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大氣的熱力狀況
課前導(dǎo)航  美國宇宙飛船“阿波羅號”已經(jīng)把幾批宇航員送上月球,，但宇航員只能在月球表面停留很短的時間，就必須踏上返回地球的路程。因為月球上白天和夜晚的溫度變化特別大,，白天可達127℃,，比燒開的水還熱,；夜晚降到零下183℃,，比最冷的冬天還冷得多。為什么會這樣呢,？那我們地球上為什么沒有這種現(xiàn)象,？當然這跟地球的自轉(zhuǎn)速度較月球快有關(guān),，但還有一個原因就是地球上大氣的熱力作用。 知識精析 1． 大氣對太陽輻射的削弱作用
【例1】下列關(guān)于大氣對太陽輻射削弱作用的敘述,，不正確的是 A．日出前的黎明和日落后的黃昏，天空仍然明亮是由于大氣的散射作用 B．大氣對太陽輻射的吸收,、反射,、散射作用都有選擇性 C．夏季天空多云時,，白天不會太熱是由于大氣的反射作用 D．赤道地區(qū)太陽輻射強的主要原因之一是太陽高度角大 【解析】黎明、黃昏時,，太陽雖然在地平線以下,，但太陽輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時，發(fā)生散射作用,，因而,，雖見不到太陽直接照射的光，但能見到散射光,，所以天空仍然明亮,；太陽輻射經(jīng)過大氣時，大氣中的水汽,、臭氧,、二氧化碳和固體雜質(zhì)對太陽輻射有明顯吸收作用，不同成分吸收的波長范圍也不同,，所以通常稱為選擇性吸收,；反射則沒有選擇性，所以反射光為白色,；當散射作用的質(zhì)點是空氣分子或微小塵埃時,，散射是有選擇性的，波長越短,，散射能力越強,；多云的白天氣溫低，主要是由于水汽多,，反射作用強,，大氣對太陽輻射的削弱作用強，到達地面的太陽輻射少,；太陽高度角越大,，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少,，到達地面的越多,。 【答案】B 2．地面溫度與其輻射波長的關(guān)系 物體溫度越高，輻射中最強部分的波長越短,；反之則越長,。太陽輻射為短波輻射，地面輻射和大氣輻射則為長波輻射,。 3．大氣的溫室效應(yīng) ①地面吸收太陽輻射而增溫,；②地面把獲得的熱量以地面長波輻射的形式向外輻射；③大氣吸收地面長波輻射,，也向外輻射能量,；④射向地面的大氣逆輻射補償?shù)孛鎿p失的熱量,，對地面起到保溫作用。  4．大氣熱力作用對地表溫度的影響如圖9－2所示 【例2】下列現(xiàn)象體現(xiàn)大氣對地面保溫作用的是 A．白天多云,，氣溫比晴天低B．深秋至第二年早春季節(jié),，霜凍多出現(xiàn)在多云的夜里 C．城市比郊區(qū)氣溫高 D．多云的夜晚通常比晴朗的夜晚溫暖一些 【解析】A現(xiàn)象是云層的反射作用所致。因為霜凍多出現(xiàn)在晴朗的夜里,，而不是多雨的夜晚,。城市的廢熱直接增暖大氣，產(chǎn)生“熱島效應(yīng)”,，而非保溫作用,。多云的夜晚大氣逆輻射強，氣溫偏高,。  【答案】D 5．氣溫日變化和年變化 日出以后,，隨著太陽高度角的逐漸增大，太陽輻射不斷增強,，地面獲得的熱量不斷升高,，地面輻射不斷加強。大氣吸收地面輻射,，氣溫也跟著不斷上升。一天中的最高氣溫并不出現(xiàn)在正午12時,，而出現(xiàn)在午后2時左右,。這是因為正午過后，太陽輻射雖已開始減弱,，但地面獲得太陽輻射的熱量繼續(xù)增多,，地面溫度繼續(xù)升高，隨著太陽輻射的進一步減弱,，地面獲得太陽輻射的熱量仍比地面輻射失去的熱量多,，地面儲存的熱量繼續(xù)增多，地面溫度繼續(xù)升高,，地面輻射繼續(xù)增強,，氣溫也繼續(xù)升高。隨著太陽輻射的進一步減弱,，地面獲得的太陽輻射的熱量開始少于地面輻射失去的熱量時,，也就是當?shù)孛鏌崃坑捎噢D(zhuǎn)為虧損的時刻，地面溫度達到最高值,。地面再通過輻射,、對流、湍流等方式將熱量傳給大氣,，還需要一個過程,，因此午后2時左右,，氣溫才達到最高值。隨后,，太陽輻射繼續(xù)減弱,，地面熱量繼續(xù)虧損，地面溫度不斷降低,，輻射不斷減弱,，氣溫隨之不斷下降，至日出前后,，氣溫達最低值,。 同樣的道理，由于地面吸收,、儲存,、傳遞熱量的原因，氣溫在一年中的最高,、最低值,，也并不出現(xiàn)在輻射最強、最弱的月份,，而是有所滯后,，具體如下表。
【例3】下圖表示我國北方某地陰天和晴天時氣溫日變化示意圖,，讀后回答：  (1)AB兩條曲線中,，表示晴天的氣溫曲線是 ,。 (2)白天陰天,，氣溫比晴天時 ，這是由于 ,。 (3)夜晚陰天，氣溫比晴天時 ,，這是由于 。 (4)霜凍多出現(xiàn)在晴天的夜里,，這是由于 ,。 【解析】本題通過氣溫日變化主要考查大氣熱力作用的兩方面：大氣對太陽輻射的削弱作用和大氣保溫效應(yīng),。A,、B兩曲線中,，晝夜溫差大的是晴天的氣溫曲線,。這是因為白天陰天，云層把大部分太陽輻射反射掉,，所以氣溫低。夜晚陰天云層的大氣逆輻射作用強,，保溫作用好,，所以氣溫比晴天高。因此陰天時晝夜溫差小,。 同理,，晴天夜晚云量少，大氣逆輻射弱,，降溫幅度大,，因而常發(fā)生霜凍。解答本組題的關(guān)鍵是明確白天氣溫高低取決于云層的反射作用,，夜晚則取決于大氣逆輻射強弱。 【答案】⑴A?、频汀≡茖臃瓷涮栞椛鋸姟、歉摺〈髿饽孑椛鋸姟,、惹缣煲归g大氣逆輻射弱,，地面降溫幅度大 6．全球氣溫的一般分布規(guī)律 (1)氣溫從低緯向高緯遞減。太陽輻射是地面熱量的根本來源,，并由低緯向高緯遞減,。受太陽輻射、大氣運動,、地面狀況等因素影響,，等溫線并不完全與緯線平行。 (2)南半球的等溫線比北半球平直,。南半球物理性質(zhì)比較均一的海洋比北半球廣闊,，于是氣溫變化和緩,。 (3)北半球一月份大陸等溫線向南(低緯)凸出，海洋上則向北(高緯)凸出,；7月份正好相反,。在同一緯度上，冬季大陸比海洋冷,，夏季大陸比海洋熱,。 (4)7月份,，世界最熱的地方是北緯20?～30?大陸上的沙漠地區(qū),，撒哈拉沙漠是全球炎熱中心,；1月份,，西伯利亞是全球的寒冷中心,，世界極端最低氣溫出現(xiàn)在南極洲大陸上,。 氣溫的水平分布規(guī)律通過等溫線分布圖反映，如果地球是一個均一的表面,，則等溫線與緯線大致平行，氣溫從低緯向高緯遞減,。但由于氣溫除受緯度、太陽輻射的影響之外,，還受到大氣運動,、地面狀況等因素的制約,，所以等溫線要發(fā)生彎曲而不與緯線完全平行,。只要等溫線發(fā)生了彎曲,，就說明該地氣溫受到了大氣環(huán)流,、海陸分布,、洋流,、地形起伏等因素的一個或幾個的影響,，就要從這幾個因素入手進行分析,，以便找出原因。  等溫線模式圖的解題思路 (1)據(jù)等溫線分布情況判斷南,、北半球 (因為溫度由低緯向高緯遞減,，故從南向北溫度下降的為北半球,，反之為南半球,。) (2)據(jù)等溫線分布情況判斷時間或海陸位置  由于海陸熱力性質(zhì)差異，相同緯度的海陸上,，冬季,，大陸比海洋冷；夏季,，大陸比海洋熱,。 因此北半球，1月份大陸上等溫線向南(低緯)凸出,，海洋上向北(高緯)凸出,，7月份正相反,。 南半球與北半球相反,。 (相同月份時間,，南北半球海洋或陸地上等溫線的彎曲方向是一致的) (3)據(jù)等溫線分布情況,，可確定洋流性質(zhì) 海洋中等溫線凸或凹的方向,，即為洋流的流向。 (4)等溫線分布情況,，可確定地勢起伏,。 (5)等溫線彎曲分布規(guī)律：“高高低低”規(guī)律 【例4】讀某地等溫線分布圖,，回答下列問題：  (1)這是北半球圖還是南半球圖?為什么? (2)在同一緯度的A,、B兩地,，出現(xiàn)氣溫高低不同，如果同在海洋上,，A,、B兩地受什么因素影響? (3)若A,、B均在大陸上,，二者在地形上有何不同?假使A地海拔為200米,，氣溫比B地高0．6℃,，B地海拔應(yīng)為多少? 【解析】本題是一道綜合能力考查題,，重點考查學(xué)生對等溫線的分析判讀能力和計算能力。 根據(jù)等溫線數(shù)值的遞變,，可判讀出此圖為北半球圖,；造成等溫線彎曲的因素有海陸熱力性質(zhì)差異及洋流等,，由于A,、B位于海洋上,，因而造成同緯度的A,、B兩地溫度差異的原因只能是洋流,，據(jù)等溫線的彎曲狀況可見A地溫度高于B地,，因而A地應(yīng)有暖流經(jīng)過,，而B地則有寒流經(jīng)過,；位于陸地上的A,、B兩地,，由于A地溫度高,，說明地勢低,；了解了氣溫隨高度的變化規(guī)律,，余下的問題就不難解決了,。  【答案】 (1)北半球 由北向南,，氣溫逐漸升高 (2)A處受暖流影響 B處受寒流影響 (3)A地勢低,，B地勢高 B地為300米 圖表解讀 1．圖9－3 “各種太陽輻射的波長范圍圖”展示了太陽輻射能量分布在三個光區(qū),，紫外區(qū),、可見光區(qū)和紅外區(qū),。紫外區(qū)波長最短，能量分布最少,，可見光區(qū)波長居中,，集中在0．4－0.76μm之間，能量占太陽輻射能的50%左右,，所以太陽輻射能主要集中在可見光區(qū),。紅外區(qū)波長較長,，能量較可見光區(qū)少,，較紫外區(qū)大,?？梢娞栞椛洳ㄩL較短,，為短波輻射,。  【練1】圖9－4是近地面（虛線）和大氣上界（實線）太陽輻射波長分布示意圖,，讀圖回答下列問題⑴－⑵： (1)人類大量使用冰箱,、冰柜,，并向大氣 排放氟氯烴,，會使 A．A部分增大 B．A部分縮小 C．B部分增大 D．B部分縮小 (2) 人類大量使用礦物燃料,，會使 A．A部分增大 B．A部分縮小 C．C部分增大 D．C部分縮小 【答案】(1) B (2)C 2．圖9－5是太陽高度與太陽輻射經(jīng)過大氣路程長  短的關(guān)系圖,，展示了太陽高度越大的地區(qū)，太陽輻射經(jīng)過的大氣路徑越短,，被大氣削弱得越少,，到達地面的輻射就越多,。反之太陽高度越小的地區(qū),，太陽輻射經(jīng)過的大氣路徑越長，被大氣削弱得越多,，最后到達地面的太陽輻射反而越少,。這即是太陽輻射由低緯向高緯地區(qū)遞減的原因之一,，也是早晨地面所獲得的太陽輻射較中午少的原因。【練2】讀圖9－6,，判斷下列敘述正確的是 ①太陽高度角越大,，等量太陽輻射散布的面積越大,，地  面單位面積獲得的太陽輻射熱量多 ②太陽高度越大，等量太陽輻射散布的面積越小,，地面單位面積獲得的太陽輻射熱量多 ③太陽高度角越大,，太陽輻射經(jīng)過大氣的路程越短，到達地面的太陽輻射強度越大 ④太陽高度的大小與太陽輻射經(jīng)過大氣的路程長度成正比 A．①② B．①④ C．③④ D．②③ 【答案】 D 圖9－7是大氣的保溫效應(yīng)圖,。該圖展示了(1)太陽輻射經(jīng)過大氣層到達地面,，被地面吸收后，又以輻射的形式向外散失熱量,，其中只有極小部分射向宇宙空間,，絕大部分留在大氣中。保留在大氣中的地面輻射被大氣吸收,，大氣吸熱后以輻射形式向外散失熱量，其中只有極小部分射向宇宙空間,，絕大部分射向地面,，因與地面輻射方向相反,，稱為大氣逆輻射,，大氣逆輻射使地面實際損失的熱量減少,，對地面起到保溫作用，稱為大氣的保溫效應(yīng),。 【練3】讀圖9－8,，回答： (1)從圖中可以看出，大氣對 的短波輻射幾乎是透明的,，大部分短波輻射能夠透過大氣照射到 上,，使其增溫。 (2)大氣對 輻射卻是隔熱層,，把地面輻射放出的熱量大部分截留在 中,。 (3)大氣通過 又把熱量還給地面，這就在一定程度上補償了 損失的熱量,，起到了 作用,。 (4)①、②,、③三種輻射分別是 ,、 、 ,。 (5)大氣中的 增多,，可使大氣逆輻射增強，從而導(dǎo)致全球變暖,，進而導(dǎo)致海平面 ,。 【答案】(1)太陽 地面 (2)地面 大氣 (3)大氣逆輻射 地面 保溫 (4)太陽輻射 地面輻射 大氣逆輻射(5)C02 上升 課后練習(xí) 一,、 單項選擇題： “春天孩兒面，一日三朝變”,。請參閱今年3月1日至17日上海地區(qū)氣溫曲線圖,，回答1－5題。 1．圖中最低氣溫出現(xiàn)的日期是17天中的 A．7日 B．10日 C．12日 D．17日 2．下列4天中,，氣溫日較差最大的一天是 A．3日 B．6日 C．11日 D．16日 3．從3月17日起,，再過10天，下列城市中白天最長的是 A．上海 B．北京 C．廣州 D．哈爾濱 4．下列4天中,，北京某地（40°N）測出正午太陽高度角最接近50°的一天是 A．3月4日 B．3月8日 C．3月13日 D．3月17日 5．造成初春氣溫驟變的原因，除冷暖氣流的影響外,，云對氣溫高低也有一定的影響,。以下關(guān)于云對氣溫影響的正確敘述是 ①白天多云,，云對太陽輻射的反射作用,，造成地面氣溫不太高 ②白天多云，云對太陽輻射的吸收作用,，造成地面氣溫升得更高 ③夜晚多云,，云對地面起保溫作用,，使地面氣溫比無云時高 ④夜晚多云,，云將地面熱量傳到太空中,，使地面氣溫比無云時更低 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 讀“某地區(qū)等溫線示意圖”，解答6－8題,。 6．該地區(qū)所在半球及當?shù)丶竟?jié)為。 A．北半球 夏季 B．北半球 冬季 C．南半球 冬季 D．南半球 夏季 7．下列說法正確的是,。 A．P處在10℃以下 B．P處在10℃以上 C．P處地勢低洼 D．P處周圍廣泛分布熱帶雨林． 8．Q地與北京氣候相比較，一年中,。 A．兩地都雨熱同期 B．Q地氣溫較高的月份,，北京的氣溫也較高 C．Q地受高壓控制的季節(jié),，北京盛行偏南風 D．Q地降水較多的月份,，北京降水也較多 讀下圖,，回答9－11題。 9．在圖中箭頭所示輻射中,，屬于短波輻射的是 A．箭頭a B．箭頭b C．箭頭c D．箭頭d 10．對地面起保溫作用的是 A．箭頭a表示的輻射 B．箭頭b表示的輻射 C．箭頭c表示輻射 D．箭頭d表示的輻射 11．當大氣中的云量和水汽含量增加時 ①箭頭f可能增強 ②箭頭e可能增強 ③箭頭c可能增強 ④箭頭a可能增強 A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③ 讀“某地1月等溫線分布圖”據(jù)此回答12－13題,。 12．造成圖中M、N兩處等溫線發(fā)生明顯彎曲的主要因素分別是 A．沿岸寒流，高原地形 B．沿岸寒流,，山地地形 C．沿岸暖流,，高原地形 D．沿岸暖流,，山地地形 13．若只考慮海陸分布因素，圖中a 處氣溫最有可能為 A．0℃ B．－5℃ C．－6℃ D．3℃ 讀太陽輻射光譜穿過大氣時的變化示意圖,，完成14－15題： 14．圖示①～④條曲線中最接近某地地表太陽輻射強度的是 A．① B．② C．③ D．④ 15．曲線③變?yōu)棰艿闹饕蚴?br> A．臭氧吸收 B．云層和塵埃反射 C．二氧化碳和水分子吸收 D．空氣分子和微小塵埃散射 圖1中①②③④分別表示四條等溫線,，據(jù)此回答16-17題。 16．其中表示7月份等溫線的是 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 17．當氣溫分布狀況如圖中④曲線時,，下列敘述正確的是 A．北京坐北朝南的房屋正午陽光照射面積最小 B．恒河下游地區(qū)泛濫成災(zāi) C．我國南極中山考察站可能有極晝現(xiàn)象 D．澳大利亞混合農(nóng)業(yè)區(qū)忙于小麥播種 二,、綜合題： 18．讀圖9－9分析回答下列問題： (1)圖中箭頭①表示大氣對太陽輻射具有 作用,。 (2)圖中箭頭②說明大氣對地面具有 作用,。 (3)圖中A比無云時大氣溫度較 ,，主要原因是 。 (4)圖中B比無云時大溫度較 ,，主要原因是 ,。 (5)由此說明地球上存在生命的條件之一是 ,。 答案：⑴反射（削弱）?、票亍?(3)低 大氣對太陽輻射的削弱作用，減少了到達地面的太陽輻射 (4)高 大氣逆輻射 (5)地球表面厚厚的大氣層,，使地球表面晝夜溫差不致太大 19．讀圖9－10(橫坐標表示輻射強度,，縱坐標表示緯度)，回答： (1)使大氣增溫熱量根本來源是 輻射,，直接來源是 輻射,。 (2)一年中，地球上太陽輻射強度在4以上的緯度大約是 之間,，原因是 。 (4)就全球而言,，不會出現(xiàn)熱量盈余部分越來越熱,，熱量虧損部分越來越冷的現(xiàn)象，主要是因為 和 使得不同緯度地區(qū)達到 ,。 答案：(1)太陽 地面 (2)南北緯30? 在此范圍內(nèi),，全年太陽高度角較大,，所以太陽輻射強度大 (3) 略 (4)大氣運動 熱量轉(zhuǎn)換 熱量平衡 20．讀“兩幅等溫線圖”,，回答下列問題,。 (1)圖A中曲線沿 方向延伸，影響氣溫分布的主要因素是 ,。由圖中溫度分析,，該地正值 季,。圖示東部等溫線向東北方向延伸,，說明受 影響較大，圖示西部等溫線向西南方向延伸，是受 因素的影響,。 (2)分析圖B中等溫線分布特點，并解釋成因,。 答案：(1)東西 太陽輻射 冬 海陸位置 地形 (2)等溫線密集,，并大體沿東西方向延伸，受山脈東西走向影響,。等溫線沿東西方向延伸,；受山脈垂直差異的影響大，等溫線密集,。 解析：第(1)題,，圖中等溫線沿東西方向延伸，說明緯度是主要影響因素,；又從圖示緯度在回歸線附近,，氣溫值在10℃左右可以看出為冬季。圖示東部位于沿海,，等溫線向東北方向延伸,，說明受海陸位置影響較大；圖示西部位于內(nèi)陸,，等溫線向西南方向延伸,，只能是受地形因素(山脈走向)的影響。 第(2)題,，觀察圖B,，歸納等溫線分布特點：一是呈東西方向延伸，二是比較密集,。從圖示緯度和國界線可以看出,，圖示地區(qū)地處內(nèi)陸，內(nèi)陸地區(qū)溫度的變化與地形關(guān)系密切,，等溫線的延伸方向往往與山脈走向一致,，地形坡度、相對高度越大,，溫差就越大,，等溫線就越密集。 21．讀圖分析(拉薩與杭州緯度接近),，回答下列問題,。 (1)在同等天氣條件下，兩地中太陽輻射強的是 ,，原因是 ,。 (2)兩地中白天氣溫較高的是 ,，理由為 。 (3)兩地中夜晚氣溫較低的是 ,，原因是 ,。 (4)根據(jù)對流層大氣的垂直遞減率，拉薩的氣溫要比杭州低 ,，但實際上拉薩氣溫應(yīng)較此計算 ,，理由是 。 答案：(1)拉薩 海拔高,，空氣稀薄 (2)杭州 拉薩海拔高,，空氣稀薄，大氣得到的地面輻射和太陽輻射少,，大氣中水汽和CO2少,，保溫作用弱 (3)拉薩 水汽和CO2少，保溫作用弱 (4)約21 高 拉薩大氣的直接熱源是拉薩的地面輻射,，而不是杭州上空3000米的大氣,。 解析：影響杭州和拉薩的太陽輻射強度不同的原因是大氣狀況。 22．讀圖10,，回答問題 （1）有關(guān)該圖的三種說法正確的是 ①A—B間的氣壓差與B—C間的氣壓差相等 ②A—B間的氣溫遞減率與B—C間的氣溫遞減率相等 ③A,、B、C觀測站觀測到的氣壓被轉(zhuǎn)換成海平面氣壓而記入到地面的天氣預(yù)報圖中 （2）觀察圖中的數(shù)據(jù)變化,，用文字敘述氣溫與海拔之間關(guān)系： ,。 （3）用所學(xué)大氣熱狀況知識解析其原因： 。 答案：(1)② (2)海拔越高,，氣溫越低 (3)地面是對流層大氣的直接熱源,，海拔越低，對流層的水汽C02越多,，吸收地面長波輻射越多,，氣溫越高；反之,，海拔越高,，氣溫則越低 |
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