新课程教学讲义●《必修一》——第二章 地球上的大气
第二章
地球上的大气
围绕在地球周围的厚厚的大气，不仅提供了动植物维持生命活动所需要的各种气体，而且还是地球上生物生存不可缺少的保护层。大气中进行着各种不同的物理过程，产生着各种不同的物理现象，它们对自然地理环境的形成和变化具有深刻的影响；对人类的生产和生活也具有重大作用。在本章中，我们将探讨如下问题。
●大气运动是如何发生和进行的？ ●大气运动有什么规律？
●常见的天气系统有哪些？
●气象灾害对人们的生产和生活有哪些危害？
●全球气候的变化对人类活动会产生怎样的影响？
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新课程教学讲义●《必修一》——第二章 地球上的大气
第一节 冷热不均引起大气运动
大气的受热过程
大气中的一切物理过程都伴随着能量的转换，太阳辐射能是地球大气最重要的能量来源。
投射到地球上的太阳辐射能，要穿过厚厚的大气，才能到达地球表面。太阳辐射能在传播过程中，部分被大气吸收或反射，大部分到达地面，并被地面反射和吸收。地面吸收太阳辐射能而增温，同时
①
又以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气。近地面大气吸收了地面辐射以后，又以对流、传导等方式，层层向上传递热量。这种辐射热交换是大气增温的最重要方式（图2.1）。
从大气的受热过程来看，地球大气对太阳短波辐射吸收得较少，大部分太阳短波辐射能够透过大气射到地面；而大气对地面长波辐射吸收得却比较多，地面辐射放出的绝大部分热量能够被大气截留下来，所以，地面是近地面大气主要、直接的热源。
大气的受热过程影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气的运动状态。
1．影响太阳辐射强度的最主要因素是D A．大气环流 B．地面状况 2．对流层大气的主要直接热源是B A．太阳辐射 B．地面辐射
C．昼夜长短 C．大气辐射
D．太阳高度角 D．大气逆辐射
大气在增温的同时，也向外辐射热量。大气辐射的方向既有向上的，也有向下的。大气辐射中向下的部分，因为与地面辐射方向相反，称为大气逆辐射。根据辐射热交换的原理，分析下面两个问题。 ⑴大气逆辐射的存在，对地面有什么作用？如果用“大气保温作用”概括，你认为合适吗？
大气对地面的长波辐射几乎全部吸收，同时又以大气逆辐射的方式向地面输出能量，对地面起了极为重要的保温作用。地球表面及大气层里保存着的这部分热量，是地理环境中发生的众多自然现象及其过程的能量源泉。
⑵为什么月球表面的昼夜温度变化比地球表面剧烈。
有大气的地球，白天一部分太阳辐射在穿过大气层时被大气反射、散射和吸收，到达大气上界的太阳辐射不能全部到达地面，使地面温度不致上升太高。夜间大部分地面辐射被近地面大气吸收，然后以辐射和对流的方式层层上传，使大气温度不至于降得太低。更重要的是大气在吸收热量的同时，又以大气逆辐射的方式，把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射热量的损失，使地表夜间的降温速度减慢。正是由于大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用，使得地表温度变化比较缓和。
没有大气的月球，白天太阳辐射全部到达月面，使月面温度迅速升高。夜晚，月球表面辐射强烈，没有大气对月面的保温作用，温度下降速度很快。所以月面温度昼夜变化比地球剧烈得多。 _____________________
①由实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；反之则越长。由于地球表面的温度比太阳低得多，南 充 十 中 内 部 资 料 - 23 - 袁荣耀 编
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所以地面辐射的波长比太阳辐射长得多。相对于太阳短波辐射来说，地面辐射为长波辐射。
1. 下图中，昼夜温差最大的是B 2．［2003年全国普招（辽宁）卷，文综（39）］
⑴读右图，在图示各项内容中，由于_____、_____（填写代表的英文字母）的存在，使大气具有“温室效应”（保温效应）。
⑵请阐述地质历史上大气“温室效应”在地表环境形成中的作用。__________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________。
⑶从生物、地球化学循环的角度，指出降低“温室效应”
的措施是_____________________________和__________________________________。
热力环流
大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的。大气运动的能量来源于太阳辐射。太阳辐射能的纬度分布不均，造成高低纬度间的温度差异，这是引起大气运动的根本原因。
请采用小组合作方式做一个实验。
材料：长方形的玻璃缸（长100厘米左右，宽30厘米左右，高40厘米左右）、胶合板或塑料薄膜、一盆热水、一盆冰块、一束香、火柴等。
实验步骤
⑴将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端；
⑵用平整的胶合板或塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严；
⑶在胶合板或塑料薄膜的一侧（装冰块的盆上方）开一个小洞； ⑷将一束香点燃，放进小洞内。
观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的。你们发现了什么现象？由实验可以得出什么样的结论？
由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流。它是大气运动最简单的形式。热力环流的成因类似于上面的实验。如图2.3所示，当地面受热情况是均匀的时候，空气没有上升和下降运动（图a)。如果A地受热多，B、C两地受热少，则A地近地面空气就会膨胀上升，到上空聚积起来，使上空的空气密度增大，形成高气压；B、C两地的空气就会冷却收缩下沉，上空的空气密度减小，形成低气压（图b）。于是，在上空，空气便从气压高的A地向气压低的B、C两地扩散。在近地面，A地空气上升后向外流出，使A地近地面的空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，近地面的空气密度增大，形成高气压。于是，近地面的空气又从B、C两地流回A地，以补充A地上升的空气，从而形成了热力环流（图C）。
热力环流是一种常见的自然现象。在一定条件下，地表的冷、热差异会产生环流。例如，在陆地与海洋之间、城市与郊区之间都可能形成
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热力环流。
白天，陆地增温快，海上增温慢；夜间，陆地降温快，海上降温慢。海陆风就是海陆间昼夜温度差异引起的热力环流。根据热力环流的原理，完成如下任务。
⑴在图2.4a和图2.4b上标出白天和夜间海洋和陆地气压的高低。
白天陆地气温比海洋高，因此陆地上为低气压，海洋上为高气压。夜间的情况正好相反。据此，图2.4a，陆——低，海——高；图2.4b，陆——高，海——低。
⑵想想一天之内，海岸边何时吹海风，何时吹陆风？
风从高气压吹向低气压。据此，一日之内，白天风从海洋吹向陆地；夜晚风从陆地吹向海洋。 ⑶在图2.4a上,画出白天陆地和海洋之间的大气运动方向，使之构成一个环流圈；在图2.4b上，画出夜间陆地私海洋之间的大气运动方向，使之构成一个环流圈。
⑷分析海陆风对海滨地区的气温有什么调节作用？
白天来自海洋的风比较凉爽湿润，对滨海地区能够起到降温的作用；夜晚来自陆地的风比较温热干燥，对滨海地区能够起到增温的作用。海陆风共同作用的结果是使滨海地区的气温日较差较小。
下图是“某月份海平面平均气压沿两条纬线的变化图”，分析回答1～3题。 1．该月份最可能是C A．1月 B．4月 C．7月 D．10月 2．该月份，①、②两地的平均风力相比较B A．①地的较大 B．②地的较大 C．两地相当 D．上半月①地的较大 3．③地以南到赤道以北地区，该季节的盛行风向为B A．西北风 B．西南风 C．东北风 D．东南风 4．读“高空等压线图”，完成下列要求。
⑴A、B两处相比，气压较高的是___处；A、B两地受热的是____，气流下沉的是___；C、D两处相比，气温较低的是___处。A A B D
⑵A、B、C、D之间的热力环流呈______（顺或逆）时针方向流动。 ⑶若C、D两处的温度差为5°C，B、D两处之间的垂直距离为500米，当C处气温为6°C时，则B处的气温应为______℃。
★5．读下列材料，回答问题。
材料一 某学校地理兴趣小组做了海陆昼夜增温、冷却的模拟实验，如图所示：
材料二 图甲为福建省7月份气温分布图，图乙为图甲中B地年内各月气温和降水量的分布图。
⑴材料一实验说明了什么地理原理？ 海陆热力性质差异。 ⑵说出图甲由A地经戴云山、B地到黄岗山一线的气温分布特点；并根据材料一的实验，说明A地气温比B地低的原因。
平原和内陆河谷气温较高，黄岗山和戴云山地区气温较低；A地处于沿海，受海洋影响显著，夏季增温较慢，气温较低。 ⑶福建省是我国的重点林区之一，森林消防工作已积累了许多经验。结合图乙分析，说出B地一年中森林防火的重点季节及理由。
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冬春。B地冬春季节风干物燥，易引发森林火灾。 大气的水平运动
地面受热不均，导致空气上升和下沉运动。这种空气的垂直运动，使同一水平面上的气压产生了差异。我们把单位距离间的气压差叫做气压梯度。只要水平面上存在着气压梯度，就产生了促使大气由高气压区流向低气压区的力，这个力称为水平气压梯度力。在这个力的作用下，大气由高气压区向低气压区作水平运动，形成了风。可见，水平气压梯度力是形成风的直接原因。
水平气压梯度力垂直于等压线，指向低压（图2.5）。如果没有其他力的影响，风向应该与气压梯度力的方向一致，即垂直于等压线。当风一旦形成，马上就会受到地转偏向力的作用，风向逐渐偏离气压梯度力的方向。高空大气受气压梯度力和地转偏向力共同作用，风向与等压线平行（图2.6）。
近地面的风，还受到摩擦力的影响。摩擦力是指地面与空气之间，以及运动状况不同的空气层之间互相作用而产生的阻力。摩擦力对风有阻碍作用，可减小风速。受气压梯度力、地转偏向力与摩擦力的共同作用，近地面大气中的风向与等压线之间成一夹角（图2.7）。
1．形成风的直接原因是C A．地面冷热不均 B．地转偏向力 C．水平气压梯度力的作用 D．太阳辐射差异的作用 2．在水平气压梯度力和地转偏向力共同作用下，风向最终C A．与等压线垂直 B．与等压线斜交 C．平行于等压线 D．呈漩涡状 3．下图为等压线分布示意图，其中表示北半球风向的是B A.① B.② C.③ D.④
4．读实际大气中的风向图，回答问题。 ⑴说明图中箭头表示的含义：①_________________，②_________。 ⑵①与等压线的关系是________，其方向是__________________。 ⑶若无④；只受①③影响，则②与等压线关系是________，此时①与③的关系是___________________________________。
⑷实际大气中②与等压线的关系是__________，此图表示的是____（南或北）半球，理由_______________。
⑸图中M、N两地相比，风力较大的是_____，原因是__________。 ★5．读右下图完成下列要求。［1992年全国普招卷，地理（29）］
⑴在图中虚线两侧画出有摩擦力时空气水平匀速运行方向。
⑵如果不考虑摩擦力，空气作水平匀速运动时，主要受__________力和__________力的作用，这两个力的相互关系是________、________，这时空气运动的方向大致________________。
⑶图中虚线附近，将可能出现___________锋，当它过境时，一般常出现
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