大气环境 - 高地理学.docVIP

大气环境   “大气垂直分层示意图” 大气在垂直方向上分为：对流层→平流层→高层大气，其中，对流层的气温随着海拔的升高而逐渐降低，平流层的气温随着海拔的升高而升高，高层大气的气温变化是先降低后升高。 （1）与人类关系最密切的是哪一层？为什么？ 与人类关系最密切的是对流层；对流层是贴近地面大气的最底层，整个大气质量的3/4和几乎全部水汽、固体杂质都集中在这一层，人类生活在对流层的底部，因此，该层是大气中最活跃，也是与人类关系最密切的一层。 （2）飞机飞行在哪一层？为什么该层最适合飞机飞行？ 飞机飞行在平流层，这是因为该层水汽、固体杂质极少，天气晴朗，能见度好，大气平稳，有利于高空飞行。 一、对流层大气的受热过程 （一）大气对太阳辐射的吸收作用 大气对太阳辐射的削弱作用表 太阳辐射 总体波长范围：0.15～4微米 紫外光 可见光 红外光 占太阳辐射能的比例 7%（包括X射线和γ射线） 50% 43% 波长（微米） 小于0.75 0.175～0.40 0.40～0.76 大于0.76 经过大气层时发生的情况 几乎完全被上层大气吸收 绝大部分被臭氧层吸收 波长较短的蓝色光等为大气分子所散射，水汽、云和浮尘等可阻挡、反射和吸收一部分可见光，绝大部分可见光能够直接到达地面 对流层大气中的二氧化碳、水汽、云和浮尘，可直接吸收相当数量的红外光 提问： 1、在太阳辐射能中，波长由短到长，主要分为哪几类光？各波段能量分别占太阳辐射能量的多少？各类光的波长范围大约是多少？ 按波长由短到长分别有紫外光、可见光、红外光。紫外光占太阳辐射能的比例为7%，波长范围是0.40微米以下。可见光占太阳辐射能的比例是50%，波长范围是0.40～0.76微米之间。红外光占太阳辐射能的比例是43%，波长范围是大于0.76微米。 2、这些光线在经过大气时被大气削弱的情况是否相同，为什么？ 不相同。紫外光几乎完全被上层大气吸收，绝大部分被臭氧层吸收。可见光绝大部分能直接到达地面，波长较短的蓝色光等易为大气分子所散射。对流层中的二氧化碳、水汽、云和浮尘，可直接吸收相当数量的红外光。 3、对流层大气对太阳辐射的吸收、反射、散射作用各有什么特点？ 对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量；对流层大气对太阳辐射的吸收具有选择性；波长较短的蓝色光最易被散射，因此散射也具有选择性，对流层的反射作用不具有选择性。 4、为什么晴朗的天空多呈蔚蓝色？ 大气对太阳辐射的散射图 在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝色光最容易被空气分子所散射，所以晴朗的天空呈现蔚蓝色。 （二）地面辐射和大气辐射 物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短；物体温度越低，辐射中最强部分的波长就越长。因此，太阳辐射称为短波辐射，地面辐射称为长波辐射。 近地面大气中的二氧化碳和水，能够强烈吸收地面长波辐射而增温，所以地面是对流层大气的直接热源。 “太阳辐射、地面辐射和大气辐射的关系示意图”  我们再来看看大气增温后会出现什么样的情况呢？ 地面吸收太阳辐射而增温，同时以红外线的形式向外辐射热量。地面放出的长波辐射绝大部分（75%～95%）被对流层大气中的水汽和二氧化碳吸收，少部分透过大气返回宇宙空间。大气吸收了地面的长波辐射使大气增温，大气在增温的同时也向外放出红外线辐射，其中大部分朝向地面，因辐射方向与地面辐射相反，被称为大气逆辐射。大气逆辐射把热量还给地面，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。 （1）深秋至第二年早春季节，霜冻为什么多出现在晴朗的夜晚？ 因为晴朗的夜晚大气中的水汽含量少，因而对地面长波辐射的吸收能力就弱，进而导致大气逆辐射弱，对地面的保温作用就弱，所以，容易出现霜冻。 （2）每年秋冬季节我国北方地区的农民常用人造烟幕的办法，使地里的蔬菜免遭冻害，其原理是什么？ 用人造烟幕，主要是为了增加大气中的烟尘，以增强大气逆辐射作用，使大气的保温作用加强，因而使地里的蔬菜免遭冻害。 （三）影响地面辐射的主要因素：纬度位置和下垫面、气象因素。 “不同太阳高度辐射强度变化示意图”(下图）  纬度位置是如何影响太阳辐射的呢？ 纬度不同的地区，年平均正午太阳高度不同，太阳辐射经过大气的路程长短各异，尤其是太阳光线照射水平地面的角度不同，这是太阳辐射强度由低纬度向两极递减的重要原因。太阳高度角愈大，等量的太阳辐射经过大气的路径愈短，被大气削弱的愈少。这样，同样性质的地表，受到太阳辐射的强度就越大，所产生的地面辐射就越强。 “不同性质地面的反射率” 不同的下垫面，为什么对太阳辐射的影响不同呢？ 下垫面不同，其地表性质就不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同，下垫面的热力状况就不一样，所以不同的下垫面，其地面辐射也就出现了差异。 二、全球气