示范教案一22大气的热力状况

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)我们学习了大气的热力作用，实际上主要体现在太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射这四种辐射之间的关系，下面我们再来看这四种辐射的关系。

投影胶片，重述大气的热力作用，掌握本课重点内容。 (投影显示)

图1

图2

大气的温室效应，我们应重点弄清太阳辐射与地面辐射、大气辐射等之间的关系。如图1，这种关系主要表现在以下两方面：一方面是大气对地面长波辐射的吸收能力很强，从而将地面放出的热量保存在大气中，二是大气逆辐射将大部分热量返还给地面，在一定程度上弥补了地面辐射损失的热量，正是这种关系，才使得大气对地面具有保温作用，我们可以借助于上述简图分析说明大气保温效应的三个物理过程：(1)太阳辐射到达地面后，地面吸收太阳辐射而增温；(2)地面增温后产生地面长波辐射，大气又强烈吸收地面辐射而增温；(3)大气增温后又产生大气长波辐射，一小部分射向宇宙空间而散失，剩余的绝大部分射向地面，我们称之为“大气逆辐射”(如图1)。大气逆辐射在很大程度上弥补了地面辐射所损失的能量，从而起到了对地面的保温作用。从大气对地面的保温作用这一过程中，我们不难得出这样的结论：(1)地面辐射是近地面大气(对流层)的主要的直接

的热量来源，而地面辐射的主要能量来源是太阳辐射，所以说，(2)太阳辐射是地球上(地面和大气)的根本能量来源。(3)对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。它们之间的关系如图2。

(承转)大气的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。

(三)大气热力作用的意义(板书)

同学们看课本相关内容，归纳一下大气热力作用的意义表现在几方面？ (学生发言，教师总结)大气热力作用的意义表现在两方面：一是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气温，从而减小了地球表面的气温日较差。二是由于大气的温室效应，使地球表面平均气温提高了约33℃，使地球表面的多年平均气温得以保存在15℃，而且变化不大。这对地球环境特别是生物界和人类生存与活动具有重要意义。 (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。

二、全球的热量平衡(板书)

与地球上热量收支有关的因素，主要有以下三方面：

(一)射向地面和大气的太阳短波辐射，地面和大气放出的长波辐射。 (二)地面上的水蒸发成水汽，要吸收一定的热量，水汽将这些热量以潜热形式携入大气，当水汽在大气中凝结成水滴或凝华成冰晶时，又把这些热量释放出来给予大气。这样，通过水在地面蒸发再在大气中凝结的过程，使地面与大气之间发生潜热交换，称为潜热输送。

(三)空气的不规则运动(湍流)，使地面与大气之间的热量得到交换，称为湍流输送。

就不同地区来说，热量收支又是不平衡的。据观测，大致以纬度35°为界，低纬度地区的热量收入大于支出，热量盈余，气温增高；中高纬度地区的热量收入小于支出，热量亏损，气温降低。但实际上低纬度地区的气温并不是无限地升高，高纬度地区的气温也不是无限地降低，这是由于大气运动和洋流调节了高、低纬度间热量的差异，使高、低纬度地区的多年平均气温也大致保持稳定。

(投影胶片)地球(地面和大气)的热量收支(%) 热量收入项 热量支出项 地面 太阳短波辐射 47 大气逆辐射 106 合计 153 地面长波辐射 120 潜热输送 23 湍流输送 10 合计 153 射向宇宙的大气辐射 60 大气逆辐射 106 合计 166 大气 太阳短波辐射 19 地面长波辐射 114 潜热输送 23 湍流输送 10 合计 166 太阳短波辐射 100 合计 100 大气和地面反射 34 射向宇宙的地面辐射 6 射向宇宙的大气辐射 60 合计 100 通过表格计算，我们得知全球热量的收入和支出相等，即全球热量平衡，这也是自然界的重要规律。而且这一规律对于人类的生存和发展有重要意义。由于全球热量平衡，使全球多年平均气温比较稳定，有利于人类的生存与活动。反过来，人类活动对全球热量平衡也会有一定的影响。正如前面学过的由于人类燃烧矿物燃料释放大量二氧化碳，使大气中二氧化碳浓度不断增高，而二氧化碳对地面有保温作用，这将会在一定程度上影响地球上的热量收支平衡，加剧全球变暖的趋势。而全球气候变暖，又会对全球的生态、经济产生一系列影响，这一问题，已引起全世界科学家、各国政府和公众的普遍关注。关于这点我们在本单元最后一课要详细学习。

［课堂小结］

本节课我们学习了大气的热力作用和全球的热量平衡两大问题。首先，我们懂得正因为地球上有大气存在，并且由于地球大气的热力作用，才使得地球表面温度的昼夜变化不像没有大气的月球那样强烈。地面和大气之间，通过一系列能量转换，维持全球的热量平衡，有利于人类生存和发展。因此我们应该认识自然规律，爱护环境。

［课后作业］

1.太阳辐射总量最大值不在赤道，而在北回归线附近，其原因是( )

A.赤道上正午太阳高度比北回归线上小 B.赤道上白昼时间较北回归线处长 C.赤道上云雨天气较北回归线上多 D.赤道上太阳辐射经过大气路程较短 答案：C

2.城市上空的雾一般比郊区的多，因为( ) A.市区风速大 ` 尘埃多

答案：D

3.大气的“温室效应”是指( )

A.大气吸收了太阳辐射，保存在大气中，使大气温度增高 B.大气毫无阻挡地使太阳辐射至地面，使地面温度增高 C.平流层中的臭氧，强烈地吸收紫外线

D.大气中的水汽和二氧化碳几乎吸收了全部的地面辐射，使热量散失很少 答案：D

4.下列四幅图中，昼夜温差最小的是( )

B.市区水汽多

C.市区CO2多

D.市区

答案：D

5.读大气对地面的保温作用图，分析回答：