第二章 第三节 大气环境,一、大气的组成与垂直分层二、大气对太阳辐射的削弱作用,氮(N2),氧(O2),臭氧(O3),二氧化碳 (CO2),低层大气,干洁空气,水汽,固体杂质,天气变化的重要角色成云致雨的必要条件,生物体的基本成分,维持生物活动的必要物质,植物光合作用的原料对地面起保温作用,吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害,一、大气的组成与垂直分层,大气的组成及其作用,一、大气的组成与垂直分层,大气的垂直分层,1. 大气的上界：,2. 大气的垂直分层,20003000千米,50,120,100,80,40,20,100,-100,-50,0,0,60,高度/km,温度/,对流层,高层大气,20003000,平流层,12,特点：气温随高度的增加而递减,对流运动显著,对流层的高度因纬度而异：低纬厚，高纬薄 低纬度地区：1718千米 中纬度地区：1012千米 高纬度地区：89千米,天气现象复杂多变,同一地点，对流层夏季高，冬季低。,(1) 对流层(0-12KM),50,120,100,80,40,20,100,-100,-50,0,0,60,高度/km,温度/,对流层,高层大气,20003000,平流层,50,原因：平流层中的臭氧大量吸收太阳 紫外线而使温度升高。,臭氧层 ：2227千米,气流以平流运动为主,利于高空飞行,大气稳定天气晴朗能见度高,(2) 平流层（12KM-50KM）,特点：气温随高度增加而升高,50,120,100,80,40,20,100,-100,-50,0,0,60,高度/km,温度/,对流层,高层大气,20003000,平流层,50,12,50,120,100,80,40,20,100,-100,-50,0,0,60,高度/km,温度/,对流层,高层大气,20003000,平流层,臭氧层,85km,500km,中间层,热层,外层(散逸层),12,50,电离层,(3)高层大气,B.热层：,012KM,1250KM,随高度升高而递减,随高度升高而增加,对流运动,水平运动,与人类关系最密切,使人类免受紫外线伤害利于高空飞行,电离层利于无线电通讯,先递减后增加,50KM,二、大气对太阳辐射的削弱作用,特点：,有选择性,大气对太阳辐射中的能量最强的可见光吸收得很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上来,氧原子吸收紫外线,臭氧吸收紫外线,二氧化碳、水汽吸收红外线,1. 吸收作用：,夏季，多云的白天，气温不会,2.反射作用：,(2)特点：,(3)影响因素：,云层的密度、厚度、颗粒大小,(1)参与的大气成分：,太高,云层、颗粒较大的尘埃,无选择性,日出前的黎明、日落后的黄昏，其原因是：,阴天的天空呈现色,3.散射作用,晴朗的天空呈现色,(1)参与的大气成分：,空气分子和微小尘埃,(2)特点：,蓝光最容易被散射,一般具有选择性：,质点大时无选择性：,波长越短，散射能力越强,漫散射,蔚蓝,灰白,散射作用,水汽、二氧化碳（对流层）,紫外线,红外线,云层、尘埃,各种波长同样被反射,无选择性反射光呈白色,空气分子、微小尘埃,蓝色光最易被散射,向四面八方散射,有选择性,有选择性，大部分可见光可穿透,臭氧（平流层）,4. 影响削弱作用的因素：,(1)太阳高度,(纬度因素),(2)下垫面:,(3)海拔,(4)天气状况:,太阳高度愈大,等量的太阳辐射在地表分布的面积愈小,光热愈集中,同时太阳辐射经过大气的路程愈短,被大气削弱得愈少。,4. 影响削弱作用的因素：,(1)太阳高度,(纬度因素),大气中云雾越多，尘埃越多，对太阳辐射的削弱就越多，到达地面的太阳辐射越少,海拔越高，大气越稀薄，对太阳辐射的削弱就越少，到达地面的太阳辐射越多。,4. 影响削弱作用的因素：,(1)太阳高度,(纬度因素),(2)下垫面:,下垫面性质不同对太阳辐射的反射率不同。,(见P46图),(3)海拔：,(4)天气状况:,大气反射,大气散射,地面反射,大气吸收,地面增温,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,1.地面辐射,地面吸收太阳辐射，温度增高，同时地面又把热量向外辐射。,(3)地面辐射是红外线长波辐射,(1)概念：,对流层大气中的水汽和二氧化碳大量吸收地面红外线长波辐射，地面放出的热量绝大部分保存在大气中。,(2)方向：,向上,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,大气反射,大气散射,地面反射,大气吸收,地面增温,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,射向宇宙空间,大气吸收,1.地面辐射,(3)大气辐射是红外线长波辐射,(1)概念：,(2)方向,向上：,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,2. 大气辐射,大气吸收地面红外线长波辐射，温度增高，同时又把热量向外辐射称为大气辐射。,射向宇宙空间,向下：,射向地面,(大气逆辐射),大气反射,大气散射,地面反射,大气吸收,地面增温,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,射向宇宙空间,大气吸收,射向地面,云层越厚、云量越多，大气逆辐射越强，保温作用越好。,1.地面辐射,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,2. 大气辐射,3. 大气逆辐射,(1) 大气逆辐射把热量还给地面,保温作用,(2) 影响因素:,云,大气反射,大气散射,地面反射,大气吸收,地面增温,二、大气的热力作用,大气对太阳辐射的削弱作用,大气对地面的保温作用,射向宇宙空间,大气吸收,射向地面,“太阳暖大地”,“大气还大地”,“大地暖大气”,昼 夜 温差小,保温作用_了夜间的最低气温.,削弱作用与保温作用的意义,削弱作用_了白天的最高气温.,降低,提高,有利于生物生存和发展,玻璃温室效应示意,根据所学知识解释自然现象： 1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为什么仍是明亮的？ 2、为什么白天多云，气温比晴天低，夜间多云，气温又比晴天高？ 3、为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？ 4、为什么晴朗的正午天空呈蓝色？ 5、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？ 6、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？ 7、某地昨天为晴朗的天气，今天为多云的天气，仅从大气的热力作用分析，哪一个气温日较差小？为什么？,（大气对太阳辐射的散射作用）,（白天云层具有很强的反射作用）（夜间云层可以增强大气逆辐射）,（赤道地区地面热,空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强）,（因为蓝色光最容易被散射）,（晴朗的夜晚大气逆辐射弱，地面热量散失多.）,（人造烟幕能增强大气逆辐射，加强对地面的保温作用）.,（今天。多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，气温不会太高; 夜晚，大气逆辐射作用强，气温不会太低）,三、大气运动,热力环流,空气的水平运动,风,(最简单的大气运动形式),大气环流,(全球性有规律的大气运动形式),A,B,C,热,冷,冷,低,低,低,高,高,高,形成:,三、大气运动,热力环流,太阳辐射对各纬度加热的不均匀,地区间冷热不均,大气的垂直运动,同一水平面上气压的差异,空气的水平运动(风),根本原因,直接原因,A,B,C,热,冷,冷,低,低,低,高,高,高,A,B,ABBA,比较A、 A、B、 B四点气压的高低。,垂直方向上，海拔越高，气压越低,常见的热力环流（1）,城市热岛效应,常见的热力环流（2）,山谷风,海 陆,海 陆,海陆风,山谷或盆地地区多夜雨,1、水平气压梯度和水平气压梯度力,风,同一水平面上单位距离间的气压差,三、大气运动,热力环流,空气的水平运动,水平气压梯度力：,水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高压区流向低压区的力，叫水平气压梯度力。,(百帕) 100610081010,F1,水平气压梯度力,a. 垂直于等压线,b. 由高压指向低压,A.概念:,B.特点:,水平气压梯度：,1、水平气压梯度和水平气压梯度力,风,三、大气运动,热力环流,空气的水平运动,2、风向的偏转（以北半球为例）,受水平气压梯度力作用：,风向垂直于等压线,受气压梯度力和地转偏向力共同作用：,F1,水平气压梯度力,F2,地转偏向力,风向,风向平行于等压线,(适用于高空),受气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同作用：,水平气压梯度力,风向,地转偏向力,摩擦力,风向与等压线斜交,三、大气运动,热力环流,空气的水平运动,风,(最简单的大气运动形式),大气环流,具有全球性的有规律的大气运动形式。,大气环流的形成,理想状态下赤道和极地间的热力环流,假设条件：,地表均匀、平坦太阳永远直射赤道地球不自转,低,高,低,高,高,低,单圈环流（赤道与极地之间的闭合环流）,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,大气环流的形成,理想状态下赤道和极地间的热力环流,（单圈环流）,三圈环流,假设条件：,地表均匀、平坦太阳永远直射赤道,（以北半球为例）,赤道低压带,副极地低压带,副热带高压带,中纬西风带,极地东风带,极地高压带,三圈环流,极锋,东北信风带,赤道低压带,副极地低压带,副热带高压带,东南信风带,中纬西风带,极地东风带,极地高压带,30S,0,60S,90S,三圈环流,极锋,赤道低压带,副极地低压带,副热带高压带,副极地低压带,副热带高压带,东南信风带,中纬西风带,极地东风带,东北信风带,中纬西风带,极地东风带,90S,30S,60S,0,60N,30N,90N,极地高压带,极地高压带,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,大气环流的形成,理想状态下赤道和极地间的热力环流,（单圈环流）,三圈环流,气压带、风带的分布及其移动,全球共有六个风带，对称赤道分布,风向东西方向相 同，南北方向相反；,全球共有七个气压带，对称赤道分布，且高低相间；,气压带和风带的移动方向是跟太阳直射点的移动方向一致的。就北半球而言，夏季北移，冬季南移。,三、大气运动,热力环流,(最简单的大气运动形式),空气的水平运动,大气环流,大气环流的形成,理想状态下赤道和极地间的热力环流,（单圈环流）,三圈环流,气压带、风带的分布及其移动,气压带、风带对气候的影响,（P52）读图232、233，填表：,表一：,赤道附近,南北纬30附近,南北纬60附近,南北纬90附近,热力原因,热力原因,动力原因,动力原因,上升,上升,下沉,下沉,湿热,干热,温湿,干冷,表二：,赤道低压带至副热带高压带之间,东北风,东南风,干热,副热带高压带至副极地低压带之间,西南风,西北风,温湿,副极地低压带至极地高压带之间,