大氣的熱力狀況.doc

2.2大氣的熱力狀況教學(xué)目標(biāo)：知識與技能目標(biāo)：理解大氣對太陽輻射的削弱作用和大氣的溫室效應(yīng)。過程與方法目標(biāo)：運用所學(xué)知識分析、理解生活中相關(guān)的地理現(xiàn)象。情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：把理論知識同生活實際相聯(lián)系。教學(xué)重難點：重點：大氣對太陽輻射的熱力作用中的削弱作用和保溫作用。難點:大氣的溫室效應(yīng)的過程分析。教學(xué)方法：設(shè)問、啟發(fā)、圖解分析方法教具準(zhǔn)備：板圖、相關(guān)知識的課外資料教學(xué)過程：【導(dǎo)入新課】在我們的生活中，我們看到很多的自然現(xiàn)象，如：交通路口及汽車的剎車燈為什么用紅綠燈呢？而不用其他的顏色。雨后的晴空呈現(xiàn)蔚藍色？北方的深秋初燃燒煙霧來防止霜凍？等等一系列現(xiàn)象用什么知識來解釋呢？通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，就可以解釋這些現(xiàn)象?！局v授新課】太陽時以源源不斷的以電磁波的形式向四周放射能力，太陽輻射及能到達地球，也能夠同時到達月球，地球上的晝夜溫差只有幾十度，而月球表面的晝夜溫差達到300多。地球上的晝夜溫差小于月球晝夜溫差，原因就在于地球上有大氣存在，大氣對太陽輻射具有削弱作用和保溫作用，而月球沒有大氣的保溫。這就是大氣的熱力作用。一、大氣的熱力作用太陽輻射能的波長有所不同，如:“圖2.3太陽輻射的波長范圍”可以看出由：紫外區(qū)、可見光區(qū)、紅外區(qū)三部分組成，波長為0.154um間，其中，人類肉眼可見的光線集中在0.4-0.76um之間的可見光區(qū)，集中太陽輻射能的50（由七中顏色組成）。紅光以外叫紅外區(qū)占太陽輻射能的43，紫光以外叫紫外區(qū)占太陽輻射能的7。紅外區(qū)、紫外區(qū)輻射能弱，肉眼難以看見。（一）、大氣對太陽輻射削弱作用問：為什么大氣中的O3層被譽為“地球生命的保護傘”？（O3吸收紫外線）1、吸收作用太陽輻射進入大氣，大氣平流層中的O3吸收了紫外線，對流層中的H2O，CO2吸收了紅外線，只有可見光能夠透過大氣到達地面，大氣對于可見光來時是透明的。由于紫外線和紅外線大部分都被吸收了，所有到達地球的只有可見光。所以吸收作用具有選擇性。問：重慶是我國的三大“火爐”之一，每當(dāng)酷熱難耐，你們常常希望出現(xiàn)怎樣的天氣？（陰雨天氣，夏天陰雨天氣要比晴天溫度要低呢？）2、反射作用大氣中顆粒較大的塵埃和云層都能將太陽輻射中的大部分可見光反射會宇宙空間，所以反射無選擇性。問：反射作用的強弱主要取決于什么因素？不同高度、云層厚度、形狀的不同，反射率不同。因此。通過反射大大削弱了太陽輻射到達地面。所以多云的白天氣溫低于晴天的原因。（過度）（過度）太陽位于地平線下，但是天空已經(jīng)明亮；太陽未照射進教室，但教室依舊明亮，這是什么原因造成的呢？3、散射作用請看到圖2.4，太陽輻射在大氣中遇到空氣分子和較小的塵埃時，一部分能量便以這些質(zhì)點為中心向四周散射，使一部分太陽輻射不能到達地面，散射就是將可見光中波長較短的藍、紫光散射到宇宙空間，所以散射具有選擇性。故，雨后的晴空呈現(xiàn)蔚藍色；波長較長的紅光和橙光難以散射，所以這些沒有散射的光照射到云層上，我們看見旭日和晚霞呈現(xiàn)橙紅色?！凹t綠燈：作為交通信號燈，剎車燈為什么都是紅色？（紅光波長長，難以散射，穿透力強，更醒目）顆粒較大的塵埃散射時無選擇性，所以陰天天空呈現(xiàn)灰白色。綜合上述，太陽輻射通過到達地面，大氣削弱了紅外線、紫外線、可見光中波長較短的部分，但是大部分見光都能夠到達地面，其中反射作用削弱最強。問：一天早上的氣溫往往低于正午，根據(jù)圖2.5分析原因？A:太陽高度不同，單位面積獲得太陽輻射能不同。B:太陽高度不同，陽光經(jīng)歷大氣的路程不同，削弱不同。（過度）有云的白天溫度不會太高，有云的夜晚溫度不會太低；地球白天溫度低于月球溫度，夜間月球降至-180，地球比其溫度高許多是什么原因呢？這就是大氣熱力作用的另外一種形式：大氣的溫室效應(yīng)。（二）、大氣的溫室效應(yīng)實驗證明，所有物體都有輻射，包括人體等。物體的溫度越高，其中輻射就越強，波長就越短，反之就越長。地表溫度低于太陽溫度，故地面輻射波長比太陽輻射波長要長的多，其能量主要集中在紅外線部分，對太陽而言，大氣和地面輻射叫紅外長波輻射。太陽輻射地面輻射大氣輻射 大氣逆輻射地球大氣對太陽短波輻射幾乎是透明的，大部分短波輻射能夠到達地面，使地面增溫，同時地面以長波輻射把能量傳給大氣，大氣中的H2O和CO2對短波輻射吸收能力差，但對地面長波輻射吸收能力將強（75-90），而水汽和二氧化碳主要集中分布在對流層，故對流層的主要熱源來自地面，這就印證了“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”的原因。大氣吸收容量增溫同時，把能量以大氣長波輻射形式向四周放射，其中少部分能量射向宇宙空間，大部分能量向下還給地面，方向與地面輻射相反，稱：“大氣逆輻射”。這就是一定程度補償給地面損失的熱量，對地面起到保溫作用，故天空有云使得大氣逆輻射加強，所以有云的夜晚溫度不會太低，人們把大氣的這種作用稱：“大氣的溫室效應(yīng)”。練習(xí)：為什么一天中氣溫最高出現(xiàn)在正午后14時，而不是太陽輻射最強的12時。解析：因為各種能量的傳遞需要一定的過程，所以地面輻射較強。我們來分析一下各種輻射的相互關(guān)系：太陽地面大氣宇宙空間太陽輻射地面輻射地面輻射保溫作用大氣逆輻射大氣輻射大氣的削弱作用溫室效應(yīng)原理，通過熱力作用分析，大氣對短波輻射是透明體，能使地面增溫（太陽暖大地），大氣對地面長波輻射是隔熱層，把放射出的熱量大部分截留在大氣（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）?！岸滩ㄟM的來，長波出不去”。問：深秋寒冬，為什么霜凍出現(xiàn)在晴朗的夜晚？ 大氣逆輻射弱，地面溫度低，保溫作用不強。2.問：為什么人造煙霧能防止霜凍？人為增強大氣逆輻射，使溫度升高。3. 問：為什么地表溫差不如月球那樣劇烈？白天大氣削弱到達地面的太陽輻射，夜間大氣逆輻射補償了損失的熱量。大氣熱力作用的意義大氣對太陽輻射的削弱作用合保溫作用，降低了白晝溫度，提高了夜間溫度，減少了晝夜溫差。溫室效應(yīng)把地球平均溫度提高到了15，從而適宜地球生物的生存。二、全球的熱量平衡就平均狀況而言，地球的收入與支出的熱量相等，即熱量收支平衡，全球氣溫較穩(wěn)定。但由于人類活動不斷向大氣排放CO2，加大了溫室效應(yīng)失去了熱量收支平衡，導(dǎo)