第二章第二章 地球上的大气地球上的大气大气的组成大气的组成多种气体的混合物多种气体的混合物课前相关知识链接课前相关知识链接干洁空气：干洁空气：1、以氮、氧、氩为主，占大气总、以氮、氧、氩为主，占大气总体积的体积的99.96%。2、微量气体：、微量气体：有二氧化碳、氪氖、氨、甲烷、氢、有二氧化碳、氪氖、氨、甲烷、氢、一氧化碳、氙、臭氧、氡、一氧化碳、氙、臭氧、氡、水水 汽汽固体杂质固体杂质大气中悬浮着的尘埃、孢子、花粉等固态微大气中悬浮着的尘埃、孢子、花粉等固态微粒。粒。课前相关知识链接课前相关知识链接 地球大气的密度、温度、压地球大气的密度、温度、压力、组分和电磁特性等都随力、组分和电磁特性等都随高度而变化，具有多层次的高度而变化，具有多层次的结构特征。大气的密度和压结构特征。大气的密度和压力一般随高度按指数律递减；力一般随高度按指数律递减；温度、组分和电磁特性随高温度、组分和电磁特性随高度的变化不同，按各自的变度的变化不同，按各自的变化特征可分为若干层次。化特征可分为若干层次。 对流层对流层平流层平流层高层大气高层大气二、大气的垂直分层二、大气的垂直分层课前相关知识链接课前相关知识链接对流层的特点：对流层的特点：一、气温随高度升高而递减一、气温随高度升高而递减 大约每上升大约每上升100 m100 m，温度降低，温度降低0 06 6摄氏度摄氏度二、垂直方向上形成强烈对流（二、垂直方向上形成强烈对流（“对流层对流层”因此而得名）因此而得名）三、天气现象复杂多变。三、天气现象复杂多变。对流层最活跃对流层最活跃 和人类的关系最密切和人类的关系最密切 ！课前相关知识链接课前相关知识链接平流层的特点：平流层的特点：1 1、温度随高度升高而升高、温度随高度升高而升高热源来自臭氧吸收太阳光中紫外线热源来自臭氧吸收太阳光中紫外线2 2、空气水平运动占显著优势、空气水平运动占显著优势3 3、大气能见度高，、大气能见度高，利于高空飞行利于高空飞行。课前相关知识链接课前相关知识链接 高层大气的特点高层大气的特点1、气压很低，空气密度很小、气压很低，空气密度很小（20003000千米高空已非常接近行星际空间的密度）千米高空已非常接近行星际空间的密度）2、有若干电离层、有若干电离层（80500千米）千米）能反射无线电波能反射无线电波课前相关知识链接课前相关知识链接思考思考1：一天一天中中早晨气温低于中午的原因早晨气温低于中午的原因?大大气气上上界界太阳高度小太阳高度小经过的大气路程长经过的大气路程长大气削弱多大气削弱多太阳高度大太阳高度大经过的大气路程短经过的大气路程短大气削弱少大气削弱少思考思考2 ：为什么一天当中，气温最高值出为什么一天当中，气温最高值出现在午后时现在午后时一一 大气的受热过程大气的受热过程地球上的能量源泉是：地球上的能量源泉是：太阳辐射太阳辐射 读图读图了解了解：1、太阳辐射能主要集中在、太阳辐射能主要集中在哪两个部分？哪两个部分？2 2、太阳辐射为什么属于、太阳辐射为什么属于短波辐射？短波辐射？主要集中在可见光区和红外区主要集中在可见光区和红外区太阳温度高，辐射中最强太阳温度高，辐射中最强部分为可见光部分，波长短部分为可见光部分，波长短结论：太阳辐射短波辐射地面辐射长波辐射？大气的对太阳辐射的作用大气的对太阳辐射的作用 地地 面面高高层层大大气气平平流流层层对对流流层层臭氧大量吸收紫外线臭氧大量吸收紫外线二氧化碳、水汽吸收二氧化碳、水汽吸收红外线红外线（选择特性）（选择特性）思考：思考：1 1、从臭氧、从臭氧、二氧化碳和水汽的二氧化碳和水汽的吸收作用，可知大吸收作用，可知大气吸收具有什么特气吸收具有什么特性？性？2 2、为什么大气直、为什么大气直接吸收的太阳辐射接吸收的太阳辐射能量是很少的？能量是很少的？（大气对太阳辐（大气对太阳辐射中能量最强的射中能量最强的可见光吸收得很可见光吸收得很少，大部分少，大部分 可见可见光能够透过大气光能够透过大气到地面）到地面）大气对太阳辐射的反射作用：大气对太阳辐射的反射作用：参与参与 的大气成分：的大气成分：特点：特点：大气对太阳辐射的散射作用：大气对太阳辐射的散射作用：参与的大气成分：参与的大气成分：云层、尘埃云层、尘埃无选择性无选择性空气分子和微小尘埃空气分子和微小尘埃特点：特点：具有选择性具有选择性作用作用形式形式参与作用的参与作用的大气成分大气成分波长范围波长范围作用特点作用特点吸收吸收 反射反射散射散射臭氧（平流层）臭氧（平流层）水汽、二氧化碳水汽、二氧化碳（对流层）（对流层）紫外线紫外线红外线红外线吸收强烈，有选吸收强烈，有选择性，大部分可择性，大部分可见光可穿透见光可穿透云层、尘埃云层、尘埃各种波长同各种波长同样被反射样被反射无选择性，反无选择性，反射光呈白色射光呈白色空气分子、空气分子、微小尘埃微小尘埃蓝色光最蓝色光最易被散射易被散射向四面八方散向四面八方散射射 ，有选择性，有选择性大气对太阳辐射的削弱作用大气对太阳辐射的削弱作用一一 大气的受热过程大气的受热过程地球上的能量源泉是：地球上的能量源泉是：太阳辐射太阳辐射大气对太阳辐射的作用：大气对太阳辐射的作用：吸收、吸收、反射、反射、散射等，大部分太阳辐射到散射等，大部分太阳辐射到达地面达地面大气上界大气上界地面地面地面增温地面增温地地面面辐辐射射射向宇宙空射向宇宙空 间间大大气气吸吸收收1 “太阳暖大地太阳暖大地”2 “大地暖大气大地暖大气”太太阳阳辐辐射射大气吸收大气吸收地地面面吸吸收收一一 大气的受热过程大气的受热过程地球上的能量源泉是：地球上的能量源泉是：太阳辐射太阳辐射大气对太阳辐射的作用大气对太阳辐射的作用吸收、散射等，大部分太阳辐射到达地面吸收、散射等，大部分太阳辐射到达地面地面是大气的直接热源地面是大气的直接热源为什么一天当中，气温最高值出现在午后时为什么一天当中，气温最高值出现在午后时大气对地面的保温作用大气对地面的保温作用大气上界大气上界地面地面地面增温地面增温地地面面辐辐射射射向宇宙空射向宇宙空 间间大大气气吸吸收收1 “太阳暖大地太阳暖大地”3 “大气还大地大气还大地”2 “大地暖大气大地暖大气”太太阳阳辐辐射射大气吸收大气吸收地地面面吸吸收收大大气气辐辐射射大大气气逆逆辐辐射射大气通过吸收地面长波辐射保持热量大气通过吸收地面长波辐射保持热量地面通过大气的逆辐射补偿损失的热量地面通过大气的逆辐射补偿损失的热量夜间，地面辐夜间，地面辐射绝大部分热射绝大部分热量又被大气逆量又被大气逆辐射还给地面，辐射还给地面，使气温不致降使气温不致降得过低得过低 仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面仅从大气的热力作用，说明为什么地球表面温度的昼夜变化不像月球那样明显？温度的昼夜变化不像月球那样明显？月球月球夜间由于没有大气的保温效夜间由于没有大气的保温效应，月球表面辐射强烈，月应，月球表面辐射强烈，月面温度骤降，气温很低面温度骤降，气温很低白天，大气削弱了到白天，大气削弱了到达地面的太阳辐射，达地面的太阳辐射，气温不会太高气温不会太高白天，由于没有大气对太白天，由于没有大气对太阳辐射的削弱作用，月面阳辐射的削弱作用，月面温度升得很高，气温很高温度升得很高，气温很高大气大气上界上界地球地球根据所学知识解释自然现象：根据所学知识解释自然现象：1 1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为、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？什么仍是明亮的？2 2、为什么晴朗的正午天空呈蓝色，早晚呈红色？、为什么晴朗的正午天空呈蓝色，早晚呈红色？（大气对太阳辐射的散射作用）（大气对太阳辐射的散射作用）（正午太阳高度大，（正午太阳高度大，阳光阳光穿过路程短，仅蓝光被散射穿过路程短，仅蓝光被散射掉，因而天空呈蓝色；早晚阳光斜射，穿过路程长，掉，因而天空呈蓝色；早晚阳光斜射，穿过路程长，短波各色光皆被散射，剩下红光投射地面，阳光红似短波各色光皆被散射，剩下红光投射地面，阳光红似火，地平线附近的天空呈红色霞光）火，地平线附近的天空呈红色霞光）3 3、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？、在晚秋和寒冬，为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚？4 4、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？、在寒冬，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？（因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射因为晴朗的夜晚，天空少云或无云，大气逆辐射弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴弱，地面辐射的热量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）朗的夜晚地面气温很低，容易出现霜冻）（人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐（人造烟幕能增强大气逆辐射，减少夜晚地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防射损失的热量，对地面起到保温作用，所以可防御霜冻）御霜冻）5、 为什么赤道地区终年太阳高度较大，但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？它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强的原故射作用强的原故太太阳阳辐辐射射地地面面辐辐射射6 塑料大棚和玻璃温室都能够改善农业塑料大棚和玻璃温室都能够改善农业生产条件。请简要说明原因。生产条件。请简要说明原因。温室效应温室效应全球变暖全球变暖二、热力环流二、热力环流A地面高空1100hpa1060hpa单位面积上空气柱的重量500m1000mP1P2二、热力环流1、几个常用概念 A、 气压： 高度升高，气压减小A地面B、高压、低压： 同一高度上，空气密度越大，气压值越大，称为高压；密度越小，气压值越小，称为低压 同一高度（水平面）上空气由高压向低压运动BCDA地面高空1100hpa1060hpa500m1000m12C、等压面： 大气中气压值相等的点所构成的面CBP1P2P3比较比较P1、P2、P3三个高度的气压值大小三个高度的气压值大小气压值相等的点组合而成的面叫做等压面1100hpa1000hpa900hpa问题问题1： P1P2P3 2000米 等压面 3124地面 AB把1至4点按气压由高到低排序-1342高低等压面变化：高压处上凸，低压处下凹 -问题问题2：地面高空高度升高，气压减小1100hpa1060hpa1020hpa受热冷却地面冷热不均2、热力环流过程冷却ABC地面高空1100hpa1060hpa1020hpa冷却冷却热力环流受热高压低压低压低压高压高压ABC地区间冷热差异太阳辐射空气的垂直运动同一水平面的气压差异大气的水平运动热力环流根本原因能量来源2、热力环流过程受热冷却ABCD图中空气在、图中空气在、B、C、四点的流向如何？、四点的流向如何？、四点气压值由高到低排列顺序？、四点气压值由高到低排列顺序？ DABC地面高压低压高压低压高空问题问题3：GG地面A AB BC C受热受热冷却冷却冷冷却却DD1.1.高空的气压高低与地面相反高空的气压高低与地面相反空气水平运动的直接原因：水平气压差异水平气压差异地面冷热不均地面冷热不均大气垂直运动大气垂直运动同一水平面同一水平面产生气压差异产生气压差异大气水平运动大气水平运动（形成风）（形成风）大气运动的根本原因：注意：注意： 2.等压面凸起的地方是高压区，等压面下凹的地方是低压区等压面凸起的地方是高压区，等压面下凹的地方是低压区 3.3.高压、低压是针对同一水平面而言的。不同高度难比较。高压、低压是针对同一水平面而言的。不同高度难比较。D低低G高高太阳辐射对各纬度加热不均加热不均，造成高低纬度间的热量差异直直接接原原因因根根本本原原因因风风风风风风风风总结：总结：热力环流的形成过程：热力环流的形成过程：赤道赤道南极南极北极北极赤道赤道热力环流原理下：热力环流原理下：在理想状态下，在理想状态下， 地球赤道和两地球赤道和两 极间存在极间存在 的热力环流的热力环流（1 1）城市风）城市风城市郊区郊区热冷冷高低低高低高、实例 污染严重的工厂布局在城市风的下沉距离之外 应将卫星城建在城市风环流之外，避免相互污染。思考：1、城市风对城市大气环境有什么不良影响？ 城市上升的气流把污染物带到郊区，然后通过地面环流回到城市2、我们在城市建设中应采取什么样的对策？城市风城市风（2）海陆风陆地海洋白天地面吹海风（2）海陆风陆地海洋晚上海边吹陆风ABAB（3）山谷风 白天吹谷风 白天，白天，山坡山坡接受太阳光热较多，成为一只小小的接受太阳光热较多，成为一只小小的“加热炉加热炉”，空气增温较多；而空气增温较多；而山谷上空，山谷上空，同高度上的空气因离地较远，增同高度上的空气因离地较远，增温较少。于是山坡上的暖空气不断上升，并在上层从山坡流向温较少。于是山坡上的暖空气不断上升，并在上层从山坡流向谷地，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，这样便在山坡与山谷谷地，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。之间形成一个热力环流。下层风由谷底吹向山坡，称为谷风下层风由谷底吹向山坡，称为谷风。（3）山谷风 夜晚吹山风 夜间，夜间，山坡山坡上的空气受山坡辐射冷却影响，上的空气受山坡辐射冷却影响，“加热炉加热炉”变成了变成了“冷却器冷却器”，空气降温较多；而，空气降温较多；而谷地上空谷地上空，同高度的空气因离地面较，同高度的空气因离地面较远，降温较少。于是山坡上的冷空气因密度大，顺山坡流入谷地，远，降温较少。于是山坡上的冷空气因密度大，顺山坡流入谷地，谷底的空气因汇合而上升，并从上面向山顶上空流去，形成与白谷底的空气因汇合而上升，并从上面向山顶上空流去，形成与白天相反的热力环流。天相反的热力环流。下层风由山坡吹向谷地，称为山风下层风由山坡吹向谷地，称为山风谷风谷风山风山风 思考：甲村庄受到的污染，白天与思考：甲村庄受到的污染，白天与夜晚相比，何时更严重，为什么夜晚相比，何时更严重，为什么？甲村庄白天吹谷风第一节：冷热不均引起大气运动第一节：冷热不均引起大气运动一、大气的受热过程一、大气的受热过程二、热力环流二、热力环流1 1冷热不均引起的热力环流冷热不均引起的热力环流2 2等压面的弯曲方向等压面的弯曲方向3 3气压、气温、高度三者之间的关系气压、气温、高度三者之间的关系。三、大气的水平运动风 影响风形成的几个力 1、水平气压梯度力 2、地转偏向力 3、摩擦力A 热B冷高压低压地面高空（1 1）等压线：同一水平面上）等压线：同一水平面上气压相等的点连线气压相等的点连线1、形成风的直接原因水平气压梯度力同一水平面上的等压线分布（1 1）等压线：同一水平面上）等压线：同一水平面上气压相等的点连线气压相等的点连线B 高压A 低压冷热（2）气压梯度：单位距离的气压差（2）气压梯度：单位距离的气）气压梯度：单位距离的气压差压差1010101010101004(hpa)1008(hpa)1004(hpa)ABC比较下面三图的气压梯度大小:答案：C B A（百帕）100010051010水平气压梯度力方向：垂直于等压线，由高压指向低压（3）水平气压梯度力11001080106010401020(hpa)水平气压梯度力（4）对风向的影响 风向垂直于等压线，指向低压； 气压梯度力越大，风速越大 水平气压梯度力是形成风的直接原因只考虑水平气压梯度力风向AB100010051010A、B 两点哪个风速较大？ A点风速较B点大等压线图上，等压线越密集，气压梯度越大，风速越大2.高空的风（hpa）100010051010北半球地转偏向力地转偏向力A.垂直于空气的运动方向B.随物体运动速度增大而增大水平气压梯度力地转偏向力11001080106010401020(hpa)水平气压梯度力 考虑水平气压梯度力、地转偏向力 风向平行于等压线（北右南左） 存在于高空（ 高空摩擦力为0 ）地转偏向力风向北半球3、近地面的风 摩擦力：地面与空气，或不同运动状态的空气层之间相互作用而产生的阻力 方向：始终与运动方向相反 接触面越粗糙，摩擦力越大（高空摩擦力为0） （百帕）100010051010水平气压梯度力地转偏向力北半球风向地面摩擦力11001080106010401020(hpa)水平气压梯度力 考虑水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力 最终三力平衡，风向斜交等压线 发生在近地面地转偏向力风向摩擦力（北半球）、受水平气压梯度力与地转偏向力的、受水平气压梯度力与地转偏向力的影响影响风向平行与等压线风向平行与等压线(高空风高空风）、受水平气压梯度力、地转偏向力和、受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响摩擦力的影响 风向与等压线有一夹角风向与等压线有一夹角（近地面风近地面风） 只受水平气压梯度力的影响只受水平气压梯度力的影响 风向风向垂直等压线垂直等压线产生原因产生原因水平气压梯度力水平气压梯度力总结总结: :影响风向的因素影响风向的因素练习：飞机在北半球高空向西飞行，此时飞行方向左边为高压区，右边为低压区，问飞机是顺风还是逆风飞行？西东高压低压风压定律：风压定律：北半球北半球高空高空，背风而立，左侧为低压，背风而立，左侧为低压，右侧为高压右侧为高压近地面近地面，背风而立，左前方为低压，右后方为高压，背风而立，左前方为低压，右后方为高压AB北半球判断判断A和和B地的风向地的风向 下下 图图 为为 北北 半半 球球 高高 空空 气气 压压 分分 布布 图图 ,图图 中中 MN为为等高面。据图回答以下问题：等高面。据图回答以下问题：图图中中A A、B B、C C、D D、E E五五处处, ,气气压压相相等等的的是是_三三处处；气气压压最最 高的是高的是_处；气压最低的是处；气压最低的是_处。处。 在近地面在近地面, ,甲处气压比乙处甲处气压比乙处_,_,假假若若此此时时地地球球位位于于远远日日点点附附近近, ,则则甲甲、乙乙两两处处中中的的_处处位位于海洋于海洋。D、B、EAC乙处低hpa1.引起大气运动的根本原因是:A 海陆间热力差异 B 太阳风的驱动作用C 地面高度不同 D 因纬度不同造成的地面热量差异课堂练习2.产生大气水平运动的直接原因:A 水平气压梯度力 B 地转偏向力C 地面摩擦力 D 前三个力的合力3.大气运动的最简单的形式是:A 气旋和反气旋 B 风C 热力环流 D 大气环流DAC1002 hpa10061004 1008 1.1.下列冷热不均引起的大气运动模式图中，正确的是（下列冷热不均引起的大气运动模式图中，正确的是（ ） 2.2.下图为等压线分布示意图，其中表示南半球近地面风向的是下图为等压线分布示意图，其中表示南半球近地面风向的是 （ ） A B C DACD 由于城市风的出现，城区工厂排出的污染物随上升气流而上升，笼罩在城市由于城市风的出现，城区工厂排出的污染物随上升气流而上升，笼罩在城市上空，并从高空流向郊区，到达郊区后下沉。下沉气流又从近地面流回市中心，上空，并从高空流向郊区，到达郊区后下沉。下沉气流又从近地面流回市中心，并将郊区工厂排出的污染物也带回了城市，致使城市的空气污染更加严重。并将郊区工厂排出的污染物也带回了城市，致使城市的空气污染更加严重。 为了减轻城市的空气污染，在城市规划中，一定要研究城市上空的风到郊区为了减轻城市的空气污染，在城市规划中，一定要研究城市上空的风到郊区下沉的距离。一方面将污染严重的工厂布局在城市风的下沉距离之外，避免这些下沉的距离。一方面将污染严重的工厂布局在城市风的下沉距离之外，避免这些工厂排出的污染物从近地面流向城区。另一方面，应将卫星城建在城市风环流之工厂排出的污染物从近地面流向城区。另一方面，应将卫星城建在城市风环流之外，避免相互污染。外，避免相互污染。测题测题1ABCDab读下图读下图(a、b表示等压面表示等压面)，完成下列要求：，完成下列要求：(1)画出大气在水平方向和垂直方向上的运动；(2)图中所示的热力环流形成的过程是：先有 运动，再形成 运动；(3)热力环流形成的根本原因是 ； (4)A、B、C、D四处气压由高到低排列是 。垂直垂直水平水平地区间冷热不均地区间冷热不均B C D A测试测试2BAC1、对空气有污染的工厂应建设在、对空气有污染的工厂应建设在A、B、C中的中的 地地 ；2、要改善城市空气质量，最好在、要改善城市空气质量，最好在 地进行植树造林。地进行植树造林。CB