Author name: englandduck123

第二节 大气受热过程和大气运动

二、大气的受热过程

太阳辐射是地球表层最主要的能量来源。进入地球大气层的太阳辐射,有一部分被大气直接吸收。大气对太阳辐射的吸收具有选择性。臭氧和氧原子主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线,水汽和二氧化碳主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线,而太阳辐射中的可见光被吸收得很少。因此,大气直接吸收的太阳辐射只占大气层顶太阳辐射的五分之一左右,地面吸收的太阳辐射却占到大气层顶太阳辐射的二分之一左右。 地面吸收太阳辐射而增温,同时向外辐射热量。由实验得知,物体的温度越高,辐射中能量最强部分的波长越短,反之越长。由于地表的温度比太阳的温度低得多,所以地面辐射与太阳辐射相比,波长长得多,其能量主要集中在红外波段。因此,相对于太阳辐射来说,地面辐射为长波辐射。地面放出的长波辐射除少部分透过大气返回宇宙空间外,绝大部分(75%~95%)被对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收,使大气增温。所以,地面的长波辐射是低层大气主要的热量来源。大气在增温的同时,向外放出长波辐射,其中朝向地面的部分,因辐射方向与地面辐射相反,被称为大气逆辐射。大气逆辐射把热量还给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。例如,多云的夜晚气温不会太低,人造烟雾可减轻霜冻对农作物的冻害,都与大气逆辐射的保温作用有关。 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

活动

1.海陆风是近海地区风向昼夜间发生反向转变的风。读图3-19,完成相关任务。 (1)在图3-19中,分别画出白天、夜间陆地和海洋之间的大气运动方向,使之构成一个环流圈,并说明理由。 (2)我国海南岛白天多雨,夜间多晴朗。运用海陆风形成的原理,分析这一地理现象的形成原因。 (3)大湖泊周围、大江大河沿岸也会出现与海陆风相似的风的周期变化,分别称为“湖陆风”或“江(河)陆风”。赴上述地区进行考察,观察白天和夜间风向是怎么变化的,验证所学过的知识。 2.城市中心区建筑密集,地面多硬化,吸收太阳辐射多,向大气传送的热量也多。此外,城市中心区人口聚集,产业发达,人们生活、生产向大气释放的废热较多。这些因素的综合影响导致城市中心区的气温高于郊区,使城市中心区犹如一个温暖的“岛屿”,人们称之为“城市热岛”。读图3-20,完成相关任务。 (1)简述城市热岛环流的形成过程。 (2)为了减轻城市的大气污染,在城市规划时,根据城市热岛环流的特点,应怎样布局大气污染严重的工业企业? (3)城市热岛环流在微风状态下最强。以北京市为例,如果冬春季风速达5~6米/秒,夏季风速达2~3米/秒以上,则城市热岛环流被淹没而不明显。假如你是城市规划人员,又该怎么解决(2)小题的问题呢? 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

二、自然界的大气热力环流

热力环流是一种常见的自然现象。例如,在陆地与海洋之间、山坡与山谷之间都可能形成热力环流。 阅读:山谷风 山谷风是在天气晴朗的山地区域,风向昼夜间发生反向转变的风。日出后山坡受热,空气增温快,空气密度变小,但山谷上方同高度的空气增温较慢,密度仍较大。因而空气自山谷沿山坡上升,形成谷风。相反,夜间山坡辐射冷却比山谷上方同高度的空气要快,因而气温下降、空气密度增大均较山谷上方同高度空气更快,使空气沿山坡流向山谷,形成山风。由于白天山坡受热所造成的温差,比夜间辐射冷却所造成的温差要大,因此谷风的风速大于山风。谷风沿山坡上行时,常可形成山顶积云,有时甚至出现阵雨。 山区与平原之间,有时也出现山谷风特征,如北京气象台的天气预报中,常有“白天风向北转南,夜间风向南转北”的语句,这种风向昼夜相反的变化,就是北京北部山区与平原地区之间的山谷风效应所造成的。 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

一、大气热力环流的形成

太阳辐射在地球表面的差异分布,造成不同地区气温不同,并导致水平方向上各地间的气压差异,引起大气运动。大气运动有垂直运动和水平运动之分。大气的垂直运动表现为气流上升或气流下沉,大气的水平运动即是风。 由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为大气热力环流。大气热力环流是大气运动的一种最简单的形式。图3-17示意大气热力环流的形成过程。 当地面不受热时,空气没有相对上升和相对下沉运动。当A地接受热量多,B、C两地接受热量少时,A地近地面空气膨胀上升,到上空聚积,使上空空气密度增大,那里的气压比同一水平面上周围地区的气压都高,形成高气压;B、C两地空气收缩下沉,上空空气密度减小,形成低气压。于是,在上空,空气便从气压高的A地向气压低的B、C两地扩散。 在近地面,A地空气上升向外流出后,空气密度减小,气压比周围地区都低,形成低气压;B、C两地因有下沉气流,空气密度增大,形成高气压。于是,近地面的空气从B、C两地流回A地,以补充A地上升的空气,从而形成了热力环流。 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

探究

热气球是指用热空气作为浮升气体的气球。相传热气球的原型由三国时期诸葛亮(字孔明)所发明。诸葛亮被司马懿围困于阳平,无法派兵出城求救;诸葛亮算准风向,制成能在空中飘浮的纸灯笼,附上求救信息,后来终于脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。现代载人热气球由球囊、吊篮和加热装置三部分构成。球囊下端开口,下悬一只载人吊篮,用火焰加热器将热空气灌入球囊,使球囊膨胀并平稳升空。 1.想一想,载人热气球能平稳升空的原因是什么? 2.有人提供了“点蜡烛切洋葱,不流泪”的生活小窍门。 动手做一做,这是真的吗?如果是,其中的道理是什么? 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

活动

1.经纬认为,大气对地面的保温作用可分解为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还地面”三个环节。读图3-15,你认同经纬的观点吗?你是怎么理解大气对地面的保温作用的?用自己的话说一说。 2.绘示意图说明下列现象,并解释其成因。(1)月球基本上没有大气,赤道处中午高达127℃,晚上最低达-183℃。月球表面昼夜温度变化比地球表面剧烈得多。(2)深秋至次年早春季节,霜冻多出现在晴朗的夜晚。 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

二、大气对地面的保温作用

地面吸收透过大气的太阳辐射后升温,同时又持续向外(主要是向大气层)释放辐射能量,形成地面辐射。由实验得知,物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短;反之越长。由于地面的温度比太阳低得多,因此地面辐射的波长比太阳辐射要长得多,其能量主要集中在红外线部分。通常根据辐射波长的差异,将太阳辐射称为短波辐射,而将地面辐射称为长波辐射。 对流层大气中的水汽和二氧化碳等,可强烈地吸收地面辐射。地面辐射释放的能量,除极少一部分透过大气返回宇宙空间外,绝大部分(75%~95%)都被截留在对流层大气中,使大气增温。所以说,地面是对流层大气主要的直接热源。 大气吸收地面辐射增温的同时,也向外辐射能量。大气的温度比地面还低,所以大气辐射也是长波辐射。大气辐射的一部分向上射向宇宙空间,大部分向下射到地面。射向地面的大气辐射,其方向与地面辐射相反,故称为大气逆辐射。大气逆辐射又把热量归还给地面,这就在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。天空中有云,特别是有浓密的低云,或空气中湿度比较大时,大气逆辐射就会增强。 在本章第一节中,我没有弄明白“地面是对流层大气主要的直接热源”的道理,原来答案在这里! 阅读:大气热力作用的意义 地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用,既降低了白天的最高气温,又提高了夜间的最低气温,从而减小了气温日较差,使得地面因昼夜交替而导致的温度波动趋于缓和。如果没有大气的保温作用,地球表面的平均气温将会下降到-18℃,那么地球上的绝大多数生态系统将不复存在。正是大气的保温作用,才使得地球表面平均气温提高到15℃左右,形成适宜人类生存的温度环境。 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

活动

1.在日出之前(黎明)和日没以后(黄昏)的一段时间,天空仍然明亮,处于半光明状态。这段时间,既不是真正的白昼,也不是真正的黑夜,是昼夜交替的过渡时期。天文学称之为晨昏蒙影。简析晨昏蒙影形成的原因。 2.如图3-14所示,投射到地面的太阳辐射,并不能全部被地面所吸收,其中又有一部分被地面反射回宇宙空间。地面对太阳辐射的反射率大小,取决于地面的性质,如颜色、干湿状况、粗糙程度等。不同性质的地面,反射率的差异较大。读图,完成相关任务。 (1)比较不同性质地面的反射率,说一说哪些种类地面的反射率较高,哪些种类地面的反射率较低。 (2)分析地面性质与反射率之间的关系。(3)绿色植物对紫外线和可见光的吸收很强,反射很弱,而对近红外线的吸收 很弱,反射很强。议一议,根据绿色植物的反射特征,如何利用遥感技术,实时准确地监测森林、草原面积的动态变化? 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

一、大气对太阳辐射的削弱作用

太阳辐射要穿过厚厚的大气,才能到达地表。由于大气对太阳辐射的反射、散射和吸收作用,投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地表。 大气中的云层和较大颗粒的尘埃,能将投射在其上的太阳辐射的一部分,又反射回宇宙空间。云的反射作用最为显著。云层越低、越厚,云量越多,反射越强。夏季天空多云时,白天的气温相对来说不会太高,就是因为云的反射减少了到达地面的太阳辐射。 大气对太阳辐射的反射没有选择性,因而反射光呈白色。当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,太阳辐射的一部分便以这些质点为中心,向四面八方弥散,这种现象称为大气的散射。散射改变了太阳辐射的方向,使一部分太阳辐射不能到达地面。在太阳辐射的可见光中,蓝光、紫光的波长较短,容易被空气分子散射,因而晴朗的天空呈现蔚蓝色。 大气对太阳辐射的吸收具有选择性。平流层大气中的臭氧,主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等,主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的可见光却吸收得很少,大部分可见光能够透过大气射到地面上来。也就是说,大气直接吸收的太阳辐射只占一小部分,特别是对于对流层大气来说,太阳辐射不是主要的直接热源。大气对太阳辐射的反射、散射和吸收作用,削弱了到达地面的太阳辐射。到达地面的太阳辐射不是均匀分布的,而是由低纬度向两极递减。低纬度地区的太阳高度大,太阳辐射经过大气的路程短,被大气削弱得少,到达地面的太阳辐射多;两极地区的情况则相反。 下载PDF

第二节 大气受热过程和大气运动

探究

霞是日出、日落前后天空或云层上出现的彩光,由接近地平线的太阳光经大气中尘埃、水汽和空气分子散射后的剩余色光形成。日出、日落时分,太阳光经过大气的路程比正午时分长,更多的蓝光、紫光在进入我们的视野前被散射掉了,剩下主要包括红光、橙光的太阳光。 1.通常太阳越接近地平线,朝霞、晚霞的颜色就越红。观察这一自然现象,并思考其形成原因。 2.大气中所含的水汽越多,朝霞、晚霞的颜色就越红。朝霞、晚霞与天气有一定关系,如有“朝霞不出门,晚霞行千里”的谚语。观察这一自然现象,验证该谚语预报天气的可靠性,并思考其中的道理。 下载PDF

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