必修一《對流層大氣的受熱過程》導(dǎo)學(xué)案(含答案)

第三節(jié)大氣環(huán)境第1課時(shí)對流層大氣的受熱過程[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解大氣的垂直分層結(jié)構(gòu)，明確各層的主要特征。2.理解太陽輻射、地面輻射和大氣輻射的關(guān)系，說明大氣的受熱過程。3.理解大氣對太陽輻射的削弱作用和對地面的保溫作用。一、大氣的垂直分層大氣分層大約高度氣溫的垂直變化與人類的關(guān)系對流層①____千米以下隨高度增加而②____________天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變，與人類的關(guān)系③__________平流層④______千米隨高度增加而⑤______利于飛機(jī)⑥______高層大氣⑦_(dá)___千米以上氣溫變化復(fù)雜對無線電短波通信有重要作用二、對流層大氣的受熱過程1．大氣對太陽輻射的削弱作用：主要表現(xiàn)為⑧__________________、⑨________和⑩________。(1)選擇性吸收：臭氧層中的臭氧和高層大氣吸收波長較短的?__________光，水汽和二氧化碳吸收波長較長的?____________光。(2)散射和反射：散射主要改變太陽光線的方向；云層或塵埃能反射太陽光線，云層越厚，對太陽輻射反射?________。2．地面輻射和大氣輻射(1)地面輻射：從波長看，地面輻射屬于?________輻射，地面輻射是?____________大氣增溫的直接能量來源。(2)大氣輻射：大氣吸收?____________增溫的同時(shí)，也向外輻射能量，即為大氣輻射，它屬于?________輻射。(3)大氣逆輻射：射向?________的大氣輻射稱為大氣逆輻射，對地面起到?________作用；云量越大，大氣逆輻射越?____。3．影響地面輻射的主要因素(1)緯度因素：該因素是太陽輻射強(qiáng)度由eq\o(○,\s\up1(21))________向eq\o(○,\s\up1(22))________遞減的重要原因；同樣性質(zhì)的地表，緯度越低，太陽輻射強(qiáng)度越eq\o(○,\s\up1(23))____，地面輻射越eq\o(○,\s\up1(24))____。(2)下墊面因素：下墊面是指eq\o(○,\s\up1(25))________________________________________，它使世界各地地面輻射的變化并不完全與eq\o(○,\s\up1(26))________________相一致。(3)其他因素：以eq\o(○,\s\up1(27))________因素的影響最大。在同緯度地區(qū)，eq\o(○,\s\up1(28))________________________會(huì)影響到地面獲得的太陽輻射的多少。探究點(diǎn)一大氣的垂直分層【探究材料】王老師乘飛機(jī)到外地出差。在機(jī)場時(shí)還是細(xì)雨蒙蒙，起飛不久后卻是晴空萬里，陽光普照。1．請分析為什么會(huì)出現(xiàn)這種變化？2．為什么對流層氣溫隨高度增加而降低，平流層氣溫隨高度增加而增加？3．現(xiàn)在人們乘坐的大型飛機(jī)多是在平流層中飛行，為什么平流層適合于飛機(jī)飛行？4．你知道地球大氣層到底有多厚嗎？【規(guī)律總結(jié)】大氣的垂直分層大氣垂直分層高度氣溫垂直變化空氣運(yùn)動(dòng)天氣現(xiàn)象與人類的關(guān)系規(guī)律原因?qū)α鲗拥途?7～18千米，中緯10～12千米，高緯8～9千米氣溫隨高度增加而遞減，大約每升高100米，氣溫降低0.6℃地面是對流層大氣主要的直接熱源，離地面遠(yuǎn)，氣溫越低對流運(yùn)動(dòng)顯著復(fù)雜多變?nèi)祟惿钤趯α鲗拥撞浚c人類關(guān)系最密切平流層自對流層頂至50～55千米下層氣溫隨高度變化很小，30千米以上氣溫隨高度增加而迅速上升該層氣溫基本上不受地面影響，而靠臭氧大量吸收太陽紫外光而增溫平流運(yùn)動(dòng)為主天氣晴朗①臭氧大量吸收紫外光，成為人類生存環(huán)境的天然屏障；②大氣穩(wěn)定，利于高空飛行高層大氣自平流層頂以上到大氣上界2000～3000千米起初隨高度增加而遞減，后隨高度增加而上升高空有氧原子吸收太陽輻射穩(wěn)定少變自下而上先對流后平流80～500千米高空有若干電離層，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用【考例探究1】如圖示意大氣垂直分層。讀圖，回答下列問題。(1)圖中正確表示大氣層氣溫垂直變化的曲線是()A．①B．②C．③D．④(2)對短波通信具有重要意義的電離層位于()A．Ⅰ層頂部B．Ⅱ?qū)拥撞緾．Ⅱ?qū)又胁緿．Ⅲ層(3)20XX年9月，我國發(fā)射的“神舟”七號飛船運(yùn)行軌道所在的大氣層()A．氣溫在－50℃～20℃B．氣溫隨高度增加平穩(wěn)下降C．最低氣溫約為－80℃D．最高氣溫約為40℃探究點(diǎn)二對流層大氣的受熱過程【探究材料】《齊民要術(shù)》中有這樣一段描述：“凡五果，花盛時(shí)遭霜，則無子。天雨新晴，北風(fēng)寒徹，是夜必霜。此時(shí)放火作煴(無焰的火)，少得煙氣，則免于霜矣?！?．造成“是夜必霜”的原因是()A．雨后的夜晚，氣溫必定很低B．受冷氣團(tuán)影響，加之晴朗夜晚，大氣逆輻射弱C．晴朗夜晚，地面輻射減弱D．晴朗夜晚，地面輻射增強(qiáng)2．“放火作煴，少得煙氣，則免于霜矣”的原因是()①“煙氣”使大氣逆輻射增強(qiáng)，使地面溫度不至于過低②“煙氣”的成分主要是CO2，對地面有保溫作用③“放火作煴”直接把地面烤熱④“放火作煴”直接把大氣熏熱A．①②B．②③C．③④D．①④3．如果夜間多云，人們是否還需制造煙霧來防止作物凍害？為什么？4．請用大氣受熱過程原理解釋新疆諺語“早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”所呈現(xiàn)的現(xiàn)象?！疽?guī)律總結(jié)】大氣對太陽輻射的削弱作用大氣對太陽輻射的削弱作用，主要表現(xiàn)為大氣對太陽輻射的反射、散射和吸收三個(gè)方面。作用形式作用特點(diǎn)參與作用的大氣成分被削弱的輻射形成的自然現(xiàn)象反射作用無選擇性云層、較大塵埃各種波長的太陽輻射夏季多云的白天，氣溫不太高散射作用有選擇性空氣分子、微小塵埃波長較短的藍(lán)、紫色光晴朗天空呈蔚藍(lán)色無選擇性顆粒較大的塵埃等各種波長的太陽輻射陰天、黎明天空呈灰白色吸收作用有選擇性臭氧、水汽、二氧化碳紫外光、紅外光【考例探究2】根據(jù)下圖所給內(nèi)容，完成下列要求。(1)圖中①、②、③各表示什么輻射：①________輻射；②________輻射；③________輻射。(2)圖中④表示大氣對太陽輻射的________作用。(3)大氣能吸收地面輻射的____________________%～________%，對地面起到________作用。(4)影響圖中①的強(qiáng)度的最主要因素是__________，這是因?yàn)開_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)地面增溫主要來自圖中的________，大氣受熱主要來自圖中的________。(填代號)答案課前準(zhǔn)備區(qū)①12②遞減③最密切④12～50⑤遞增⑥高空飛行⑦50⑧選擇性吸收⑨散射⑩反射?紫外?紅外?越強(qiáng)?長波?對流層?地面輻射?長波?地面?保溫?強(qiáng)eq\o(○,\s\up1(21))低緯eq\o(○,\s\up1(22))兩極eq\o(○,\s\up1(23))大eq\o(○,\s\up1(24))強(qiáng)eq\o(○,\s\up1(25))與大氣下層直接接觸的地球表面eq\o(○,\s\up1(26))緯度的變化eq\o(○,\s\up1(27))氣象eq\o(○,\s\up1(28))年日照時(shí)數(shù)的長短課堂活動(dòng)區(qū)探究點(diǎn)一1．這種現(xiàn)象可以用降水的時(shí)空變化來解釋。大致有三種可能：一是起飛時(shí)下雨，起飛以后該區(qū)域停止了下雨(時(shí)間變化)；二是該區(qū)域地面下雨(對流層)，高空不下雨(平流層→垂直變化)；三是機(jī)場下雨，機(jī)場以外不下雨，即飛機(jī)離開了降水區(qū)域(水平變化)。2．地面是對流層大氣的主要的、直接的熱源，離地面越高，獲得熱量越少，氣溫越低；平流層氣溫基本上不受地面影響，而是靠臭氧吸收大量紫外線而增溫。3．平流層水汽含量極少。天氣晴朗，能見度好，大氣平穩(wěn)，有利于高空飛行。4．根據(jù)人造衛(wèi)星的探測資料，在2000～3000千米的高空，地球大氣的密度已經(jīng)與星際空間的密度非常接近，這個(gè)高度可以看作是地球大氣的上界?？祭骄?(1)B(2)D(3)C[第(1)題，對流層氣溫隨海拔增高而降低，排除④；平流層氣溫隨海拔增高而增高，排除③；高層大氣的底層氣溫隨海拔增高而降低，上層氣溫隨海拔增高而增高，選擇B項(xiàng)。第(2)題，Ⅲ層為高層大氣，在該層中有若干電離層(大約80～500千米高空)，其帶電粒子會(huì)干擾無線電短波通信。第(3)題，“神舟”七號飛船的運(yùn)行軌道在高層大氣，依據(jù)圖所示讀出相關(guān)數(shù)據(jù)即可。]探究點(diǎn)二1．“天雨新晴，北風(fēng)寒徹，是夜必霜”，一是由于受冷空氣的影響，二是晴朗的夜晚，大氣逆輻射弱，導(dǎo)致氣溫低，故B選項(xiàng)正確。2．“煙氣”的成分主要是CO2，它可以強(qiáng)烈吸收地面的紅外線長波輻射，大氣逆輻射增強(qiáng)，近地面氣溫較高，故A選項(xiàng)正確。3．不需要。原因是夜間多云，大氣逆輻射增強(qiáng)，氣溫不會(huì)太低，霜凍出現(xiàn)的幾率小。4．新疆地處內(nèi)陸，氣候干旱，晴天多，云量少。白天大氣的削弱作用弱，到達(dá)地面的太陽輻射多，氣溫高，出現(xiàn)“午穿紗”的現(xiàn)象；晚上，大氣的保溫作用弱，地面損失熱量多，近地面氣溫低，故有“早穿棉襖”的現(xiàn)象?？祭骄?(1)太陽地面大氣逆(2)削弱(3)7595保溫(4)太陽高度角太陽高度角越大，單位面積地面獲得的熱量越多；太陽高度角越大，經(jīng)過大氣層的路程越短，被削弱得越少(5)①②解析由題干可知：