问题: 帮帮俺吧,就要会考了!
请帮我区分一下太阳的辐射,逆辐射,地表辐射,地表逆辐射等各种大气辐射,最好能举例说明.谢谢!
解答:
太阳辐射是地球上的能量源泉,大气中发生的一切现象和过程,都与太阳辐射能及其转化密切相关。太阳辐射需要穿过厚厚的大气才能到达地面,这样太阳辐射在地球表面和大气之间进行着一系列的能量转换,从而形成地球表面复杂的大气热力状况,维持者地球表面的热量平衡。本节课我们就来学习。
(板书):2.2 大气的热力状况
(讲述):同学们想必都有过这样的体会:夏季,有云的白天气温不会太高。有的同学还可能见过农民用人造烟幕在晚秋或寒冬防御霜冻。地球上这些与人类生活和生产密切相关的大气现象,都与大气的热力作用有关。因此我们先来学习本节课的第一大部分“大气的热力作用”。
(板书):一、大气的热力作用
(讲述):大气的热力作用主要表现为大气对太阳辐射的削弱作用和大气的保温效应。我们首先学习大气对太阳辐射的削弱作用。
(板书)㈠、大气对太阳辐射的削弱作用
(讲述):我们已经知道太阳源源不断的以电磁波的形式想宇宙空间放射巨大的能量。太阳辐射能在各种波长范围是有变化的。
(读图):请同学们读图2.3 各种辐射的波长范围,从图中我们可以单出太阳辐射的主要波长范围是0.2—3微米之间。其中,人眼能看到的光线,波长在0.4—0.76微米之间,因此这个范围称为可见光区,太阳辐射总能量的50%都集中在这个波长范围,所以我们可以说,太阳辐射能主要集中在可见光区。除此之外还有两个我们肉眼看不到的光区:紫外线区和红外线区,紫外线区的波长小于0.4微米,这里仅仅集中了太阳辐射能的7%,而红外线区的波长则大于0.76微米,他集中了43%的能量。
(板书)1、各种辐射的波长范围:
μ<0.4微米:紫外线区:集中了7%的能量
0.4<μ<0.76微米:可见光区:集中了50%的能量
μ>0.76微米:红外光区:集中了43%的能量
(承转):这些各种波长范围的太阳辐射在到达地面以前,要穿过厚厚的大气,大气对太阳辐射有吸收、反射和散射作用,从而削弱了到达地面的太阳辐射。
(讲述):下面我们就先来看看大气对太阳辐射的吸收作用,大气对太阳辐射的吸收是有选择性的,并不是盲目的。
(板书):⑴吸收
大气层位置
组成成分
太阳辐射范围
注意
平流层
臭氧
波长较短的紫外线
大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收很少,因此大气对太阳辐射的吸收是很少的,大部分太阳辐射能够穿过大气到达地面。
对流层
水汽和二氧化碳
波长较长红外线
(承转):大气中的云层和尘埃,具有反光镜的作用,把投射在其上的太阳辐射的一部分,又反射回宇宙空间,从而减少了到达地面的太阳辐射。接下来我们来了解一下大气的反射作用。
(板书):⑵反射
(讲述):大气对太阳辐射的反射是无选择性的,所以被反射的光线往往是白色的,而云层的反射作用是最强的,云层越厚,云量越多,反射愈强。所以夏季天空多云时,白天的气温不会太高,就是这个道理。此外,大气中的杂质颗粒越大,反射能力越强,颗粒越小,反射能力越差。
(承转):为什么晴朗的天空呈蔚蓝色?为什么阳光未直接照进教室,教室却是明亮的?
以上这两种现象都是大气的散射作用造成的,因此我们再来学习大气对太阳辐射的散射作用。
(板书):⑶散射
(读图)请同学们读图2.4 大气对太阳辐射的散射,当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,太阳辐射的一部分能量,便以这些质点为中心,向四面八方散射开来。散射也可以改变太阳辐射的方向,所以也可以使一部分太阳辐射不能到达地面,从而也削弱了一部分的太阳辐射能。这种散射是有选择性的:
波长越短,散射能力越强:波长最短的紫外线容易被散射,在可见光里的蓝紫光波长最短,所以也容易被散射,因此,晴朗的天空,特别是雨过天晴时,天空呈现蔚蓝色。
散射作用的质点相对较大:对太阳辐射也具有散射作用,比如尘埃、雾粒、小水滴等,他们的散射是无选择性的,各种波长同样被散射,使天空呈现白色。所以日出前的黎明,日落后的黄昏,以及阴天,在树阴下,在房间里,凡是阳光不能直接照射的地方,仍是明亮的,这些都是大气的散射作用的缘故。
(小结):综上所述,太阳辐射通过了地球大气层时,大气削弱的只要是红外线、紫外线区和可见光的短波部分,而可见光的绝大部分能够透过大气到达地面。可见光集中了一半的能量,所以太阳辐射给予地球表面的能量是巨大的,也是发上在地理环境里各种现象和过程的最重要的能量源泉。
(承转):同学们,上一单元我们已经知道了太阳直射点在地表作回归运动,使太阳辐射能在地球表面分配不均匀。相比较而言,太阳直射的地方,单位面积获得的太阳辐射能是最多的,为什么呢?请同学们读图2.5 太阳高度与太阳辐射经过大气路程长短的关系。思考一下?
(板书):3、太阳高度对大气削弱作用的影响
(讲述):地球表面不同纬度地区,由于太阳直射点的南北移动,太阳高度角有差异,会对地表获得的太阳辐射有影响。因为太阳高度角越大的地区,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,最后到达地面的太阳辐射就越多,反之越少。这是太阳辐射由低纬向两极递减的原因之一。
(承转):有云的白天气温不会太高。那有云的夜晚气温又不会太低,后者就是由大气热力作用的另一表现,大气的保温作用形成的。下面我们来学习大气的温室效应。
(板书):㈡大气的温室效应(讲述):
由实验得知:
物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越短;
物体的温度越高,辐射中最强部分的波长越长;
地面吸收了来自太阳的辐射,温度增高,但同时它又放出了热量,所以它的温度比太阳低得多,因此地面辐射的波长比太阳辐射要长得多,能量主要集中红外线部分。相对于太阳短波辐射来说,地面辐射为长波辐射。
(讲述):刚才我们说了,对流层的水汽和二氧化碳选择性地吸收来自太阳辐射中波长较长的红外线,而地面辐射为长波辐射,所以地面在吸收了来自太阳的热量后增温,又向大气中放射的能量除了少部分透过大气射向宇宙空间外,大部分被对流层的大气吸收了,对流层的大气吸收了来自地面的长波辐射后,也会增温,这就是为什么地面是对流层大气热量的来源。大气吸收了来自地面的长波发射增温后也会放出红外线长波辐射,同样的,少部分射回宇宙空间,大部分又射向地面,此时它的方向正好和地面辐射的方向相反,所以,射向地面的大气辐射称为大气逆辐射。这就在一定程度上补充了地面损失的热量,对地面起保温作用。当天空有云的时候,大气的逆辐射更强,所以有云的夜晚,地面损失的热量较少,那温度相对较高,我们就不会感觉太冷。
(小结):综上所述,地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体,大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上,使地面增温,大气对地面长波辐射却是隔热层,把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中,并通过大气逆辐射又将热量还给地面。人们把大气的这种作用,称为大气温室效应。
(承转):大气热力作用对地球上的生命活动及其生存环境有重要意义。下面我们来学习大气热力作用的意义。
(板书):㈢大气热力作用的意义
(提问):请同学们阅读最后一段,归纳热力作用的意义有哪几点?
(承转):太阳辐射到达地球以后,在地面与大气之间进行着一系列的能量转换。就一般情况来说,地面与大气之间的热量交换,以辐射最为重要。除辐射外,大气中不规则的湍流运动和水的相态变化携入大气的潜热,都将热量从地面带给大气。就整个地球多年平均状况来看,地球(地面和大气)收入的热量与支出是相等的,即全球的热量平衡。
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