第二节第二节 大气圈与天气、气候大气圈与天气、气候 一、大气圈的组成与结构一、大气圈的组成与结构低低层层大大气气干洁空气干洁空气干洁空气干洁空气固体杂质固体杂质固体杂质固体杂质N N N N2 2 2 2O O O O2 2 2 2COCOCOCO2 2 2 2O O O O3 3 3 3（生物体内蛋白质的重要组成部分）（生物体内蛋白质的重要组成部分）（生物体内蛋白质的重要组成部分）（生物体内蛋白质的重要组成部分）（生物维持生命活动的必需物质）（生物维持生命活动的必需物质）（生物维持生命活动的必需物质）（生物维持生命活动的必需物质）（光合作用的原料；调节地表温度）（光合作用的原料；调节地表温度）（光合作用的原料；调节地表温度）（光合作用的原料；调节地表温度）（吸收紫外线，保护地球生命（吸收紫外线，保护地球生命（吸收紫外线，保护地球生命（吸收紫外线，保护地球生命————“ “地球生命的保护伞地球生命的保护伞地球生命的保护伞地球生命的保护伞” ”））））（（（（凝结核，凝结核，凝结核，凝结核，成云致雨的成云致雨的成云致雨的成云致雨的必要条件必要条件必要条件必要条件））））1、低层大气的组成、低层大气的组成 少量水汽少量水汽（产生云、雨、雾、雪等天气现象；（产生云、雨、雾、雪等天气现象；影响地面和大气的温度）影响地面和大气的温度） 氮氮78%78%氧氧2 21 1% %其他气体约其他气体约1%1%，如：，如：COCO2 2、、O O3 3干洁空气组成图干洁空气组成图（体积分数）（体积分数） 点拨：人类活动不会影响大气成分点拨：人类活动不会影响大气成分•人类活动造成的大气污染，已导致人类活动造成的大气污染，已导致大气成分比例大气成分比例的改变的改变。
原因原因 危害危害对策对策二氧化碳二氧化碳增加增加人类燃烧人类燃烧矿物燃料；矿物燃料；砍伐森林砍伐森林 加剧温室加剧温室效应，使效应，使全球变暖全球变暖影响人类的影响人类的生存环境，生存环境，对社会经济对社会经济各方面都有各方面都有潜在的重大潜在的重大影响影响改变能源结改变能源结构，减少矿构，减少矿物燃料的使物燃料的使用量，从而用量，从而减少二氧化减少二氧化碳的排放量碳的排放量臭氧减少臭氧减少制冷设备制冷设备大量释放大量释放氟氯烃化氟氯烃化合物破坏合物破坏臭氧臭氧直接构成直接构成对身体健对身体健康的危害康的危害限制氟氯烃限制氟氯烃化合物的使化合物的使用，积极使用，积极使用绿色制冷用绿色制冷剂剂 2、、结构结构①①依据依据：大气在垂直方向上温度、密度、大气运动状况的差异②②垂直垂直分层分层：自下而上依次为对流层、平流层和高层大气 自主学习提示：1 1. .纵、横坐标含义纵、横坐标含义2 2. .各层高度范围各层高度范围3 3. .各层温度变化情况各层温度变化情况并分析成因并分析成因4 4. .各层出现的现象各层出现的现象 对流层平平流流层层高层大气层次高度范围气温变化大气运动天气状况与人类的关系12千米千米以下以下降降—地地面是热面是热源源对流对流运动运动为主为主天气天气复杂复杂多变多变最为最为密切密切12-50千米千米升升—臭臭氧吸收氧吸收紫外线紫外线平流平流运动运动为主为主天气天气晴朗晴朗臭氧保臭氧保护生物护生物,利于高利于高空飞行空飞行50千千米以米以上上电离层电离层反射无反射无线电波线电波先降先降后升后升 大气对流运动图大气对流运动图 对流层高度因纬度变化对流层高度因纬度变化同一地区，对流层高度同一地区，对流层高度夏季大于冬季夏季大于冬季。
探究：对流层大气特点之间的关系探究：对流层大气特点之间的关系对流层对流层热量源于地面热量源于地面上冷下热上冷下热大气不稳定大气不稳定对流运动显著对流运动显著天气现象复杂多变天气现象复杂多变 探究：平流层大气特点之间的关系探究：平流层大气特点之间的关系平流层平流层热量源于臭氧吸收紫外线热量源于臭氧吸收紫外线上热下冷上热下冷大气稳定大气稳定平流运动为主平流运动为主天气晴朗，利于天气晴朗，利于高空飞行高空飞行 对流层对流层平流层平流层对流旺盛近地面，对流旺盛近地面，纬度不同厚度变；纬度不同厚度变；高度增来温度减，高度增来温度减，只因热源是地面；只因热源是地面；天气复杂且多变，天气复杂且多变，风云雨雪较常见风云雨雪较常见气温初稳后升热气温初稳后升热只因层中臭氧多只因层中臭氧多水平流动天气好水平流动天气好高空飞行很适合高空飞行很适合电电离离层层高高层层大大气气电离层能反射电离层能反射短波无线电波，短波无线电波，对无线电通讯对无线电通讯有重要作用有重要作用 二、大气的受热过程二、大气的受热过程太阳辐射光谱示意图太阳辐射光谱示意图太阳辐射光谱示意图太阳辐射光谱示意图 太阳辐射是地球的能量来源太阳辐射是地球的能量来源短波辐射短波辐射短波辐射短波辐射——50%——50%集中在可见光区集中在可见光区集中在可见光区集中在可见光区 思考思考：一天早晨气温低于中午及全球热量：一天早晨气温低于中午及全球热量由低纬向高纬递减由低纬向高纬递减的原因的原因?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－－太阳辐射弱－－太阳辐射弱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－－太阳辐射强－－太阳辐射强 影响影响太阳太阳辐射辐射强度强度因素因素太太 阳阳高度角高度角高度高度角大角大强强度度大大大气大气状况状况云量少云量少厚度小厚度小随纬度变化随纬度变化随季节变化随季节变化低纬低纬夏季夏季削弱少削弱少地势地势高低高低地势高，空气稀薄，地势高，空气稀薄，大气透明度高大气透明度高 读图回答：读图回答：1、太阳辐射能主要集中在、太阳辐射能主要集中在哪部分？哪部分？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。
主要集中在可见光区太阳温度高，辐射中最强大太阳温度高，辐射中最强大部分为可见光部分，波长短部分为可见光部分，波长短太阳辐射太阳辐射——短波辐射短波辐射地面辐射地面辐射——长波辐射长波辐射大气辐射大气辐射——长波辐射长波辐射 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臭氧大量吸收大量吸收紫外线紫外线二氧化碳、水汽吸收二氧化碳、水汽吸收红外线红外线1 1、大气对太阳辐射的削弱作用：、大气对太阳辐射的削弱作用： （（1 1）） 吸收作用吸收作用氧原子氧原子吸收吸收紫外线紫外线 读图思考以下问题：读图思考以下问题：•（（一）一）、从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收、从臭氧、二氧化碳和水汽的吸收作用，可知大气吸收具有什么特性？作用，可知大气吸收具有什么特性？•（（二）二）、为什么大气直接吸收的太阳辐射、为什么大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的？能量是很少的？ 大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收大气对太阳辐射中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到地得很少，大部分可见光能够透过大气到地面。
面具有选择性具有选择性 （（2））.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：（（3））.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（蓝紫光具有选择性（蓝紫光) 大气的热力作用与自然现象大气的热力作用与自然现象•1、树荫下、房间中无阳光处依然明亮树荫下、房间中无阳光处依然明亮•2、日出之前天已亮，日落之后天不黑日出之前天已亮，日落之后天不黑•3、晴朗的天空呈蔚蓝色晴朗的天空呈蔚蓝色•4、夏季多云的白天气温不太高夏季多云的白天气温不太高•1——3散射；散射；4——反射 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 反射反射散射散射氧原子（高层大氧原子（高层大气）气）臭氧（平流臭氧（平流层）水汽、二氧层）水汽、二氧化碳（对流层）化碳（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，有选择性小结：大气对太阳辐射的削弱作用小结：大气对太阳辐射的削弱作用 大气吸收大气吸收19%大气和地面反大气和地面反射、散射射、散射34%太阳太阳大气上界大气上界到达地面的太阳辐射到达地面的太阳辐射地面吸收地面吸收47% 大气上界大气上界地地 面面太太阳阳辐辐射射地地面面吸吸收收大气吸收大气吸收地面增温地面增温地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收射向宇宙空射向宇宙空 间间射向宇宙空射向宇宙空 间间大大气气辐辐射射射向地面射向地面2.大气对地面的保温作用大气对地面的保温作用“太阳暖大地太阳暖大地”“大地暖大气大地暖大气”“大气还大地大气还大地”大大气气增增温温 2.大气对地面的保温作用大气对地面的保温作用（（1）地面辐射）地面辐射地面辐射是大气的直接热源地面辐射是大气的直接热源长波辐射长波辐射（（2 2）大气辐射）大气辐射长波辐射长波辐射（（3）大气对地面的保温作用）大气对地面的保温作用地地面面辐辐射射大气大气吸收吸收大气逆辐射大气逆辐射大气强烈吸收地面辐射，将能量贮存于大气中，大气强烈吸收地面辐射，将能量贮存于大气中， 不致使地面辐射的能量散失不致使地面辐射的能量散失大气辐射的大部分能量又射向地面，在一定程大气辐射的大部分能量又射向地面，在一定程 度上补偿了地面辐射的损失度上补偿了地面辐射的损失什么是大气的直接热源？什么是大气的直接热源？ 太阳太阳地面地面大气大气宇宙宇宙太阳太阳辐射辐射地面地面辐射辐射大气大气辐射辐射活动探究活动探究: 大气对地面的保温作用原理大气对地面的保温作用原理大气逆大气逆辐辐 射射 ABCDEGHF大气对太阳辐射的削弱作用大气对太阳辐射的削弱作用 和对地面的保温作用和对地面的保温作用短波辐射短波辐射长波辐射长波辐射太阳辐射太阳辐射到到达达地地面面太太阳阳辐辐射射大气吸收太阳辐射大气吸收太阳辐射地面辐射地面辐射大大气气吸吸收收地地面面辐辐射射射向宇宙地面辐射射向宇宙地面辐射射向宇宙大气辐射射向宇宙大气辐射大气逆辐射大气逆辐射 我国计划在我国计划在2013年发射的年发射的“嫦娥三号嫦娥三号”卫星卫星将实现将实现“登陆、无人探测和月夜生存登陆、无人探测和月夜生存”三大三大创新。
那么登陆后将遇到什么问题？创新那么登陆后将遇到什么问题？ 没有大气没有大气的月球的月球有大气的地有大气的地球的情况球的情况大气上界大气上界Ø活动探究活动探究: 地月表面气温差异地月表面气温差异白天白天: 月球表面气温高，地球表面气温不太高月球表面气温高，地球表面气温不太高削弱作用削弱作用 大气上界大气上界Ø活动探究活动探究:地月表面气温差异地月表面气温差异没有大气没有大气的月球的月球有大气的地有大气的地球的情况球的情况保保温温作作用用夜晚夜晚: 月球表面气温低，地球表面气温不太低月球表面气温低，地球表面气温不太低 地球白天极端最高气温达58.858.80 0C C昼夜温差一般在50500 0C C左右Ø月球表面无大气作用，温差达月球表面无大气作用，温差达300℃以上月球表面由于没有大月球表面由于没有大气，没有削弱和保温气，没有削弱和保温作用，白天温度高，作用，白天温度高，夜晚温度低，昼夜温夜晚温度低，昼夜温差大差大地球表面由于有大气，有地球表面由于有大气，有削弱和保温作用，白天温削弱和保温作用，白天温度不太高，夜晚温度不太度不太高，夜晚温度不太低，昼夜温差小低，昼夜温差小 太太阳阳辐辐射射地地面面辐辐射射玻璃温室玻璃温室大气作用大气作用----保温作用保温作用大气的温室效应大气的温室效应 大气逆辐射在一定程度上补偿大气逆辐射在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起了地面辐射损失的热量，对地面起保温作用。
保温作用 为什么在浓云密布的夜晚，不为什么在浓云密布的夜晚，不易凝结霜和露？易凝结霜和露？ 昼昼夜夜（（1）白天多云时，由于云层对太阳辐射的）白天多云时，由于云层对太阳辐射的 作用增强，到达地面的太阳辐射强度作用增强，到达地面的太阳辐射强度 ，， 所以地面温度比晴天所以地面温度比晴天 2）夜间多云时，由于云层）夜间多云时，由于云层 地面长波辐射，地面长波辐射， 并使大气并使大气 作用增强，补偿了地面作用增强，补偿了地面 辐射损失的热量，所以地面温度比晴天辐射损失的热量，所以地面温度比晴天 晴天与阴天比昼夜温差晴天与阴天比昼夜温差晴天晴天阴天阴天> >反射反射减弱减弱低低吸收吸收逆辐射逆辐射高高 活动探究活动探究：：1 1、多云、多云的的夜间，夜间，为什么为什么气温比晴天高？气温比晴天高？ 2 2、、在深秋，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用在深秋，为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用？？（（夜晚多云，增强了大气逆辐射夜晚多云，增强了大气逆辐射，所以气温比，所以气温比晴天高）晴天高）（（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））地地面面辐辐射射地地面面辐辐射射大大气气逆逆辐辐射射 典例分析典例分析 图中，昼夜温差最大的是图中，昼夜温差最大的是( ) ( ) A A 大气的受热过程大气的受热过程 你学到了什么？你学到了什么？太阳辐射太阳辐射大气大气吸收作用吸收作用反射作用反射作用散射作用散射作用削弱作用削弱作用地面地面地面辐射地面辐射大气逆辐射大气逆辐射保温作用保温作用直接直接热源热源直接直接热源热源通过计算，如果没有大气，地表的平均温度为通过计算，如果没有大气，地表的平均温度为-230C，，实际为实际为150C，也就是说，由于大气的保温作用，使，也就是说，由于大气的保温作用，使地表温度升高了地表温度升高了380C。
达标练习： 1、读右图，回答：(1)(1)ABC分别表示大气垂直分层的( )层、( )层和( )层2)(2)气温随高度增加而递减的是( )层，气温随高度增加而上升的是( )层3)(3)A层大气以( )运动为主，B层大气以( )运动为主 5)ABC(5)ABC三层中适合飞机高空飞行的是( )层；大气处于高度电离状态，对无线电通信有重要作用的是( )层，云、雨、雪等天气现象均发生在( )层 对流对流平流平流高层大气高层大气对流对流平流平流平流平流对流对流平流平流电离层电离层对流对流 （（1 1）有关臭氧的叙述，正确的是（）有关臭氧的叙述，正确的是（ ）） A A、臭氧主要吸收太阳辐射中的红外线、臭氧主要吸收太阳辐射中的红外线 B B、臭氧含量的最大值在、臭氧含量的最大值在2222－－2727千米高空千米高空 C C、人类活动排放出的二氧化碳破坏大气层中的臭氧、人类活动排放出的二氧化碳破坏大气层中的臭氧 D D、被誉为、被誉为“地球生命的保护伞地球生命的保护伞”BD2、选择题：（（2 2）下列是关于大气）下列是关于大气对流层对流层特点的描述：特点的描述：①①气温随气温随高度增加而递增；高度增加而递增；②②空气对流运动显著；空气对流运动显著；③③低纬地低纬地区厚度大于高纬地区；区厚度大于高纬地区；④④天气现象复杂多变。
其中天气现象复杂多变其中全部正确全部正确的一组叙述是（的一组叙述是（ ）） A、、 ①②③①②③ B、、①②④①②④ C、、②③④②③④ D、、①②③④①②③④C （（3 3）关于平流层的叙述，正确的是（）关于平流层的叙述，正确的是（ ）） A A、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流 B B、气温基本上不受地面影响、气温基本上不受地面影响 C C、在平流层中存在一个电离层，能反射无线电波、在平流层中存在一个电离层，能反射无线电波 D D、平流层有利于高空飞行，与人类的关系最为密切、平流层有利于高空飞行，与人类的关系最为密切B（（4 4）有时地面无线电短波通讯突然中断，这可能是）有时地面无线电短波通讯突然中断，这可能是（（ ）） A A、对流层出现云、雨、雾、雪等天气、对流层出现云、雨、雾、雪等天气 B B、臭氧层的存在、臭氧层的存在 C C、电离层受到耀斑爆发的干扰、电离层受到耀斑爆发的干扰 D D、空气对流运动所致、空气对流运动所致C （（5）某地近地面气温为）某地近地面气温为28℃℃,这里对流层厚这里对流层厚度为度为17千米千米,此时此时,对流层顶的气温对流层顶的气温( ) A. -1020C B. -740C C . -1300C D. -1580CB (7)青藏高原比长江中下游平原气温日较差大的原因是青藏高原比长江中下游平原气温日较差大的原因是()①①离太阳近离太阳近 ②②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角小青藏高原比长江中下游平原太阳高度角小④④地势高、空气稀薄地势高、空气稀薄 ⑤⑤白天太阳辐射强白天太阳辐射强③③云层厚且夜晚长云层厚且夜晚长⑥⑥夜晚大气逆辐射弱夜晚大气逆辐射弱A．．①①②③②③B．．②②③④③④C．．③③④⑤④⑤D．．④④⑤⑥⑤⑥D (6)图中太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的数图中太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的数码代号按顺序依次是码代号按顺序依次是( )A．．①②③④①②③④C．．④③②①④③②①B．．③④②①③④②①D．．②③④①②③④①C 为什么寒冷的冬季能在塑料大棚中生产蔬菜为什么寒冷的冬季能在塑料大棚中生产蔬菜? ? 什么是什么是大气的保温效应大气的保温效应? ?其基本原理何在其基本原理何在? ? 答答: :大气的温室效应大气的温室效应 它指太阳短波辐射可以透过大气层射入地面它指太阳短波辐射可以透过大气层射入地面, ,而而地面吸收后放出长波辐射被大气中的二氧化碳吸收地面吸收后放出长波辐射被大气中的二氧化碳吸收而增温。
大气增温的同时也向外辐射小部分射向宇而增温大气增温的同时也向外辐射小部分射向宇宙宙, ,大部分返回地面正好相反大部分返回地面正好相反, ,形成大气逆辐射形成大气逆辐射, ,这这在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量, ,大气对大气对地面起到了保温作用地面起到了保温作用 大气中二氧化碳和水汽就像一层厚厚的玻璃大气中二氧化碳和水汽就像一层厚厚的玻璃把地球变成了一个大暖房除把地球变成了一个大暖房除二氧化碳和水汽外二氧化碳和水汽外, ,还有甲烷、臭氧、氧化亚氮和氟里昂还有甲烷、臭氧、氧化亚氮和氟里昂等 研究性学习：研究性学习：“温室效应温室效应”与与“阳伞效应阳伞效应” 效应效应例子例子 原理原理温室效应温室效应阳伞效应阳伞效应原理原理温室气体能够吸收长波温室气体能够吸收长波辐射，并部分返还地面，辐射，并部分返还地面，使地球温度升高使地球温度升高大气污染物对太阳辐射所起的大气污染物对太阳辐射所起的削弱作用，像给地球打了一把削弱作用，像给地球打了一把伞一样伞一样 例子例子1 1、全球温度明显上升；、全球温度明显上升；2 2、、《《京都协议书京都协议书》》就是就是 很好的例证；很好的例证；3 3、近百年来全球海平面、近百年来全球海平面确实上升了确实上升了10-2010-20㎝㎝；； ……1 1、海湾战争的黑烟使当年全、海湾战争的黑烟使当年全球气温有明显的下降；球气温有明显的下降；2 2、近百年来深圳市的日照时、近百年来深圳市的日照时数缩短数缩短1 1小时；小时；3 3、科学家提出恐龙的突然灭、科学家提出恐龙的突然灭绝可能因为地球与小行星撞击绝可能因为地球与小行星撞击所产生的巨量烟尘所致所产生的巨量烟尘所致…… 。