2.3-大氣環(huán)境課件-湘教版

1、第三節(jié) 大氣環(huán)境,成云致雨的必要條件,主要成分,次要成分,水汽,固體雜質(zhì),生物體的基本成分,維持生物活動的必要物質(zhì),植物光合作用的原料；對地面保溫,吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害—“地球生命的保護傘”,成云致雨的必要條件,干潔空氣,O3,N2,O2,CO2,大氣各成分的作用,人類活動,,,,大氣污染,人類活動對大氣組成的影響,CO2增多,O3減少,SO2增多,,,,全球氣候變暖,酸雨危害,臭氧空洞,,,,,,

2、溫度oC,高度(km),0,12,50,對流層,平流層,高層大氣,對流運動顯著;天氣現(xiàn)象復(fù)雜,利于高空飛行;保護人類環(huán)境,無線電通訊,大氣的垂直分布,高空氣壓低、溫度低、氣流等因素原因，人是不能適應(yīng)的。再者速度快，開窗氣流進入機艙內(nèi),飛機外形變成非流線型，會使飛機失去平衡。,為何坐飛機不能開窗？,二、大氣的垂直分層,1.對流層,(1)概況：,平均高度12千米；集中了整個大氣質(zhì)量的3/4和幾乎全部的水汽、固體雜質(zhì)。是大氣中最活躍、與人

3、類關(guān)系最密切的一層?！?(2)特點,氣溫隨高度的增加而遞減 100米-0.6 °C℃ 對流運動顯著——各緯度高度不同天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變,,℃,℃,低緯度（ 0o～30o）:中緯度（30o～60o）:高緯度（60o～90o）:,,17～18km,11～12km,8～9km,對流層的高度隨緯度的變化,練習(xí),,練習(xí)：一架飛機從南極飛到北極，依次穿過了哪幾層？,,2.平流層,(1)概況：,對流層頂——50～55千米在22

4、～27千米高度有臭氧層,(2)特點,氣溫,,下層——隨高度變化很小,30千米以上——隨高度增高迅速上升,氣流以平流運動為主,,有利于高空飛行,,吸收紫外線，保護人類環(huán)境,,3.高層大氣,特點：,空氣稀薄、 密度小、氣壓低80～500千米的高空——若干電離層,,有利于無線電通信,,地球大氣上界：2000—3000千米的高空,12KM,50KM,,隨高度升高而遞減,隨高度升高而增加,,對流運動,水平運動,,與人類關(guān)系最密切,使人類免受紫外

5、線傷害，利于高空飛行,電離層利于無線電通訊,(二)、大氣的垂直分布,一、對流層大氣的受熱過程,（一）大氣對太陽輻射的削弱作用,太陽輻射的能量主要集中在可見光區(qū),太陽輻射光譜,大氣的熱力狀況,大氣的熱力作用,,大氣對太陽輻射的削弱作用,大氣的溫室效應(yīng),太陽以電磁波的形式向外傳遞能量，稱太陽輻射(solar radiation),二、大氣對太陽輻射的削弱作用,1、吸收作用,O3吸收紫外線CO2、水汽吸收紅外線,大氣的吸收作用有何特點？,特

6、點：具有選擇性,2、反射作用,云層、塵埃,特點：無選擇性,3、散射作用,空氣分子和微小塵埃,特點：具有選擇性,,,（二）地面輻射和大氣輻射,太陽輻射100%,大氣上界,太陽常數(shù)8.24J／cm2?min,大氣和地面的反射散射34%,大氣吸收19%,大 氣,地面吸收47%,到達地面的太陽輻射,思考： 為什么我們說太陽輻射是短波輻射，而地面輻射和大氣輻射都是長波輻射？,對流層大氣的受熱過程,氣壓帶、風(fēng)帶的分布和移動,氣壓帶

7、和風(fēng)帶對氣候的影響,常見天氣系統(tǒng),大氣的組成和垂直分層,（一）大氣對太陽輻射的削弱作用,思考：1. 大氣對太陽輻射的削弱作用，主要有哪幾種形式？各有什么特點？2. 為什么晴朗的天空多呈現(xiàn)蔚藍色？,對流層大氣的受熱過程,氣壓帶、風(fēng)帶的分布和移動,氣壓帶和風(fēng)帶對氣候的影響,常見天氣系統(tǒng),大氣的組成和垂直分層,臭氧(平流層)水汽、二氧化碳(對流層),,紫外線,紅外線,有選擇性，大部分可見光可穿透,云層、塵埃,各種波長的光都被反射,無選擇

8、性，反射光呈白色,空氣分子、微小塵埃,藍、紫色光最易被散射,向四面八方散射 ，有選擇性,1.為什么月球表面晝夜溫差如此之大？,（地球上有大氣而月球上沒有，這說明大氣既能削弱太陽輻射，又能對地面起保溫作用）,2.為什么晴朗的正午天空呈藍色？早晚呈紅色？,（正午太陽高度大，穿過大氣路程短，僅藍光被散射掉因而天空呈藍色）,（早晚陽光斜射，穿過路程長，短波各色光皆被散射，剩下紅光投射地面，陽光紅似火，地平線附近的天空呈紅色霞光。）,3.為什

9、么赤道地區(qū)終年太陽高度較大，但它并不是全球太陽輻射強度最的地區(qū)？,（赤道地區(qū)空氣對流旺盛，多云雨，云量多，大氣的反射作用強的緣故）,5、為什么白天多云，氣溫比晴天低，夜間多云，氣溫又比晴天高？6、在晚秋和寒冬，為什么霜凍多出現(xiàn)在晴朗的夜晚？,（大氣對太陽輻射的反射作用、大氣逆輻射）,（因為晴朗的夜晚，天空少云或無云，大氣逆輻射弱，地面輻射的熱量散失多，所以晚秋或寒冬晴朗的夜晚地面氣溫很低，容易出現(xiàn)霜凍）7、在寒冬，為什么人造煙幕能

10、起到防御霜凍的作用？,（人造煙幕能增強大氣逆輻射，減少夜晚地面輻射損失的熱量，對地面起到保溫作用，所以可防御霜凍）,地面輻射是大氣的主要的直接熱源，太陽輻射則是形成地面輻射和大氣輻射的能量源泉。,（二）地面輻射和大氣輻射,太陽輻射100%,大氣上界,太陽常數(shù)8.24J／cm2?min,大氣和地面的反射散射34%,大氣吸收19%,大 氣,地面吸收47%,到達地面的太陽輻射,思考： 為什么我們說太陽輻射是短波輻射，而地面輻

11、射和大氣輻射都是長波輻射？,對流層大氣的受熱過程,氣壓帶、風(fēng)帶的分布和移動,氣壓帶和風(fēng)帶對氣候的影響,常見天氣系統(tǒng),大氣的組成和垂直分層,（二）地面輻射和大氣輻射,太陽輻射100,大氣和地面的反射34,大氣吸收19,地面吸收47,地面輻射120,23潛熱輸送,10湍流輸送,114大氣吸收,射向宇宙空間6,射向宇宙空間60,射向地面106,太陽輻射、地面輻射、大氣輻射之間的關(guān)系,思考： 計算出大氣

12、中熱量收入和支出各是多少。,對流層大氣的受熱過程,氣壓帶、風(fēng)帶的分布和移動,氣壓帶和風(fēng)帶對氣候的影響,常見天氣系統(tǒng),大氣的組成和垂直分層,,太陽以電磁波的形式向外傳遞能量，稱太陽輻射(solar radiation)地面的輻射能力，主要決定于地面本身的溫度。地面輻射是地表面這種以其本身的熱量日夜不停地向外放射輻射的方式。大氣吸收地面長波輻射的同時，又以輻射的方式向外放射能量。大氣這種向外放射能量的方式，稱為大氣輻射。大氣輻射中一小

13、部分向上,散失于宇宙空間;其余大部分向下，歸還給地面(特別是大氣中云層較厚或水汽含量較多時)，這部分反射即大氣逆輻射。,溫室效應(yīng),,太陽輻射——地面增溫,地面輻射——大氣增溫,大氣逆輻射——地面保溫,太陽輻射是地面和大氣的根本熱源；地面輻射是大氣的直接熱源。太陽輻射屬于短波輻射；地面輻射屬于長波輻射。,,,,直接熱源,直接熱源,解釋下列現(xiàn)象：①夏季天空多云時，白天氣溫不會太高；多云的夜晚通常比晴朗的夜晚溫暖些。,白天多云，對太陽

14、輻射的削弱作用強。,夜晚多云，大氣逆輻射作用（保溫作用）強。,,,,6、下列各圖中，晝夜溫差最小的是 A B C D,√,（三）影響地面輻射的主要因素,1.緯度因素——年平均正午太陽高度,（三）、影響地面獲得太陽輻射多少的因素,緯度因素：緯度　　，年平均正午太陽高度　　，太陽輻射強度　　。太陽高度越　　，等量太陽輻射散布

15、面積越　　，經(jīng)過的大氣路徑越　　，太陽輻射被削弱越　　，太陽輻射強度越　　。,下墊面因素：地面反射率其它因素：天氣狀況等。,大,小,短,少,大,低,大,大,2.下墊面因素,①不同性質(zhì)地面對太陽輻射的反射率不同,②不同地形對太陽輻射的吸收效果不同,降水少、多晴天和空氣稀薄的地區(qū)，大氣對太陽輻射的削弱作用比較弱，到達地面的太陽輻射強。,3.氣象因素：,一般規(guī)律：顏色越淺的物體，其反射就越強、吸收就越弱；顏色越深的物體，其反射就越弱、吸收就

16、越強。陸地表面的反射率高于海洋。,７、沙漠地區(qū)氣溫日較差大的原因是A、沙漠地區(qū)距離海洋遠B、沙漠地區(qū)反射率大C、沙漠地區(qū)水汽少、云量少，大氣的保溫作用和削弱作用都小D、沙漠地區(qū)大氣中的固體雜質(zhì)含量多,√,,吸管吸飲料：一切抽吸液體的過程，其實都是大氣壓強將液體“壓”上來的過程。,氣壓：氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力，即等于單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量。氣壓的國際制單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。通常用所

17、測高度以上單位截面積的垂直大氣柱的重量表示。,知識補充,,B ＞ A,H,h,近地面氣壓必大于高空。,,,,1030,1020,1010,（hPa）,知識補充,在地面受熱均勻的情況下，等壓線是水平的。,等壓線：由氣壓值相同的點連成的線。,,知識補充,二、全球氣壓帶、風(fēng)帶的分布和移動,（一）熱力環(huán)流形成的原理,能量來源：太陽輻射根本原因：太陽輻射緯度間的差異,1. 概念：由于地面冷熱不均形成的空氣環(huán)流,2. 形成過程：,地面冷熱不均,

18、,空氣垂直運動,,水平方向的氣壓差,,大氣的水平運動,,熱力環(huán)流,,,,高,高,低,低,,,,,,,,,,,,,,,,,,地面,受熱(赤),冷卻(極),冷卻（極）,,,,,,,城區(qū)氣溫高,郊區(qū)氣溫低,郊區(qū)氣溫低,城市“熱島效應(yīng)”,,城市風(fēng),高空的氣壓高低與地面相反,注意：,近地面低氣壓　　上升氣流　　陰雨天氣　　 近地面高氣壓　　下沉氣流　　晴燥天氣,高壓、低壓是針對同一水平面而言的。但不同高度上的高壓數(shù)值不一定比低壓數(shù)值大,,

19、,,,同一垂直面上：,近地面氣壓永遠大于高空 (從地面到高空),同一水平面上：,溫度高,氣壓低;溫度低,氣壓高,近地面低氣壓,高空必定是高氣壓近地面高氣壓,高空必定是低氣壓,氣壓變化規(guī)律,氣流運動規(guī)律,垂直方向：,水平方向：,熱上升；冷下沉,從高壓流向低壓,等壓線變化規(guī)律,等壓線向高空凸出為高壓區(qū),等壓線向低空凹進為低壓區(qū),高高低低,1、3、4、2,,,,,受熱,冷卻,右圖中，弧線為等壓線，虛線表示水平面。讀圖回答：（１）A、B兩點

20、，氣壓較低的是＿＿＿ 點，氣溫較高的是＿＿＿ 點。 請在圖中畫出大氣的垂直運動。（２）C、D兩點中，氣壓較高的是＿＿＿ 點。 請在圖中畫出大氣的水平運動。,（3）圖上A、B、C、D四點當(dāng)中，氣壓由高到低排列，依次為 ＿＿＿ ＿＿ 。,Ｂ,Ｂ,Ｄ,,,,,A>B>D>C,,,閱讀課本48頁活動：思考 上海地區(qū)溫度分布規(guī)律和原因 畫出上海城區(qū)

21、和郊區(qū)的空氣運動方向,完成課本48頁“活動——思考”,,,,,,（二）大氣的水平運動,1．水平氣壓梯度力,水平氣壓梯度力就是促使大氣在水方向上由高壓區(qū)流向低壓區(qū)的力，是使大氣產(chǎn)生水平運動的原動力，是形成風(fēng)的直接原因，其方向是沿垂直于等壓線的方向，由高壓指向低壓。,水平氣壓梯度力的大小與水平方向上單位距離內(nèi)的氣壓差有關(guān)，是決定風(fēng)速的最重要因素。,,,,,,方向：垂直于等壓線，由高壓指向低壓,,風(fēng)向,形成風(fēng)的直接原因：水平氣壓梯度力,等壓面

22、：氣壓相等的曲面等壓線：氣壓相等的線,2．風(fēng)向：風(fēng)的來向,3．風(fēng)力：按風(fēng)速劃分的等級,4．風(fēng)形成的直接原因：水平氣壓梯度力,5．影響風(fēng)向的因素,高空：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力,風(fēng)向與等壓線平行,,近地面：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力,,風(fēng)向與等壓線成一夾角,,,,,,,,,,,,,,,,,,,地轉(zhuǎn)偏向力方向：垂直風(fēng)向 北半球右偏　　

23、 南半球左偏只改變風(fēng)向，不改變風(fēng)速,,,,,,,,,,,,影響風(fēng)向的因素,高空：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力,風(fēng)向與等壓線平行,,近地面：水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力,,風(fēng)向與等壓線成一夾角,（三）全球氣壓帶和風(fēng)帶的分布,三圈環(huán)流的形成及影響因素,第一步：,假設(shè)：地球表面性質(zhì)均一地球不自轉(zhuǎn)，無地轉(zhuǎn)偏向力太陽直射赤道,,高低緯度受熱不均,水平氣壓梯度力,赤道與極地間的閉合環(huán)流,,思考二由于地球在不停的自西

24、向東自轉(zhuǎn)，存在地轉(zhuǎn)偏向力，迫使運動著的大氣在北半球向右偏轉(zhuǎn)，南半球向左偏轉(zhuǎn)，這樣能否形成單圈環(huán)流呢？,,第二步：,假設(shè)：地球表面性質(zhì)均一地球自轉(zhuǎn)，有地轉(zhuǎn)偏向力,,,,,,副熱帶高壓帶,,,,,,,,2,4,,,,,副極地低壓帶,,,,,,,7,6,,,,,1,3,5,8,9,10,----三圈環(huán)流,極地高壓帶,極地東風(fēng),西風(fēng),東北信風(fēng),近地面氣壓帶和風(fēng)帶的形成因素,①熱力因素,②動力因素,地球表面的氣壓帶：,赤道低氣壓帶、副熱帶高氣

25、壓帶、副極地低氣壓帶、極地高氣壓帶,1.低緯環(huán)流和信風(fēng)帶,問題：,①赤道地區(qū)氣流如何垂直運動，為什么？氣壓如何？,②赤道高空大氣如何水平運動？,③30°N地區(qū)氣流如何垂直運動？ 　　　30°N近地面氣壓如何？,④30°N ----赤道之間的近地面大氣如何水平運動？,⑤赤道地區(qū)的輻合氣流如何形成？,2.中緯環(huán)流與西風(fēng)帶,問題：,①近地面，副熱帶到副極地地區(qū)氣流如何水平運動，　極地到副極地氣流如何水平運動

26、？,②60°N附近大氣怎樣垂直運動？極鋒如何形成？,③副極地地區(qū)近地面氣壓如何？,3.高緯環(huán)流與極地東風(fēng)帶,問題：,近地面，極地到副極地氣流如何水平運動？,（四）全球氣壓帶和風(fēng)帶的移動,問題：,1、夏季氣壓帶、風(fēng)帶移向何方，為什么？赤道低氣壓帶、副熱帶高氣壓帶等位置，勢力范圍有何變化？,3、冬季移向何方，為什么？各風(fēng)帶、氣壓帶的位置、勢力范圍有何變化？,風(fēng)帶和氣壓帶的移動大致隨太陽直射點的的季節(jié)移動而移動，就北半球而言，夏季北

27、移，冬季南移。,三、氣壓帶和風(fēng)帶對氣候的影響,復(fù)習(xí)：課本52頁“活動1”,由于風(fēng)帶、氣壓帶分布以及移動，使得南北緯10°～20°之間，受信風(fēng)帶和赤道低氣壓帶邊緣交替控制，表現(xiàn)為干雨季分明的熱帶草原氣候；在南北緯30°～40°之間的大陸西岸冬季被西風(fēng)帶控制，夏季被副高控制，表現(xiàn)為冬季溫和多雨，夏季炎熱干燥的地中海氣候。,（一）風(fēng)帶、氣壓帶季節(jié)移動與大氣活動中心,1.7月份，北半球大陸增溫比海洋增溫快

28、，形成的 一個熱低壓把北半球的副熱帶高壓帶切斷,最為突出的為亞洲低壓，相對應(yīng)的太平洋上出現(xiàn)夏威夷高壓,1月份，北半球大陸降溫比海洋快，形成的一個冷高壓把北半球副極地低壓帶切斷,以亞洲高壓最為強烈，相對應(yīng)的太平洋上出現(xiàn)阿留申低壓,3.南半球海洋面積占絕對優(yōu)勢，緯向的氣壓帶比 北半球明顯。在南緯30度以南地區(qū)，氣壓帶基 本上呈帶狀分布,冬、夏兩季，海陸上的這些高、低氣壓中心，勢力強，范圍廣，稱為大氣活動中心。他們的強弱與

29、位置隨季節(jié)的變化而變化，對世界各地的天氣與氣候有重大的影響。,四、氣壓帶和風(fēng)帶對氣候的影響思考 閱讀課本52頁活動,由于風(fēng)帶、氣壓帶分布以及移動南北緯10°～20°: 受信風(fēng)帶和赤道低氣壓帶交替控制——熱帶草原氣候：干濕季分明在南北緯30°～40°之間: 大陸西岸冬季被西風(fēng)帶控制，夏季被副高控制——地中海氣候：冬季溫和多雨，夏季炎熱干燥,一月,七月,海陸分布對大氣環(huán)流的影響,----

30、北半球氣壓帶斷裂成單個的高低氣壓中心,副 極 地 低 氣 壓 帶,副 熱 帶 高 氣 壓 帶,南半球海洋面積占絕對優(yōu)勢，緯向的氣壓帶比北半球明顯，特別是南緯30度以南地區(qū)氣壓帶基本成帶狀分布,（二）氣壓帶、風(fēng)帶季節(jié)移動與季風(fēng)環(huán)流,概念：大范圍地區(qū)的盛行風(fēng)隨季節(jié)而有明顯改變的現(xiàn)象。,主要成因：海陸熱力性質(zhì)的差異、氣壓帶風(fēng)帶的移動,四、常見的天氣系統(tǒng),預(yù)備知識：氣團氣團是指在水平方向上的溫度、濕度等物理性質(zhì)比較均

31、勻、在垂直方向上各種物理性質(zhì)也很相似的大團空氣。,（一）鋒面系統(tǒng)與天氣,,鋒面,1.鋒面及鋒面附近天氣,,,,地面,①鋒面是如何形成？②鋒的結(jié)構(gòu)？③鋒面特點？ ④說出冷、暖氣團的位置特點。⑤鋒面附近的天氣又將如何？,,1、看冷暖氣團誰主動；2、鋒前還是鋒后降雨；3、看降雨強度和時間； 4、看其標志是齒狀還是半圓。,怎樣判斷是冷鋒還是暖鋒?,哪一張圖是暖鋒?,乙,冷、暖鋒面的判別,甲,甲圖,圖示A、B、C、D四地，

32、目前哪些區(qū)域可能正在降水？,,,,,暖氣團,冷氣團,冷氣團,暖氣團,B（冷鋒鋒后）、C（暖鋒鋒前）可能正在降水,市區(qū),暖氣團,,,,想一想：,這個鋒叫什么鋒？,冷鋒,冷氣團主動靠近暖氣團,市區(qū),暖氣團,,,,想一想：,冷鋒過境前市區(qū)的天氣？,暖氣團控制，氣溫高、氣壓低、晴朗,市區(qū),想一想：,冷鋒過境時市區(qū)的天氣？,冷鋒控制，降溫、陰雨、大風(fēng)、,暖氣團,,,,市區(qū),想一想：,冷鋒過境后市區(qū)的天氣？,冷氣團控制，氣溫降低、氣壓升高、晴朗,,

33、,,暖氣團,暖氣團,市區(qū),想一想：,,,,,暖氣團,冷氣團,,,,這個鋒叫什么鋒？,暖鋒,暖氣團主動靠近冷氣團,市區(qū),想一想：,,,,,暖氣團,冷氣團,,,,暖鋒過境前市區(qū)的天氣？,冷氣團控制，氣溫低、氣壓高、晴朗,市區(qū),想一想：,,,,,暖氣團,冷氣團,,,,暖鋒過境時市區(qū)的天氣？,暖鋒控制，陰雨、升溫,市區(qū),想一想：,,,,,暖氣團,冷氣團,,,,暖鋒過境后市區(qū)的天氣？,暖氣團控制，氣溫升高、氣壓降低、晴朗,,2、鋒面類型及特點,,

34、,,,,冷鋒,暖鋒,冷、暖鋒對比,影響我國的鋒面系統(tǒng),主要是冷鋒,,夏季：暴雨,冬季：寒潮,春季和冬季：沙塵暴,思考：為什么會一場春雨一場暖？ 為什么會一場秋雨一場寒？,長江中下游地區(qū)的梅雨,一場春雨一場暖,貴陽冬半年“天無三日晴”,北方冬春季節(jié)的沙塵暴,一場秋雨一場寒,北方夏季的暴雨,冷鋒,暖鋒,準靜止鋒,,,,,,,,,,,,,,,,根據(jù)水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力畫出實際風(fēng)向。,氣 旋,反氣旋,

35、北半球,,,,,,,,,（二）低壓與氣旋、高壓與反氣旋的聯(lián)系及天氣,（二）低氣壓、高氣壓系統(tǒng)與天氣,1.低氣壓系統(tǒng)與天氣,,,,,,低氣壓的含義,氣旋,等壓線閉合，中心氣壓低于周圍氣壓的大氣分布,伴隨著低氣壓出現(xiàn)的大氣旋渦,2.高氣壓系統(tǒng)與天氣,高氣壓的含義,反氣旋,等壓線閉合，中心氣壓高于周圍氣壓的大氣分布,伴隨著高氣壓出現(xiàn)的大氣旋渦,,,低氣壓,四周向中心輻合北半球:逆時針南半球:順時針,上升,陰雨,高氣壓,中心向四周輻散北半

36、球:順時針南半球:逆時針,下沉,晴朗,夏秋季節(jié)東南沿海臺風(fēng),長江流域伏旱北方秋高氣爽的天氣冬季寒冷干燥的天氣,下面四幅圖中，表示南半球反氣旋的是,2.鋒面氣旋系統(tǒng)與天氣,,,,,高,低,高壓脊,低壓槽,低,,,,,高壓脊線上氣流以輻散為主，不易形成鋒面。,低壓槽線上氣流以輻合為主，易形成鋒面。,,,,鋒面氣旋與天氣討論：為什么鋒面往往與低氣壓系統(tǒng)結(jié)合在一起？,,,,,,,,,,,,,以北半球為例,活動,根據(jù)課本圖2－38，回答