浅谈《大气的受热过程原理的应用》专题解析

福建 陈锦智

正如美国心理学家波斯纳提出的教师成长公式：经验+反思=成长。笔者在每一次指导高三毕业班学习的反思和总结过程中，都有不一样的教学感想和收获。这些都要归于历届高三学子们的勤学好问，不断激励着笔者对教法的反思与试题的探索。当今年再次与学生谈及“大气的受热过程”时，笔者有了更多的领悟，现浅谈自己对本专题的见解，其中仍有许多不足之处有待今后的进一步完善及同行的指点。

一、专题阐述

本专题内容在“冷热不均引起的大气运动”一节中起着“承上启下”的作用，其上承接着“大气垂直分层”，下则为“热力环流”的内容做铺垫。在这一微专题中，老师应当着重突破两大内容：一是理解大气受热过程；二是对大气受热过程原理的应用，前者为后者的基础，而后者在近年来的高考试题中颇受青睐。

二、考点剖析

考点一：大气受热过程的理解

理解近地面大气的受热过程是本专题的首要任务和基础。学生需要借助图将大气的受热过程表示出来，下图为大气受热过程示意图：

借助地理简图示意，教师应引导学生注重归纳大气受热过程的本质内容：

1.过程中两个来源：根本来源——太阳辐射，大气的直接热源——地面。

2.大气的两大作用：削弱作用(反射、散射、吸收)、保温作用。

3.经历的三大过程：“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”。

典型例题：

(2016年吉林实验中学模拟)《齐民要术》有一段描述:“凡五果,花盛时遭霜,则无子。天雨新晴,北风寒彻,是夜必霜。”据此回答下题。

甲图 乙图

造成“是夜必霜”的原因主要是乙图中

( )

A.a减弱 B.b减弱

C.c减弱 D.d减弱

参考答案：B

试题评析：

“霜冻”是空气温度突然下降，地表温度骤降到0 ℃以下，使农作物受到损害，甚至死亡的现象。“天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜”描述了冷锋过境后，天气转晴，受冷气团控制，农作物容易遭受霜冻的现象。显然，有霜冻是因为夜晚气温低，那么冷锋过境后天气转晴，除了冷气团的影响外，还有原因是晴天时，夜晚云层少，大气逆辐射减弱(保温作用减弱)，使近地面气温低，农作物遭受霜冻灾害。本题关键在于理解霜冻是由大气受热过程环节中，大气逆辐射减弱引起的近地面气温低造成的。

考点二：大气受热过程原理的应用

“大气受热过程原理的应用”是常见的考点和难点，特别是在农业实践中的应用。主要有以下考查实例：地膜覆盖、积雪覆盖、利用温室大棚种植反季节蔬菜、秋冬季节利用人造烟幕防霜冻减小昼夜温差、果园中铺设鹅卵石增大昼夜温差等。本考点通过实例重在提醒广大师生找到关于“大气受热过程原理”试题的一些共性，以便从容应对高考复习。

典型例题：

【例题1】(2018年宁夏银川模拟)地膜覆盖是一种现代农业生产技术,进行地膜覆盖栽培一般都可获得早熟增产的效果。据此回答1，2题。

1.我国华北地区在春播时进行地膜覆盖,可有效地提高地温,保障农作物的正常发芽生长,其主要原理是

( )

A.减少了地面热量的损失

B.增强了大气逆辐射

C.增强了太阳辐射的总量

D.增强了对太阳辐射的吸收

2.山东胶东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜,其主要的作用是

( )

A.减弱地面辐射,保持地温

B.反射太阳辐射,降低地温

C.反射太阳辐射,增加光效

D.吸收太阳辐射,增加地温

参考答案：1.A 2.C

试题评析：

第1题，北方地区初春时，气温仍然较低，并时常有寒潮,易使种子受冻害，因此需要覆盖地膜保持地温，保证种子顺利发芽生长。春季播种采用的地膜通常是透明的塑料薄膜，与温室大棚类似，地膜与土壤之间形成一个类似温室的微小空间，白天太阳辐射能够透过地膜进入地表的土壤，使土壤增温；而地面辐射难以透过地膜，阻碍了地面辐射，从而减少了地面土壤因地面辐射而产生的热量损失，保持地温。须强调的是地膜在不同季节和不同的耕作方式下所起的作用不同。

第2题，果农覆盖地膜的时间是在夏季，夏季，我国普遍高温，果农覆盖地膜的目的不再是为了提高地温，而是通过反射太阳辐射，增加光效以利于苹果着色，提高苹果的品质。

【例题2】(2016年全国卷Ⅱ)(节选)在全球气候变暖的背景下，我国东北长白山高山苔原带矮小灌木的冻害反而加剧。调查发现，长白山雪期缩短；冻害与坡度密切相关，而与海拔基本无关；西北坡为冻害高发区。据此完成1，2题。

1.长白山西北坡比其他坡向冻害高发，是因为该坡

( )

A.年降水最少 B.冬季气温最低

C.年日照最少 D.冬季风力最大

2.气候变暖但冻害加剧的原因可能是

( )

A.蒸腾加剧 B.低温更低

C.降雪期推后 D.太阳辐射减弱

参考答案：1.D 2.C

试题评析：

就本题组而言，南方地区和北方地区的学生对积雪覆盖的保温作用存在一定的认知差异。笔者作为一名南方人在南方地区的中学执教以来，能深刻理解南方地区的学生对积雪认知方面的偏差。受气候和生产生活方式差异的影响，南方除部分山区外，大部分地区冬季温和，很少见到积雪。即使受寒潮影响，积雪厚度也相对较薄，故南方地区的学生对雪较为陌生，再加上生产方式的差异，许多南方地区的学生误认为农作物是被积雪冻害。而事实上农作物是受冷空气冻害，而不是雪。积雪覆盖类似于地膜覆盖，雪隔绝了农作物与冷空气的直接接触，使农作物免受低温(冷空气)冻害，也就是说：积雪的覆盖对地面具有保温作用，所谓“瑞雪兆丰年”，重要原因之一就是积雪的覆盖增强了地面的保温作用，减轻了冻害，预示着第二年农作物能有好的收成。

迁移：

【例题3】(2017年全国卷Ⅰ)(节选)我国某地为保证葡萄植株安全越冬，采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间)，效果显著。下图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。据此完成下题。

图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是

( )

A.① B.② C.③ D.④

参考答案：B

试题评析：

在例题1中，我们已经知道覆膜能起到保温作用，因此在双层覆膜的条件下，使膜内的气温高于膜外的气温，故①②应是膜内的温度。积雪的覆盖同样具有保温作用，丰雪年的积雪较厚，增强了地面的保温作用。在积雪和覆膜的双重保温作用下，保温效果优于枯雪年的双层覆膜，故在有积雪和双层膜的情况下，夜晚膜内温度较高。积雪的反射率高，使白天进入膜内地面的太阳辐射减少，因此白天膜内的平均温度相对较低，即在有积雪条件下的膜内昼夜温差较小，温度变化较平缓。综合可知，①曲线为丰雪年的膜内平均温度日变化，②为枯雪年的膜内平均温度日变化。

【例题4】改变下垫面的性质影响气温指导生产生活。

(2010年全国卷Ⅰ)(节选)葡萄的糖分含量越高，酿制出的葡萄酒酒精度越高。葡萄生长过程中，特别是成熟期的光照及昼夜温差与其糖分积累呈正相关。图1中甲、乙两地均为优质葡萄产地。图2为乙地典型的葡萄种植园景观。世界上酒精度最高(16.2度)的优质葡萄酒就是使用乙地及其附近所产的葡萄酿制而成的。

图1

图2

简述乙地气候类型和特点，并说明气候条件以及葡萄种植园地表鹅卵石对葡萄生长的影响。

参考答案：

乙地(临地中海)为地中海气候；冬季温和多雨，夏季炎热干燥。葡萄生长季节光照、热量充足。鹅卵石利于保持土壤水分(利于地表水下渗，防止土壤水分蒸发)；鹅卵石白天(受到太阳辐射)增温快，夜间降温也快，增大气温的日较差，利于葡萄的糖分积累。

试题评析：

由图1中的位置及注记(地中海)可判断乙地位于地中海沿岸，应为地中海气候。

夏季是大多数农作物的生长季节，而地中海气候夏季炎热干燥，蒸发旺盛，需要进行灌溉以满足葡萄的生长需求。铺在地表上的鹅卵石之间的间隙较大，使得被直接灌溉的地表的孔隙间距加大，有利于下渗，同时又减少了鹅卵石覆盖下的土壤水分因直接裸露而迅速蒸发，从而提高了灌溉效率。

相比土壤而言，鹅卵石的比热容更小。由于地面辐射是近地面大气的直接热源，白天鹅卵石升温快，使葡萄种植园白天局部近地面气温较高，夜晚鹅卵石冷却较快，使鹅卵石覆盖下的种植区近地面夜晚降温快，从而加大葡萄种植区的昼夜温差以利于葡萄糖分的累积，提高品质。

三、教学小结

1.图文并用，重视基础知识的梳理

通过让学生参与，自主画出大气受热过程的示意图，并能根据图示过程归纳出：两个来源(太阳辐射、地面辐射)、两大作用(削弱作用、保温作用)、三大过程、三种辐射(太阳辐射、地面辐射、大气辐射)。

2.勤思考、深挖掘，讲透基本原理，重视地理原理共性的归纳

在许多参考书上关于大气受热过程在农业中的应用只介绍了若干例子，而在高考试题中常常是借助其他形似的例子进行考查。所以需要教师进行补充，深度挖掘不同的实例，如讲解“利用温室种植反季节蔬菜”时应挖掘相似的原理如覆膜、积雪保温作用等案例。

考点二关于“大气受热过程原理的应用”试题中无论是地膜还是积雪，它们的基本原理都和温室大棚一样，都是通过覆盖的方式形成密闭空间，从而与外界气温隔绝，阻碍地面辐射，增强地面保温作用，如下图所示：