高中地理必修第一册（盲校专用）第二章大气环境核心知识清单

高中地理必修第一册（盲校专用）第二章大气环境核心知识清单一、大气的物质组成与各成分的功能（一）低层大气的构成【基础】【必记】包围着地球的厚厚气体层被称为大气圈，它是地球上生命得以生存和繁衍的重要保障。我们通常所说的与人类活动关系最密切的是低层大气，它是由三种主要成分构成的复杂混合物：干洁空气、水汽和固体杂质。其中，干洁空气是指大气中除去水汽、液体和固体杂质以外的整个混合气体，它是大气的主体部分。在低层大气中，干洁空气的成分比例在25千米高度以下是基本稳定的。（二）干洁空气的主要成分及其作用【高频考点】【重点】干洁空气主要由氮气（N₂）、氧气（O₂）、氩气（Ar）、二氧化碳（CO₂）以及臭氧（O₃）、氖、氦等微量气体组成。其中，氮气和氧气合起来占据了干洁空气总体积的99%。1、氮气（N₂）：【重要】氮气是大气中含量最多的成分，约占干洁空气体积分数的78%。它是地球上生物体的基本元素，是合成蛋白质和核酸等生命物质所必需的原料。虽然氮气化学性质不活泼，不能直接被大多数生物利用，但通过固氮作用，它可以转化为氨、硝酸盐等化合物，进入土壤和海洋，从而被植物吸收，构建生命有机体。2、氧气（O₂）：【非常重要】氧气是维持人类和一切生物生命活动所必需的物质，约占干洁空气体积分数的21%。生物通过呼吸作用，吸入氧气，将体内的有机物氧化分解，释放能量以维持生命活动。同时，氧气也是燃烧过程的必要参与者，自然界中的许多氧化过程都需要氧气参与。3、二氧化碳（CO₂）：【重要】【热点】二氧化碳在大气中的含量虽然很少（约占干洁空气总体积的0.03%左右），但其作用却不容忽视。首先，它是绿色植物进行光合作用的基本原料，植物通过光合作用吸收二氧化碳和水，合成有机物并释放氧气，这是自然界有机物质生产的基础。其次，二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，同时向周围空气和地面辐射能量，从而对地面起到保温作用。因此，二氧化碳浓度的变化是导致全球气候变暖的关键因素之一。4、臭氧（O₃）：【重要】臭氧主要分布在平流层中，尤其是在距地面20至30千米的高度处浓度最大，形成臭氧层。臭氧能强烈地吸收太阳辐射中波长较短的紫外线，特别是对生物有杀伤作用的短波紫外线（UVC）和大部分中波紫外线（UVB）。这就像给地球上的生物撑起了一把巨大的保护伞，使它们免受过量紫外线的伤害，从而保护了地球上的生命。少量到达地表的紫外线也有一定好处，比如促进人体合成维生素D。（三）水汽和固体杂质的作用【基础】【高频考点】1、水汽：大气中的水汽含量虽然因时因地而变化，但它却是大气中极其活跃的成分。水汽在相变过程中（蒸发、凝结、升华、凝华），伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。更重要的是，水汽是成云致雨的必要条件。当含有水汽的空气上升冷却，达到饱和状态时，水汽就会凝结成云滴或冰晶，进而形成雨、雪、雹等降水现象。没有水汽，就没有地球上丰富多彩的天气现象。2、固体杂质：大气中的固体杂质包括烟粒、尘埃、盐粒等。它们虽然含量很少，但起着至关重要的作用。它们是水汽凝结的核心，被称为凝结核。如果没有这些微小的固体颗粒作为核心，即使空气达到过饱和，水汽也难以凝结成水滴。因此，固体杂质是成云致雨的另一个必要条件。此外，固体杂质的增多也会导致空气质量下降，形成雾霾天气，影响能见度和人体健康。二、人类活动对大气组成的影响与环境问题【难点】【热点】（一）二氧化碳增加与全球变暖自工业革命以来，人类活动极大地改变了大气的成分。一方面，大量燃烧煤、石油、天然气等化石燃料，向大气中排放了巨量的二氧化碳；另一方面，大规模砍伐森林，特别是热带雨林的破坏，减少了植被对二氧化碳的吸收能力。这两个因素的叠加，导致大气中二氧化碳浓度持续上升。二氧化碳是主要的温室气体，其浓度升高会增强大气对地面长波辐射的吸收和大气逆辐射，导致全球气候变暖。全球变暖会引发一系列严重的后果，包括两极冰川融化、海平面上升、极端天气事件频发、影响农业生产和生态系统等。（二）氟氯烃排放与臭氧层破坏在制冷工业（如冰箱、空调）发展之前，大气中不存在氟氯烃化合物。随着这些设备的广泛使用，大量氟氯烃被排放到大气中。氟氯烃在平流层通过光化学反应能大量消耗臭氧，导致臭氧层变薄，甚至出现臭氧空洞。臭氧层的破坏使得到达地面的有害紫外线增加，这会直接危害人体健康，如增加皮肤癌、白内障的患病风险；同时也会对陆生和水生生态系统造成破坏，影响农作物产量和海洋浮游生物的生长。保护臭氧层需要全球各国的共同努力，《蒙特利尔议定书》就是国际社会成功合作的典范。（三）酸性气体排放与酸雨工厂、汽车、发电厂等燃烧化石燃料，还会向大气中排放大量的二氧化硫（SO₂）和氮氧化物（NOₓ）。这些酸性气体在大气中经过一系列化学反应，转化成硫酸和硝酸，随雨、雪、雾等降落到地面，形成酸雨。酸雨的pH值通常小于5.6。酸雨能使河湖水酸化，导致水生生物死亡；使土壤酸化，淋失土壤中的营养元素，危害森林和农作物生长；还能腐蚀建筑物、文物古迹，造成巨大的经济损失。控制酸雨的根本措施是减少硫氧化物和氮氧化物的排放，如使用清洁能源、进行烟气脱硫脱硝等。三、大气的垂直分层及其判读依据（一）分层依据【基础】科学家们根据大气在垂直方向上的温度变化、密度差异以及大气运动状况，将大气自下而上划分为对流层、平流层和高层大气三个层次。其中，气温的垂直变化趋势是划分大气层次最主要的依据。（二）对流层——天气变化的舞台【非常重要】【高频考点】1、位置与厚度：对流层是大气圈最下面的一层，其厚度随纬度、季节而变化。在低纬度地区，对流旺盛，厚度可达17至18千米；在中纬度地区，厚度约为10至12千米；在高纬度地区，厚度仅8至9千米。同一地区，夏季的对流层厚度大于冬季。2、气温垂直变化特征：【重点】对流层大气的温度随高度的增加而递减，平均每上升100米，气温降低约0.6℃。这是因为对流层大气的热量主要直接来源于地面长波辐射，因此，离地面越近，获得的热量越多，气温越高；离地面越远，获得的热量越少，气温越低。3、大气运动特征：由于对流层上部冷、下部热，这种“上冷下暖”的结构极不稳定，有利于空气的垂直对流运动。当近地面空气受热膨胀上升，高空的冷空气则收缩下沉，形成了强烈的对流运动。4、与人类的关系：【必记】对流层与人类关系最为密切。几乎所有的水汽（约80%以上）和固体杂质都集中在此层，加上显著的垂直对流运动，使得云、雾、雨、雪、雷电等复杂的天气现象都发生在此层。可以说，对流层是我们经历风雨变幻的场所，也是人类生活生产的主要空间。（三）平流层——航空飞行的理想区域【重要】【高频考点】1、位置：自对流层顶部至50至55千米高度左右的范围。2、气温垂直变化特征：【重点】平流层的气温随高度增加而显著升高。这是因为在平流层中上部（约20至50千米）有一个臭氧层，臭氧强烈吸收太阳紫外线，使大气增温。因此，在平流层顶部，气温可以升至0℃以上。3、大气运动特征：平流层下部气温变化小，上部热、下部冷，大气结构稳定，以水平运动为主，几乎没有垂直对流，因此气流平稳。4、与人类的关系：由于平流层中水汽和固体杂质含量极少，天气晴朗，能见度极高，加上大气平稳，非常适合大型民航飞机的长途飞行，是现代喷气式客机飞行的主要区域。同时，臭氧层在此保护着地球生物。（四）高层大气——无线电通信的保障【基础】1、位置：平流层以上的大气统称为高层大气。2、特征：空气密度极小，气压极低。气温随高度增加先降低后升高。在距地面80至500千米的高度范围内，大气中的气体分子（主要是氧原子）在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，形成电离层。3、与人类的关系：【重要】电离层能够反射无线电波，使得地球上远距离的无线电通信成为可能。人们平时收听远方的广播电台、进行短波通信，都依赖于电离层对电波的反射。此外，当太阳活动增强时，高能带电粒子流进入地球磁场，与高层大气中的原子和分子碰撞，会产生绚丽多彩的极光。四、大气的受热过程与保温作用原理【难点】【核心考点】（一）两个不同的热源1、大气热量的根本来源：是太阳辐射。太阳辐射是短波辐射，能量主要集中在可见光部分。大气对太阳短波辐射的吸收能力较弱，因此大部分太阳辐射能够透过大气到达地面。2、近地面大气主要、直接的热源：【非常重要】是地面辐射。地面吸收太阳辐射后温度升高，同时向外辐射能量，这种辐射是长波辐射。大气中的水汽、二氧化碳等成分，对地面长波辐射的吸收能力很强，能够截留大部分地面辐射的能量，从而使大气增温。（二）大气的受热过程简述太阳暖大地：太阳辐射穿过大气层，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地面，使地面增温。大地暖大气：地面增温后，以长波辐射的形式将热量传递给近地面大气，近地面大气吸收地面辐射而增温。（三）大气对地面的保温作用【高频考点】1、大气逆辐射：大气在吸收地面长波辐射增温的同时，也在向外辐射能量，即大气辐射。大气辐射中，一部分射向宇宙空间，另一部分方向正好与地面辐射相反，射向地面，被称为大气逆辐射。2、保温作用的形成：大气逆辐射会将热量返还给地面，这就在一定程度上补偿了地面辐射所损失的热量，对地面起到了保温作用。这种作用类似于温室玻璃，允许太阳短波辐射进入，却阻止地面长波辐射散失，因此被称为温室效应。3、影响因素：云层越厚、空气湿度越大，大气中的水汽和二氧化碳含量越高，大气吸收地面辐射的能力越强，大气逆辐射也越强，保温作用就越显著。晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，地面降温快，容易出现霜冻；而多云的夜晚，大气逆辐射强，就像一个天然的棉被，对地面保温效果好。五、本章节常见考点与解题思维突破（一）重要考点归纳1、大气的组成成分及各成分的主要功能是高频考点，常以选择题形式出现，要求考生准确区分氮、氧、二氧化碳、臭氧、水汽、杂质的作用。尤其是二氧化碳（温室气体、光合原料）和臭氧（吸收紫外线）的独特作用是必记内容。2、大气垂直分层中各层的气温变化规律、大气运动特点以及与人类活动的关系，是每年考试的重点。考生必须能够准确描述对流层（气温递减、对流运动、天气现象）、平流层（气温递增、平流运动、航空飞行）和高层大气（电离层、无线电通信）的核心特征。3、人类活动对大气组成的影响及其引发的环境问题（全球变暖、臭氧层空洞、酸雨）是当前社会热点，常结合时事材料进行考查，要求分析原因、危害及应对措施。（二）常见题型与考查方式1、图表分析题：给出大气垂直分层示意图或气温垂直变化曲线图，要求判断各层名称、描述气温变化特点、指出飞机飞行高度层、判断某高度属于哪一层等。2、材料分析题：提供关于极端天气、航空飞行、臭氧层保护、青藏高原科考等生活化材料，结合大气知识进行设问，考查知识迁移能力。3、概念辨析题：直接考查基本概念，如“干洁空气”“凝结核”“温室效应”“大气逆辐射”等，要求能够准确理解和表述。（三）解题步骤与思维建模1、审题锁定关键词：遇到与“高度”相关的题目，首先关注题干中给出的海拔高度。例如：在4千米高度发生的事件，必定发生在对流层（因为对流层平均厚度在8千米以上）。在20千米高度飞行，则对应平流层底部。2、调动知识匹配特征：根据锁定的大气层次，迅速调取该层的三大特征：气温变化、气流运动、所含成分。例如：对流层→气温下高上低→空气对流→水汽杂质多→天气多变。3、结合设问综合分析：如果是分析现象成因，要运用大气的受热过程原理进行推导。例如：分析“高处不胜寒”的原因，就要想到对流层气温随高度递减，且热量来源于地面。4、规范表述专业术语：在作答时，尽量使用教材中的规范术语，如“大气逆辐射”“凝结核”“平流运动”等，避免使用生活化语言。（四）易错点警示1、易混淆点：容易将二氧化碳和臭氧的作用记反。要牢记：二氧化碳主要吸收地面长波辐射（保温），臭氧主要吸收太阳紫外线（保护）。二者虽然都是“吸收”，但吸收的对象不同。2、易错点：错误认为对流层气温变化是“每上升1000米下降6摄氏度”，忽略“平均”二字，且在不同地区、不同季节，实际递减率是有差异的。3、易忽略点：容易忽略固体杂质作为“凝结核”在成云致雨中的重要作用，只强