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2.3对流层大气受热过程教案

2.3 大气环境
第一课时 对流层的受热过程
课型:新授课
教材分析: 1、大气的垂直分层是学习大气受热过程的基础。 2、大气受热过程:本段核心结论“地面是近地面大气主要的直接热源”,应阐明以下内容要点: (1)太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源; (2)太阳辐射穿过大气层的过程; (3)到达地面的太阳辐射能被地面吸收而使地面增温,同时又以长波辐射的形式把热 量传递给大气; (4)结论:地面是近地面大气主要的直接热源。 教学目标: (一)知识与技能 1、掌握大气的垂直分层; 2、 明确大气的热量来源, 即导致大气运动的能量来源, 使学生能运用图示说明大气的受热过程。 (二)过程与方法 1.通过探讨使学生理解“太阳暖地面、地面暖大气、大气还地面”的原理。 (三)情感、态度与价值观 通过对大气运动的学习,理解常见的自然现象,从而建立科学的自然观及正确的环境观。 教学重点: 大气的受热过程; 教学难点: 地面辐射是对流层大气的直接热源。 教学方法:讲授法、讨论法、演示法 教具准备:课件和多媒体 课时安排:1 课时 教学过程 【提问导入】位于非洲中部的乞力马扎罗山,被称为“赤道上的白雪公主”,即地处热带,山顶 却终年积雪,这是什么原因? 通过这节课的学习,大家便能明白,海拔越高,气温越低的原因了。 一、大气的组成和垂直分层 (一)大气的组成 (二)大气的垂直分层 让学生阅读课本图 2-23 大气垂直分层示意,完成活动的问题。 (提问)1、对流层的气温随高度的升高如何变化?
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通过看图可知,随着海拔的升高,气温递减,对流层大气上热下冷,并且对流运动显著。其 次,由于对流运动显著,各种天气现象复杂多变,与我们人类的生活紧密相关。 2、平流层的特点:气温随着海拔的升高而递增,原因在于平流层含有臭氧层,臭氧通过吸 收紫外光而增温,气温下冷上热,大气稳定,不易形成对流运动,适合飞机飞行。 3、高层大气:海拔高,大气密度小,因此气压低,海拔 2000-3000 米处为大气层上界。高 层大气含有电离层,电离层能够反射无线电短波。其次,高层大气还有极光、流星等现象发生。 二、对流层大气的受热过程 (一)大气对太阳辐射的削弱作用 【过渡】 (提问)假如到达大气上界的太阳辐射定为 100%,而实际上最后到达地球表面的太阳辐 射却只有 47%,这是什么原因造成的?(讲解)这是因为大气对太阳辐射的削弱,大气对太阳辐 射的削弱表现为对太阳辐射的吸收、反射和散射。 让学生阅读课本,1、分析 P44 表格,指出太阳辐射经过大气各层时都有哪些部分被吸收?
太阳辐射 占太阳辐射能 的比例 波长(微米) 总体波长范围:0.15~4 微米 紫外光 7%(包括 X 射?线和γ 射 线) 小于 0.75 0.175~0.40 可见光 50% 0.40~0.76 波长较短的蓝色光等为大气分子所 散射,水汽、云和浮尘等可阻挡、 反射和吸收一部分可见光,绝大部 分可见光能够直接到达地面 红外光 43% 大于 0.76 对流层大气中的 二氧化碳、水汽、 云和浮尘,可直 接吸收相当数量 的红外光

经过大气层时 发生的情况

几乎完全 被上层大 气吸收

绝大部分被臭 氧层吸收

O3 吸收紫外光,CO2、H2O 吸收红外光,说明吸收具有选择性。 2、大气对太阳辐射的反射作用,参与的大气成分主要有云层、水汽、尘埃,云层越厚,反射越 强,反射没有选择性。
3、大气对太阳辐射的散射,参与的大气成分主要有空气分子,波长越短越容易被吸收,因此,

波长短的蓝紫光易被散射,所以晴朗天空呈现蓝色。

(二)地面辐射和大气辐射

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(讲解)太阳辐射为短波辐射,温度高,能量集中在可见光波段,波长短,因而为短波辐射。经 过大气层后,太阳辐射一部分被削弱,但大部分被地面吸收,使得地面增温。 地面因为吸收了太阳辐射后增温,向外释放热量,因而形成了地面辐射,地面辐射能量集中在红 外光波段,波长较长,因而为长波辐射。对流层大气里的水汽、二氧化碳通过吸收大量的地面辐 射后增温,只有小部分的地面辐射射向宇宙空间,因此使大气增温的直接热源是地面辐射,从而 可以解释课前提出的问题,为什么海拔越高,气温越低,因为离地面越远,气温就越低。 (这是 本节课的重点,应着重强调) 大气吸收辐射增温, 也要向外辐射热量, 形成大气辐射, 部分射向地面的辐射, 称为大气逆辐射, 大气逆辐射把热量返还给地面后,使得地面增温,从而对地面起到一个保温作用。 思考:为什么地球表面的昼夜温差远不如月球表面大? 地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用,既降低了白天的最高气温,又提高了夜间 的最低温度,从而减小了日较差。月球没有大气层所以昼夜温差大。

根据所学知识解释自然现象: 1、一天当中,气温最高的时间是几时? 14 时。使大气增温的直接热源是地面辐射,地面增温最快的时间是正午,而地面辐射 被大气层吸收还需要 2 个小时左右,所以气温最高的是一天中的 14 时。 2、为什么晴朗的正午天空呈蓝色,早晚呈红色? 散射作用。 3、在晚秋和寒冬,为什么霜冻多出现在晴朗的夜晚? 晴朗的夜晚大气逆辐射弱,地面热量散失多。 (三) 、影响地面辐射的主要因素 1、纬度因素 (阅读课本,完成下列表格)

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2、下垫面因素

思考:读图比较不同性质地面的反射率,描述其规律? 结论:地面颜色不同,其反射能力也是不同的——反射率越高,地面辐射越少。 3、其他因素 其中气象因素的影响最大。例如在同纬度地区,年日照时数的长短,会影响到地面获得的太 阳辐射。 思考:拉萨(29°36′N,91°06′E)为什么被称为日光城? (1)海拔高,空气稀薄,削弱作用小。 (2)多晴朗天气,云层较少,反射作用弱。 (3)纬度低,年日照时间长等。

四、总结

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随堂练习
1、下列图示的四种情况,昼夜温差最小的是( B )

陆 A 地

海 洋 B

陆 C 地

2、主要由大气反射作用产生的自然现象是( A ) A.夏季天空多云时,白天气温不会太高 B.冬季多云的夜晚常比晴朗的夜晚温暖 C.晴朗的天空多呈蔚蓝色 D.日落后的黄昏,天空仍是明亮的 3、冬季,农民人造烟幕防止农作物受冻。读“太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射关系示意”图, 图中箭头能表示其原理的是( A )

海 洋D

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