课时11　大气的组成和垂直分层（含逆温）

课时11大气的组成和垂直分层（含逆温）目标锚定课程标准概念地图基本原理运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系

1.大气组成成分的作用与垂直分层温度变化的关系。2.大气垂直分层的特点及影响真题示例：2025·安徽高考T15～16；2024·浙江6月选考T25；2023·广东高考T101/目录CONTENTS必备知识·夯基2关键能力·提升3课时跟踪·检测必备知识·夯基1.

大气的组成及作用大气组成主要作用干洁空

气氧气是人类和其他生物维持

⁠活动所必需的物质氮气是地球上生物体的基本元素二氧化碳绿色植物进行

的基本原料；对地面

⁠臭氧吸收

，使地球上的生物免受紫外线伤害水汽

的必要条件；对地面保温固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件生命

光合作用

保

温紫外线

成云致雨

2.

大气的垂直分层（1）划分依据：大气在垂直方向上的

、密度及

⁠的

差异。温度

运动状况

（2）垂直分层分层特征A

⁠⁠气温随高度的升高而

；

运动显著；天气现

象复杂多变，与人类关系最为密切；厚度因

⁠和季节

而变化B

⁠

⁠气温随高度升高而

；

运动为主；存在

⁠

层，被誉为“地球生命的保护伞”；能见度高，气流稳

定，适合

⁠飞行C

⁠

⁠大气密度很小；有若干

层，对无线电通信有重要作用对流

层

递减

对流

纬度

平流

层

升高

平流

臭

氧

航空

高层大

气

电离

逆温现象分析（1）概念：气温随高度增加而上升的现象，或者随高度的增加气温的垂

直递减率小于6

℃/km。（2）逆温的类型、成因及特点类型成因特点辐射逆温地面辐射冷却，在晴朗无云或少云的夜

晚，地面辐射冷却快，离地面越近，降温越快大陆上常年均可出

现，尤以冬季最强平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或水面上，而发生的冷接触作用越接近地表，降温越快锋面逆温冷暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部出现于锋面附近地形逆温冷空气沿斜坡向低谷或盆地流动出现于山谷或盆地（3）逆温现象的形成及消失过程（4）逆温的影响有

利①逆温的出现阻碍了空气对流，因此可以抑制沙尘暴的发生。②逆温出现在高空，有利于飞机的飞行。③和其他天气现象一样，逆温可作为一种气候资源加以利用。例

如，在我国新疆伊犁河谷，逆温出现在每年10月至次年3月，长达半

年之久，有效地提高了冬季河谷坡地的温度，多年生果树越冬可以

免受冻害等不

利①逆温时大气结构比较稳定，容易加重大气污染。②对天气的影响：容易产生大雾等不利天气。③对交通的影响：大气能见度降低，地面湿滑

如图为①②两地的气温垂直递减率变化图。判断大气比较稳定的是哪一

地？说明理由。提示：②地出现逆温，大气比较稳定；①地对流运动强烈，大气不稳定。关键能力·提升

真题情境

（2025·安徽高考15～16题）2020年1月1日前后，澳大利亚东南部发

生大面积高强度森林野火，引发强烈上升气流，在一定的天气形势下，烟尘上升至对流层顶附近，形成积雨云状烟柱。如图表示该区域野火强度与积雨云状烟柱高度随时间变化情况。

真题解码（1）图中显示，1月1—3日，该地的森林野火强度整体

，说明野

火在持续，且持续时间

，受野火的持续影响，近地面气温

⁠

，大气湿度

⁠。（2）说出1月1—3日野火强度的变化特征，并推测这段时间该地的天

气状况。提示：1月1—3日野火强度呈现规律性的波动，说明这段时间天气较晴

朗，气温较高。较高

较长

较

高

较低

（3）积雨云状烟柱的形成与对流层中的对流

运动有关，1月1—3

日没有产生积雨云状烟柱，说明此时段的对流上升运动

，可能出

现了

现象。在森林野火期间，天气通常相对晴朗，晴朗天气易形

成

⁠。（4）积雨云状烟柱突破对流层顶后，烟尘会进入

层，因该层的

大气运动以

运动为主，因此会使烟尘扩散的范围

⁠。上升

较弱

逆温

辐射逆温

平流

水平

增大

真题实践（1）1月1—3日没有产生积雨云状烟柱，其原因最可能是（

D

）A.

野火强度低B.

大气湿度高C.

野火持续时间短D.

大气较为稳定（2）积雨云状烟柱突破对流层顶，将使得（

D

）A.

平流层气温骤降B.

平流层强降雨增加C.

大气中CO2含量减少D.

烟尘扩散范围增大DD

考教启示1.

关键能力：题目在明确了区域位置的基础上，通过对森林野火强度变化

与积雨云状烟柱的形成及高度的变化分析，考查大气的垂直分层特点、逆

温影响等内容，突出了对地理统计图表的解读分析能力的考查，体现了理

论与实践有机结合的能力要求。2.

备考方向：森林野火的持续发展会对大气环境及其运动状况产生影响，

该题的设计要求复习时注重基础知识的系统性，强化读图析图能力的培

养，关注生活中有关大气环境的一些现象及热点事件，学会用地理知识解

释生活中的问题，提高地理实践力。

（2025·河北专题练习）人类活动排放的汞，主要以气态汞的形式进

入大气。进入平流层的大气汞，会将汞从污染源区输送到其他地区。如图

为某研究团队利用大气化学模型模拟的地球大气汞浓度的纬向平均垂直分

布。据此完成1～2题。1.

大气汞浓度小于0.08

pptv的低值区集中分布在（

）A.

低纬度地区对流层的顶部B.

中、高纬度地区平流层的顶部C.

低纬度地区对流层的底部D.

中、高纬度地区平流层的底部√解析：

从图中可以看出，大气汞浓度小于0.08

pptv的低值区集中分布

在中、高纬度地区平流层的底部，D正确；低纬度地区对流层顶部，中、

高纬度地区平流层顶部，低纬度地区对流层底部均不符合图中低值区分布

特征，A、B、C错误。

（2025·河北专题练习）人类活动排放的汞，主要以气态汞的形式进

入大气。进入平流层的大气汞，会将汞从污染源区输送到其他地区。如图

为某研究团队利用大气化学模型模拟的地球大气汞浓度的纬向平均垂直分

布。据此完成1～2题。2.

热带地区的大气汞更容易进入平流层，是因为（

）A.

阴雨天气多B.

对流运动强C.

陆地面积大D.

平均风速大√解析：

热带地区气温高，对流运动强烈，大气垂直上升运动明显，使

得大气汞更容易随上升气流进入平流层，B正确；阴雨天气多会把气态汞

带回地面，A错误；陆地面积大、平均风速大与大气汞进入平流层关系不

大（风是水平方向的气体运动），C、D错误。

（2025·内蒙古赤峰三模）大气边界层位于对流层的最底部，其热量

主要来源于地面辐射。一般情况下，大气对流层底部的气温随高度增加而

降低，如果出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为逆

温。酒泉市（98.48°E，39.72°N）地处河西走廊西部，降水稀少，气候

干燥，沙尘天气多发。气象专家利用2009—2018年的雷达探空观测资料，深入分析了酒泉市大气边界层逆温特征及演变规律。如图示意2009—2018年酒泉市8时（北京时间）和20时（北京时间）逆温变化频率的季节变化。据此完成3～5题。3.2009—2018年，酒泉市发生逆温频率最高的是（

）A.8时接地逆温B.8时悬浮逆温C.20时接地逆温D.20时悬浮逆温解析：

从图中可以明显看出，在各个季节中，8时接地逆温的频率相对

其他类型逆温是最高的，尤其是在秋季，频率超过70％，A正确。√4.

冬季，酒泉市8时接地逆温比20时接地逆温发生频率高的主要原因是

（

）A.

逆温层被破坏，处于初始重生阶段B.

地面辐射冷却持续，逆温维持加强C.

大气边界层低，获得的地面辐射较多D.

大气中水汽多，吸收的地面辐射更强√解析：

日落后，地面辐射冷却不断加剧，近地面大气受地面辐射冷却

的影响，气温下降，形成逆温，并不断维持至次日日出前。次日日出后，

地面吸收太阳短波辐射迅速增温，近地面大气吸收地面长波辐射温度迅速

升高，下暖上冷，易产生垂直运动，逆温层被破坏甚至消失，日落后又重

新形成，20时是接地逆温形成的初始阶段，8时是接地逆温的加强阶段，

所以8时接地逆温发生频率更高，B正确；逆温层被破坏处于初始重生阶

段，那么8时接地逆温频率应该较低，而实际情况是8时频率高，A错误；大气边界层低并不意味着获得的地面辐射就多，且地面辐射主要与地面温

度有关，而不是大气边界层的高低，C错误；酒泉市气候干燥，大气中水

汽少，且水汽吸收地面辐射更强，不易形成逆温现象，D错误。5.

与春夏季节相比，秋冬季节酒泉市逆温的特点是（

）A.

出现时间早，逆温层厚度大B.

出现时间晚，逆温层厚度小C.

出现时间早，且发生频率低D.

出现时间晚，但发生频率高√解析：

秋冬季节，酒泉市白昼时长短，日落时间早，地面冷却辐射降

温时间提前，所以秋冬季节酒泉市逆温出现时间较春夏季节早，同时，由

于黑夜时长长，地面持续冷却的时间长，逆温层厚度相对较大，A正确，

B、D错误；从图中可知，秋冬季节逆温发生频率高，C错误。课时跟踪·检测一、选择题

科学研究发现，适当的缺氧环境（大气含氧量比为73％—78％）有利于激发耐力型运动项目参与者的运动潜力，但大气含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。表1示意不同海拔的大气含氧量比，表2示意我国部分高原训练基地的地理坐标。读表，完成1～2题。表1海拔/m01

0002

0003

0004

000含氧量比/％10089787061123456789101112131415表2地点榆中多巴海埂兴隆呈贡海拔/m1

9962

3661

8882

1181

906经度104°02'E101°31'E102°41'E117°22'E102°48'E纬度35°52'N36°40'N25°01'N40°36'N24°53'NA.

空气质量较好，环境优美B.

集训期间受外界干扰较少C.

体育基础设施比较完善D.

海拔较高，大气含氧量比较低√解析：

由材料可知，大气含氧量比为73％—78％的缺氧环境有利于激

发耐力型运动项目参与者的运动潜力。表2中五个地点海拔均在2

000米左

右，结合表1可知，这些训练基地的大气含氧量比在78％左右，有助于激

发运动员的运动潜力，D正确。1234567891011121314151.

表2中五个地点被选为我国高原训练基地的主要条件是（

）2.

目前世界上最优秀的中长跑运动员主要来自非洲埃塞俄比亚高原地区，

其主要原因是该地区（

）A.

空气湿润，水汽含量高B.

气温高，适宜训练耐高温能力C.

地形平坦，场地开阔D.

地处高原，有适宜的缺氧条件√解析：

埃塞俄比亚高原地区，有适宜的缺氧环境，利于中长跑运动员

训练，D正确；埃塞俄比亚高原海拔较高，气候较为凉爽，高温环境不明

显，B错误；空气湿润和地形平坦不是利于中长跑运动员训练的主要原

因，A、C错误。123456789101112131415雨幡洞云是一种奇特的天气现象（如图），薄薄的云层出现一个空

洞，一缕缕“云丝”似乎从洞中心部分落下，犹如“空中水母”。专家解

释，这是由于大气层中存在低于0

℃而仍然保持液态的过冷液滴，受飞机

飞行产生扰动而产生云洞。据此完成3～4题。3.

雨幡洞云位于大气垂直分层中的（

）A.

平流层B.

对流层C.

高层大气D.

无法判断√123456789101112131415解析：

根据材料可知，雨幡洞云是云层的一种，云层分布在水汽和尘

埃较多、垂直运动明显的对流层，故雨幡洞云位于大气垂直分层中的对流

层，B正确；平流层和高层大气中几乎没有水汽，A、C、D错误。123456789101112131415雨幡洞云是一种奇特的天气现象（如图），薄薄的云层出现一个空

洞，一缕缕“云丝”似乎从洞中心部分落下，犹如“空中水母”。专家解

释，这是由于大气层中存在低于0

℃而仍然保持液态的过冷液滴，受飞机

飞行产生扰动而产生云洞。据此完成3～4题。4.

发生雨幡洞云的云层温度较低，是由于（

）A.

距离太阳较远B.

距离地面较远C.

距臭氧层较远D.

距电离层较远√123456789101112131415解析：

雨幡洞云现象发生在对流层，对流层的最主要、最直接热量来

源是地面辐射，雨幡洞云的云层温度较低说明距离热量来源较远，故判断

距离地面较远，B正确；太阳不是对流层大气热量的直接热源，A错误；臭

氧层分布于平流层，电离层分布于高层大气，雨幡洞云发生于对流层，其

温度变化与臭氧层、电离层无关，C、D错误。123456789101112131415

如图示意不同纬度地区对流层高度分布。据此完成5～7题。5.

与平流层相比，对流层（

）A.

飞机飞行更加平稳B.

干洁空气中水汽含量高C.

气温受地面影响大D.

大气垂直分布范围更大√123456789101112131415解析：

结合所学知识可知，对流层大气主要的、直接热源是地面长波

辐射，而平流层大气热源主要为太阳辐射，故与平流层相比，对流层气温

受地面影响较大，C正确；对流层大气对流运动显著，不利于飞机飞行，A

错误；干洁空气是低层大气中除去水汽和固体杂质以外的混合气体，B错

误；平流层范围为自对流层顶部至50—55千米高空，对流层范围最大大致

为自地面至17—18千米高空，因此平流层大气垂直分布范围大于对流层，

D错误。123456789101112131415

如图示意不同纬度地区对流层高度分布。据此完成5～7题。6.

下列纬度地区中，平流层下限分布高度最低的是（

）A.10°NB.30°SC.50°ND.70°S解析：

由图可知，纬度越高的地区，对流层高度越小。平流层下限分

布高度大致与对流层顶部高度相同，选项中70°S对流层高度最小，故平

流层下限分布高度最低，D正确。√123456789101112131415

如图示意不同纬度地区对流层高度分布。据此完成5～7题。7.

导致不同纬度对流层高度差异的主要因素是（

）A.

太阳辐射B.

海拔C.

植被类型D.

水域面积√123456789101112131415解析：

对流层高度与大气垂直对流运动有关，与较高纬度地区相比，

较低纬度地区太阳辐射强，温度高，大气垂直对流运动旺盛，对流层高度

大，因此导致不同纬度对流层高度差异的主要因素是太阳辐射，A正确。

海拔差异、植被类型、水域面积会导致局部区域对流层高度存在差异，但

不是导致不同纬度对流层高度差异的主要因素，B、C、D错误。123456789101112131415

2025年3月，我国科学家通过“星—地联合监测”技术，首次捕获到

了冰岛火山喷发对北极的跨境污染过程。研究发现，冰岛火山2024年喷发

的二氧化硫（可与空气中的水汽反应生成硫酸气溶胶），一周左右可穿越

2

000多千米，到达北极斯瓦尔巴群岛。如图为冰岛和斯瓦尔巴群岛地理位

置示意图。据此完成8～10题。8.

与对流层相比，进入平流层的冰岛火山污染物往往传输得更远，主要是因为平流层（

）A.

大气的对流运动较强B.

臭氧浓度高C.

大气以水平运动为主D.

生成气溶胶较多√123456789101112131415解析：

平流层大气以水平运动为主，水平运动利于污染物持续远距离

传输，C正确；对流层大气的对流运动强，A错误；臭氧浓度与污染物传输

距离无直接关联，B错误；气溶胶是二氧化硫与空气中水汽反应生成的产

物，不是传输远的原因，D错误。123456789101112131415

2025年3月，我国科学家通过“星—地联合监测”技术，首次捕获到

了冰岛火山喷发对北极的跨境污染过程。研究发现，冰岛火山2024年喷发

的二氧化硫（可与空气中的水汽反应生成硫酸气溶胶），一周左右可穿越

2

000多千米，到达北极斯瓦尔巴群岛。如图为冰岛和斯瓦尔巴群岛地理位

置示意图。据此完成8～10题。9.

冰岛火山喷发的气体到达斯瓦尔巴群岛，可能（

）A.

臭氧层空洞显著扩大B.

出现类似雾霾的天气C.

冰川表面反射率提高D.

发生大范围地面塌陷√123456789101112131415解析：

冰岛火山喷发的二氧化硫生成硫酸气溶胶，硫酸气溶胶属于大

气污染物，会形成类似雾霾的视觉效果和污染，斯瓦尔巴群岛可能会出现

类似雾霾的天气，B正确；臭氧层空洞主因是使用氟氯烃等化合物破坏臭

氧层，与火山喷发的气体无关，A错误；气溶胶覆盖冰川，反射率降低

（深色吸收更多太阳辐射），C错误；火山气体是大气污染，与地面塌陷

（地质作用）无关，D错误。12345678910111213141510.

针对大气跨境污染北极地区的问题，北极地区周边国家可采取的合理

措施是（

）A.

统一制定工业排放标准B.

大规模人工增雨以沉降污染物C.

在各国边境设置隔离墙D.

建立跨国大气污染联合监测机制√123456789101112131415解析：

大气跨境污染防治需国际合作，建立跨国联合监测机制，通过

国际合作监测、共享数据，才能有效追踪，应对跨境污染，D正确；各国

产业、环境不同，统一标准难实施，A错误；人工增雨成本高、效果有

限，且无法从根源解决跨境污染，B错误；大气无边界，隔离墙无法阻

挡，C错误。123456789101112131415

（2025·山西大同期末）城市混合层是指靠近城市下垫面的一部分大

气层。夜晚，郊区由于地面辐射冷却，在近地面形成逆温层。当郊区空气

移动到城市上空时，由于城市的热岛效应，使来自郊区的下层空气被加

热，靠近地面的逆温层被破坏，从而形成城市混合层，其上部仍维持逆温

现象。如图为城市热岛混合层形成示意图。据此完成11～12题。11.

城市混合层高度的日变化规律是（

）A.

正午最高，午夜最低B.

午夜最高，正午最低C.

清晨最高，午后最低D.

午后最高，清晨最低√123456789101112131415解析：

午后，城市因太阳辐射等作用，气温达到一天中最高，城区与

郊区温差大，热岛效应强。热岛效应越强，对来自郊区下层空气加热作用

越显著，靠近地面逆温层被破坏得越厉害，城市混合层高度越高。清晨，

经过一夜热量散失，城区气温相对较低，城区与郊区温差小，热岛效应

弱，逆温层相对较厚，城市混合层高度最低。D正确。123456789101112131415

（2025·山西大同期末）城市混合层是指靠近城市下垫面的一部分大

气层。夜晚，郊区由于地面辐射冷却，在近地面形成逆温层。当郊区空气

移动到城市上空时，由于城市的热岛效应，使来自郊区的下层空气被加

热，靠近地面的逆温层被破坏，从而形成城市混合层，其上部仍维持逆温

现象。如图为城市热岛混合层形成示意图。据此完成11～12题。12.

当城市混合层高度较低时，最可能出现的是（

）A.

城市上升气流强盛B.

城市高空云量增多C.

城市大气污染严重D.

城市热岛效应消失√123456789101112131415解析：

城市混合层高度低，说明热岛效应弱，上升气流弱，A错误；上

升气流弱，水汽难以抬升冷却凝结成云，城市高空云量应减少，B错误；

由于空气对流运动弱，污染物难以扩散，会导致城市大气污染严重，C正

确；城市混合层高度较低只能说明热岛效应相对较弱，热岛效应没有消

失，D错误。123456789101112131415

（2025·广东东莞期中）如图为研究小组对我国青藏高原某河谷城市

进行逆温测定的结果。据此完成13～14题。13.

该地逆温层（

）A.

冬季逆温层厚度大，夏季小B.7时厚度1月最大，3月最小C.19时厚度随月份增加而递减D.

逆温现象19时出现，7时最强√123456789101112131415解析：

根据所学知识和图中信息可知，该逆温层无论是7时还是19时，

都是冬季厚度大，夏季厚度小，A正确；7时1月厚度最大，9月厚度最小，

B错误；19时逆温层厚度随着月份的递增先递减后递增，C错误；图中信息

只能看出逆温层厚度，没有逆温出现时间或最强时间，D错误。12345678910111213141514.

图示逆温现象出现时（

）A.

山谷比山坡更易遭受冻害B.

有利于提升城区空气质量C.

夜雨出现的频率大为增加D.

空气对流作用更加强盛

（2025·广东东莞期中）如图为研究小组对我国青藏高原某河谷城市

进行逆温测定的结果。据此完成13～14题。√123456789101112131415解析：

根据所学知识和材料得知，受到青藏高原地区的影响，逆温多

发生在山谷或盆地。夜晚山坡上降温快，冷空气沿斜坡流入低谷和盆地，

使原来的较暖的空气被迫抬升，出现温度倒置现象，故山谷比山坡更易遭

受冻害，A正确；逆温出现时，气流稳定，污染物不易扩散，不利于城区

空气质量提升，B错误；逆温出现时，气流稳定，对流运动弱，降水少，

多为晴朗天气，C、D错误。123456789101112131415二、非选择题15.

阅读图文材料，完成下列要求。

2025年5月24日，一名滑翔伞爱好者在祁连山滑翔飞行时被“云

吸”至海拔8

598米的高空后生还的消息引发关注。从气象学角度看，

“云吸”是指滑翔伞上升过程中误入积雨云底部被气流“卷入”高空

的现象。专家介绍，积雨云是在热力作用下形成的发展旺盛的云体，

其内部充足的水汽对大气运动起到加剧作用。123456789101112131415图1为祁连山地理位置图，图2为积雨云景观图。（1）推测积雨云内部和外围的大气运动状况，并说明水汽对加剧大气运

动起到的作用。（6分）123456789101112131415答案：

大气运动状况：内部强烈上升，外围下沉。作用：气流上升过程中水汽凝结释放热量，加热周围大气，进一步加剧气

流上升。解析：

大气中的水蒸气遇冷液化成小水滴或凝华成小冰晶，小水滴和小冰晶与尘埃等混合飘浮在空中就形成了可见的各种美丽的云。上升运动和充足的水汽是形成云的重要条件。积雨云中心部位云层深厚，向外缘逐渐变薄直至消失，说明中心气