(二)大气的温室效应(板书)
由实验得知,物体温度越高,辐射中最强部分的波长越短;反之越长。地面吸收太阳辐射,温度增高,同时又把热量向外辐射,但它比太阳温度低得多,所以地面辐射的波长比太阳辐射要长得多,能量主要集中在红外线部分。因此,相对于太阳短波辐射来说,地面辐射为长波辐射。
投影图2.6“大气的温室效应”,指图讲解。
对流层中的水汽和二氧化碳对太阳短波辐射吸收差,但对地面长波辐射吸收能力很强,因而使近地面大气增温。近地面大气又以辐射、对流等方式,把热量传给高一层大气,使大气保存了地面所放出热量的绝大部分(75%~95%)。因此,对流层大气的主要的直接热源是地面。
大气吸收地面辐射增温的同时,也向外辐射热量,大气辐射也主要集中在红外线区,所以大气辐射也是长波辐射。大气辐射热一部分向上射向宇宙空间,大部分向下射向地面,其方向与地面辐射正好相反,故称为大气逆辐射。大气逆辐射又把热量还给地面,这就在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用,使地面温度变化比较缓和。天空有云,特别是浓密的低云,大气逆辐射更强,多云的夜晚通常比晴朗的夜晚暖和些。所以,在晚秋或寒冬,霜冻多出现在晴朗的夜晚。
投影以下图讲解:
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)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。(二)大气的温室效应(板书)
由实验得知,物体温度越高,辐射中最强部分的波长越短;反之越长。地面吸收太阳辐射,温度增高,同时又把热量向外辐射,但它比太阳温度低得多,所以地面辐射的波长比太阳辐射要长得多,能量主要集中在红外线部分。因此,相对于太阳短波辐射来说,地面辐射为长波辐射。
投影图2.6“大气的温室效应”,指图讲解。
对流层中的水汽和二氧化碳对太阳短波辐射吸收差,但对地面长波辐射吸收能力很强,因而使近地面大气增温。近地面大气又以辐射、对流等方式,把热量传给高一层大气,使大气保存了地面所放出热量的绝大部分(75%~95%)。因此,对流层大气的主要的直接热源是地面。
大气吸收地面辐射增温的同时,也向外辐射热量,大气辐射也主要集中在红外线区,所以大气辐射也是长波辐射。大气辐射热一部分向上射向宇宙空间,大部分向下射向地面,其方向与地面辐射正好相反,故称为大气逆辐射。大气逆辐射又把热量还给地面,这就在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用,使地面温度变化比较缓和。天空有云,特别是浓密的低云,大气逆辐射更强,多云的夜晚通常比晴朗的夜晚暖和些。所以,在晚秋或寒冬,霜冻多出现在晴朗的夜晚。
投影以下图讲解:
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)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。
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