大气的热力状况

大气的热力状况    大气的组成和垂直分布

课时3　大气的运动

课时2　大气的热力状况

2010-09-06 08:36:25|  分类： 地理资料 |  标签： |字号大中小 订阅

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美国宇宙飞船“阿波罗号”已经把几批宇航员送上月球，但宇航员只能在月球表面停留很短的时间，就必须踏上返回地球的路程。因为月球上白天和夜晚的温度变化特别大，白天可达127℃，比烧开的水还热；夜晚降到零下183℃，比最冷的冬天还冷得多。为什么会这样呢？那我们地球上为什么没有这种现象？当然这跟地球的自转速度较月球快有关，但还有一个原因就是地球上大气的热力作用。

知识精析

1．   大气对太阳辐射的削弱作用

形式

表现

特点

对人类活动的影响

吸收作用

电离层的氧原子吸收波长小于0.175微米的紫外线

平流层的臭氧吸收波长长于0.175微米的紫外线

对流层中的CO2、水汽吸收波长较长的红外线

有选择性

吸收的能量很少

地面生物体免遭紫外线侵害

反射作用

云层和尘埃能将投射到其上的太阳辐射的一部分，反射到宇宙空间去

无选择性

夏季多云的白天气温不会太高

散射作用

遇到空气分子或微小尘埃的太阳辐射，以其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

有选择性

蓝光容易被散射，晴朗的天空呈蔚蓝色，十字路口的指示灯不用蓝色

【例1】下列关于大气对太阳辐射削弱作用的叙述，不正确的是

A．日出前的黎明和日落后的黄昏，天空仍然明亮是由于大气的散射作用

B．大气对太阳辐射的吸收、反射、散射作用都有选择性

C．夏季天空多云时，白天不会太热是由于大气的反射作用

D．赤道地区太阳辐射强的主要原因之一是太阳高度角大

【解析】黎明、黄昏时，太阳虽然在地平线以下，但太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，发生散射作用，因而，虽见不到太阳直接照射的光，但能见到散射光，所以天空仍然明亮；太阳辐射经过大气时，大气中的水汽、臭氧、二氧化碳和固体杂质对太阳辐射有明显吸收作用，不同成分吸收的波长范围也不同，所以通常称为选择性吸收；反射则没有选择性，所以反射光为白色；当散射作用的质点是空气分子或微小尘埃时，散射是有选择性的，波长越短，散射能力越强；多云的白天气温低，主要是由于水汽多，反射作用强，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射少；太阳高度角越大，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，到达地面的越多。

【答案】B

2．地面温度与其辐射波长的关系

物体温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之则越长。太阳辐射为短波辐射，地面辐射和大气辐射则为长波辐射。

3．大气的温室效应

①地面吸收太阳辐射而增温；②地面把获得的热量以地面长波辐射的形式向外辐射；③大气吸收地面长波辐射，也向外辐射能量；④射向地面的大气逆辐射补偿地面损失的热量，对地面起到保温作用。

4．大气热力作用对地表温度的影响如图9－2所示

【例2】下列现象体现大气对地面保温作用的是

A．白天多云，气温比晴天低B．深秋至第二年早春季节，霜冻多出现在多云的夜里

C．城市比郊区气温高　　　D．多云的夜晚通常比晴朗的夜晚温暖一些

【解析】A现象是云层的反射作用所致。因为霜冻多出现在晴朗的夜里，而不是多雨的夜晚。城市的废热直接增暖大气，产生“热岛效应”，而非保温作用。多云的夜晚大气逆辐射强，气温偏高。

【答案】D

5．气温日变化和年变化

日出以后，随着太阳高度角的逐渐增大，太阳辐射不断增强，地面获得的热量不断升高，地面辐射不断加强。大气吸收地面辐射，气温也跟着不断上升。一天中的最高气温并不出现在正午12时，而出现在午后2时左右。这是因为正午过后，太阳辐射虽已开始减弱，但地面获得太阳辐射的热量继续增多，地面温度继续升高，随着太阳辐射的进一步减弱，地面获得太阳辐射的热量仍比地面辐射失去的热量多，地面储存的热量继续增多，地面温度继续升高，地面辐射继续增强，气温也继续升高。随着太阳辐射的进一步减弱，地面获得的太阳辐射的热量开始少于地面辐射失去的热量时，也就是当地面热量由盈余转为亏损的时刻，地面温度达到最高值。地面再通过辐射、对流、湍流等方式将热量传给大气，还需要一个过程，因此午后2时左右，气温才达到最高值。随后，太阳辐射继续减弱，地面热量继续亏损，地面温度不断降低，辐射不断减弱，气温随之不断下降，至日出前后，气温达最低值。

同样的道理，由于地面吸收、储存、传递热量的原因，气温在一年中的最高、最低值，也并不出现在辐射最强、最弱的月份，而是有所滞后，具体如下表。

半球

比项

北半球

南半球

最低

最高

最低

最高

太阳辐射

12月

6月

6月

12月

陆地气温

1月

7月

7月

1月

海洋气温

2月

8月

8月

2月

【例3】下图表示我国北方某地阴天和晴天时气温日变化示意图，读后回答：

(1)AB两条曲线中，表示晴天的气温曲线是    。

(2)白天阴天，气温比晴天时    ，这是由于    。

(3)夜晚阴天，气温比晴天时    ，这是由于    。

(4)霜冻多出现在晴天的夜里，这是由于    。

【解析】本题通过气温日变化主要考查大气热力作用的两方面：大气对太阳辐射的削弱作用和大气保温效应。A、B两曲线中，昼夜温差大的是晴天的气温曲线。这是因为白天阴天，云层把大部分太阳辐射反射掉，所以气温低。夜晚阴天云层的大气逆辐射作用强，保温作用好，所以气温比晴天高。因此阴天时昼夜温差小。 同理，晴天夜晚云量少，大气逆辐射弱，降温幅度大，因而常发生霜冻。解答本组题的关键是明确白天气温高低取决于云层的反射作用，夜晚则取决于大气逆辐射强弱。

【答案】⑴A　⑵低　云层反射太阳辐射强　⑶高　大气逆辐射强　⑷晴天夜间大气逆辐射弱，地面降温幅度大

6．全球气温的一般分布规律

(1)气温从低纬向高纬递减。太阳辐射是地面热量的根本来源，并由低纬向高纬递减。受太阳辐射、大气运动、地面状况等因素影响，等温线并不完全与纬线平行。

(2)南半球的等温线比北半球平直。南半球物理性质比较均一的海洋比北半球广阔，于是气温变化和缓。

(3)北半球一月份大陆等温线向南(低纬)凸出，海洋上则向北(高纬)凸出；7月份正好相反。在同一纬度上，冬季大陆比海洋冷，夏季大陆比海洋热。

(4)7月份，世界最热的地方是北纬20?～30?大陆上的沙漠地区，撒哈拉沙漠是全球炎热中心；1月份，西伯利亚是全球的寒冷中心，世界极端最低气温出现在南极洲大陆上。

气温的水平分布规律通过等温线分布图反映，如果地球是一个均一的表面，则等温线与纬线大致平行，气温从低纬向高纬递减。但由于气温除受纬度、太阳辐射的影响之外，还受到大气运动、地面状况等因素的制约，所以等温线要发生弯曲而不与纬线完全平行。只要等温线发生了弯曲，就说明该地气温受到了大气环流、海陆分布、洋流、地形起伏等因素的一个或几个的影响，就要从这几个因素入手进行分析，以便找出原因。

等温线模式图的解题思路

(1)据等温线分布情况判断南、北半球

(因为温度由低纬向高纬递减，故从南向北温度下降的为北半球，反之为南半球。)

(2)据等温线分布情况判断时间或海陆位置

由于海陆热力性质差异，相同纬度的海陆上，冬季，大陆比海洋冷；夏季，大陆比海洋热。  因此北半球，1月份大陆上等温线向南(低纬)凸出，海洋上向北(高纬)凸出，7月份正相反。 南半球与北半球相反。

(相同月份时间，南北半球海洋或陆地上等温线的弯曲方向是一致的)

(3)据等温线分布情况，可确定洋流性质

海洋中等温线凸或凹的方向，即为洋流的流向。

(4)等温线分布情况，可确定地势起伏。

(5)等温线弯曲分布规律：“高高低低”规律

【例4】读某地等温线分布图，回答下列问题：

(1)这是北半球图还是南半球图?为什么?

(2)在同一纬度的A、B两地，出现气温高低不同，如果同在海洋上，A、B两地受什么因素影响?

(3)若A、B均在大陆上，二者在地形上有何不同?假使A地海拔为200米，气温比B地高0．6℃，B地海拔应为多少?

【解析】本题是一道综合能力考查题，重点考查学生对等温线的分析判读能力和计算能力。

根据等温线数值的递变，可判读出此图为北半球图；造成等温线弯曲的因素有海陆热力性质差异及洋流等，由于A、B位于海洋上，因而造成同纬度的A、B两地温度差异的原因只能是洋流，据等温线的弯曲状况可见A地温度高于B地，因而A地应有暖流经过，而B地则有寒流经过；位于陆地上的A、B两地，由于A地温度高，说明地势低；了解了气温随高度的变化规律，余下的问题就不难解决了。

【答案】 (1)北半球 由北向南，气温逐渐升高 (2)A处受暖流影响 B处受寒流影响 (3)A地势低，B地势高 B地为300米

图表解读

1．图9－3 “各种太阳辐射的波长范围图”展示了太阳辐射能量分布在三个光区，紫外区、可见光区和红外区。紫外区波长最短，能量分布最少，可见光区波长居中，集中在0．4－0.76μm之间，能量占太阳辐射能的50%左右，所以太阳辐射能主要集中在可见光区。红外区波长较长，能量较可见光区少，较紫外区大。可见太阳辐射波长较短，为短波辐射。

【练1】图9－4是近地面（虚线）和大气上界（实线）太阳辐射波长分布示意图，读图回答下列问题⑴－⑵：

(1)人类大量使用冰箱、冰柜，并向大气

排放氟氯烃，会使

A．A部分增大　　B．A部分缩小

C．B部分增大       D．B部分缩小

(2) 人类大量使用矿物燃料，会使

A．A部分增大　　B．A部分缩小

C．C部分增大       D．C部分缩小

【答案】(1) B　 (2)C

2．图9－5是太阳高度与太阳辐射经过大气路程长

　　短的关系图，展示了太阳高度越大的地区，太阳辐射经过的大气路径越短，被大气削弱得越少，到达地面的辐射就越多。反之太阳高度越小的地区，太阳辐射经过的大气路径越长，被大气削弱得越多，最后到达地面的太阳辐射反而越少。这即是太阳辐射由低纬向高纬地区递减的原因之一，也是早晨地面所获得的太阳辐射较中午少的原因。

【练2】读图9－6，判断下列叙述正确的是

①太阳高度角越大，等量太阳辐射散布的面积越大，地

　　面单位面积获得的太阳辐射热量多

②太阳高度越大，等量太阳辐射散布的面积越小，地面单位面积获得的太阳辐射热量多

③太阳高度角越大，太阳辐射经过大气的路程越短，到达地面的太阳辐射强度越大

④太阳高度的大小与太阳辐射经过大气的路程长度成正比

A．①②　　B．①④    C．③④    D．②③

【答案】 D

图9－7是大气的保温效应图。该图展示了(1)太阳辐射经过大气层到达地面，被地面吸收后，又以辐射的形式向外散失热量，其中只有极小部分射向宇宙空间，绝大部分留在大气中。保留在大气中的地面辐射被大气吸收，大气吸热后以辐射形式向外散失热量，其中只有极小部分射向宇宙空间，绝大部分射向地面，因与地面辐射方向相反，称为大气逆辐射，大气逆辐射使地面实际损失的热量减少，对地面起到保温作用，称为大气的保温效应。

【练3】读图9－8，回答：

(1)从图中可以看出，大气对　　　　　的短波辐射几乎是透明的，大部分短波辐射能够透过大气照射到　　　　　上，使其增温。

(2)大气对　 辐射却是隔热层，把地面辐射放出的热量大部分截留在   中。

(3)大气通过　　又把热量还给地面，这就在一定程度上补偿了　　损失的热量，起到了　　作用。

(4)①、②、③三种辐射分别是　　　　、　　　　、　　　。

(5)大气中的　　　增多，可使大气逆辐射增强，从而导致全球变暖，进而导致海平面　　。

【答案】(1)太阳 地面 (2)地面 大气 (3)大气逆辐射 地面　保温 (4)太阳辐射　地面辐射 大气逆辐射(5)C02 上升

课后练习

一、 单项选择题：

“春天孩儿面，一日三朝变”。请参阅今年3月1日至17日上海地区气温曲线图，回答1－5题。

1．图中最低气温出现的日期是17天中的

A．7日       B．10日    C．12日       D．17日

2．下列4天中，气温日较差最大的一天是

A．3日       B．6日      C．11日        D．16日

3．从3月17日起，再过10天，下列城市中白天最长的是

A．上海          B．北京      C．广州       D．哈尔滨

4．下列4天中，北京某地（40°N）测出正午太阳高度角最接近50°的一天是

A．3月4日           B．3月8日           C．3月13日          D．3月17日

5．造成初春气温骤变的原因，除冷暖气流的影响外，云对气温高低也有一定的影响。以下关于云对气温影响的正确叙述是

①白天多云，云对太阳辐射的反射作用，造成地面气温不太高

②白天多云，云对太阳辐射的吸收作用，造成地面气温升得更高

③夜晚多云，云对地面起保温作用，使地面气温比无云时高

④夜晚多云，云将地面热量传到太空中，使地面气温比无云时更低

A．①④          B．②③                  C．①③              D．②④

读“某地区等温线示意图”，解答6－8题。

6．该地区所在半球及当地季节为。

A．北半球 夏季    B．北半球 冬季

C．南半球 冬季    D．南半球 夏季

7．下列说法正确的是。

A．P处在10℃以下 B．P处在10℃以上

C．P处地势低洼    D．P处周围广泛分布热带雨林．

8．Q地与北京气候相比较，一年中。

A．两地都雨热同期        　　　　　　　　　B．Q地气温较高的月份，北京的气温也较高

C．Q地受高压控制的季节，北京盛行偏南风    D．Q地降水较多的月份，北京降水也较多

读下图，回答9－11题。

9．在图中箭头所示辐射中，属于短波辐射的是

A．箭头a    B．箭头b    C．箭头c    D．箭头d

10．对地面起保温作用的是

A．箭头a表示的辐射    B．箭头b表示的辐射

C．箭头c表示辐射    D．箭头d表示的辐射

11．当大气中的云量和水汽含量增加时

①箭头f可能增强    ②箭头e可能增强

③箭头c可能增强    ④箭头a可能增强

A．①②④    B．②③④    C．①③④    D．①②③

　　

读“某地1月等温线分布图”据此回答12－13题。

12．造成图中M、N两处等温线发生明显弯曲的主要因素分别是

A．沿岸寒流，高原地形 　　B．沿岸寒流，山地地形

C．沿岸暖流，高原地形 　　D．沿岸暖流，山地地形

13．若只考虑海陆分布因素，图中a 处气温最有可能为

A．0℃    B．－5℃    C．－6℃    D．3℃

读太阳辐射光谱穿过大气时的变化示意图，完成14－15题：

14．图示①～④条曲线中最接近某地地表太阳辐射强度的是

A．①　　B．②　　C．③　　D．④

15．曲线③变为④的主要原因是

A．臭氧吸收　　　 　　　　　　B．云层和尘埃反射

C．二氧化碳和水分子吸收　　　　D．空气分子和微小尘埃散射

图1中①②③④分别表示四条等温线，据此回答16-17题。

16．其中表示7月份等温线的是

A．①③    B．①④　　　C．②③    D．②④

17．当气温分布状况如图中④曲线时，下列叙述正确的是

A．北京坐北朝南的房屋正午阳光照射面积最小

B．恒河下游地区泛滥成灾

C．我国南极中山考察站可能有极昼现象

D．澳大利亚混合农业区忙于小麦播种

二、综合题：

18．读图9－9分析回答下列问题：

(1)图中箭头①表示大气对太阳辐射具有　　　　　作用。

(2)图中箭头②说明大气对地面具有　　　　　作用。

(3)图中A比无云时大气温度较　　，主要原因是　　　　　　。

(4)图中B比无云时大温度较　　　，主要原因是　　　　　　　　。

(5)由此说明地球上存在生命的条件之一是　　　　　　　。

答案：⑴反射（削弱）　⑵保温　 (3)低　大气对太阳辐射的削弱作用，减少了到达地面的太阳辐射 (4)高　大气逆辐射　(5)地球表面厚厚的大气层，使地球表面昼夜温差不致太大

19．读图9－10(横坐标表示辐射强度，纵坐标表示纬度)，回答：

(1)使大气增温热量根本来源是　　　辐射，直接来源是　　　辐射。

(2)一年中，地球上太阳辐射强度在4以上的纬度大约是　　之间，原因是　　。

(3)在图中用左斜线　　　　表示地面热量盈余部分，用右斜线　　　表示地面热量亏损部分。

(4)就全球而言，不会出现热量盈余部分越来越热，热量亏损部分越来越冷的现象，主要是因为　　　　　和　　　　　使得不同纬度地区达到　　　　　。

答案：(1)太阳　地面 (2)南北纬30? 在此范围内，全年太阳高度角较大，所以太阳辐射强度大　(3) 略　(4)大气运动　热量转换　热量平衡

20．读“两幅等温线图”，回答下列问题。

(1)图A中曲线沿    方向延伸，影响气温分布的主要因素是    。由图中温度分析，该地正值    季。图示东部等温线向东北方向延伸，说明受    影响较大，图示西部等温线向西南方向延伸，是受    因素的影响。

(2)分析图B中等温线分布特点，并解释成因。

答案：(1)东西　太阳辐射　冬　海陆位置 地形 (2)等温线密集，并大体沿东西方向延伸，受山脉东西走向影响。等温线沿东西方向延伸；受山脉垂直差异的影响大，等温线密集。

解析：第(1)题，图中等温线沿东西方向延伸，说明纬度是主要影响因素；又从图示纬度在回归线附近，气温值在10℃左右可以看出为冬季。图示东部位于沿海，等温线向东北方向延伸，说明受海陆位置影响较大；图示西部位于内陆，等温线向西南方向延伸，只能是受地形因素(山脉走向)的影响。 第(2)题，观察图B，归纳等温线分布特点：一是呈东西方向延伸，二是比较密集。从图示纬度和国界线可以看出，图示地区地处内陆，内地地区温度的变化与地形关系密切，等温线的延伸方向往往与山脉走向一致，地形坡度、相对高度越大，温差就越大，等温线就越密集。

21．读图分析(拉萨与杭州纬度接近)，回答下列问题。

(1)在同等天气条件下，两地中太阳辐射强的是    ，原因是    。

(2)两地中白天气温较高的是    ，理由为    。

(3)两地中夜晚气温较低的是    ，原因是    。

(4)根据对流层大气的垂直递减率，拉萨的气温要比杭州低    ，但实际上拉萨气温应较此计算    ，理由是    。

答案：(1)拉萨 海拔高，空气稀薄 (2)杭州 拉萨海拔高，空气稀薄，大气得到的地面辐射和太阳辐射少，大气中水汽和CO2少，保温作用弱 (3)拉萨 水汽和CO2少，保温作用弱 (4)约21 高 拉萨大气的直接热源是拉萨的地面辐射，而不是杭州上空3000米的大气。

解析：影响杭州和拉萨的太阳辐射强度不同的原因是大气状况。

22．读图10，回答问题

（1）有关该图的三种说法正确的是

①A—B间的气压差与B—C间的气压差相等

②A—B间的气温递减率与B—C间的气温递减率相等

③A、B、C观测站观测到的气压被转换成海平面气压而记入到地面的天气预报图中

（2）观察图中的数据变化，用文字叙述气温与海拔之间关系： 。

（3）用所学大气热状况知识解析其原因：        。

答案：(1)② (2)海拔越高，气温越低 (3)地面是对流层大气的直接热源，海拔越低，对流层的水汽C02越多，吸收地面长波辐射越多，气温越高；反之，海拔越高，气温则越低