大气环境
第1课时 对流层大气的受热过程 学案
学习目标：了解大气的垂直分层结构，明确各层的主要特征
理解太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系，说明大气的受热过程 理解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。
学习重点：大气对太阳辐射的削弱作用和地面的保温作用 学习难点：大气对太阳辐射的削弱作用和地面的保温作用
1．大气对太阳辐射的削弱作用：主要表现为______________、________和________。
(1)选择性吸收：臭氧层中的臭氧和高层大气吸收波长较短的________光，水汽和二氧化碳吸收波长较长的________光。
(2)散射和反射：散射主要改变太阳光线的方向；云层或尘埃能反射太阳光线，云层越厚，对太阳辐射反射________。 2．地面辐射和大气辐射
(1)地面辐射：从波长看，地面辐射属于________辐射，地面辐射是____________大气增温的直接能量来源。
(2)大气辐射：大气吸收____________增温的同时，也向外辐射能量，即为大气辐射，它属于________辐射。
(3)大气逆辐射：射向________的大气辐射称为大气逆辐射，对地面起到________作用；云量越大，大气逆辐射越____。 3．影响地面辐射的主要因素
(1)纬度因素：该因素是太阳辐射强度由________向________递减的重要原因；同样性质的地表，纬度越低，太阳辐射强度越____，地面辐射越____。
(2)下垫面因素：下垫面是指________________________________________，它使世界各地地面辐射的变化并不完全与________________相一致。
(3)其他因素：以________因素的影响最大。在同纬度地区， __________________会影响到地面获得的太阳辐射的多少。
探究点一 大气的垂直分层 【探究材料】
王老师乘飞机到外地出差。在机场时还是细雨蒙蒙，起飞不久后却是晴空万里，阳光普照。
1．请分析为什么会出现这种变化？
2．为什么对流层气温随高度增加而降低，平流层气温随高度增加而增加？
3. 现在人们乘坐的大型飞机多是在平流层中飞行，为什么平流层适合于飞机飞行？
4．你知道地球大气层到底有多厚吗？
【规律总结】
如图示意大气垂直分层。读图，回答下列问题。
(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( ) A ．① B．② C ．③ D．④
(2)对短波通信具有重要意义的电离层位于( ) A ．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部 C ．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层
(3)2008年9月，我国发射的“神舟”七号飞船运行轨道所在的大气层( )
A ．气温在－50 ℃～20 ℃ B ．气温随高度增加平稳下降 C ．最低气温约为－80 ℃ D ．最高气温约为40 ℃
探究点二 对流层大气的受热过程 【探究材料】
《齐民要术》中有这样一段描述：“凡五果，花盛时遭霜，则无子。天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜。此时放火作煴(无焰的火) ，少得烟气，则免于霜矣。” 1．造成“是夜必霜”的原因是( ) A ．雨后的夜晚，气温必定很低
B ．受冷气团影响，加之晴朗夜晚，大气逆辐射弱 C ．晴朗夜晚，地面辐射减弱 D ．晴朗夜晚，地面辐射增强
2．“放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”的原因是( )
①“烟气”使大气逆辐射增强，使地面温度不至于过低 ②“烟气”的成分主要是CO 2，对地面有保温作用 ③“放火作煴”直接把地面烤热 ④“放火作煴”直接把大气熏热 A ．①② B．②③ C．③④ D．①④ 3．如果夜间多云，人们是否还需制造烟雾来防止作物冻害？为什么？ 4．请用大气受热过程原理解释新疆谚语“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”所呈现的现象。
【规律总结】
大气对太阳辐射的削弱作用
(1)图中①、②、③各表示什么辐射：
①________辐射；②________辐射；③________辐射。
(2)图中④表示大气对太阳辐射的________作用。 (3)大气能吸收地面辐射的______________%～________%，对地面起到________作用。 (4)影响图中①的强度的最主要因素是
__________，这是因为____________________
(5)地面增温主要来自图中的________，大气受热主要来自图中的________。(填代号)
【巧学速记】
1．图示法理解大气受热过程及其对地面的保温作用 如右图所示，大气的保温作用分三个过程：
(1)太阳辐射到达地面，地面吸收太阳辐射后增温，即“太阳暖大地”；
(2)地面增温后产生地面辐射(长波) ，大气强烈吸收地面辐射而增温，即“大地暖大气”；
(3)大气产生大气 辐射，它将其中很大部分返还给地面，我们称之为“大气逆辐射”。“大气逆辐射”在很大程度上弥补了地面辐射所损失的能量，从而起到了保温作用，即“大气还大地”。
2．图示法记忆地面辐射的影响因素
参考答案
课前准备区
①12 ②递减 ③最密切 ④12～50 ⑤递增 ⑥高空飞行 ⑦50 ⑧选择性吸收 ⑨散射 ⑩反射 ⑪紫外 ⑫红外 ⑬越强 ⑭长波 ⑮对流层 ⑯地面辐射 ⑰长波 ⑱地面 ⑲保温
21低纬 22两极 23大 24强 25与大气下层直接接触的地球表面 ⑳强 ○○○○○
26纬度的变化 ○27气象 ○28年日照时数的长短 ○
课堂活动区 探究点一
1．这种现象可以用降水的时空变化来解释。大致有三种可能：一是起飞时下雨，起飞以后该区域停止了下雨(时间变化) ；二是该区域地面下雨(对流层) ，高空不下雨(平流层→垂直变化) ；三是机场下雨，机场以外不下雨，即飞机离开了降水区域(水平变化) 。
2．地面是对流层大气的主要的、直接的热源，离地面越高，获得热量越少，气温越低；平流层气温基本上不受地面影响，而是靠臭氧吸收大量紫外线而增温。
3．平流层水汽含量极少。天气晴朗，能见度好，大气平稳，有利于高空飞行。
4．根据人造卫星的探测资料，在2 000～3 000千米的高空，地球大气的密度已经与星际空间的密度非常接近，这个高度可以看作是地球大气的上界。
考例探究1 (1)B (2)D (3)C [第(1)题，对流层气温随海拔增高而降低，排除④；平流层气温随海拔增高而增高，排除③；高层大气的底层气温随海拔增高而降低，上层气温随海拔增高而增高，选择B 项。第(2)题，Ⅲ层为高层大气，在该层中有若干电离层(大约80～500千米高空) ，其带电粒子会干扰无线电短波通信。第(3)题，“神舟”七号飞船的运行轨道在高层大气，依据图所示读出相关数据即可。] 探究点二
1．“天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜”，一是由于受冷空气的影响，二是晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，导致气温低，故B 选项正确。
2．“烟气”的成分主要是CO 2，它可以强烈吸收地面的红外线长波辐射，大气逆辐射增强，近地面气温较高，故A 选项正确。
3．不需要。原因是夜间多云，大气逆辐射增强，气温不会太低，霜冻出现的几率小。
4．新疆地处内陆，气候干旱，晴天多，云量少。白天大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现“午穿纱”的现象；晚上，大气的保温作用弱，地面损失热量多，近地面气温低，故有“早穿棉袄”的现象。 考例探究2 (1)太阳 地面 大气逆 (2)削弱
(3)75 95 保温
(4)太阳高度角 太阳高度角越大，单位面积地面获得的热量越多；太阳高度角越大，经过大气层的路程越短，被削弱得越少 (5)① ②
解析 由题干可知：太阳、地面、大气之间存在热量的传递，且大气对太阳辐射具有一定的削弱作用，对地面具有一定的保温作用；影响太阳辐射强度最主要的因素是太阳高度角，太阳高度角越大，地面单位面积上获得的太阳辐射能量越多；大气对太阳辐射的削弱作用包括大气的吸收、反射和散射作用，地面辐射的绝大部分被近地面大气中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温，大气增温的同时也向外辐射热量，其中大部分又归还给地面，对地面起到了保温作用。解答本题的关键是明确热量的传递过程。
大气环境
第1课时 对流层大气的受热过程 学案
学习目标：了解大气的垂直分层结构，明确各层的主要特征
理解太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系，说明大气的受热过程 理解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。
学习重点：大气对太阳辐射的削弱作用和地面的保温作用 学习难点：大气对太阳辐射的削弱作用和地面的保温作用
1．大气对太阳辐射的削弱作用：主要表现为______________、________和________。
(1)选择性吸收：臭氧层中的臭氧和高层大气吸收波长较短的________光，水汽和二氧化碳吸收波长较长的________光。
(2)散射和反射：散射主要改变太阳光线的方向；云层或尘埃能反射太阳光线，云层越厚，对太阳辐射反射________。 2．地面辐射和大气辐射
(1)地面辐射：从波长看，地面辐射属于________辐射，地面辐射是____________大气增温的直接能量来源。
(2)大气辐射：大气吸收____________增温的同时，也向外辐射能量，即为大气辐射，它属于________辐射。
(3)大气逆辐射：射向________的大气辐射称为大气逆辐射，对地面起到________作用；云量越大，大气逆辐射越____。 3．影响地面辐射的主要因素
(1)纬度因素：该因素是太阳辐射强度由________向________递减的重要原因；同样性质的地表，纬度越低，太阳辐射强度越____，地面辐射越____。
(2)下垫面因素：下垫面是指________________________________________，它使世界各地地面辐射的变化并不完全与________________相一致。
(3)其他因素：以________因素的影响最大。在同纬度地区， __________________会影响到地面获得的太阳辐射的多少。
探究点一 大气的垂直分层 【探究材料】
王老师乘飞机到外地出差。在机场时还是细雨蒙蒙，起飞不久后却是晴空万里，阳光普照。
1．请分析为什么会出现这种变化？
2．为什么对流层气温随高度增加而降低，平流层气温随高度增加而增加？
3. 现在人们乘坐的大型飞机多是在平流层中飞行，为什么平流层适合于飞机飞行？
4．你知道地球大气层到底有多厚吗？
【规律总结】
如图示意大气垂直分层。读图，回答下列问题。
(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( ) A ．① B．② C ．③ D．④
(2)对短波通信具有重要意义的电离层位于( ) A ．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部 C ．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层
(3)2008年9月，我国发射的“神舟”七号飞船运行轨道所在的大气层( )
A ．气温在－50 ℃～20 ℃ B ．气温随高度增加平稳下降 C ．最低气温约为－80 ℃ D ．最高气温约为40 ℃
探究点二 对流层大气的受热过程 【探究材料】
《齐民要术》中有这样一段描述：“凡五果，花盛时遭霜，则无子。天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜。此时放火作煴(无焰的火) ，少得烟气，则免于霜矣。” 1．造成“是夜必霜”的原因是( ) A ．雨后的夜晚，气温必定很低
B ．受冷气团影响，加之晴朗夜晚，大气逆辐射弱 C ．晴朗夜晚，地面辐射减弱 D ．晴朗夜晚，地面辐射增强
2．“放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”的原因是( )
①“烟气”使大气逆辐射增强，使地面温度不至于过低 ②“烟气”的成分主要是CO 2，对地面有保温作用 ③“放火作煴”直接把地面烤热 ④“放火作煴”直接把大气熏热 A ．①② B．②③ C．③④ D．①④ 3．如果夜间多云，人们是否还需制造烟雾来防止作物冻害？为什么？ 4．请用大气受热过程原理解释新疆谚语“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”所呈现的现象。
【规律总结】
大气对太阳辐射的削弱作用
(1)图中①、②、③各表示什么辐射：
①________辐射；②________辐射；③________辐射。
(2)图中④表示大气对太阳辐射的________作用。 (3)大气能吸收地面辐射的______________%～________%，对地面起到________作用。 (4)影响图中①的强度的最主要因素是
__________，这是因为____________________
(5)地面增温主要来自图中的________，大气受热主要来自图中的________。(填代号)
【巧学速记】
1．图示法理解大气受热过程及其对地面的保温作用 如右图所示，大气的保温作用分三个过程：
(1)太阳辐射到达地面，地面吸收太阳辐射后增温，即“太阳暖大地”；
(2)地面增温后产生地面辐射(长波) ，大气强烈吸收地面辐射而增温，即“大地暖大气”；
(3)大气产生大气 辐射，它将其中很大部分返还给地面，我们称之为“大气逆辐射”。“大气逆辐射”在很大程度上弥补了地面辐射所损失的能量，从而起到了保温作用，即“大气还大地”。
2．图示法记忆地面辐射的影响因素
参考答案
课前准备区
①12 ②递减 ③最密切 ④12～50 ⑤递增 ⑥高空飞行 ⑦50 ⑧选择性吸收 ⑨散射 ⑩反射 ⑪紫外 ⑫红外 ⑬越强 ⑭长波 ⑮对流层 ⑯地面辐射 ⑰长波 ⑱地面 ⑲保温
21低纬 22两极 23大 24强 25与大气下层直接接触的地球表面 ⑳强 ○○○○○
26纬度的变化 ○27气象 ○28年日照时数的长短 ○
课堂活动区 探究点一
1．这种现象可以用降水的时空变化来解释。大致有三种可能：一是起飞时下雨，起飞以后该区域停止了下雨(时间变化) ；二是该区域地面下雨(对流层) ，高空不下雨(平流层→垂直变化) ；三是机场下雨，机场以外不下雨，即飞机离开了降水区域(水平变化) 。
2．地面是对流层大气的主要的、直接的热源，离地面越高，获得热量越少，气温越低；平流层气温基本上不受地面影响，而是靠臭氧吸收大量紫外线而增温。
3．平流层水汽含量极少。天气晴朗，能见度好，大气平稳，有利于高空飞行。
4．根据人造卫星的探测资料，在2 000～3 000千米的高空，地球大气的密度已经与星际空间的密度非常接近，这个高度可以看作是地球大气的上界。
考例探究1 (1)B (2)D (3)C [第(1)题，对流层气温随海拔增高而降低，排除④；平流层气温随海拔增高而增高，排除③；高层大气的底层气温随海拔增高而降低，上层气温随海拔增高而增高，选择B 项。第(2)题，Ⅲ层为高层大气，在该层中有若干电离层(大约80～500千米高空) ，其带电粒子会干扰无线电短波通信。第(3)题，“神舟”七号飞船的运行轨道在高层大气，依据图所示读出相关数据即可。] 探究点二
1．“天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜”，一是由于受冷空气的影响，二是晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，导致气温低，故B 选项正确。
2．“烟气”的成分主要是CO 2，它可以强烈吸收地面的红外线长波辐射，大气逆辐射增强，近地面气温较高，故A 选项正确。
3．不需要。原因是夜间多云，大气逆辐射增强，气温不会太低，霜冻出现的几率小。
4．新疆地处内陆，气候干旱，晴天多，云量少。白天大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现“午穿纱”的现象；晚上，大气的保温作用弱，地面损失热量多，近地面气温低，故有“早穿棉袄”的现象。 考例探究2 (1)太阳 地面 大气逆 (2)削弱
(3)75 95 保温
(4)太阳高度角 太阳高度角越大，单位面积地面获得的热量越多；太阳高度角越大，经过大气层的路程越短，被削弱得越少 (5)① ②
解析 由题干可知：太阳、地面、大气之间存在热量的传递，且大气对太阳辐射具有一定的削弱作用，对地面具有一定的保温作用；影响太阳辐射强度最主要的因素是太阳高度角，太阳高度角越大，地面单位面积上获得的太阳辐射能量越多；大气对太阳辐射的削弱作用包括大气的吸收、反射和散射作用，地面辐射的绝大部分被近地面大气中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温，大气增温的同时也向外辐射热量，其中大部分又归还给地面，对地面起到了保温作用。解答本题的关键是明确热量的传递过程。