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111 大氣的熱狀況與大氣運(yùn)動 [問題]為什么月球與地球的氣溫差別大？ 白天：大氣對太陽輻射的削弱作用。夜間：大氣的溫室效應(yīng)。 一、大氣對太陽輻射的削弱作用： 1、吸收 [問題]P35，圖2-1-2，高層大氣段三個光區(qū)的輻射能只有可見光部分可以安全到達(dá)地表，原因？ 紫外線為臭氧吸收；紅外線為水汽和二氧化碳吸收。 （板圖）吸收：O3和CO2的吸收 吸收 因輻射波長不同具選擇性 臭氧（平流層） 紫外線 二氧化碳和水汽（對流層） 紅外線 2、反射： [問題]P36，圖2-1-3，赤道地區(qū)的下午太陽高度平均是最大的，為什么赤道地區(qū)地表接受的太陽輻射卻不如北回歸線附近多？（云：它對于太陽輻射具有什么作用？） 反射：云和較大顆粒物質(zhì) 反射 無選擇性 云的反射作用最強(qiáng)，低而厚的云反射率大，在70%左右，最大可達(dá)90%。由于赤道地區(qū)云量大，地表接受的太陽輻射較回歸線附近少。 3、散射： [問題]為什么雨過天晴后天空呈蔚藍(lán)色？而平時濟(jì)南的天空一般又是灰白色？ 散射：空氣分子與微少塵埃：選擇性的散射 較大顆粒塵埃：無選擇性的散射。 散射 因散射顆粒不同而不同 [一般具有選擇性] 空氣分子和微小塵埃 波長越短（藍(lán)、紫光）越易散射，所以在晴朗的天空，特別是雨過天晴時，天空呈蔚藍(lán)色 顆粒較大塵埃、霧粒、小水滴等 散射無選擇性，各種波長同樣被散射，使天空呈白色，所以在陰天、有霧時，或者是大氣污染特別嚴(yán)重時，天空呈灰白色。 總結(jié)： 作用 參與的大氣成分 波長范圍 作用特點(diǎn) 吸收 臭氧 紫外線 有選擇性：紅、紫外線被強(qiáng)烈吸收；可見光被吸收少，大部分可到達(dá)地面 二氧化碳、水汽 紅外線 反射 云層、塵埃 所有波段 無選擇性，反射光呈白色 散射 空氣分子、微小塵埃 藍(lán)紫光最易被散射 有選擇性：波長越短越易散射 顆粒較大塵埃、霧粒、小水滴 所有波段 無選擇性，各波段同樣被散射 以上三種作用中，反射作用最強(qiáng)，散射作用次之，吸收作用最弱。 [問題]太陽輻射為什么低緯度多而高緯度少？（穿越大氣的厚度不同，所以被削弱的也不同）青藏高原最多原因在于被削弱的最少。 [閱讀]天空的顏色 二、大氣的保溫效應(yīng)（體現(xiàn)在：大氣對輻射的選擇性吸收和大氣逆輻射） 1、地面輻射——長波輻射 任何物體都要向外不停地放出輻射：物質(zhì)的溫度越高，輻射的波長越集中于短波部分，例如：太陽輻射于波長較短的可見光部分。而物體的溫度越低，輻射的波長越長，例如：地面和大氣溫度較低，輻射出的能量相對于太陽輻射的短波輻射來說就是長波輻射。 2、低層大氣的直接熱源——地面（輻射） [問題]那么地表又是怎樣加熱大氣的呢？ 大氣對太陽短波輻射幾乎透明，使大部分太陽輻射透過大氣到達(dá)地面，被地面吸收后增溫，地面向上輻射長波，長波輻射被大氣中的二氧化碳和水汽吸收，從而使大氣增溫。 3、保溫作用過程——突出大氣逆輻射 大氣吸收了地面輻射后增溫，并放出長波輻射，除一小部分射向宇宙空間外，大部分都又向下射向地面，由于其方向與地面輻射正好相反，故稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射將能量返還給地面，補(bǔ)償了地面損失的能量，對地面起到了保溫作用。 [總結(jié)]大氣對太陽短波輻射幾乎透明，使大部分的太陽輻射能到達(dá)地面，使地面增溫，（太陽暖大地）地面放出長波輻射，大氣又吸收長波輻射（大地暖大氣）并通過大氣逆輻射將熱量返還給地面，（大氣還大地）大氣的以上作用被稱作為大氣保濕效應(yīng)。 4、保溫作用的意義 [問題]大氣的以上兩種效應(yīng)具有什么意義？ （1）大氣的熱力作用，減少了氣溫日較差 （2）大氣的保溫效應(yīng)，形成了適宜生命的溫度條件。 [問題] 1、日出前的黎明、日落后的黃昏，以及陰天，天空為什么仍然是明亮的？ 答：（大氣對太陽輻射的散射作用） 2、為什么白天多云，氣溫比晴天低？ 答：（云對太陽輻射的反射作用） 3、夜間多云，氣溫為什么比晴天高？ 答：（ 大氣逆輻射強(qiáng)） 4、為什么晴朗的正午天空呈藍(lán)色，而早晚呈紅色？ 答：下午太陽高度大，穿過路程短，僅藍(lán)紫光被散射，早晚太陽斜射，穿過路程長，短波各色光皆被散射，剩下紅光投射地面，陽光紅似火。 5、為什么濟(jì)南冬季的天空是灰白色？ 答：（污染物多，較大顆粒物質(zhì)的散射，無選擇性） 6、為什么赤道地區(qū)終年太陽高度較大，但它并不是全球太陽輻射強(qiáng)度最大的地區(qū)？ 答：赤道地區(qū)空氣對流旺盛，多云雨，云量大，大氣的反射作用強(qiáng)） 7、在晚秋和寒冬，霜凍易出現(xiàn)在睛朗的夜晚還是多去的夜晚？（答：晴朗） 8、為什么人造煙霧能起到防御霜凍的作用？（答：可以） 9、僅從大氣的熱力作用分析，什么樣的天氣狀況下氣溫日較差最小？（答：陰雨） 大氣運(yùn)動。引起的大氣運(yùn)動有兩種：垂直運(yùn)動和水平運(yùn)動，大氣的垂直運(yùn)動表現(xiàn)為氣流的上升與下沉，而氣流的水平運(yùn)動即為風(fēng)。 我們首先學(xué)習(xí)大氣運(yùn)動的一種最簡單的形式，熱力環(huán)流。 一、熱力環(huán)流：（大氣運(yùn)動的一種最簡單的形式） 1、氣壓的概念 大氣有重量,單位面積上所承受的大氣重量叫大氣壓強(qiáng),簡稱氣壓。表示氣壓的單位,習(xí)慣上常用水銀柱高度和百帕。 2、分析2-1-6： A地受熱，其周邊地區(qū)受熱少（BC），則A地氣體膨脹上升，到上空聚集起來，使上空的空氣密度增大，形成高氣壓；而BC兩地受熱少，空氣冷卻下沉，上空的空氣密度小，形成低氣壓，于是，在上空，空氣便從A向BC兩地?cái)U(kuò)散。 近地面，A地上空氣體流向BC以后，A地形成低氣壓。而相應(yīng)地BC形成高氣壓，氣流由BC向A地流動。這樣就在ABC之間形成了熱力環(huán)流。 一般情況 近地面 氣溫高處氣壓低 氣溫低處氣壓高 不同高度 越往高、氣壓越低 近地面氣壓的高低與高空相反 3、總結(jié)： 4、例子： 城市風(fēng)： 城市人口集中且工業(yè)發(fā)達(dá)，釋放出大量的人為熱，導(dǎo)致城市的氣溫要高于郊區(qū)，在農(nóng)村的背景下，城市尤如一個溫暖的島嶼，我們把它稱之為“城市熱島”。同前面的熱力環(huán)流相同。形成了小型的熱力環(huán)流，我們把這種小型的熱力環(huán)流稱為城市風(fēng)。 分析城市風(fēng)影響下大氣污染物的流動情況：城市中的大氣污染物隨城市風(fēng)流向郊區(qū)，而流向城市的氣流又把郊區(qū)的大氣污染物吹到城市。因此加重了本地的污染。所以在規(guī)劃城市時一定要注意： 將污染嚴(yán)重的企業(yè)布局在城市風(fēng)的“下沉”距離之外，同樣的道理，衛(wèi)星城的建設(shè)也應(yīng)在城市風(fēng)環(huán)流之外。 海陸風(fēng)的形成：白天陸地氣溫比海洋高，夜晚反之。 山谷風(fēng)的形成：白天山頂比山谷氣溫高（山頂大氣稀薄，被削弱的太陽輻射少，吸收的多），夜晚反之。 5、大氣運(yùn)動的原因： 太陽輻射 冷熱不均 空氣的垂直運(yùn)動 同一水平面氣壓的差異 空氣水平運(yùn)動 根本原因 直接原因 熱力環(huán)流（大氣運(yùn)動最簡單的形式） 注意課本圖：2-1-7，2-1-8 同一水平面氣壓的差異——高低壓——?dú)鈮翰睢獨(dú)鈮禾荻取綒鈮禾荻攘Γㄔ瓌恿Γㄖ苯釉颍髿馑竭\(yùn)動（風(fēng)） 二、大氣的水平運(yùn)動： 1、只考慮水平氣壓梯度力的情況下： 水平氣壓梯度力：垂直于等壓線，由高壓指向低壓 風(fēng)的大?。喝Q于氣壓梯度 風(fēng)的方向：垂直于等壓線，并指向低壓 2、考慮地轉(zhuǎn)偏向力的作用： 地轉(zhuǎn)偏向力： （1）始終與風(fēng)向垂直，北半球右偏，南半球左偏。 （2）只改變風(fēng)向，不影響風(fēng)速 在水平氣壓梯度力的作用下形成的風(fēng)受到地轉(zhuǎn)偏向力的影響，使風(fēng)向逐漸偏離氣壓梯度力的方向，北半球向右偏，南半球向左偏，一直轉(zhuǎn)道風(fēng)向平行與等壓線為止，此時，地轉(zhuǎn)偏向力與水平氣壓梯度力兩力平衡。所以在氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的共同作用下，大氣沿著等壓線流動，即風(fēng)向平行與等壓線。 ————————————高空風(fēng) 3、考慮摩擦力的影響： 摩控力：方向與風(fēng)向相反。 風(fēng)向與等壓線之間成一夾角，即風(fēng)斜穿等壓線。 判別：北半球背風(fēng)而立：左前方為低壓，右后方為高壓。 ————————————近地面風(fēng) 總結(jié)： 地轉(zhuǎn)偏向力 水平氣壓梯度力 摩擦力 垂直等壓線 高壓指向低壓 平等于等壓線 斜穿等壓線 原動力 111