师:同学们,今天我们一起来学习高一人教版地理必修一第二章地球上的大气知识体系分析。

  本章内容结构包括第一节大气的组成和大气垂直分层,以及第二节大气受热过程和大气运动,它们都与人类活动息息相关。

  本章的课标要求是:运用图表等资料说明大气的组成和垂直分层及其与生产生活的联系;运用示意图等说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。

  首先来看第一节大气的组成和垂直分层。其内容结构包括两个部分:一是大气的组成及主要成分对地理环境的作用;二是大气的垂直分层,即对流层、平流层、高层大气各层的特点及其与人类活动的联系。

  先讲大气的组成。大气主要由干结空气、少量水汽和固体杂质组成。干结空气中主要成分是氮气和氧气,还有微量的二氧化碳和臭氧等。氮是地球上生物体的基本元素,氧是生物维持生命活动所必需的物质。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,它吸收地面辐射能力强,能使气温升高,对地面有保温作用。臭氧吸收太阳光中的紫外线,使大气增温,同时让地球上的生物免遭过量紫外线的伤害。

  水汽和固体杂质含量虽少,但作用不小。水汽发生相变,会产生云、雨、雾、雪等天气现象,同时伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度。固体杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件。

  人类活动排放的污染物进入大气,会影响大气的成分和含量,产生大气污染,对生态系统和人类生存造成不利影响。比如二氧化碳等温室气体排放过多,会加剧温室效应,导致全球变暖,进而引发极冰融化、海平面上升、气候异常等问题;氯氟碳化物的排放会破坏臭氧层,形成臭氧层空洞,过多的紫外线危害人体健康,可能引发白内障、皮肤癌等;工业、交通、家庭生活等排放的酸性气体,会形成酸雨,影响地理环境,危害人体健康。

  接着讲大气垂直分层。根据温度、运动状况和密度,大气自下而上可划分为对流层、平流层以及高层大气。各层特征如下:

  对流层气温随高度增加而降低,该层大气上冷下热,空气对流运动显著,天气现象复杂多变,对流运动容易成云致雨,云雨雾雪等都发生在这一层。人类生活在对流层底部,所以对流层与人类关系最为密切。

  平流层下层气温变化小,在30千米以上气温随高度增加而迅速上升。气流以平流运动为主,由于水汽杂质少,大气稳定,没有云雨现象,天气晴朗,能见度高,适合航空飞行。该层的臭氧层有保护地球生命的作用。

  高层大气距离地面很远,受到引力小,气压很低,密度很小。在80 - 500千米的高空有若干电离层,电离层能反射短波无线电波,对无线电通信有重要作用。

  接下来看第二节大气的受热过程和大气运动。这一节内容包括大气的受热过程和大气的运动。大气的受热过程,实际上是太阳辐射、地面辐射以及大气辐射之间相互转换的过程。大气运动主要学习热力环流的形成过程、常见的热力环流及其影响,以及大气的水平运动,即风形成的原因、风的三种作用力以及风向。

  先讲大气的受热过程。太阳辐射是大气热量的根本来源,热量在地面和大气之间传递。大气的受热过程可归纳如下:太阳辐射到达地面,被地面吸收后增温,即“太阳暖大地”;地面增温后形成地面辐射,大气吸收后增温,即“大地暖大气”;大气增温后形成大气辐射,其中向下的部分称为大气逆辐射,它将大部分热量还给地面,即“大气还大地”。这里要注意三种辐射、三个过程、两个热源、两种作用。三种辐射分别是太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射;三个过程分别是“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”;两个热源,近地面大气的主要直接热源是地面长波辐射,大气的根本热源是太阳辐射;两种作用分别是大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用。

  白天,由于太阳辐射的影响,大气主要对太阳辐射起削弱作用。晚上,由于没有太阳辐射,近地面受大气逆辐射影响显著,起到保温作用。大气对太阳辐射的削弱作用包括反射、散射以及选择性吸收。利用大气对太阳辐射的反射作用原理,可以解释阴天天空昏暗、雪后天晴阳光特别耀眼等现象;利用大气对太阳辐射的散射作用原理,可以解释晨昏蒙影、阴天或雾霾天时天空往往呈现灰白色、晴朗的天空呈现蔚蓝色、朝霞晚霞用红色光作为警示灯等现象;利用大气对太阳辐射的吸收作用原理,可以解释农民在白色塑料大棚上加一层可收放的黑色尼龙网能起到削弱太阳辐射、达到防晒目的的现象。

  再讲大气对地面的保温作用。大气对地面的保温作用关键在于大气逆辐射,主要参与的大气成分是水汽、二氧化碳以及尘埃。大气对地面的保温作用减少了地面热量的散失,使地球表面的温度不会降得很低。要注意,大气逆辐射在白天和夜晚都存在,而且白天比晚上还要强烈,最强的时候是大气温度最高的时候,也就是午后两小时左右。影响大气逆辐射的因素有空中云量的多少、大气的洁净度、干燥度。一般情况下,云量越多,空气越浑浊,湿度越大,大气逆辐射越强。温室气体大量排放导致大气吸收地面辐射增多,进而导致大气逆辐射增强,保温作用增强,从而使气温升高、全球变暖。大气保温过程原理在农业生产实践中有广泛应用,比如在农田采用覆膜、覆沙和覆草来调节地温。

  请同学们试着解释以下现象:

  我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜,是因为白天阳光通过温室大棚上方的玻璃或透明薄膜进入大棚,被地面吸收,而地面辐射属长波辐射,很难穿透玻璃或薄膜散失,从而起到保温作用。

  烟雾防冻,原理是浓烟可以吸收地面长波辐射,增加大气逆辐射,减少地面热量的散失,起到保温作用。

  早春华北地区农民利用地膜覆盖进行农作物种植,原因是早春夜间气温相对较低,覆盖地膜后阳光可透过地膜进入地表,地面吸收太阳辐射后转化为地面辐射,地面辐射很难透过薄膜射出,从而减少地面辐射散失,起到保温作用。另外,覆盖地膜还能有效减少水分蒸发,起到保湿作用。

  干旱半干旱地区果农在果园中铺沙或鹅卵石,原因是沙子和鹅卵石的比热容较小,白天吸收太阳辐射增温快,夜晚散热快,昼夜温差大,有利于水果的糖分积累,同时还能有效减少土壤水分蒸发,增加昼夜温差,还可以反射太阳辐射,增强光合作用。

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《地理 必修1 第2章 “地球上的大气”知识体系分析 逐字稿-4,751字 第5版》.docx
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