高中地理人教版同步讲义必修一第二章　第一节　大气的组成和垂直分层

第一节大气的组成和垂直分层课程标准运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。学习目标1.运用图表资料，说明大气的组成及人类活动对大气环境的影响。(综合思维)2.结合大气垂直分层示意图，说明各层大气的特点、成因，并举例说明对人类活动的影响。(人地协调观)3.结合材料，了解逆温的概念，并能说出逆温的影响。(综合思维)目标一大气的组成1．大气的组成及作用组成成分占大气体积作用干洁空气氮气78%地球上生物体的基本元素氧气21%人类和其他生物维持生命活动所必需的物质二氧化碳0.038%①绿色植物进行光合作用的基本原料；②吸收地面辐射的能力强，使气温升高臭氧很少①能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；②减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用水汽很少，因时因地而异水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件2．人类活动对大气的影响人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。(2023·安徽合肥阶段练习)大气主要由干洁空气、水汽和固体杂质三部分组成。据此完成1～2题。1．干洁空气中所占比例最大的成分是()A．二氧化碳 B．臭氧C．氧气 D．氮气2．被称为“地球生命保护伞”的大气组成成分是()A．二氧化碳 B．臭氧C．氧气 D．氮气答案1.D2.B解析第1题，干洁空气中氮气所占比例最大，约为78%。其次是氧气，约占干洁空气体积的21%。D正确。第2题，臭氧能吸收紫外线，是“地球生命的保护伞”，B正确。包围着地球的厚厚的大气层，是生物乃至地球的保护层，人类活动可能导致大气中某些成分含量发生变化，并影响自然环境和人类自身。据此完成3～4题。3．关于大气的成分及其作用的说法，正确的是()A．二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料B．二氧化碳吸收太阳辐射中的紫外线能力强，使气温降低C．臭氧吸收水汽能力强，使地球保持湿润D．杂质含量很多，保护人类健康生活4．人类活动对大气的影响主要表现为()A．二氧化碳增多 B．臭氧增多C．氧气增多 D．氦气减少答案3.A4.A解析第3题，二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，A正确。第4题，人类活动导致大气中二氧化碳增多：一方面燃烧矿物燃料，排放过多二氧化碳，另一方面，过度砍伐森林，导致吸收的二氧化碳量减少，A正确。目标二大气的垂直分层1．划分依据：大气在垂直方向上的温度、运动状况和密度。2．各层特征垂直分层气温特点大气运动状况与人类关系A对流层随高度的升高而递减对流运动显著有云、雨、雾、雪等天气现象，与人类关系最密切B平流层随高度升高而升高平流运动为主适合航空飞行，有臭氧层，吸收太阳紫外线，保护地球生物C高层大气随高度升高先下降后又持续上升有若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用材料一北京时间2021年6月17日9时22分，搭载“神舟十二号”载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，“神舟十二号”载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入天和核心舱。材料二下图为大气垂直分层示意图。1．[区域认知]比较甘肃酒泉和海南文昌的对流层高度差异，并解释原因。答案差异：文昌的对流层比酒泉的高。原因：低纬度地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以对流层较高(17～18千米)。2．[综合思维]长征二号F遥十二运载火箭刚离开地面升空时，其所经历的气温变化特点是什么？答案火箭刚离开地面时，位于对流层中，气温随高度增加而降低。3．[综合思维]“天宫一号”空间站所在的大气层有何特点？对人类生活有什么影响？答案特点：“天宫一号”空间站所在的大气层为高层大气，大气密度很小，存在若干电离层。影响：电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。(2023·山西太原期末)2019年，某电影在各大电影院热映。该电影主要讲述的是某架飞机飞行在大气层中发生的一系列状况。据此完成1～4题。1．臭氧层主要分布在大气垂直分层中的()A．对流层 B．平流层C．中间层 D．热层2．对流层的主要特点是()A．位于地球大气的最外层B．极光现象出现在该层C．天气现象复杂多变D．空气以水平运动为主3．下列关于高层大气的说法，正确的是()A．空气密度很大B．空气中有若干电离层C．海拔高度在12～50kmD．最适合飞机的飞行4．若一架飞机与龙卷风狭路相逢，说明此时飞机正位于地球大气层中的()A．高层大气 B．臭氧层C．对流层 D．平流层答案1.B2.C3.B4.C解析第1题，臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次，B正确。第2题，对流层是地球大气圈的最底层，A错；极光现象出现在高层大气，B错；对流层天气现象复杂多变，C正确；空气以对流运动为主，D错。故选C。第3题，高层大气的空气密度很小，A错；在80千米～500千米的高空，有若干电离层，B正确；高层大气的海拔高度在50～55千米以上，C错；平流层最适合飞机的飞行，D错。第4题，龙卷风出现在对流层，若一架飞机与龙卷风相逢，说明飞机位于对流层，C正确。2020年12月17日，“嫦娥五号”返回舱在距地面高度约120km处高速进入地球大气层，实施初次气动减速。下降至预定高度后，返回舱向上跃出大气层。之后，返回舱再次进入大气层，实施二次气动减速，在距地表50km的高度返回舱与大气层激烈摩擦。下图示意“嫦娥五号”探测器返回路径。据此完成5～6题。5．“嫦娥五号”进入大气层实施初次气动减速时位于()A．对流层 B．平流层C．臭氧层 D．高层大气6．“嫦娥五号”在距地表50km降落至地面的过程中气温变化是()A．持续降低B．先降低，后升高C．持续升高D．先升高，后降低答案5.D6.B解析第5题，由材料可知，“嫦娥五号”在距地面高度约120km处实施初次气动减速，位于高层大气中，D对。第6题，“嫦娥五号”在距地表50km时，位于平流层中，此时向下降落气温逐渐降低，然后进入对流层，随着距离地面越近，气温升高，所以“嫦娥五号”在距地表50km降落至地面的过程中气温变化是先降低，后升高，故选B。目标三逆温1．逆温现象在对流层中，气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。2．逆温的类型(1)辐射逆温：在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。离地面越近降温越快，离地面越远降温越慢，因而形成了自地面开始的逆温。辐射逆温的形成过程如下图所示：无逆温→逆温生成→逆温层最厚→逆温减弱→逆温消失辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现。夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。(2)锋面逆温：锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带，暖气团位于锋面上部，冷气团在下部，会形成逆温。(3)平流逆温：当暖空气运动到冷的地面上空时，暖空气与冷地面之间不断进行热量交换，暖空气下层受冷地面影响大，气温降低较快，上层降温较慢，从而形成逆温。(4)地形逆温：由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象，即地形逆温。3．逆温的影响有利：逆温可以抑制沙尘暴的发生；利于飞机的飞行；北方河谷地区，逆温提高了冬季谷地的温度，利于多年生果树越冬，减少冻害的发生。不利：逆温时大气结构比较稳定，容易加重大气污染；容易产生大雾等不利天气，使能见度降低，地面湿滑，影响交通。(2023·辽宁沈阳模拟)下图为牡丹江山区3月某日地形逆温过程平均温度梯度(海拔每升高100米气温的变化值，数值越大，表明逆温强度越大)。据此完成1～2题。1．牡丹江山区此次逆温()A．开始于18：00左右B．强度随时间逐渐增大C．逆温层厚度逐渐减小D．5：00逆温全部消散2．此次逆温对该山区的影响最可能是()A．大雾持续时间缩短B．夜晚大风呼啸C．夜间，山谷地区农作物幼苗受冻D．午夜时刻雨雪交加答案1.A2.C解析第1题，读图可知，此次逆温开始于18：00左右，A正确。图中数值越大，表明逆温强度越大，所以逆温强度随时间先增大然后减小，B错误。逆温层厚度随时间呈增加趋势，C错误。逆温由近地面开始消散，最后在7：00左右全部消散，D错误。故选A。第2题，逆温会导致空气的对流减弱，产生近地面附近的低温环境，延长大雾持续时间，A错误。夜晚已经开始出现逆温，空气对流较弱，风力小，B错误。夜间，地面降温快，气温低，山谷地区农作物幼苗受冻，C正确。逆温导致空气对流减弱，午夜很难出现高强度降水，D错误。故选C。辐射逆温是由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。下图是“某地某日(晴天)不同时刻近地面气温随高度变化图”。读图回答3～4题。3．按照辐射逆温的生消过程排序是()A．②④①③ B．②①④③C．③①④② D．③④①②4．上图中最有利于大气污染物扩散的情形是()A．①B．②C．③D．④答案3.A4.C解析第3题，辐射逆温自地面开始形成，最后消失，故A正确。第4题，下热上冷的结构是不稳定的，易引起空气运动，利于大气污染物扩散，C正确。(2023·广西南宁月考)大气是多种气体的混合物，各种成分保持相对稳定。不同的大气成分，作用不同。据此完成1～2题。1．大气成分中，既能参与光合作用，又具有保温作用的是()A．氮气 B．氧气C．二氧化碳 D．臭氧2．当今，导致大气成分比例发生不合理变化的人为原因有()①燃烧煤、石油等矿物燃料②大量使用制冷剂③植树造林④兴修水库A．①②B．②③C．②④D．③④答案1.C2.A解析第1题，参与光合作用的大气成分主要是氧气和二氧化碳，但只有二氧化碳具有保温作用，C正确，B错。氮气和臭氧并不参与光合作用，A、D错。故选C。第2题，大气的成分比例在一定时期内相对稳定，目前在人为作用下，二氧化碳、氟利昂等比例增加。二氧化碳的增加是大量燃烧煤、石油等矿物燃料导致的，氟利昂增多是大量使用制冷设备如空调、电冰箱等导致的，植树造林和兴修水库使大气成分向良性方向变化，①②正确，③④错。故选A。气象员无论风霜雨雪，都要保证探空气球每天早上和晚上的7：15准时携带探空仪升起(如下图)，上升到约30km高空后自行爆裂。探空仪可以直接探测大气各层的气压、温度、湿度、风向、风速等气象要素并实时传回。完成3～4题。3．假设在下列各地同时释放探空气球，并以同样的速度上升，最先测得平流层数据的是()A．哈尔滨(45°N) B．北京(40°N)C．重庆(30°N) D．海口(20°N)4．正常情况下探空气球顺利升空后记录的温度变化情况是()A．一直升高 B．持续降低C．先升高后降低 D．先降低后升高答案3.A4.D解析第3题，根据所学可知，纬度越低，气温越高，对流运动越旺盛，对流层厚度越大。因此选项四个城市中，海口的对流层厚度最大，哈尔滨的对流层厚度最小。四地同时释放探空气球，并以同样的速度上升，最先进入平流层并测得平流层数据的是哈尔滨，A正确。第4题，材料指出，探空气球“上升到约30km高空后自行爆裂”，因此可知，探空气球穿过了对流层和平流层，并未进入高层大气，对流层气温随着高度升高而降低，平流层气温随着高度升高而升高，因此正常情况下，探空气球顺利升空后记录的温度变化情况是先降低后升高，D正确。(2023·河北唐山月考)研究大气的垂直分层，有助于了解各层大气特征，为人类提供更好的服务。下图示意大气垂直分层，其中①②③代表不同的大气层，甲曲线代表地球大气中某种气体浓度的垂直变化。据此完成5～6题。5．甲曲线代表的气体()A．被称为“地球生命的保护伞”B．是大气中含量最多的气体C．吸收太阳辐射中的红外线D．是温室气体的主要成员6．关于大气垂直分层的叙述正确的是()A．①层最适宜飞机飞行B．①层气温随海拔升高而递增C．②层天气现象复杂多变D．③层能反射无线电波答案5.A6.D解析第5题，据图可知，甲代表的气体为臭氧，被称为“地球生命的保护伞”。第6题，图中①为对流层，气温随海拔升高而递减，天气现象复杂多变，不适宜飞机飞行，A、B错；②为平流层，大气稳定，C错误；③为高层大气，有若干电离层，能反射无线电波，D正确。(2023·江西南昌期中)下图为“大气垂直分层示意图”。读图完成7～8题。7．下列叙述正确的是()A．低层大气主要是由干洁空气、水汽和固体杂质组成B．云、雨、雪、雷电等天气现象，主要发生在平流层C．大气中臭氧的主要作用是减少红外线对生物的伤害D．大气组成成分的比例不会因人类活动的影响而改变8．地球大气层，一般随高度增加()A．气温降低 B．气压升高C．密度减小 D．湿度增大答案7.A8.C解析第7题，低层大气主要是由干洁空气、水汽和固体杂质组成。云、雨、雪、雷电等天气现象，主要发生在对流层。大气中臭氧的主要作用是减少紫外线对生物的伤害。大气组成成分的比例会因人类活动的影响而改变，如二氧化碳比例的增加主要是人为原因。第8题，地球大气层，一般随高度增加，对流层气温降低，平流层气温上升，高层大气气温先降低后上升；随高度增加，气压降低、密度减小、湿度变化不确定。在某些天气条件下，近地面大气温度随高度升高而增加，即出现逆温现象。下图是气温垂直分布的四种情形。据图完成9～10题。9．图中没有出现逆温现象的是()A．①B．②C．③D．④10．下列关于逆温现象说法错误的是()A．有利于减少强对流天气B．有利于飞机的飞行C．不利于谷地多年生果树越冬D．不利于大气污染物扩散答案9.A10.C解析第9题，根据材料逆温是近地面大气温度随高度升高而增加的现象，①随高度增加气温下降，所以没有出现逆温现象，故选A。第10题，逆温现象发生时，气温随海拔升高而升高，抑制近地面对流作用，减少强对流天气，A说法正确；逆温现象发生时，大气对流作用弱，大气稳定，有利于飞机的飞行，不利于大气污染物的扩散，B、D说法正确；大气逆温发生时，有效地提高了冬季谷地的温度，利于多年生果树越冬，C说法错误。(2023·湖北武汉月考)读“地球大气的垂直分层图(部分)”，完成11～13题。11．①②③④四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是()A．①B．②C．③D．④12．影响该大气层气温垂直变化的主要因素是()A．地面辐射 B．CO2气体C．臭氧气体 D．人类活动13．有关该大气层的正确叙述是()A．有电离层，对无线电通信有重要作用B．天气晴朗，对流旺盛，有利于高空飞行C．上部热下部冷，空气以平流运动为主D．顶部与底部的气温相差约20℃答案11.A12.C13.C解析第11题，根据该大气层的高度位置可判断，该大气层为平流层，平流层的气温随高度升高而升高，符合条件的只有①②，而②在50km气温大于0℃，不符合实际特征，所以①曲线符合该大气层气温垂直分布状况。故选A。第12题，平流层中的臭氧能大量吸收太阳紫外线使温度升高。故选C。第13题，该大气层为平流层，而电离层位于高层大气，A错误；由于平流层的温度随高度升高而升高，故不利于对流运动，B错误；该层大气上部热下部冷，不易形成对流，空气以平流运动为主，C正确；读图可知，平流层的气温随海拔升高而升高，顶部与底部的气温相差约60℃，D错误。下图是某地某日在出现逆温时由空中拍到的景象，高高的烟囱伸出“云海”，将工业废气烟雾排放在茫茫“云海”之上。据此完成14～15题。14．下列图中最容易出现此现象的是()15．该照片拍摄的时间最有可能是()A．清晨B．正午C．下午D．傍晚答案14.D15.A解析第14题，根据材料可知，该地该日出现逆温现象，逆温现象是指对流层气温随高度增加而升高的反常现象，选项B、C图显示烟囱以下的对流层大气温度随着高度增加而下降，不会出现逆温现象，B、C错；选项D图显示烟囱超过逆温层，空气垂直对流运动旺盛，将工业废气烟雾排放在茫茫“云海”之上，D对；选项A图显示烟囱未超过逆温层，逆温抑制对流运动，不会产生图示及材料所示现象，A错。故选D。第15题，根据材料可知该地出现逆温现象，大气温度随海拔的升高而降低，清晨时近地面大气的温度最低，最可能形成逆温，A正确。16．读图，完成下列问题。(20分)(1)该图反映的是___