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专题8-1 大气的组成和分层


大气的组成和垂直分层
专题八

晴天丽日下的青海柴达木 荒漠戈壁常常出现“海市蜃 楼”奇观。戈壁滩上的沙丘 在阳光和浮云的作用下不断 变幻着颜色,周围“波光粼

粼的湖水”中的倒影若隐若 现、瞬息万变。

大气(atmosphere)

包裹在地球外的大气,好比你向苹果哈

气后覆盖在苹果表面的一层薄薄水汽

大气的组成
干洁空气

水汽
微小尘埃

大气的组成

二、大气的垂直分层
F层

电 离 层120
100
85

800 高度(千米)

…… ……

热层

E层

反射无线电波

80 60 40 20
12

中间层
平流层

55

D层 上冷下热 高空对流 天气晴朗,有利 于高空飞行
臭氧层

0

对流层
-100 -50 0 50

0 100 气温( C)

对流旺盛, 厚度变; 天气复杂多变。

云雾雨雪主要出现

在对流层,飞机飞行途 中多见舷窗外晴朗、云 层在下方;

流星一般出现在

120~80千米高度,烧完 约在80~40千米平流层;

星际空间

大气质量90%集中在离地面15千米高度内,99.9%集中 在50千米高度内。2000千米以上极其稀薄,无明显上界。

人种演变与地理环境
? 人体肤色的变化决定于人体内部色素量 的变化,而色素量的多少又和光照强烈 程度有关。 ? 南欧人比北欧人肤色要浅 ? 南亚人比北亚人肤色要浅

黄色人种--蒙古人种
? 生活在亚洲东部草原和半荒漠环境中 ? 风沙大,季风气候影响。 ? 肤色在干季因日照强烈而呈黄色 ? 中鼻型、鼻孔宽而鼻管深藏,即防寒又 防热。睛色浅。

白色人种
? 生活在欧洲东北 ? 寒冷潮湿,日照少 ? 肤色、头发和眼睛的颜色浅 ? 鼻型因防寒而成狭鼻,长而突出。

黑色人种
? 生活在热带地区 ? 日照强烈,炎热潮湿 ? 肤色黑 ? 鼻型宽

大气圈对地球生命的保护
专题八

一、大气圈对地球生命的保护
?“防弹衣”
?“遮阳伞” ?“保温被”

“防弹衣”--大气对小天体的阻碍作
用 ? 每年有数十万吨的宇宙碎片以某一角度 进入大气,但其中大部分都在大气层中 跳跃(就像打水漂)。另外一些则在大 气层中烧毁了。

“遮阳伞”——大气对太阳辐射的削弱
作用

太阳光?
? 光传递能量的大小与波长成反比。而光的频 率正好决定其颜色。但我们的眼睛只能看到 其中特定频率范围内的光,称之为可见光。 ? 频率过高(紫外线)和过低(红外线),我们都看 不见。

无 线 电 波

太阳辐射
? 太阳辐射是 短波辐射
(物体温度越高,辐射中最 强的部分波长越短)

? 地面辐射 长波辐射

到达地球的太阳能
大约45%实际接触地 表,55%被大气吸收 、反射或在中途散失 。

选择性吸收
? 水汽吸收太阳辐射的红外线部分 ? 臭氧(O3)吸收紫外线辐射。 ? 二氧化碳(CO2)对红外线辐射有一定的吸收能 力 ? 大气中的水滴、尘埃等杂质也能吸收一部分太阳 辐射 ? 通过大气的吸收作用,太阳辐射被削弱的部分主 要是波长较长的红外线和波长较短的紫外线,而 对可见光影响不大。

大气的反射
云的反射作用很显著,云层吸收15%的太阳

能,大约反射20%太阳能
夏季多云的白天气温相对不太高,因为云

的反射减少了到达地面的太阳辐射。

厚云层的反射
当云层越来越厚时,小水滴越来越多,几乎 连成一片,太阳光和散射的光不能或者很少 能穿透云层,这时白云就变成乌云了。

晴朗的白天比多云的白天气温高

大粒子(如水滴、冰晶等)对光的折射、反射与衍 射引起的光现象,最常见的有虹、华和晕。

海市蜃楼——大气的折射
大气密度出现异常分布,会使来自远处目标物的光线在 另一高度发生全反射,那么除能看到本身实物外,还可 看到它的反射像。它可能是直立的,也可能是倒立的。

太阳跃出地平线之前和没入地平线之后一 段时间,我们仍能看见它——大气的折射

星星会“眨眼”——大气的折 射
大气性质不均匀的各层次像一个个 折射程度不同的小透镜,使星光的方

向在极短的时间里来回改变、动荡不 定。从而显得忽隐忽现、闪闪烁烁。 思考:
1、从地球上看行星会不会闪烁? 2、宇航员在太空看恒星会不会闪烁?

天穹色彩的变化——大气散射
光线通过大气时会发生散射,对于 相同的媒质来说,光线的波长越短,散 射作用越强,光线的波长越长,散射作 用就越弱。

空气质点的选择性散射
“泰多尔效应 ” “瑞利散 射”。

天空为什么是蓝色的?

黄山日落

当太阳将要落山时,太阳光穿透大气层 到达观察者所经过的路程要比中午时长 得多,更多的光被散射和反射,所以光 线也没有中午时明亮。因为在到达所观 察的地方,波长较短的光——蓝色和紫 色的光几乎已经散射怠尽,只剩下橙色 和红色的光,所以随着太阳慢慢落下, 天空看起来也从橙色变成红色。

日落后天空为什么是亮?

散射
正是在太阳光通过大气层入射到地球表面的过程中,大气层 中的空气分子或其他微粒会对阳光有吸收,反射、透射等作 用,从而形成了蓝天、白云和绚丽的落日余辉和晨时朝霞。 如果没有大气层和其他微粒,即使是白天,太阳看上去也只 是一个孤零零的明亮的球,天空也将是漆黑一片,所以空气 不但给我们提供了赖以生存的条件,也使我们的天空变得多 姿多彩。

日出前为什么天空是明亮的?

“保温被”--大气对地面的保温作


晴朗的夜晚比多云的夜晚气温低

大气对地面的保温作用
太 阳 辐 射 射向宇宙空 间


面 吸

大气吸收

大 气 辐 射

大气上界

大 气 吸 收



射向地面 地面

地面增温

“太阳暖大地” “大气还大地” “大地暖大气”

读左图,回答问题: A A2 A1 B C1 C B2 C2

1、A、B、C中表示短波辐射 是 ( A ) ,表示长波辐 射的是( B、C ) 。 2、A1小于A的原因是 ( 大气对
太阳辐射的削弱作用 ),具体 表现为( 吸收)、(反射)、 ( 散射 ), A2更小的原因

B1

是( 大气吸收有选择性,对太阳辐射中能量最强的可见光
却吸收得很少

)。

3、C1表示( 大气吸收地面辐射 ),C1>A2说明了 ( 地面是大气的直接热源 )。 4 、B1称为( 大气逆辐射 ),有霜的夜晚B1( 小 )。

大气的热力作用对地球生态系统的重要性:

1、大气的热力作用,减少了气温日较差
2、大气的保温效应,形成了适宜生命的温度条件 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? 夜间,地面辐 射绝大部分热 白天,大气削弱了到 量又被大气逆 达地面的太阳辐射, 辐射还给地面, 气温不会太高 使气温不致降 得过低 月球
大气 上界

白天,由于没有大气对太 夜间由于没有大气的保温 阳辐射的削弱作用,月面 效应,月球表面辐射强烈, 温度升得很高,气温很高 月面温度骤降,气温很低 地球

1

根据所学知识解释自然现象:
1、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? (大气对太阳辐射的散射作用)
2、为什么白天多云,气温比晴天低,夜间多云,气 温又比晴天高? (大气对太阳辐射的反射作用)

3、为什么晴朗的正午天空呈蓝色,早晚呈红色? (正午太阳高度大,穿过路程短,仅蓝光被散射掉, 因南而天空呈蓝色;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,阳光红似火, 地平线附近的天空呈红色霞光) 4、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? (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)

5、在晚秋和寒冬,为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚? (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 寒冬晴朗的夜晚地面气温很低,容易出现霜冻) 6、在寒冬,为什么人造烟幕能起到防御霜冻的作用? (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 御霜冻) 7、某地昨天为晴朗的天气,今天为多云的天气,仅从 大气的热力作用分析,哪一个气温日较差小?为什么? (今天;多云天气,白天大气对太阳辐射的削弱 作用强,气温不会太高,夜晚,大气逆辐射作用 强,气温不会太低)


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