高考地理大一轮复习 第3章 自然环境中的物质运动和能量交换 第8讲 对流层大气的受热过程与热力环流讲义 湘教版必修1.doc

第8讲 对流层大气的受热过程与热力环流考点一对流层大气的受热过程一、大气的垂直分层垂直分层气温变化与人类关系对流层随高度升高而降低大气下热上冷，空气上升，对流现象显著，与人类最密切平流层随高度升高而上升大气平稳，天气晴朗适合飞机飞行高层大气随高度增加先降低后升高存在若干电离层，对无线电通信有重要作用提示对流层的高度判读对流层在不同纬度厚度不同，低纬度为17 km18 km，中纬度为10 km12 km，高纬度为8 km9 km；平流层的22 km27 km处存在臭氧层，是地球生命的天然屏障。二、对流层大气的受热过程1两大过程(1)地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。(2)大气的增温：地面以长波辐射的形式向大气传递热量。2两大作用(1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用。(2)保温作用：c大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。3影响地面辐射的主要因素(1)纬度因素：纬度不同，年平均正午太阳高度不同。(2)下垫面因素：下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同。(3)气象因素：大气状况不同，影响地面获得的太阳辐射不同。深度思考1有人把大气的受热过程归纳为“太阳暖大地大地暖大气大气还大地”，结合下图说明该过程的合理性。答案图示中过程1，即为“太阳暖大地”，是太阳辐射到达地面，地面吸收太阳辐射后的增温现象。图示中过程2，即为“大地暖大气”，是地面增温后形成地面辐射，大气吸收地面辐射后的增温现象。图示中过程3，即为“大气还大地”，是大气增温后形成大气辐射，其中大气辐射中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量返还给地面。2有同学认为大气逆辐射就是大气对地面辐射的反射，这种认识对不对？为什么？答案不对。大气逆辐射是大气吸收地面辐射升温后，产生的射向地面的大气辐射。题组一大气受热过程1(2015广东文综)大规模的火山爆发可能造成地表温度下降。其合理的解释是火山爆发导致()a大气二氧化碳浓度增加b高纬度地区极光现象减少c地球表面长波辐射增强d到达地面的短波辐射减弱答案d解析大气二氧化碳浓度增加，大气中逆辐射增强，会使地表温度上升；极光现象与地表温度无关；地表长波辐射增强表明地表温度升高；而火山爆发，所产生的火山灰会削弱到达地面的太阳短波辐射，使地表温度下降。题组二大气受热过程原理的应用下图为在上海郊区一个蔬菜大棚所拍摄的照片，棚顶为黑色的尼龙网，而不是常见的白色透明的塑料或者是玻璃大棚。据此完成23题。2由此推断，此时段上海的天气可能是()a连续不断的对流雨b持续的伏旱天气c连续的霜冻天气d台风来临狂风暴雨3在此季节，农民这样做的主要目的是()a增加大气逆辐射，提高夜间温度b减少地面辐射，防止夜间温度过低c增强地面辐射，提高农作物存活率d削弱太阳辐射，减少农作物水分蒸腾答案2.b3.d解析第2题，棚顶为黑色的尼龙网，有削弱太阳辐射的作用，所以此时上海天气可能是持续的伏旱天气，选b。第3题，结合前面分析，主要目的是削弱太阳辐射，减小农作物水分蒸腾，选d。反思归纳大气受热过程原理的应用(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响(2)应用于农业生产实践，提高生产效益利用温室大棚生产反季节蔬菜，利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰欠。如：高海拔地区空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；内陆地区晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。考点二气温的变化及其影响因素一、气温空间分布1气温的水平分布规律等温线特征气温分布规律主要影响因素全球等温线大致与纬线平行无论冬季还是夏季，气温都从低纬向两极递减太阳辐射(纬度位置)北半球较曲折：1月份大陆上的等温线向南(低纬)凸出，海洋上则向北(高纬)凸出；7月份正好相反在同一纬度上，冬季大陆比海洋气温低，夏季大陆比海洋气温高海陆分布造成的海陆热力性质差异南半球较平直同一纬度气温差别小海陆分布(海洋面积广阔，地表性质均一)同纬度地带气温低，则等温线向低纬凸出；气温高，则等温线向高纬凸出高原、山地的气温较低，平原的气温较高；寒流经过处气温低，暖流经过处气温高地形(地势高低)；洋流我国冬季，等温线密集；1月份0等温线大致沿秦岭淮河一线延伸冬季，南北温差大，越往北温度越低太阳辐射(纬度位置，即北方太阳高度小、白昼时间短，南方正相反)；冬季风(大气环流，北方冬季风影响大)夏季，等温线稀疏夏季普遍高温，南北温差不大太阳辐射(南方太阳高度大，北方白昼时间长)2气温垂直递减率的变化正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6，但在不同的地点和不同的时间，可能会小于0.6或者大于0.6，如右下图表现为曲线变陡或变缓。在情况下，大气对流运动更加强烈；在情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定。二、气温的时间变化1气温的日变化一天中最高气温出现在午后2时左右，最低气温出现在日出前后。2气温的日(年)较差变化(1)大陆上气温日较差和年较差比同纬度海洋大。(2)阴天气温日较差比晴天小。(3)纬度越高，气温年较差越大。反思归纳逆温的形成及影响1逆温的概念一般情况下，对流层温度上冷下暖。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。2逆温的形成(1)形成条件类型发生的条件出现的地区辐射逆温经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢中高纬度大陆冬季黎明前平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或气团上中纬度沿海地区地形逆温主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升盆地和谷地中夜间锋面逆温锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著锋面活动地区(2)辐射逆温的形成及消失过程图解3逆温的影响无论哪种条件造成的逆温，都会对大气质量造成很大的影响。逆温层的存在，造成局部大气上热下冷，阻碍了空气垂直运动的发展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在它的下面，使能见度变差，空气污染加重；尤其是城市及工业区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件，如光化学烟雾等。题组一气温的水平分布(2015四川文综)下图为“北半球某平原城市冬季等温线分布图”。读图回答12题。1该城市可能位于()a回归线附近大陆西岸b40n附近大陆西岸c回归线附近大陆东岸d40n附近大陆东岸2市中心与郊区的气温差异导致市中心()a降水的可能性较郊区大b降雪的可能性较郊区大c大气污染物不易扩散至郊区d不易受郊区燃烧秸秆烟雾的影响答案1.d2.a解析第1题，阅读图可知，该城市冬季气温低于0。回归线附近大陆西岸为热带沙漠气候，东岸为亚热带季风气候区，40n附近大陆西岸以北为温带海洋性气候，以南为地中海气候，冬季气温均高于0，a、b、c项错误；40n附近大陆东岸为温带季风气候，冬季气温低于0，d项正确。第2题，由于城市热岛效应使该城市中心气温比郊区的气温高，空气对流更旺盛，降水的可能性较郊区大，a项正确；此时市区气温较高，降雪的可能性不大；由于城市热力环流的存在，高空气流由城市流向郊区，大气污染物较易扩散至郊区；近地面气流由郊区流向城市导致城市易受郊区燃烧秸秆烟雾的影响，b、c、d项错误。题组二逆温现象的特征与成因(2015浙江文综)逆温是在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象。某校气象兴趣小组在10月下旬晴朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定。下图为该小组多次观测所得的逆温时空变化平均结果。完成34题。3下列关于该地逆温特征的描述，正确的是()a逆温强度近地面较大，向上减小b逆温强度午夜达到最大，后减弱c逆温现象日落前出现，日出前消失d强逆温前半夜增速慢，后半夜降速快4造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是()a大气吸收地面辐射存在昼夜差异b大气散射反射在高度上存在差异c空气上下热量传递存在时间差异d下垫面反射率在时间上存在差异答案3.a4.c解析第3题，仔细读图，根据逆温层上界和强逆温层上界的高度的不同，可以看出，逆温强度近地面较大，向上减少，a项正确。图中显示日出前后逆温强度最大，b项错；10小时左右，该地早已日出，而逆温层仍然存在，c项错；读图可知，强逆温前半夜增速快，后半夜有段时间仍是增速，日出后快速下降，d项排除。第4题，地面辐射是大气主要的直接热源，空气上下热量传递存在时间差，逆温层上界高于强逆温层上界，造成逆温层上界峰值滞后于强逆温层上界峰值，c项正确。大气吸收地面辐射存在昼夜差异，大气散射反射在高度上存在差异，下垫面反射率在时间上存在差异这些与逆温层上界峰值滞后于强逆温层上界峰值无关，a、b、d项错。1等温线图相关因素分析气温的影响因素气温的分布规律应用纬度因素(太阳辐射)气温从赤道向两极递减；等温线基本与纬线平行等温线定半球海陆分布(海陆热力性质差异)陆地等温线一月向南凸，七月向北凸等温线定季节洋流(暖流增温，寒流降温)洋流流向与等温线凸向一致等温线定洋流地形海拔(随海拔升高，气温降低)等温线与等高线几乎平行；海拔高的地区等温线向低纬弯曲，海拔低的地区等温线向高纬弯曲等温线定地形坡向(太阳辐射、焚风效应)相同海拔，阳坡的气温高于阴坡；背风坡的气温高于迎风坡等温线定坡向阻挡作用(结合大气环流)同纬度地区，有地形阻挡作用地区的冬季气温高于无地形阻挡地区大气环流(冬季风降温)冬季我国南北温差大人类活动(城市热岛效应)城市(工业区)出现闭合等温线等温线判读城市功能区2读图方法分析以我国某地区某月等温线分布图为例分析如下：判读内容等温线特征判读示例数值大小及变化可判断区域所在半球：向北递减北半球，向南递减南半球。可判断不同区域温差大小由南向北气温递减，说明位于北半球；从气温高低可以判读上图所示为北半球夏季等温线延伸方向与纬线平行(受太阳辐射影响)；与海岸线平行(受海陆位置影响)；与等高线平行(受地形、地势影响)图示区域等温线的走向与地形起伏、地势高低大体一致。100e附近受山地地形影响，等温线大致呈南北走向疏密程度判断温差大小：密大疏小；冬季密，夏季疏；温带密，热带疏；陆地密，海洋疏；平原、高原面疏，山地和高原边缘密图示区域东部以高原、盆地为主，地势起伏较小，等温线稀疏；西部地区以山地为主，地势起伏大，因此等温线密集弯曲状况向高纬凸：陆地夏季、海洋冬季、暖流流经、地势低；向低纬凸：陆地冬季、海洋夏季、寒流流经、地势高。凸高则低，凸低则高等温线向高值方向凸，气温低；反之，气温高图中处等温线向高值方向凸，气温比两侧低，大致呈南北走向，为山脉所在地；处等温线向低值方向凸，气温比两侧高，为河谷位置局部闭合等温线表示局部区域内气温出现特殊值，如山峰(低温)、盆地(高温)、城市(热岛效应)，判读原则：大于大的、小于小的图中地位于20 闭合等温线内，闭合等温线两侧等温线分别为20 、24 ，由此可判断气温值16 20 ，应为云贵高原。图中地位于28 闭合等温线内，闭合等温线两侧等温线分别为24 、28 ，由此可判断气温值28 pc，pbpd。(2)因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，进而等压面发生弯曲，同一水平面上，等压面上凸者气压高，下凹者气压低，即pcpd，pbpa。(3)同一垂直方向上，近地面和高空的气压状况相反，即近地面为高压，高空则为低压。2判断下垫面的性质(1)判断陆地与海洋(湖泊)：夏季，等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。冬季，等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。(2)判断裸地与绿地：裸地同陆地，绿地同海洋。(3)判断城区与郊区：等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。3判断近地面天气状况和气温日较差等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小，如上图中a地；等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大，如上图中b地。考点四大气的水平运动与等压线1形成风的原动力水平气压梯度力。2风的受力状况与风向类型高空风近地面风图示(北半球)受力f1(水平气压梯度力)和f2(地转偏向力)共同影响f1(水平气压梯度力)、f2(地转偏向力)和f3(摩擦力)共同影响风向与等压线平行与等压线斜交提示风向的判断风向与所在半球位置及气压分布有密切关系。无论高空还是近地面，风的来向为高压一侧的方向；北半球风向向右偏，南半球风向向左偏。3影响风的因素影响风向的主要因素：大气的受力状况、地转偏向力及其存在位置。具体表现是：(1)同一平面气流总是从高压流向低压，若只考虑水平气压梯度力对风向的影响，则风向与等压线垂直；若只考虑水平气压梯度力和地转偏向力对风向的影响，则风向最终与等压线平行；若考虑水平气压梯度力、摩擦力及地转偏向力对风向的影响，则风向应该是斜穿等压线，且从高压吹向低压。(2)近地面的风运动过程中往往受到水平气压梯度力、摩擦力和地转偏向力的影响，而高空的风一般只受到水平气压梯度力和地转偏向力的影响。(3)风向与摩擦力的方向总相反；地转偏向力的方向总与风向、摩擦力的方向垂直；地转偏向力与摩擦力的合力方向总与水平气压梯度力的方向相反。(4)高空和近地面没有明确规定的高度，但是一般以1 500米为参考数值。题组一风向的判断(2013新课标全国文综)下图示意我国某地区14日6时的气压形势，l为低压。图中天气系统以200千米/天的速度东移。读图，完成第1题。1图中甲地14日69时的风向为()a偏东风 b偏南风c东北风 d西北风答案b解析由低压中心的位置和移动速度可知，14日69时低压系统位于甲地以西，根据等压线和地转偏向力可知该处为偏南风，b项正确。方法技巧作图法判断风向利用作图判断风向，是风向判断的最常用方法。具体步骤如下：第一步：在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转3045，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(北半球)：题组二风力的判断2下面四幅气压分布图(单位：hpa)中，风力最大的点是()aa bb cc dd答案a解析a、b比例尺相等，等压距a为6 hpa、b为2 hpa，则a地水平气压梯度力大于b；同理c大于d。a比例尺大于c，所以a点水平气压梯度力最大，风力最大。方法技巧等压线图中风力的判定(1)同一等压线图上，等压线密集，风力大；等压线稀疏，风力小，如下图中甲处风力大于乙处。(2)不同图中，相同比例尺，相邻两条等压线数值差越大，风力越大，如下图中b处风力大于a处。(3)不同图中，比例尺越大，风力越大，如下图中c处风力大于d处。1认识气压系统在同一水平面上气压相等的各点的连线就是等压线。等压线实际上是等压面和等高面的交线，所以等压线分布图表示在同一高度上气压水平分布的状况。“高压”和“低压”是针对同一水平面上的气压差异而言的。气压系统特征注意点高压中心等压线闭合，数值中高周低最外一条封闭等压线以内是高压中心或低压中心的范围低压中心等压线闭合，数值中低周高高压脊高气压延伸出来的狭长区域高压脊控制地区与高压中心天气状况相近低压槽低气压延伸出来的狭长区域低压槽往往与锋面结合在一起，其控制地区与低压中心一样以阴雨天气为主2.判读内容(1)判断风力大小同一等压线图上，等压线密集，风力大；等压线稀疏，风力小。不同图中，相同比例尺，相邻两条等压线数值差越大，风力越大。不同图中，若相邻两条等压线数值相等，则比例尺越大，风力越大。(2)风向的运用利用风向可判断以下几方面问题：等压线值的变化规律：顺着风向，等压线值越来越小。判断南北半球：向右偏北半球；向左偏南半球。判断高压和低压：近地面，观测者背风而立，北半球，高压在右后方，低压在左前方；南半球，高压在左后方，低压在右前方。(3)判断各种气压场的天气状况(4)锋面只存在于低压槽上，不可能在高压脊上。2015年1月，美国东北部遭受了暴雪的袭击。下图为“1月27日北美部分地区天气形势图”。读图回答12题。1图中等压线a、b、c的数值大小关系是()aabc bcabcabc dacpbpbpa(或papbpbtatbta(或tatbtatb)(4)b(5)高考题组12(2013北京文综)下图为“地球大气受热过程示意图”。大气中()a臭氧层遭到破坏，会导致增加b二氧化碳浓度降低，会使减少c可吸入颗粒物增加，会使增加d出现雾霾，会导致在夜间减少答案b解析解题的关键是明确各箭头的含义。从图中可以看出，是大气吸收太阳辐射，是大气吸收地面辐射，是地面吸收太阳辐射，是大气逆辐射。臭氧层破坏，大气直接吸收太阳辐射(臭氧吸收紫外线)减少。二氧化碳浓度降低，空气对地面长波辐射的透明度提高，大气吸收地面辐射减少。可吸入颗粒物增加，大气对太阳辐射的削弱作用增强，到达地面的太阳辐射减少。出现雾霾天气，大气逆辐射增强。(2013安徽文综)下图为“19592009年秦岭山地1月0 等温线位置变化图”。据此完成1314题。13该地1月0等温线的位置总体上()a向亚热带地区偏移 b向海拔较低地区偏移c向低纬度地区偏移 d向落叶阔叶林带偏移14根据图中等温线的位置及其变动可知()a甲地为山岭、冬季平均气温趋于下降b乙地为山谷、冬季平均气温趋于上升c甲地海拔低于乙地海拔d甲地年平均气温高于乙地答案13.d14.b解析第13题，由图可看出，1月0等温线位置总体上向北偏移，秦岭以北为温带季风气候区，属于温带落叶阔叶林带，图中北侧山峰为秦岭最高峰太白山，由以上分析得d项正确。第14题，由图分析知，甲、乙两地为同纬度地区，乙地等温线向北凸出，说明其比同纬度地区气温高，且1月0等温线位置向北偏移，说明冬季均温在上升，图中甲地等温线向南凸，说明其比同纬度地区气温偏低，应该地势较高。15(2013浙江文综)近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的4种情形。图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是()a b c d答案a解析四幅气温垂直分布图中，均有逆温层，不利于雾霾大气污染物扩散；图大气能