高考考点解读(7)—大气受热过程

【考点解读】第一，“大气”是指低层大气，其高度不超过对流层顶。第二，了解大气受热，需要明确大气的热量来源，即导致大气运动的能量来源。太阳辐射是大气根本的热源，地面（包括陆面和海面）是大气直接的热源。第三，大气受热过程，实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程。其中，大气温室效应及其作用是需要重点阐述的基本原理。第四，学习大气受热过程，是为理解大气运动打基础，所以，大气热力环流是需要阐述的另一个基本原理。大气热力环流是大气不均匀受热的结果。大气不均匀受热主要是由太阳辐射的纬度差异和下垫面热性质差异引起的。大气不均匀受热是大气运动的主要原因，大气热力环流则是理解许多大气运动类型的理论基础。小到城市热岛环流，大到全球性大气环流，都可以用大气热力环流的原理来解释。第五，学习和说明大气受热过程，需要借用一些原理示意图，如大气温室效应示意图、大气热力环流形成示意图等。

(一)大气热力作用

1.大气对太阳辐射的吸收

太阳辐射在穿过大气层时，高层大气中的氧原子、平流层中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。因此大气对太阳辐射的吸收作用是有选择性的。又由于太阳辐射中能量最强部分集中在波长较短的可见光部分，因此大气直接吸收的太阳辐射是很少的。

2．大气对地面的保温作用   

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，称为大气的保温作用。

据计算，如果没有大气，地球表面平均温度为—18℃，实际为15℃。大气的保温作用，使地面温度提高了33℃多。

3．太阳辐射透过地球大气到达地球表面，在地面和大气之间进行一系列能量转换。

如上图，其过程包括：①到达地球的太阳辐射，一部分能量被大气吸收、反射和散射而削弱，只有一半左右的太阳辐射能量到达地面。②地面吸收太阳辐射而增温，同时向外放出地面辐射。③大气吸收了地面辐射的绝大部分，同时向外释放出大气辐射，大气辐射除极小部分射向宇宙空间，绝大部分又以大气逆辐射的形式射向地面而对地面具有保温作用。

(二)大气热力作用原理应用：

1．阴天的白天气温比较低的原因？

这主要是由于大气对太阳辐射的削弱作用引起的，厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射，所以气温低。

2．晴朗的天空为什么是蔚蓝色的？

这是由于大气的散射作用引起的，蓝色光最容易被小的空气分子散射。

3．日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的？

这是由于散射作用造成的，散射作用将太阳辐射的一部分能量射向四面八方，所以在黎明和黄昏虽然看不见太阳，但天空仍很明亮。

4．霜冻为什么出现在晴朗的早晨（晴朗的夜晚气温低）？

这是由于晴朗的夜晚大气的保温作弱，地面热量迅速散失，气温随之降低。

5．沙漠地区（晴天）为什么气温日较差大？

沙漠地区晴天多，白天大气对太阳辐射的削弱作用小，气温高；夜晚大气对地面的保温作用弱，气温低。

6．青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区？

青藏高原的海拔高度，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。

(三)全球的热量平衡

①多年平均来看，地球（地面和大气）热量收支平衡。

②全球热量平衡与人类生存发展的关系：第一、全球每年平均气温比较稳定，有利于人类的生存与活动。第二、人类通过改变大气的组成或改变地面的热力状况，可以影响大气的热力作用过程，从而改变局部地区甚至是全球的气候。例如：人类向大气中大量排放二氧化碳等温室气体，使得大气热量的收支失去平衡，导致热量平衡失调，全球变暖；人类改变地面状况（植被覆盖状况、水域面积等）可以影响地面获得热量的多少和改变地面辐射，而使局部小气候发生改变。

【考题例析】

 [例题] 下面是大气对地面的保温作用示意图，据此回答：

 (1)图中太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的数码代号按顺序依次是

A．①②③④       B．③④②①       C．④③②①       D．②③④①

(2)青藏高原比长江中下游平原气温日较差较大的原因是

①离太阳近               ②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角小

③云层厚且夜晚长         ④地势高、空气稀薄

⑤白天太阳辐射强         ⑥夜晚大气逆辐射弱

【解析】本题第（1）题关键抓住热力作用的发生顺序应为太阳辐射 地面吸收 地面辐射 大气吸收 大气辐射 大气逆辐射。第（2）题青藏高原与长江中下游平原纬度大体相同，但地势不同，青藏高原海拔高，空气稀薄，大气层上，水汽、杂质较少，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，夜晚大气对地面的保温作用弱，故日较差大；而长江中下游平原：地势低平，水域面积大，大气质上，水汽、杂质集中在对流层底部，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，夜晚大气对地面的保温作用强，故日较差较小，通过审题应该是青藏高原具有的只有④⑤⑥符合，故选B。

【答案】（1）C  （2）B

[训练题1]关于地球的热量收支状况，表述正确的是(    )

A．地球不断吸收太阳辐射，结果终将变得越来越热

B．高纬地区接收的太阳辐射少于其支出的长波辐射，高纬地区将变得越来越冷

C．高纬地区热量的收入少于支出，但因温室效应的作用，高纬度地区并不会越来越冷

D．由于大气环流和洋流的作用，低、高纬度地区间不断进行热量交换，地球热量收支总体处于平衡状态

【答案】D

[训练题2] 读某地近地面多年平均热量收入状况图分析回答：

（1）阴影①反映近地面空气热量             ，所以此段时间气温呈         趋势。

（2）曲线A表明了          年内的变化，这种变化与           的年变化基本一致。

（3）曲线B表明了           年内的变化，这种变化与           的年变化基本一致。

（4）该地位于           半球。最高气温可能出现在                。

【答案】（1）盈余，上升；（2）热量收入，太阳辐射；（3）热量支出，地面辐射；（4）北，7月低或8月初。