氣逆輻射在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量,對地面起到了

保溫

作用。

微思考2為什么白天多云時氣溫比晴天時低,而晚上多云時氣溫比晴天時高?提示:白天云量較多時,云對太陽輻射的反射作用強,故氣溫比晴天時低;晚上云量較多時,大氣逆輻射強,保溫作用強,故氣溫比晴天時高。一

大氣對太陽輻射的削弱作用重難歸納大氣對太陽輻射的吸收、反射、散射作用(1)吸收作用:對能量最強的可見光吸收得很少。如下圖。大氣對太陽輻射的吸收

云層、塵埃對太陽輻射的反射(2)反射作用:受云層和較大顆粒的塵埃的影響,大氣對太陽輻射削弱較明顯。如下圖。大氣對太陽輻射的散射(3)散射作用:當太陽輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時,太陽輻射的一部分便以這些質點為中心,向四面八方散射開來。其中波長較短的藍光、紫光容易被散射。如下圖。(4)列表比較吸收、反射、散射作用。作用形式參與作用的大氣成分作用特點實例吸收臭氧(平流層)吸收強烈,有選擇性,對可見光吸收得很少平流層的氣溫隨海拔增加而上升水汽、CO2(對流層)作用形式參與作用的大氣成分作用特點實例反射較大顆粒塵埃、云層無選擇性,云層越低、越厚,云量越多,反射越強夏季多云的白天,氣溫不會太高或者太低散射空氣分子、微小塵埃向四面八方散射,有選擇性晴朗的天空呈蔚藍色方法技巧圖解大氣對太陽輻射的削弱作用針對近年霧霾頻發的問題,我國先后頒布實施多項法律法規。經過持續努力,全國空氣質量總體改善,人民群眾的藍天獲得感顯著增強。分析濃霧天氣能見度雖然不是很好,但是交通信號燈較醒目的原因。提示:濃霧對太陽輻射有反射和散射作用,使到達地面的太陽輻射減少,降低能見度。紅光、綠光的穿透力較強,不容易被散射,即使在能見度較低的情況下(如大霧天)也較容易被看見。典例剖析如今,天氣預報軟件的服務越來越貼心,很多軟件為人們增加了紫外線指數預報功能。讀某日拉薩和杭州紫外線指數及天氣預報圖,完成下列各題。(1)太陽紫外線只有近1%可達地面,與其關系最密切的是(

)A.紫外線波長最長 B.紫外線輻射能力最弱C.大部分被臭氧吸收 D.大部分被云層反射(2)造成圖示拉薩和杭州紫外線指數差異的主要因素是(

)A.緯度

B.海拔C.天氣狀況

D.海陸位置答案:(1)C

(2)C解析:第(1)題,臭氧可吸收紫外線,對地面起到保護作用。第(2)題,從圖中可以看出,杭州天氣晴轉多云,拉薩陣雪轉小雪。晴朗的天氣,大氣對太陽輻射削弱少,到達地面的太陽輻射強,紫外線強。學以致用火山冬天是指因一座較大火山的噴發,全球數年或者某年沒有夏天而只有冬天的現象。下圖為火山噴發對大氣的影響示意圖。讀圖分析,火山冬天現象的主要成因是(

)A.火山灰和二氧化硫彌漫在對流層,對太陽輻射有散射作用B.火山灰和二氧化硫到達平流層,削弱了太陽輻射C.火山灰和二氧化硫削弱了大氣逆輻射D.火山噴發形成酸雨,削弱了太陽輻射答案:B二

大氣對地面的保溫作用重難歸納大氣逆輻射對地面的保溫作用大氣對地面的保溫作用是大氣受熱過程的延續,大氣通過對太陽短波輻射和地面長波輻射的吸收,實現了大氣的受熱過程。大氣受熱之后,又通過大氣逆輻射的形式彌補了地面的熱量損失,實現對地面的保溫作用。方法技巧大氣對地面的保溫作用的簡化認識易錯警示大氣逆輻射并非只有晚上存在大氣逆輻射是大氣輻射的一部分,是始終存在的,并且白天輻射更強。陽光房也稱為玻璃房,是采用玻璃與金屬框架搭建的全透明非傳統建筑,用來達到享受陽光、親近自然的目的。陽光房是國內外追求自然的人士所推崇的建筑,它為人們創造了一個舒適環境,即使在嚴寒的天氣和雨季也能夠享受到春天的舒適,不會感受到寒冷。(1)請在下圖中合適的位置標注太陽輻射、吸收(大氣對太陽)、反射(大氣對太陽)、地面輻射、大氣逆輻射。(2)寒冷冬季的白天,陽光房內溫度較高的原因是什么?(3)北半球中緯度地區的植物園可采取什么措施使熱帶植物安全越冬?提示:(1)(2)大部分太陽輻射能夠透過玻璃射到地面上,使地面增溫;但地面長波輻射幾乎不能透過玻璃,因此玻璃阻隔了陽光房內(暖)外(冷)空氣的熱交換,使得陽光房內溫度高于陽光房外。(3)建造陽光房(玻璃溫室),并在適宜的時間將植物移入其中,或者加蓋薄膜、草簾等,建造溫室大棚。典例剖析隨著礦物能源的大量消耗,大氣中二氧化碳不斷增多。充分利用太陽能,降低二氧化碳排放,是工農業持續發展的重要途徑。下圖示意大棚農業生產景觀,據此完成下列各題。(1)二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳的增多是如何增強大氣溫室效應的?(2)利用溫室效應原理,我國北方地區冬季多采用大棚技術種植蔬菜、花卉等作物。參考材料和圖,分別說明大棚技術對農業生產光、熱、水條件的有利影響。答案:(1)更多地吸收了地面長波輻射,提高了大氣溫度;增加了大氣逆輻射,補償了地面損失的熱量。(2)使冬季的太陽光照得以充分利用;提高了大棚內的溫度,使作物在冬季也可種植(可以減輕凍害,提高農業生產抗災能力);有利于保持、調節大棚內空氣和土壤的水分。解析:第(1)題,可以從大氣吸收地面輻射增溫并以大氣逆輻射的形式補償地面熱量損失兩方面描述大氣的溫室效應。第(2)題,我國北方地區冬季溫度較低,為充分利用氣候資源,普遍采用塑料大棚來改善熱量條件(塑料大棚阻止棚內地面輻射散失以提高棚內溫度)、水分條件(可調節棚內空氣和土壤的水分)來種植蔬菜、花卉等。學以致用讀大氣熱量平衡示意圖,完成下列各題。(1)使近地面大氣溫度升高的熱量傳遞過程順序是(

)A.①②③

B.①④②C.②③④

D.③④②(2)藏族同胞中午常脫掉藏袍的一只袖子,這一現象與當地的自然環境密切相關,反映出當地(

)A.①弱、③強

B.①弱、④強C.②強、③弱

D.②強、④弱答案:(1)A

(2)D解析:第(1)題,從圖中的信息可知,近地面大氣熱量主要來自地面輻射③,地面的熱量主要來自到達地面的太陽輻射②,太陽輻射來自大氣層以外的太陽輻射①。第(2)題,青藏高原地區空氣稀薄,天氣晴朗,晝夜溫差大,早晨大氣逆輻射弱,氣溫較低,中午太陽輻射強,氣溫較高。藏族同胞中午常脫掉藏袍的一只袖子主要是因為中午溫度高,脫掉一只袖子有利于散失熱量,同時也便于勞動,藏袍反映當地②強、④弱。堅持打好藍天保衛戰,加強對霧霾形成原理的研究,提高應對的科學性、精準性,是社會關注的熱點之一。結合所學知識,完成1~2題。1.濃霧天氣能見度降低的原因之一是(

)A.濃霧吸收地面輻射,增強大氣逆輻射B.濃霧削弱了地面輻射C.濃霧對太陽輻射有反射作用D.濃霧改變了太陽輻射的波長C2.霧霾天氣,空氣中的細顆粒物對人體的呼吸系統危害較大。作為中學生,下列做法有利于減少霧霾天氣發生的是(

)A.早晨起床去晨跑B.乘坐公共交通工具去上學C.去醫藥超市買一些可隔離細顆粒物的口罩D.去郊區外婆家休假以遠離霧霾B解析:第1題,濃霧對太陽輻射有反射作用,使到達地面的太陽輻射減少,降低能見度,C項正確。第2題,乘坐公共交通工具,可以減輕汽車尾氣排放,有利于減輕城市大氣污染,從而減輕霧霾的影響,B項正確。讀大氣受熱過程示意圖,完成3~4題。3.青藏高原氣溫比同緯度四川盆地低的主要原因是(

)A.①和②較小

B.②和③較小C.③和④較小

D.①和⑤較小4.與青藏高原小麥產量高、質量好有關的是(

)A.①小②大

B.①大③小C.③小⑦大

D.④大⑥小答案:3.B

4.B解析:①②③分別表示太陽輻射、大氣吸收的太陽輻射和大氣逆輻射,青藏高原地勢高,空氣稀薄,所以大氣吸收的太陽輻射少,同時大氣保溫作用差(大氣逆輻射差),導致氣溫較低。但青藏高原太陽輻射強,作物的光合作用條件好,利于作物有機質的積累和品質的提高;同時大氣逆輻射弱,夜晚氣溫低,作物呼吸作用小,有機質消耗得少,更利于作物產量的提高。5.讀大氣的保溫作用示意圖,完成下列各題。(1)圖中A表示

輻射,B表示

輻射,C表示

輻射。

(2)由圖可知,大氣對地面之所以具有保溫作用,就是因