【名師一號】2020-2021學(xué)年高中地湘教版必修1學(xué)案-2-3-1

課堂互動與探究抓要點知識詳解學(xué)問點一大氣垂直分層地球上的大氣，依據(jù)溫度、密度等物理性質(zhì)的差異，在垂直方向上可分為對流層、平流層和高層大氣。各層次的基本狀況如下表：大氣分層高度氣溫垂直變化空氣運動天氣現(xiàn)象與人類的關(guān)系規(guī)律緣由對流層低緯17—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，大約每上升1000米，氣溫降低6地面是對流層大氣主要、直接的熱源，離地面越遠(yuǎn)，氣溫越低對流運動顯著簡單多變?nèi)祟惿钤趯α鲗拥撞浚搶优c人類關(guān)系最親密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快速上升該層氣溫基本上不受地面影響，而靠臭氧大量吸取太陽紫外線增溫平流運動為主天氣晴朗①臭氧大量吸取紫外線，成為人類生存環(huán)境的自然?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取太陽輻射自下而上先對流后平流穩(wěn)定少變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提示：圖解大氣垂直分層(如下圖)點撥：逆溫現(xiàn)象。在對流層底部有時會消滅氣溫隨高度增加而上升的現(xiàn)象，導(dǎo)致空氣“腳重頭輕”，氣象學(xué)上稱這種現(xiàn)象為“逆溫”。我國大部分地區(qū)地處中緯度地帶，屬東亞季風(fēng)氣候區(qū)，逆溫現(xiàn)象時常消滅。一旦逆溫層消滅，將嚴(yán)峻阻礙空氣垂直運動，阻礙煙塵、污染物、水汽分散物的集中，有利于霧的形成，使大氣污染更為嚴(yán)峻。逆溫一般有三種類型，如下表所示：類型發(fā)生的條件消滅的地區(qū)輻射逆溫經(jīng)常發(fā)生在晴朗無云的夜間，由于地面有效輻射很強，近地面大氣層氣溫快速下降，而高空大氣層降溫較慢在中高緯度，這種逆溫黎明前最強平流逆溫暖空氣水平移動到冷的地面或大氣層上中緯度沿海地區(qū)續(xù)表類型發(fā)生的條件消滅的地區(qū)地形逆溫主要由地形造成，由于山坡散熱快，冷的空氣循山坡下沉到谷底，谷底原來較暖的空氣被冷空氣抬擠上升盆地和谷地點撥：利用大氣熱力作用原理解釋自然現(xiàn)象?，F(xiàn)象緣由晴朗天空呈蔚藍(lán)色波長較短的藍(lán)紫色光易被空氣分子所散射日出前、日落后天空仍舊光明空氣分子或微小塵埃的散射作用轉(zhuǎn)變了太陽輻射的方向交通信號“紅燈停”的科學(xué)依據(jù)紅色光線波長較長，難被散射，穿透力強，紅燈作為停止的信號更為醒目白天多云時氣溫比晴天低多云的云層反射作用強，到達(dá)地面的太陽輻射少夜晚多云時氣溫比晴天高夜晚多云時大氣逆輻射強，地面散失熱量少人造煙霧的防凍原理可增加大氣逆輻射，提高地面溫度晚秋或初冬，霜凍消滅在晴朗夜晚及“十霧九晴”晴朗夜晚，大氣逆輻射弱，氣溫低，易消滅霜凍及霧等天氣現(xiàn)象【例1】讀大氣的垂直分層圖，回答下列問題。(1)大氣垂直分層的依據(jù)是________。(2)A層是________層，B層是________層，C層是________。(3)A層氣溫隨高度________，由于________；B層氣溫隨高度________，緣由是________。(4)對流運動猛烈的是________層，有利于飛機飛行的是________層，對無線電短波通信有影響的是________層，放射的人造衛(wèi)星一般在________層中運行。(5)某波音飛機起飛時，機場風(fēng)雨交加，飛機起飛后，快速做爬升運動，結(jié)合所學(xué)學(xué)問，解釋這是為什么。[解析]大氣溫度的垂直變化狀況打算了空氣的垂直運動狀況，隨著高度的上升空氣密度變得越來越淡薄，到2000千米—3000千米高空，大氣的密度已與星際空間的密度格外接近。依據(jù)溫度、密度和大氣運動狀況，將大氣劃分為三層，即對流層、平流層和高層大氣。其中對流層氣溫隨海拔上升而降低，有利于空氣對流運動，由于大氣質(zhì)量的3/4和幾乎全部的水汽、固體雜質(zhì)都集中在該層，所以天氣簡單多變，雨、雪、霧等天氣現(xiàn)象幾乎全部集中在該層。平流層氣溫特點是上部高，下部低，不利于空氣對流運動，以平流運動為主，有利于高空飛行。高層大氣中空氣淡薄，與之摩擦產(chǎn)生的熱量很有限，并且有極光現(xiàn)象。[答案](1)溫度、密度和大氣運動狀況(2)對流平流高層大氣(3)上升而遞減地面是對流層大氣的主要的直接熱源，離地面越高，氣溫越低上升而增高該層的氣溫基本上不受地面影響，而是靠臭氧吸取大量太陽紫外線而增溫的(4)ABCC(5)平流層水汽和固體雜質(zhì)少，天氣晴朗，大氣平穩(wěn)，有利于高空飛行，飛機升至平流層比較平安。學(xué)問點二大氣受熱過程1．大氣對太陽輻射的減弱作用大氣對太陽輻射的減弱作用，主要表現(xiàn)為選擇性吸取、散射和反射。其特點如下表：拓展：物體的溫度與輻射波長的關(guān)系科學(xué)家通過試驗得知，物體的溫度越高，輻射中最強部分的波長越短，反之越長。由于太陽表面溫度極高，太陽輻射以短波為主；而地球、大氣相對于太陽來說溫度低得多，地面輻射和大氣輻射為長波輻射。2．大氣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連續(xù)，大氣通過對太陽短波輻射和地面長波輻射的吸取，實現(xiàn)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輻射的損失，實現(xiàn)對地面的保溫作用。具體圖示分析如下：提示：太陽輻射、地面輻射和大氣逆輻射的關(guān)系三種輻射的關(guān)系應(yīng)從兩個角度來生疏，一是它們在大氣中傳遞和轉(zhuǎn)換的關(guān)系，如下圖所示。二是它們之間在數(shù)量上的關(guān)系，以大氣上界、大氣和地面分別為爭辯對象，它們在熱量的收支上是平衡的，例如地面：熱量收入＝地面吸取太陽輻射＋地面吸取大氣逆輻射，熱量支出＝地面輻射＋湍流輸送＋潛熱輸送，熱量收入＝熱量支出。3．影響地面輻射的主要因素方法與技巧：圖解影響地面輻射的主要因素【例2】下圖為地球大氣受熱過程示意圖，讀圖回答下題。大氣中()A．臭氧層遭到破壞，會導(dǎo)致①增加B．二氧化碳濃度降低，會使②削減C．可吸入顆粒物增加，會使③增加D．消滅霧霾，會導(dǎo)致④在夜間削減[解析]本題主要考查了大氣受熱過程的原理。圖中①表示大氣對太陽輻射的吸取，臭氧層破壞，大氣中臭氧對太陽輻射中的紫外線吸取減弱，故A項錯誤；圖中②表示大氣對地面輻射的吸取，二氧化碳可以猛烈吸取地面長波輻射，二氧化碳濃度降低，會使大氣對地面輻射的吸取削減，故B項正確；圖中③為地面對太陽輻射的吸取，可吸入顆粒物增加，會增加大氣對太陽輻射的減弱作用，使到達(dá)地面的太陽輻射削減，故C項錯誤；圖中④表示大氣逆輻射，消滅霧霾，大氣中顆粒物增加，大氣逆輻射增加，故D項錯誤。[答案]B學(xué)問點三熱力環(huán)流形成的原理1．熱力環(huán)流的形成過程冷熱不均引起熱力環(huán)流A地B、C兩地等壓面下凹凸出氣壓A地低于B、C兩地氣溫A地高于B、C兩地近地面大氣水平運動B、C兩地流向A地大氣垂直運動空氣上升空氣下沉高空大氣水平運動A地流向B、C兩地2.等壓面圖的判讀(1)概念：等壓面是空間垂直方向上氣壓值相同的點組成的面，表示氣壓的垂直分布狀況。(2)等壓面圖的判讀①在垂直方向上，高度越高，氣壓越低。(如圖A)②若地面海拔相同、冷熱均勻，等壓面與等高線重合且與地面平行。(如圖A)③若地面冷熱不均，等壓面發(fā)生彎曲，同一水平面上，等壓面對上凸起的地方為高壓區(qū)，等壓面下凹的地方為低壓區(qū)。(如圖B)④近地面的氣壓與高空氣壓凹凸相反。(如圖B)3．常見的三種熱力環(huán)流形式(1)海陸風(fēng)(2)山谷風(fēng)(3)城市風(fēng)【例3】下圖是某地高空等高面與等壓面關(guān)系示意圖，讀后完成下列問題。(1)圖中點①至點⑤，氣壓最高的是_____，氣壓最低的是______。(2)A、B兩地受熱的是________，該地空氣垂直運動的緣由是________；冷卻的是________，該地空氣垂直運動的方向是________。(3)用帶有方向的箭頭畫出熱力環(huán)流。[解析]本題主要考查有關(guān)熱力環(huán)流形成的學(xué)問。解答本題的關(guān)鍵是從高空等壓面的凸凹入手，逐步推理。從圖中可以看出在A地3000米高空四周等壓面下凹，B地等壓面上凸，B地高空的氣壓高于A地高空的氣壓(或④點氣壓大于③點氣壓，①、②、③三點氣壓相等，①點氣壓又大于⑤點氣壓，故④點氣壓大于⑤點氣壓)，這說明A地空氣下沉，B地空氣上升，從而可以推斷A地冷卻，B地受熱，高空氣流從B地高空流向A地高空，近地面氣流從A地流向B地。[答案](1)④⑤(2)B受熱膨脹A下沉(3)近地面由A流向B，高空由B地的高空流向A地的高空；垂直方向是A地下沉，B地上升。圖示如下：學(xué)問點四大氣的水平運動1．三種作用力及其影響2.各種風(fēng)的受力和風(fēng)向風(fēng)的類型作用力受力及風(fēng)向名稱方向受力作用分析(單位：百帕)風(fēng)向抱負(fù)狀態(tài)的風(fēng)水平氣壓梯度力垂直于等壓線，由高壓指向低壓受一種力作用(水平氣壓梯度力)垂直于等壓線，由高壓指向低壓高空的風(fēng)水平氣壓梯度力垂直于等壓線，由高壓指向低壓受兩種力作用(水平氣壓梯度力＋地轉(zhuǎn)偏向力)當(dāng)水平氣壓梯度力與地轉(zhuǎn)偏向力平衡(即大小相等，方向相反，合力為零)時，風(fēng)向平行于等壓線地轉(zhuǎn)偏向力垂直于風(fēng)向，北半球向右偏，南半球向左偏近地面的風(fēng)水平氣壓梯度力水平氣壓梯度力：垂直于等壓線，由高壓指向低壓受三種力作用(水平氣壓梯度力＋地轉(zhuǎn)偏向力＋摩擦力)地轉(zhuǎn)偏向力與地面摩擦力的合力同水平氣壓梯度力平衡(即大小相等，方向相反，合力為零)時，風(fēng)向斜穿等壓線地轉(zhuǎn)偏向力地轉(zhuǎn)偏向力：垂直于風(fēng)向，北半球向右偏，南半球向左偏摩擦力與風(fēng)向相反【例4】如圖示意某一等高面，M、N為等壓線，其氣壓值分別為PM、PN，M、N之間的氣壓梯度相同。①—⑧是只考慮水平受力，不計空氣垂直運動時，O點空氣運動的可能方向。完成下列問題。(1)若此圖表示北半球，PM>PN，則O點風(fēng)向為()A．⑥或⑦ B．②或⑥C．④或⑧ D．③或④(2)若此圖表示高空等高面，PM<PN，則O點風(fēng)向為()A．③或④ B．②或⑧C．③或⑦ D．⑥或⑦(3)近地面，空氣作水平運動時，所受摩擦力與地轉(zhuǎn)偏向力的合力方向()A．與空氣運動方向成180°角B．與空氣運動方向成90°角C．與氣壓梯度力方向成90°角D．與氣壓梯度力方向成180°角[解析]第(1)題，PM>PN，水平氣壓梯度力應(yīng)垂直等壓線，由高壓指向低壓，因此⑤為氣壓梯度力。北半球受地轉(zhuǎn)偏向力影響，風(fēng)向偏右，假如是高空，風(fēng)向與等壓線平行，為⑦。近地面又受摩擦力影響，風(fēng)向與等壓線斜交，為⑥。第(2)題，高空等高面，PM<PN，氣壓梯度力為①，高空風(fēng)向與等壓線平行，南北半球不同，受地轉(zhuǎn)偏向力不同，因此答案為③或⑦。第(3)題，近地面空氣受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力三力作用，地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力的合力應(yīng)與水平氣壓梯度力相反，成180°角。[答案](1)A(2)C(3)D活動參與一、課本第43頁活動1．對流層大氣溫度隨高度增加而遞減；平流層大氣溫度隨高度增加而上升。2．由于人類就生活在對流層的底部，可以說是“人類之家”。天氣現(xiàn)象簡單多變。近地面的水汽和固體雜質(zhì)通過對流運動向上空輸送，在上升過程中隨著氣溫的降低，簡潔成云致雨。與人們生活和生產(chǎn)活動緊密相關(guān)的各種天氣現(xiàn)象(云、雨、霧、雪等)都發(fā)生在對流層。因此對流層與人類的關(guān)系最為親密。3．平流層大氣以平流運動為主，大氣平穩(wěn)；該層大氣中水汽、固體雜質(zhì)極少，天氣晴朗，能見度很好。所以平流層有利于高空飛行。二、課本第44頁活動1.2.晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色是由于波長較短的藍(lán)紫光被大氣分子散射形成的。三、課本第45頁活動1．地球表面被厚厚的大氣層所包圍，而月球上沒有大氣層。與月球相比，地球上白天有大氣對太陽輻射的減弱作用，使地球表面增溫不致太猛烈；夜晚，大氣的保溫作用使地表降溫不致太快，從而使地球表面的晝夜溫差不如月球表面大。2．晴朗的夜晚，大氣逆輻射減弱，地面溫度低，所以易發(fā)生霜凍。3．人造煙幕增加大氣的逆輻射作用，提高地表溫度。四、課本第47頁活動1．溫室的玻璃對地面紅外線輻射是隔熱層，把熱量阻隔在溫室內(nèi)，不易散失，所以溫室內(nèi)氣溫高于溫室外。2．利用溫室效應(yīng)原理，實行溫室育秧。在地?zé)彷^豐富的地區(qū)，也可利用地下熱水育秧。3．農(nóng)夫在冬季接受塑料大棚進(jìn)展農(nóng)