专题一：大气的受热过程与热力环流（2013-9-14）
考纲点击大气受热过程
(1)大气的受热过程。
(2)大气保温作用的基本原理。
(3)大气热力环流的形成过程。
一、大气的组成及其作用
1、低层大气的组成：干洁空气、水汽、固体杂质
补充：大气成分的变化
①大气中的水汽和固体杂质的含量因时因地而异
例：地面有植被覆盖，水汽含量增多，而固体杂质含量变少。我国北方地区冬春季节，气候干旱，大气中水汽含量少，而固体杂质多。
②人类活动对干洁空气成分比例的影响
例：人类活动燃烧矿物燃料（煤、石油、天然气），使大气中的CO2增多。冰箱、冰柜的广泛使用，大气中的氟氯烃含量增多（制冷工业发展以前，大气中没有氟氯烃化合物），氟氯烃能破坏大气中的臭氧，使大气中的臭氧减少。
③保护大气环境
2、大气的垂直分层：
( 1 ) 对流层：大气底层，厚度随季节和纬度变化；气温随高度递减；各层中最薄，但集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽和杂质；空气对流强烈，天气复杂多样。
（2）平流层：大气中臭氧的主要分布区。因其大量吸收太阳紫外辐射，所以气温随高度递增。空气做平流运动，大气平稳，天气晴朗，有利于航天飞行。
( 3 ) 高层大气：从平流层顶到3000千米的高空范围。密度小，与星际空间接近。该层中有大量离子和自由电子，构成电离层。电离层能够反射无线电波。
二、大气受热过程
补充：1、大气对太阳辐射的削弱作用
2、大气对地面的保温效应
弄清地面辐射与大气辐射之间的关系是理解大气保温效应的关键。如下图： (1)大气吸收地面辐射增温：对流层大气中的水汽和二氧化碳，对地面长波辐射具有很强的吸收能力。大部分的地面辐射被吸收而增温，然后它再以辐射、对流的方式向高层大气传送热量。所以说，地面辐射是对流层大气的主要的直接热源。
(2)大气逆辐射对地面起到保温作用：近地面大气吸热增温后，也向外进行辐射，叫大气辐射。大气辐射中一小部分向上，散失到宇宙
空间；其余绝大部分是向下的，因其与地面辐射的方向相反，称为大气逆辐射。大气逆辐射使得大气把从地面辐射中获取的热量还给了地面，所以说大气对地面起着保温效应。
作用 形式 参与作用
的大气成分
波长段 作用特点 实例 吸收
臭氧 (平流层) 紫外线
吸收强烈，有选 择性，对可见光 吸收得很少
平流层气温 随海拔高度 增加而上升
水汽、CO 2
(对流层)
红外线 反射 较大颗粒 尘埃、云层 各种波长同
样被反射
无选择性，云层
越厚，反射越强
夏季多云的
白天，气温不
会太高(偏低) 散射
空气分子、 微小尘埃
波长较短的
可见光(蓝 光、紫光) 向四面八方散 射，有选择性 晴朗的天空 呈蔚蓝色 颗粒较大的
尘埃、雾粒、
小水滴
各种波长同
样被散射 无选择性
阴天的天空 灰蒙蒙的
大气上界
地面
太阳辐射
地面吸收
大气吸收
地面增温
地面辐射
大气
吸收
射向宇宙空间
射向宇宙空间
大气辐射射向地面
二、大气受热过程
“太阳暖大地”“大地暖大气”
“大气还大地”
大气增温
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）
（3）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）
3、大气热力作用与自然现象的事例
对流层大气温度随高度升高而降低——对流层大气热量主要来自地面辐射。 平流层大气温度随高度升高而升高——平流层的臭氧大量吸收太阳紫外线。
夏季多云的白天气温比晴朗的白天低——云层具有反射作用，削弱到达地面的太阳辐射。 多云的夜晚比晴朗的夜晚气温高——大气逆辐射强，可以减少地面热量的损失。 晴朗的天空呈现蔚蓝色、霞、日出前和日落后天空明亮等—大气对太阳辐射的散射作用。 树阴下，空间中无阳光直射仍然明亮——散射作用。
冬季风速较大——因低纬度与高纬度相比，太阳高度大且白昼长，所以南北温差大，导致风速大。
晴天气温日较差大—白天晴朗，获得太阳辐射多，夜间大气逆辐射弱，地面热量损失大。 交通信号中“红灯停”——红光的波长较长，难被散射，穿透力强，以红灯为停止的信号灯更为醒目。
有经验的农民利用人造烟幕在深秋、初冬为防止蔬菜、作物被霜冻冻坏——在夜晚增加了云量，增强了大气逆辐射，从而达到保温作用。
旭日和夕阳，朝霞和晚霞呈红色——日落日出前后，太阳高度角小，太阳辐射经过的大气路径长，大气对太阳辐射的散射作用强，波长较短的可见光都被散射了，只有波长较长的红光、橙光透射下来。因此旭日和夕阳呈红色，投射到云朵上也使其被染成红色，因此旭日和夕阳，朝霞和晚霞均呈红色。
4、大气热力作用原理的应用
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，从而减小了气温的日较差，使地球表面的均温提高了15℃，对适宜人类生存环境的形成，具有十分重要的意义。 (1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响。
(2)分析农业实践中的一些现象：利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中
铺沙或鹅卵石在防止土壤水分蒸发的同时能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。 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）
温室气体排放增多→大气吸收地面辐射增多→大气逆辐射增强，保温作用增强→
气温升
高，全球变暖
