【本讲教育信息】
一. 教学内容：
第二章 自然地理环境中的物质运动和能量交换
第一节 大气的热状况与大气运动 大气的受热过程和热力环流
1. 本讲学习目标要求：
（1）了解太阳辐射是地球上最主要的能量源泉；大气对太阳辐射有削弱作用，大气对地面起保温作用。
（2）要会叙述热力环流的形成过程，理解地表冷热不均引起的大气运动，理解水平气压梯度力是风形成的原动力和直接原因。
2. 知识结构：
二. 重点、难点
1. 大气的热力过程，即大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用。
2. 太阳辐射、地面辐射和大气辐射等基本概念的含义、联系和区别。
3. 冷热不均引起的大气运动是重点，大气的水平运动是难点。
三. 具体内容
1. 太阳辐射的波长范围是0.15～4微米，划分为三部分：
太阳辐射能主要集中在波长较短的可见光部分，可见光区差不多占太阳辐射总能量的一半。因此，人们把太阳辐射称为短波辐射。
（2）波长范围：0.15～4.0微米
（3）太阳辐射的能量集中在波长较短的可见光部分——这与太阳本身的温度有关。由实验得知，物体温度愈高，它的辐射中最强部分的波长愈短；物体的温度愈低，辐射中最强的部分波长愈长。太阳表面温度高达6000K，因此它的辐射能主要集中在波长较短的可见光部分。
同理，由于地球表面平均温度约300K，对流层大气平均温度约250K，所以地面和大气的辐射波长主要集中在3～120微米的波长范围，都是人眼不能直接看到的红外辐射。习惯上把它们称为长波辐射。
2. 大气受热过程：太阳辐射到达地球大气上界→太阳辐射穿过大气层→太阳辐射到达地表。
大气的受热过程主要表现为大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用。
3. 大气对太阳辐射的削弱作用：
（1）吸收作用
但是，对于太阳辐射中能量最强的可见光部分却吸收的很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上来。
（2）反射作用——无选择性
反射主体：云和较大的颗粒尘埃。其中云的反射作用最为明显。
规律：云层越厚，云量越多，反射作用越明显。
所以，在夏季，多云的白天，气温不会太高，就是因为云的反射作用减少了到达地面的太阳辐射。
（3）散射作用——有选择性
当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射中的一部分会以这些质点为中心向四面八方散射开来，从而使一部分太阳辐射不能到达地面。
散射作用有一定的选择性，空气质点有能力散射波长小于自身直径的光。可见波长越短的光，越易被散射。所以，可见光中波长最短的紫色和蓝色光最容易被散射，因此晴朗的天空呈现蔚蓝色。
黎明和黄昏，虽然太阳在地平线以下，但它的光芒已被空气中的微粒散射到天空，因此，天空是明亮的。
思考：太阳高度与大气削弱作用的关系：
4. 大气对地面的保温作用：
地面吸收太阳辐射而增温，向外释放能量，所以，太阳是地面的直接热源，并且地面温度远远低于太阳表面温度，因此地面辐射是长波辐射。
大气中的CO2和H2O，强烈吸收地面长波辐射而增温，贮存能量，吸收率：75％～95％。
所以，地面是对流层大气主要的直接热源。
大气在增温的同时，也向外释放红外线长波辐射。大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射正好相反，故称为大气逆辐射。
所以，大气以大气逆辐射的形式将热量还给了地面，从而完成了大气的保温作用。
思考：为什么多云的夜晚比晴朗的夜晚温暖？
多云的夜晚与晴朗的夜晚相比，大气的逆辐射作用较强，保温作用较明显，气温较高，所以，天气较温暖。
5. 大气运动：
（1）冷热不均引起的大气运动
① 大气运动的状况：大气运动包括垂直运动和水平运动，前者叫对流，后者叫风。
② 大气运动的能量：来源于太阳辐射能。
③ 大气运动的根本原因：由于太阳辐射对各纬度加热的不均匀，造成高低纬间的冷热差异，这是引起大气运动的根本原因。
④ 大气运动的直接原因：冷热不均引起空气上升和下沉的垂直运动，空气的上升或下沉导致了同一水平面上气压的差异，气压差异又是形成空气水平运动的直接原因。
（2）大气的水平运动的三种力
① 水平气压梯度力：同一水平面上气压差而产生的一种力，如果没有其他外力的影响，风向应垂直于等压线，从高压指向低压。
② 地转偏向力：由地球自转而产生的一种力，北半球向右偏，南半球向左偏。受其影响使风逐渐偏离了气压梯度力的方向，在没有摩擦力的情况下，风可以一直偏转到风向平行于等压线为止。
③ 摩擦力：实际大气中，特别是近地面的风，由于受摩擦力的影响，风向与等压线并不完全平行，而是有个角度。
【典型例题】
[例1] 下列四幅图中的地点均为北半球同一纬度、同一季节，其中气温最低的是（ ）
A
B
C
D
解析：本题重在考察学生对大气的热力作用中云层所起的作用是否理解和掌握。四副反映了四种状况，无云的白天和夜晚，有云的白天和夜晚，白天云层可以起到削弱太阳辐射的作用，云层越厚，削弱越强，到达地面的太阳辐射量越少，夜晚大气对地面辐射起到保温作用，云层可以加强这种保温作用，使能量损失的减少，本题通过图像的形式考察学生对这一知识点的理解。
白天与夜晚相比，白天由于太阳辐射的因素，因此比夜晚的气温高，因此四幅图中，A、C的气温比B、D高，A、C相比，C点有云层遮挡，白天云层对太阳辐射具有削弱作用，因此有云的白天气温不会太高，所以C点气温低于A点；B、D相比，D点有云层遮挡，夜晚太阳已经落山，因此大气热量主要依靠地面辐射而来，大气对地面辐射起保温作用，而云层的存在使保温作用加强，因此有云的夜晚气温高于晴朗的夜晚，因此B点气温最低。
答案：B。
[例2] 读下图太阳辐射随波长的分布图，回答：
（1）太阳辐射能量主要集中在_____区，其波长范围在______微米至_____微米之间，人们称太阳辐射为_____辐射。
（2）从窗口射入室内的太阳光属图中A、B、C中的_______部分太阳辐射；晴空呈蔚蓝色是_____部分太阳辐射经大气作用所致；平流层中的臭氧吸收太阳辐射中的______部分；对流层中的水汽和二氧化碳主要吸收太阳辐射中的_______部分。
（3）由上图所示，请说出物体的温度与辐射波长特点的关系：__________。
解析：使学生掌握太阳辐射在不同波段的辐射能力是有差别的。
答案：（1）可见光（或B）；0.4；0.76；短波
（2）B（可见光）；B；A（紫外区）；C（红外区）
（3）物体的温度愈高，辐射中最强部分的波长愈短，反之则愈长。
[例3] 大气对地面的保温作用主要是因为（ ）
A. 大气能大量吸收太阳辐射 B. 近地面的大气大量吸收地面辐射
C. 大气逆辐射把热量还给地面 D. 大气散射把热量还给地面
解析：对流层大气中的水汽和二氧化碳，对太阳短波辐射的吸收能力很差，但对地面长波辐射的吸收能力很强。据观测，地面辐射的75—95%都被贴近地面的大气所吸收，使近地面大气增温，近地面大气又以辐射、对流等方式，把热量传给高一层大气，从而使地面放出的热量绝大部分保存在大气中。大气在增温的同时，也向外辐射热量，大部分向下射到地面，称为大气逆辐射，大气逆辐射起到了保温作用。所以大气对地面的保温作用主要是：近地面的大气大量吸收地面辐射，大气逆辐射把热量还给地面。从上述分析可知，弄清几种辐射间的关系，是揭示大气热状况的关键。
答案：BC
【模拟试题】（答题时间：50分钟）
一. 填空题：（其中19、20两题为双选）
1. 对流层大气的直接热源是（ ）
A. 太阳辐射 B. 地面辐射 C. 大气辐射 D. 大气逆辐射
2. 对流层大气中对太阳辐射起散射作用的主要是（ ）
A. 二氧化碳和水汽 B. 云层和较大颗粒的尘埃
C. 臭氧和氧原子 D.
空气分子和微小尘埃
3. 晴朗的天空所以呈蓝色是由于太阳光穿过大气层时（ ）
A. 直接到达地面的蓝色光比重大
B. 空气分子使蓝色光发生散射作用
C. 高层大气分子大量吸收蓝光
D. 到达地面的蓝紫光又完全被反射到高空
4. 大气的保温作用体现在（ ）
A. 
温室效应 B.
反射作用
C. 散射作用 D.
大气逆辐射作用
5. 霜冻多出现在晴朗的夜里是因为（ ）
A. 空气中的水汽多 B.
太阳辐射弱
C. 地面辐射弱 D. 大气逆辐射弱
6. 大气运动的根本原因是（ ）
A. 不同纬度间的温度差异 B. 海陆之间的热力差异
C. 同一水平面上气压差异 D. 地球自转引起的偏向力
7. 有关风的叙述正确的是（ ）
A. 大气的运动即是风
B. 地面的冷热不均是形成风的直接原因
C. 风是大气运动的一种最简单的形式
D. 风向就是风的来向
8. 近地面风向是（ ）
A. 垂直于等压线并指向高压
B. 垂直于等压线并指向低压
C. 与等压线平行
D. 指向低压并与等压线斜交
9. 太阳辐射能主要集中于（ ）
A. 红外线区 B. 紫外线区 C. 可见光区 D. ｘ、γ射线区
10. 大气对太阳辐射的吸收具有选择性，下列叙述错误的是（ ）
A. 臭氧强烈吸收太阳辐射中的紫外线
B. 水汽和二氧化碳吸收太阳辐射中的红外线
C. 大气对可见光吸收较少
D. 大气强烈吸收太阳辐射中能量最强的可见光部分
11. 在夏季，多云的白天气温不会太高的主要原因是（ ）
A. 云层的反射强烈 B. 大气的吸收强烈
C. 大气的散射强烈 D. 地面反射强烈
12. 与大气对太阳辐射的削弱作用无关的现象是（ ）
A. 多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖些 B.
晴朗的天空呈蔚蓝色
C. 夏季天空多云时，白天的气温不会太高 D. 日出前的黎明天空明亮
13. “晴空蔚蓝”的主要原因是（ ）
A. 蓝色光被空气分子散射
B. 云层对蓝色光的反射作用
C. 大气吸收了除蓝色光以外的其它光线
D. 大气对蓝色光的折射作用
14. 大气对地面的保温作用主要是由于（ ）
A. 大气吸收太阳辐射而增温 B. 大气逆辐射补偿地面辐射损失的热量
C. 大气对地面辐射的反射作用 D. 大气热容量大，不易降温
15. 大气的热力作用使（ ）
A. 地球表面平均气温降低 B. 夜晚的最低温度降低
C. 夜晚的最高气温降低 D. 气温日较差较小
16. 霜冻常出现于深秋至第二年早春晴朗的夜晚，原因是（ ）
A. 大气的逆辐射作用弱 B.
大气对地面辐射吸收作用强
C. 大气对地面辐射的反射作用强 D. 大气的保温作用强
17. 在晴朗的冬夜，农民常用熏烟的方法防止霜冻，是因为（ ）
A. 烟雾能将地面辐射反射回地面
B. 烟雾能将地面辐射散射回地面
C. 烟雾能吸收地面辐射，增加大气逆辐射
D. 烟雾能使地面和近地面大气加热增温
18. 下列几种情况中，昼夜温差最大的是（ ）
19. 大气圈中，自地面垂直向上（ ）
A. 温度逐渐降低 B. 吸收的太阳辐射逐渐增多
C. 气压逐渐降低 D. 受地面辐射逐渐影响逐渐减弱
20. 下面四幅图分别表示四种大气环流形式，其中错误的是（ ）
二. 综合题：
21. 读下面“全球热量平衡示意图”，回答问题：
（1）图中①为_______辐射，就波长而言，称其为_______辐射。它透过大气层到达地面的原因是________________________，到达地面后其能量的主要去向是__________。
（2）图中
为_______辐射，就波长而言，称其为_______辐射，其能量来源是____________，其能量去向主要是_____________。
（3）图中
为_______辐射，就波长而言，称其为_______辐射，其能量来源主要是____________，其能量主要去向是__________，这就使地面的温度变化比较_______。
（4）大气热量的收入项有__________（填数码），支出项有_______。两者数量_______，故大气温度比较_______。
（5）图中数码
比①少的原因是____________；②比①少的原因是__________，②大约是①的_______%。
（6）图中数码③表示_______作用，其强弱与__________________有关。受其影响，白天时气温略偏______一些。
（7）综合全图可知，对流层大气热量的根本来源是________，直接来源是_______，因此近地面气温的高低与__________和__________两方面因素密切相关。
22. 读“北半球热力环流示意图”，完成下列要求：
（1）A地气温比Ｂ、Ｃ两地_________，气压比Ｂ、Ｃ两地_________。D、E、F中，属高压区的是_________。
（2）用“→”画出高、低空大气水平运动方向，以正确表示热力环流。
（3）图中Ｍ、Ｎ两地实际风向分别为_________和_________。
（4）热力环流是指由于__________而形成的空气环流，它是大气运动的一种_________形式。
（5）从以上可看出，空气水平运动产生的根本原因是__________________，直接原因是__________________。
23. 读“某地实际大气中的风向图”，分析回答：
（1）图中箭头表示的含义是：①_____________；②_______；③_____________；④_________。
（2）①与等压线的关系是_______，其方向是__________。
（3）若无④，只受①、③影响，则②与等压线的关系是_______。此时，①与③的关系是__________________。
（4）实际大气中，②与等压线的关系是_______。此图表示的地区在_________（南或北）半球，理由是__________________。
（5）图中Ｍ、Ｎ两地相比，风力较大的是_________地，原因是__________________。
【试题答案】
1. B 2. D 3. B 4. D 5. D 6. A 7. D 8. Ｄ
9. C 10. D11. A12. A13. A
14. B 15. D 16. A
17. C18. C 19. CD 20. BD
21.（1）太阳；短波；大气对太阳辐射能量最集中的可见光吸收很少；地面吸收
（2）地面；长波；吸收太阳辐射；近地面大气吸收
（3）大气；长波；吸收地面辐射；射向地面；和缓
（4）⑤⑨⑩；
或⑥⑦；相等；稳定
（5）大气对太阳辐射吸收具有选择性，直接吸收很少；大气通过吸收、反射、散射等形式削弱了太阳辐射；47
（6）反射；云量多少和云层厚度；低
（7）太阳辐射；地面辐射；太阳辐射；地面状况
22.
（1）高；低；E
（2）（略）
（3）西南风；东北风
（4）冷热不均；最简单
（5）地区间的受热不均；水平气压梯度力
23.
（1）水平气压梯度力；风向；地转偏向力；摩擦力
（2）垂直；指向低压
（3）平行；大小相等，方向相反
（4）斜交；北；风向向右偏转
（5）N；等压线较密集，水平气压梯度力大