3皖西学院单元教案

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1、3皖西学院单元教案课程名称自然地理学课型理论教学授课时间6课时章节(课题)名称第三章大气和气候教学内容(摘要)第一节大气的组成与热能第二节大气的水分和降水第三节大气运动和天气系统第四节气候的形成第五节气候变化授课方式讲授、问答、讨论教学目的要求掌握大气获得能量的途径及地—气系统的辐射平衡，降水的形成过程及类型，影响气候的主要因素，气候变化的原因；弄清气压带、行星风系、三圈环流、西风带、季风环流以及局地环流形成的机制，气团、锋、气旋和反气旋的形成及对天气的影响；了解大气的成分和结构，气温的变化及水平分布，大气湿度、蒸发和凝结，降水的时间变化及地理分布，大气的水平运动，全球的气

2、候带。重点大气的水分、大气运动和天气系统、气候难点大气运动和天气系统辅助教学手段多媒体课件教学后记(注：1、课型指理论教学、实验、实习、设计等；2、本表按教学单元或课题填写。)14第三章大气和气候第一节大气的组成和热能第二节大气水分和降水第三节大气运动和天气系统第四节气候的形成第五节气候变化第一节大气的组成和热能一、大气的成分地球大气是多种物质的混合物，由干洁空气、水汽、悬浮尘粒或杂质组成。在距地表85km以下的各种气体成分中，一般可分为两类。一类称为定常成分；另一类称可变成分。（一）干洁空气通常把除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体称为干洁空气，简称干空气。它是地球大气

3、的主体，主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳等，此外还有少量氢、氖、氪、氙、臭氧等稀有气体。见表3-1（一）干洁空气成分及其性质1氮和氧N2约占大气容积的78％。常温下，N2的化学性质不活泼，不能被植物直接利用，只能通过植物的根瘤菌，部分固定于土壤中。N2对太阳辐射远紫外区0.03～0.13um具有选择性吸收。02占地球大气质量的23％，按体积比占21％。除了游离态外，氧还以硅酸盐、氧化物、水等化合物形式存在。2二氧化碳co2只占大气容积的0.03％，多集中在20km高度以下，主要由有机物燃烧、腐烂和生物呼吸过程产生。二氧化碳对太阳短波吸收很少，但能强烈吸收地表长波辐射，致使从地

4、表辐射的热量不易散失到太空,对地球有保温作用。近年来随着工业的发展和人口的增长，全球二氧化碳含量逐年增加，改变了大气热平衡，导致地面和低层大气平均温度升高，引起严重的气候问题。3臭氧主要分布在10～40km的高度处，极大值在20～25km附近，称为臭氧层。臭氧虽在大气中的含量很少，但具有强烈吸收紫外线的能力。研究表明，人们大量使用氮肥以及作冷冻剂和除臭剂使用的碳氟化合物（氟利昂）所造成的污染使平流层的臭氧遭到破坏。臭氧层的破坏能引起一系列不利于人类的气候生物效应，因而受到广泛关注。（三）固、液体杂质大气悬浮固体杂质和液体微粒，也可称为气溶胶粒子。除由水汽变成的水滴和冰晶外，

5、主要是大气尘埃和其他杂质（见表3-2）大的水溶性气溶胶粒子最易使水汽凝结，是成云致雨的重要条件。气溶胶粒子能吸收部分太阳辐射并散射辐射，从而改变大气透明度。它对太阳辐射的影响和增大散射辐射、大气长波逆辐射，都有可能破坏地球的辐射平衡。二大气的结构（一）大气质量；（二）大气压力；（三）大气分层；（四）标准大气（一）大气质量1大气上界14大气按其物理性质来说是不均匀的，特别是在铅直方向变化急剧。在很高的高度上空气十分稀薄，气体分子之间的距离很大。在理论上，当压力为零或接近于零的高度为大气顶层，但这种高度不可能出现。因为在很高的高度上渐渐到达星际空间，不存在完全没有空气分子的地方

6、。气象学家认为，只要发生在最大高度上的某种现象与地面气候有关，便可定义这个高度为大气上界。因此，过去曾把极光出现的最大高度（1200km）定为大气上界。物理学家、化学家则从大气物理、化学特征出发，认为大气上界至少高于1200km，但不超过3200km，因为在这个高度上离心力已超过重力，大气密度接近星际气体密度。所以在高层大气物理学中，常把大气上界定在3000km。2大气质量大气高度虽然不易确定，大气质量却可以从理论上求得。假定大气是均质的，则大气高度约为8000m，整个大气柱的质量为m0＝p0H＝1.125×10－3×8×105＝1013.3g/cm2p0为标准情况下（T＝

7、0℃，气压为1013.25hPa）大气密度。大气质量随高度按指数规律递减。（图3-1）（二）大气压力1气压定义：从观测高度到大气上界上单位面积上（横截面积1cm2）铅直空气柱的重量为大气压强，简称气压。地面的气压值在980～1040hPa之间变动，平均为1013hPa。气压有日变化和年变化，还有非周期变化。气压非周期变化常与大气环流和和天气系统有关，且变化幅度大。2气压的垂直分布气压大小取决于所在水平面的大气质量，随高度的上升，大气柱质量减少，所以气压随高度升高而降低。其一般情况如图3-3所示：气压随高度的实际变化