2023-2024學年高中地理人教（2019版）必修一學案2-2 大氣的受熱過程和大氣運動

PAGE第二章地球上的大氣第二節(jié)大氣受熱過程和大氣運動導學案班級：姓名：日期：【教學目標】1、了解大氣受熱的全部過程2、理解熱力環(huán)流的形成原理3、掌握風的形成及其風向的判讀【教學重難點】1.教學重點：大氣受熱過程、大氣熱力環(huán)流、風2.教學難點：大氣逆輻射、風向的判讀、熱力環(huán)流的形成【研學流程】 【學】通過閱讀課本P34-P39，標注重點（大氣分層、各分層特點等）（要熟記課本重點知識，加深理解，注意運用）一、大氣的受熱過程1.大氣的熱量來源(1)地球大氣最重要的能量來源是(2)近地面大氣主要的、直接的熱源是。(3)對流層大氣的熱量主要來源于。2.受熱過程 A太陽輻射透過大氣射到地面→地面被加熱并以 B地面長波輻射的形式射向大氣→大氣升溫。3.大氣對太陽輻射的削弱作用:(1)吸收: 臭氧吸收,水汽、二氧化碳吸收。 干潔空氣(不含水汽、塵埃等雜質的對流層大氣)基本上不能直接吸收太陽輻射。(2)反射: 云、浮塵、水汽等都可以反射太陽輻射。(3)散射: 藍、紫色光最容易被散射,所以晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍色。4.大氣削弱作用原理應用：分析某地區(qū)太陽能的多寡(1)高海拔地區(qū):(如青藏高原地區(qū)) 地勢高→空氣稀薄→大氣的削弱作用弱→太陽能豐富 (2)內(nèi)陸地區(qū):(如我國西北地區(qū)) 氣候較為干旱→晴天多、陰雨天氣少→大氣的削弱作用弱→太陽能豐富(3)濕潤內(nèi)陸盆地:(如四川盆地) 盆地地形，氣候較濕潤→陰雨天氣多,污染物不易擴散,空氣密度大→大氣的削弱作用強→太陽能缺乏二、大氣對地面的保溫作用1.大氣保溫作用原理(1)大氣增溫: 對流層中的水汽、二氧化碳等,吸收長波輻射的能力很強,大氣在吸收地面長波輻射后會增溫。(2)大氣保溫: 大氣逆輻射把熱量傳給地面,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。(3)影響大氣逆輻射因素: 天空有云,特別是濃密的低云時,大氣逆輻射更強。2.大氣受熱過程原理的應用(1)大氣保溫作用原理應用：分析生產(chǎn)、生活現(xiàn)象 ①解釋溫室氣體大量排放對全球氣候變暖的影響 溫室氣體排放增多→大氣吸收地面輻射增多→大氣逆輻射增強,保溫作用增強→氣溫 升高,全球氣候變暖 ②分析農(nóng)業(yè)實踐中的一些現(xiàn)象 a我國北方地區(qū)利用溫室大棚生產(chǎn)反季節(jié)蔬菜。 b深秋農(nóng)民利用燃燒秸稈制造煙霧預防霜凍。 c華北地區(qū)早春農(nóng)民利用地膜覆蓋進行農(nóng)作物種植。 d干旱半干旱地區(qū)果園中鋪沙或鵝卵石,不但能防止土壤水分蒸發(fā),還能增加晝夜溫 差,有利于水果的糖分積累等。(2)分析晝夜溫差大小天氣狀況晴朗的天氣條件下,白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大地勢高低地勢高→大氣稀薄→白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大下墊面性質下墊面的比熱容大→增溫和降溫速度都慢→晝夜溫差小三、大氣熱力環(huán)流1.大氣運動分類 大氣運動有和之分。 大氣的垂直運動表現(xiàn)為氣流上升或氣流下沉,大氣的水平運動即是風。2.大氣熱力環(huán)流(1)概念: 由于地面而形成的空氣環(huán)流。它是大氣運動的一種最簡單的形式。(2)形成過程 ①垂直運動 ②水平運動3.熱力環(huán)流的形成 由于地面冷熱不均而形成的空氣環(huán)流,是大氣運動最簡單的形式。 其形成過程可以歸納為:4.熱力環(huán)流的幾種常見形式 熱力環(huán)流是一種常見的自然現(xiàn)象。海陸熱力性質的差異,山谷、山坡的受熱不均,人類活動等都可能導致熱力環(huán)流的形成。常見形式如下:圖示影響與應用常見形式海陸風使海濱地區(qū)氣溫日較差減小,夏季氣溫低,空氣較濕潤,是避暑的好地方。山谷(小盆地)常因夜間吹冷的山風,使谷底(小盆地)內(nèi)形成逆溫層,大氣穩(wěn)定,易造成大氣污染。所以,山谷(小盆地)地區(qū)不宜布局產(chǎn)生污染的工業(yè)。一般將綠化帶布置在氣流下沉處以及下沉距離以內(nèi),而將衛(wèi)星城或污染較重的工廠布局在下沉距離之外。5.等壓面圖的判讀(1)判讀氣壓高低 ①由于大氣密度隨高度增加而降低,不同高度的大氣所承擔的空氣柱高度不同,導致在垂直方向上隨著高度增加氣壓降低。即PA>PC,PB>PD。 ②因地面冷熱不均,導致同一水平面上出現(xiàn)氣壓差異,進而等壓面發(fā)生彎曲,同一水平面上,等壓面上凸處氣壓高,下凹處氣壓低,即PC>PD,PB>PA。 ③同一垂直方向上,近地面和高空的氣壓區(qū)類型相反,若近地面為高壓,高空則為低壓。(2)判斷下墊面的性質 ①判斷陸地與海洋(湖泊): 夏季,等壓面下凹者為陸地、上凸者為海洋(湖泊)。 冬季,等壓面下凹者為海洋(湖泊)、上凸者為陸地。 ②判斷裸地與綠地: 裸地同陸地,綠地同海洋。 ③判斷城區(qū)與郊區(qū): 等壓面下凹者為城區(qū)、上凸者為郊區(qū)。(3)判斷近地面天氣狀況和氣溫日較差 等壓面下凹者,多陰雨天氣,氣溫日較差較小。 如上圖中A地;等壓面上凸者,多晴朗天氣,氣溫日較差較大,如上圖中B地。(4)判斷氣溫高低 ①甲處近地面等壓面向下凹,說明A處氣壓低,由此可知甲處氣流上升,說明甲處氣溫較高;乙處近地面等壓面向上凸,說明B處氣壓高,由此可知乙處氣流下沉,說明乙處氣溫較低。 ②根據(jù)等壓面的彎曲狀況和隨海拔每升高1000m溫度降低約6℃可知,A、B、C、D四處氣溫是TA>TB>TC>TD。十二字真言：四、大氣的水平運動風1.風形成的過程 地面受熱不均→氣壓梯度→水平氣壓梯度力→大氣由高壓區(qū)向低壓區(qū)作水平運動→風。2.風形成的原因(1)直接原因:(2)根本原因:3.主要作用力及特征字母作用力特征A水平氣壓梯度力B摩擦力C地轉偏向力始終與風向垂直,北半球右偏,南半4.影響風的三種力及其分析作用力方向大小對風速、風向的影響風速風向水平氣壓梯度力始終與等壓線垂直,由高壓指向低壓等壓線越密集,水平氣壓梯度力越大水平氣壓梯度力越大,風速越大垂直于等壓線,由高壓指向低壓地轉偏向力始終與風向垂直大小隨緯度增加而增加,赤道為零不影響風速大小北半球使風右偏南半球使風左偏摩擦力始終與風向相反大小與下墊面性質有關,下墊面越粗糙,起伏越大,摩擦力越大,反之越小使風速減小與其他兩個力共同作用,使近地面風向斜穿等壓線5.不同情況下風的受力和風向判斷風受力作用受力作用分析風向理想狀態(tài)受一力作用(水平氣壓梯度力)風向與等壓線垂直,由高壓指向低壓高空風受兩力作用(水平氣壓梯度力+地轉偏向力)風向與等壓線平行,背風而立,氣壓左低右高近地面風受三力作用(水平氣壓梯度力+地轉偏向力+摩擦力)風向與等壓線斜交,背風而立,氣壓左前低,右后高6.風向和風力大小的判斷方法(1)在等壓線圖上,確定任一地點風向的方法 ①在等壓線圖上,畫出過該點的等壓線的切線,并過切點作垂直于切線的虛線箭頭(由高壓指向低壓,但并非一定指向低壓中心),表示水平氣壓梯度力的方向。 ②確定南北半球。面向水平氣壓梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏轉角度不大于45°,畫出實線箭頭,即為經(jīng)過該點的風向,如圖(以北半球為例):(2)在等壓線圖上比較風速的大小在同一幅圖上(圖1) 風速大小取決于水平氣壓梯度力的大小,因此,同一幅圖中,等壓線密集處,水平氣壓梯度力大,風速大;反之,則風速較小。如圖1中,風速:A>B>C>D。在不同圖幅上 比例尺相同:氣壓差大,風速大。如圖2中,風速:A>B。 氣壓差相同:比例尺大,風速大。如圖3中,風速:A>B。自主探究：探究一：讀“大氣垂直分層示意圖M”和“大氣受熱過程簡圖N”，“某地的氣壓狀況圖P”，圖P是圖M中A層的某地，該地位于北半球，完成下面小題。（1）對流層氣溫變化特點____，原因是____。（2）B層空氣以____運動為主。利于高空飛行的是____層（填字母），天氣現(xiàn)象復雜多變的是____層（填字母）。（3）在圖N中，如果A層大氣中二氧化碳含量上升，會使____（填數(shù)字）增強，由此產(chǎn)生的全球性環(huán)境問題是____。（4）圖P中甲、乙兩處氣溫較高的是____處；若圖P表示海濱地區(qū)晴熱白天的熱力環(huán)流圖，則甲地為____（海洋或陸地）；若圖P表示城市和郊區(qū)之間的熱力環(huán)流，則乙地為____（城市或郊區(qū)）；若圖P表示中緯度某平原地區(qū)，則甲、乙兩地之間的風向為____。探究二：讀“大氣受熱過程示意圖”回答下列問題。2、多云的白天比晴天氣溫低,與圖中甲、乙、丙中的________過程有關,霜凍災害多發(fā)生在________(陰天或晴朗)的夜間,這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因與圖中甲、乙、丙中的________過程有關,圖中甲、乙、丙中的________是近地面大氣的直接熱源。3、應用圖示原理解釋青藏高原晝夜溫差大的原因。4、太陽輻射的能量巨大,雖只有二十二億分之一到達地球,但對地球和人類的影響卻是不可估量的,請說明太陽輻射對地球的影響。5、地球上存在高級智慧生命的外部條件除了穩(wěn)定的太陽輻射外,還與地球有一個______________有關。探究三：溫室大棚多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、花卉、林木等植物的栽培或育苗等。根據(jù)圖文材料完成下列要求。（1）分析溫室大棚內(nèi)溫度較高的原因。（2）在冬季為了保濕,菜農(nóng)一般在傍晚往大棚內(nèi)灑水,試說明其有助于保溫的原理。（3）在深秋的清晨,當農(nóng)民打開大棚工作門后,棚內(nèi)通過大門與棚外會形成循環(huán)氣流。在某地溫室大棚示意圖中用箭頭在“”標出溫室大棚工作門打開之后的氣流運動方向。探究四：下圖中圖a表示“某地地形及高空等壓面示意圖”，圖b表示的是某一水平面上大氣達到平衡狀態(tài)時運動方向和受力狀況（等壓線的單位為百帕），回答下列問題。 圖a圖b（1）圖a中①②③④四地，氣壓值從大到小的排序是；（2）根據(jù)圖中所示等壓面推測這是____（白天或夜晚）的情況，該地吹____（山風或谷風）。（3）圖b中產(chǎn)生大氣水平運動的原動力是____（字母）；表示地轉偏向力的是____（字母）；能阻礙風速的是____（字母）。（4）圖b是____（南或北）半球的空氣運動示意圖。（5）該圖表示的是____（高空或近地面）的風，判斷理由是探究五：下圖為我國某城市夏季午后東西方向近地面氣溫分布示意圖。（1）解釋該城市市中心近地面氣溫高的原因。（2）分析圖示現(xiàn)象對該城市地理環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。（3）試為改善該城市熱環(huán)境提出合理化建議。探究六：讀“北半球某區(qū)域等高面與等壓面關系示意圖”,完成下列要求。（1）圖中①至⑤點,氣壓最高的是____,氣壓最低的是____近地面A和B為低氣壓的是____,溫度低的是____。（2）在圖中適當位置畫箭頭(“→”)完成熱力環(huán)流。（3）A、B間的風向是____,②點的風向是____。（4）若圖示環(huán)流為白天發(fā)生,則A、B兩地位于海洋的是____。（5）若A、B兩地間的溫差加大,則該區(qū)域的熱力環(huán)流勢力將____(增強、減弱)（6）若圖示環(huán)流為城市熱島環(huán)流,說明B地上空多云和霧的原因是__________。思考參考答案1、答案：（1）隨海拔升高溫度降低；對流層大氣的直接熱源是地面長波輻射（2）平流；B；A（3）①③；全球氣候變暖；溫室效應（4）乙；海洋；城市；西北風解析：（1）由圖M可知，A層位于地表以上，12km以下，根據(jù)所學知識可知是對流層，據(jù)圖可知，該層氣溫隨海拔升高而降低，主要原因是對流層大氣的直接熱源是地面長波輻射，離地面近，得到的地面輻射多，氣溫高，離地面高，得到的地面輻射少，氣溫低。

（2）根據(jù)所學知識，B層位于對流層頂以上部分，為平流層，平流層的空氣以平流運動為主，且天氣晴朗，適宣高空飛行，對應圖中的B對流層因大氣中有大量的水汽和雜質，且對流運動顯著，常出現(xiàn)復雜多變的天氣現(xiàn)象，對應圖中的A。

（3）根據(jù)圖示，若大氣中二氧化碳含量上升，則大氣中的溫室氣體增多，吸收地面長波輻射多，使大氣增溫，大氣逆輻射增強，對地面的保溫作用增強，圖中的③代表大氣逆輻射，故③增強。溫室氣體增多，導致溫室效應增強，全球氣候變暖。

（4）結合所學等壓面知識，由圖可知，甲地高空等壓面向下彎曲，表明甲地高空形成低壓，甲地垂直方向上氣流下沉，甲地近地面形成高壓，乙地高空等壓面上凸，表明乙地高空形成高壓，乙地近地面氣流上升，近地面形成低壓，據(jù)此可知乙地近地面氣溫高，氣流上升，該環(huán)流呈逆時針方向。若圖P表示海濱地區(qū)晴熱白天的熱力環(huán)流圖，由于海陸熱力性質差異，白天陸地氣溫高，海洋氣溫相對較低，結合圖示乙地氣溫高，可知乙地為陸地，甲地為海洋。若圖P表示城市和郊區(qū)之間的熱力環(huán)流，由于城市人口、交通工業(yè)和生活排放廢熱導致城市溫度較高，結合圖示乙地溫度較高，可知乙地為城市，若圖P表示中緯度某平原地區(qū)，又處于北半球，近地面氣流由高壓甲流向低壓乙地時受到地轉偏向力的作用向右偏轉形成西北風。2、答案：甲晴朗丙乙解析：根據(jù)圖示信息可知,甲為反射,乙為地面輻射,丙為大氣逆輻射,大氣逆輻射對地面起到保溫作用。多云的白天,云層較厚,云層對太陽輻射的反射強,大氣的削弱作用強,白天氣溫低,所以與甲過程有關。霜凍災害多發(fā)生在晴朗的夜晚,因為晴朗的夜晚大氣逆輻射弱,大氣的保溫效果差,所以與丙過程有關。地面是近地面大氣直接的熱源,對流層大氣熱量主要來自地面輻射,導致對流層大氣溫度隨高度的增加而遞減,所以與乙過程有關。3、答案：青藏高原海拔高,空氣稀薄,白天大氣對太陽輻射削弱少,地面得到的太陽輻射多,氣溫高;夜晚,大氣逆輻射弱,保溫作用差,氣溫低,所以晝夜溫差大。解析：青藏高原晝夜溫差大的原因主要用大氣受熱過程的原理進行分析。青藏高原海拔高,空氣稀薄,大氣透明度好,白天大氣對太陽輻射的削弱作用弱,到達地面的太陽輻射強,地面得到的太陽輻射多,氣溫高;夜晚,空氣稀薄,大氣逆輻射弱,對地面的保溫作用差,地面散失的熱量多,氣溫低,所以晝夜溫差大。4、答案：直接為地球提供光熱資源,滿足生物生長發(fā)育;維持著地表溫度,是促進地球上的水、大氣運動和生物活動的主要動力;是人類生活和生產(chǎn)的主要能量來源。解析：太陽輻射對地球的影響有：直接為地球提供光熱資源,滿足生物生長發(fā)育。太陽輻射能是維持地表溫度,促進地球上的水、大氣、生物活動和變化的主要動力。太陽輻射能是我們生產(chǎn)、生活的主要能源,一部分直接來自太陽能,如太陽能發(fā)電、太陽灶、太陽能干燥器加工農(nóng)副產(chǎn)品等,另一部分是太陽能轉化的能源,如煤、石油等化石然料。5、答案：安全的宇宙環(huán)境解析：地球存在生命的條件中的外部條件：①穩(wěn)定的太陽光照—太陽一直比較穩(wěn)定,提供光和熱;②安全的宇宙環(huán)境—大小行星各行其道,互不干擾。6、答案：(1)城市人口密度大,社會經(jīng)濟活動頻繁,排放的熱量多;城市建筑物密度大,瀝青,水泥等硬化地面多,吸收的熱量多,散失的熱量少;城市綠地面積占比小,吸收的熱量少,加之城市大氣溫室氣體、塵埃多,導致大氣吸收地面輻射的能力提升,對地面的保溫作用增強,氣溫高。解析：城市市中心近地面氣溫高的原因主要從城市人類活動產(chǎn)生的熱源、城市下墊面性質對熱量吸收與散失的差異和城市綠地面積對熱量的反應及大氣中保溫作用(溫室氣體和塵埃等對熱量的作用)等方面進行作答;相比郊區(qū),城市人口密度大,工業(yè)生產(chǎn)、交通等社會經(jīng)濟活動頻繁,排放的人為熱量多;城市建筑物密度大,瀝青、水泥等硬化地面多,熱量傳導較快,吸收的熱量多,輻射散失較慢,損失的熱量少;城市綠地面積占比小,吸收的熱量少,加之城市大氣溫室氣體、塵埃多,導致大氣吸收地面輻射的能力提升,大氣逆輻射增強,對地面的保溫作用增強,氣溫高。7、答案：市中心近地面氣溫高,易產(chǎn)生熱島效應,促進城市上空的云霧量增加,使有害氣體、煙塵在市區(qū)上空累積,并向郊區(qū)擴散,形成嚴重的大氣污染﹔熱島效應會加劇空氣對流,導致城市局部小氣候(包括降水、光照、氣溫等)特征發(fā)生相應的變化,如城區(qū)降雨量明顯增加等。解析：市區(qū)氣溫高,郊區(qū)氣溫低,易產(chǎn)生城市熱島效應,促進城市近地面氣流上升,上空的云霧量增加,使有害氣體、煙塵在市區(qū)上空累積,在城市熱力環(huán)流的作用下向郊區(qū)擴散,形成嚴重的大氣污染;城市熱島效應、雨島效應,都對城市局部小氣候(包括降水、光照、氣溫等)特征發(fā)生了相應的變化,如城市熱島效應加劇空氣對流,導致城市地區(qū)降雨量顯著增加,形成城市雨島效應等。8、答案：增加綠地面積(如綠化樓頂、綠化墻壁)和水域面積;建設生態(tài)廊道、通風廊道;合理規(guī)劃城市建筑物和道路等。解析：改善城市熱環(huán)境的措施可從增加綠地面積、擴大水域面積,規(guī)劃生態(tài)廊道、建設通風廊道、合理規(guī)劃城市建筑物和道路等方面進行作答;政府合理規(guī)劃,加大資金投入,加強城市綠化,增加綠地面積(如綠化樓頂、綠化墻壁)和水域面積;建設生態(tài)廊道、通風廊道,有效緩解城市熱島效應;合理規(guī)劃城市建筑物和道路,改善下墊面狀況等。9、答案：④⑤BA解析：據(jù)圖可知,圖中位于同一等壓面的①②③各點氣壓相等;隨高度升高,氣壓逐漸降低,所以④>③,①>⑤,故④>①=②=③>⑤,所以氣壓最高的為④。近地面同一水平面氣壓高低分布與高空相反,高空④為高壓,⑤為低壓(④與⑤相比),所以近地面B為低壓,A為高壓。A地因溫度低,空氣收縮下沉,形成高壓,B地因溫度高,空氣膨脹上升,形成低壓。故氣壓低的是B,溫度低的是A。10、答案：解析：根據(jù)上一題的分析可知,高空④為高壓,⑤為低壓(④與⑤相比),近地面B為低壓,A為高壓。同一水平面氣流由高壓流向低壓,B地受熱空氣上升,A地遇冷空氣下沉,所以熱力環(huán)流為逆時針流動。如下圖：。11、答案：西北南解析：A為高壓,B為低壓,水平氣壓梯度力由高壓指向低壓,并且北半球地轉偏向力向右偏轉(相對于水平氣壓梯度力方向偏轉大致30°—45°即可),結合圖中方向信息可知,為西北風。而高空沒有摩擦力,④是高壓,⑤是低壓,由④吹向⑤,在向右的地轉偏向力作用下,偏轉成南風(相對于水平氣壓梯度力方向偏轉大致90°左右)。12、答案：A解析：結合前面分析可知,A為冷源,是下沉氣流,B為熱源,是上升氣流。若圖示環(huán)流為白天發(fā)生,海洋較陸地吸熱慢,溫度低,所以兩地位于海洋的是A地。13、答案：增強解析：若A、B兩地間的溫差加大,則氣壓差增大,該區(qū)域熱力環(huán)流勢力將增強。14、答案：B地位于城區(qū),空氣對流上升運動;城區(qū)凝結核多,水汽容易凝結解析：若圖示環(huán)流為城市熱島環(huán)流,則表示郊區(qū)的是A(溫度低),表示城區(qū)的是B。城區(qū)氣溫更高,空氣對流上升,水汽易凝結,加之城區(qū)受人類活動的影響,凝結核較多,所以城區(qū)上空水汽易凝結成霧或云。15、答案：（1）①＞②=④＞③（2）夜晚；山風（3）F1；F2；F3（4）北（5）近地面；風向與等壓線斜交（風向在水平氣壓梯度力方向上偏45°）解析：（1）讀某地地形及高空等壓面示意圖，圖中②③位于同一等壓面上，因此②③氣壓數(shù)值相等，①位于等壓面下方，氣壓數(shù)值高于500百帕，③位于等壓面上方，氣壓數(shù)值低于500百帕，因此氣壓值從大到小的排序是①>②=④>③。（2）根據(jù)圖中所示等壓面彎曲程度可知高空中①為高壓，③為低壓，因此近地面同一高度上甲為低壓，乙為高壓，說明此時與乙地同一水平面的甲地（谷地上方）氣溫較高，谷