第6讲　大气的组成与垂直分层及大气的受热过程

第一部分自然地理（必修第一册+选择性必修1）第三章地球上的大气第6讲大气的组成与垂直分层及大气的受热过程梳理·必备知识基础梳理夯基固源一、大气的组成和垂直分层1.大气的主要组成成分及作用。低层大气主要是由①__________、水汽和杂质三部分组成。干洁空气组成成分在地理环境中的作用干洁空气(1)氮气和氧气合占总体积的99%,②___是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质,③___是地球上生物体的基本元素(2)二氧化碳和臭氧含量少。二氧化碳是绿色植物进行④_______________的基本原料,是温室气体。臭氧能够吸收⑤_________,被誉为⑥“_____________________”水汽水的相变,产生了云、雨、雾、雪等天气现象杂质作为⑦_________,是成云致雨的必要条件氧氮光合作用紫外线地球生命的保护伞凝结核

2.大气的垂直分层。字母名称温度变化A⑧________气温随高度升高而⑨______B平流层气温随高度升高而⑩______C__________随高度增加,气温先降低再升高对流层递减升高高层大气二、大气的受热过程1.能量来源:__________。2.受热过程。(1)太阳辐射在穿过大气的过程中,___部分被大气吸收或反射,___部分到达地球地面。(2)到达地球表面的太阳辐射,被地面____和反射,地面因吸收太阳辐射而增温,又以________的形式把热量传递给__________。太阳辐射小大吸收长波辐射近地面大气(3)近地面大气吸收地面长波辐射以后,又以______、传导等方式层层向上传递能量。(4)_______长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源,对流层大气的热量主要也是来源于此。对流地面3.大气对地面的保温作用。(1)对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强。(2)大气在增温的同时,也向外辐射长波辐射。大气辐射除一小部分向上射向宇宙空间外,大部分向下射向地面,其方向与地面辐射方向相反,故称____________。(3)大气逆辐射把热量传给地面,一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了______作用。【思考】

影响气温日较差的因素有哪些?答案纬度高低、地势高低、天气状况、下垫面性质等。大气逆辐射保温突破·关键能力真题研析能力突破对点演练考点1

大气的组成与垂直分层【例1】

(2023·广东卷)2019年5月28日,某科研团队利用往返式探空气球,在长沙观测站(28°07'N,112°17'E)收集了四个不同时刻释放的气球所记录到的太阳短波辐射量变化信息(图a)。图b为其中某一时刻对应的太阳光照示意图(阴影部分代表黑夜)。据此完成(1)~(2)题。(1)在图a中,符合图b示意时刻所释放气球接收到的太阳短波辐射量变化的曲线是A.①

B.②

C.③

D.④(2)这次探测结果显示,白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多,是因为随高度增加A.CO2量减少 B.空气温度降低C.大气越稀薄 D.人类干扰越小【解题导引】命题考向本题以探空气球升空过程中太阳辐射量的变化为情境,考查大气垂直分布特点及昼夜现象对太阳辐射的影响获取和解读信息[图]

图b中长沙位于

晨线以西,近地面为

黑夜;图a中

①曲线在近地面太阳短波辐射为0调动和运用知识夜半球处于背对太阳状态,近地面无法接收到太阳辐射,因此近地面太阳辐射接近于0大气在垂直方向上,随海拔的升高,大气逐渐稀薄,尘埃等物质逐渐减少,对太阳辐射的

削弱作用减弱,因此白天太阳短波辐射随高度的增加而增多一、大气的垂直分层垂直分层高度范围主要特点与人类关系对流层因纬度而异:低纬17~18千米中纬10~12千米高纬8~9千米①气温随高度的升高而递减(地面是其主要、直接的热源)②空气对流运动显著③天气现象复杂多变①与人类关系最为密切,人类就生活在对流层的底部②各种天气现象发生在对流层平流层自对流层顶部至50~55千米高空①气温随高度升高而升高(臭氧吸收大量紫外线增温)②气流以平流运动为主①臭氧吸收大量太阳紫外线(被誉为“地球生命的保护伞”)②气流平稳,有利于高空飞行高层大气平流层以上的大气①气压很低,密度很小②在80~500千米的高空有若干电离层电离层能反射短波无线电波,对无线电通信有重要作用二、雨的形成条件三、逆温现象1.一般情况下,对流层的气温是随着海拔的升高而降低,每升高100米气温降低0.6℃,即气温垂直递减率为0.6℃/100m。2.在一定条件下,对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温,甚至是气温随高度的增加而升高的现象,称为逆温。(1)逆温现象的形成及消失过程。(2)逆温对地理环境的影响。成雾早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系,它使能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至出现交通事故大气污染由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康对航空造成影响逆温多出现在低空,多雾天气对飞机起降带来不便。如果出现在高空,对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为主,飞行中不会有较大颠簸

(2024·辽宁联考)观测北极地区的大气垂直分层对研究北极地区气候系统具有重要意义。如图示意我国北极科考队记录的某年夏季白令海峡气温和风速随高度升高的变化,高空风向以偏西风为主。据此完成1~2题。1.图中近地面气温随高度升高而升高,主要取决于A.海冰反射

B.大气反射C.大气逆辐射

D.太阳辐射解析根据材料可得,近地面气温随着高度升高而升高,主要原因是近地面海冰反射率较大,地表反射率高,意味着地面吸收的热量少,因此接近地面的温度较低,故主要取决于海冰反射,故A项正确,排除B、C、D三项。故选A。2.夏季白令海峡12000m高空A.气压西高东低

B.水汽含量较高C.大气上下交换较强 D.南北温差较大解析根据图示信息可得,夏季白令海峡在12

000

m处上下温度差异不大,故大气上下交换较弱,故C项错误;夏季太阳直射点北移,分布在60°N范围内的副极地低压带也随之北移,因此白令海峡此时应该是西南风,因此高空的风向与等压线平行,且吹偏西风,可以判断此处南北温差大,气压差异大,东西方向气压差异小,故A项错误,D项正确;水汽在近地面含量较高,因此B项错误。故排除A、B、C三项,选D。考点2

大气的受热过程【例2】

(2023·全国乙卷)位于日本海附近的珲春与内陆的辽源各日最高气温时刻(北京时间)的月均值不同(如表)❶。规定各日最高气温时刻与月均值相差超过1小时为偏离。据此完成(1)~(3)题。气象台站经度纬度1月各日最高气温时刻均值1月偏离天数/天7月各日最高气温时刻均值7月偏离天数/天珲春130.35°E42.86°N约14时00分20.8约14时40分19.6辽源125.15°E42.90°N约13时20分14.4约13时50分17.2(1)珲春7月各日最高气温时刻均值滞后当地正午约A.1小时40分钟 B.2小时00分钟C.2小时40分钟 D.3小时20分钟(2)珲春的最高气温时刻月均值滞后当地正午的时间长于辽源,原因是珲春A.降水多 B.受海洋影响强C.风力强 D.受山地影响强(3)辽源冬季偏离天数少,说明辽源冬季多A.雨雪天气 B.温带气旋C.晴朗天气 D.冷锋过境【解题导引】命题考向本题以珲春和辽源两地各日最高气温时刻的月均值及偏离状况为情境,主要考查影响气温的因素获取和解读信息[文]

珲春位于

沿海,辽源位于内陆[表格]

珲春经度为130.35°E,正午时刻,北京时间约为

11时20分;珲春7月各日最高气温时刻均值约14时40分,与正午时差约为

3小时20分钟调动和运用知识水体比热容大,升温较慢,受海洋影响较强,沿海地区最高气温出现的时间

晚于内陆;天气变化较大,气温不稳定,最高气温时刻与月均值偏离的天数会

增多;辽源位于内陆,冬季

晴天较多,天气稳定,因此最高气温时刻与月均值偏离较少一、基本原理1.大气受热过程。

2.大气的热力作用。二、原理应用1.大气削弱作用原理应用→分析某地区太阳能的多寡。(1)高海拔地区:(如青藏高原地区)。(2)内陆地区:(如我国西北地区)。(3)湿润内陆盆地:(如四川盆地)。2.大气保温作用的应用。(1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响。(2)分析农业实践中的一些现象。①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。②深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。④干旱半干旱地区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,等等。三、影响气温的因素纬度高低通过太阳高度、昼长、太阳辐射量等影响气温、气温日较差,年较差(低纬度地区气温日、年较差小于高纬度地区)地形地势阴坡/阳坡,海拔高度海陆位置距海远近,大陆性/海洋性洋流暖流:增温增湿;寒流:降温减湿天气状况云雨多的地方气温日、年较差小于云雨少的地方下垫面地面反射率(冰雪反射率大,气温低);绿地气温日、年较差小于裸地人类活动热岛效应、温室效应等

(2023·甘肃酒泉一模)山地气候与地形起伏至为密切。在周围山坡围绕的山谷或盆地中,由于风速小和湍流交换弱,当地表辐射强烈时,周围山坡上的冷空气因密度大都沿坡面向谷底倾泻(这种下沉动力增温作用远比地表辐射冷却作用小),并在谷底沉积继续辐射冷却,因此谷底气温最低,形成所谓“冷湖”。而在冷空气沉积的顶部坡地上,因为风速较大,湍流交换较强,换来自由大气中较暖的空气,因此气温相对较

高,形成所谓“暖带”。据此完成3~5题。3.“冷湖”更容易发生在A.晴朗的夜晚 B.晴朗的白天C.阴雨的夜晚 D.阴雨的白天解析由材料可知,“冷湖”发生在地表辐射强烈时,周围山坡上的冷空气因密度大都沿坡面向谷底倾泻(这种下沉动力增温作用远比地表辐射冷却作用小),并在谷底沉积继续辐射冷却,夜晚时没有太阳辐射且晴朗天气大气保温作用弱,地表辐射冷却作用显著,更容易形成“冷湖”,A项正确,排除B、C、D三项。故选A。4.与同一山地的“冷湖”地区相比,“暖带”地区A.初霜较早 B.作物发育较早C.终霜较晚 D.作物发育较晚解析根据材料信息可知,“暖带”热量条件好,因此霜期短,初霜迟,终霜早,生长期长,作物发育较早,B项正确,排除A、C、D三项。故选B。5.下列关于“暖带”和“冷湖”的说法,正确的是A.“暖带”和逆温关系密切 B.“冷湖”地区不利于天文观测C.“暖带”都出现在阳坡 D.“冷湖”与焚风关系密切解析根据所学知识,逆温现象是指空气在垂直方向出现上热下冷的情况,故“暖带”通常伴随着逆温,逆温层形成后,“暖带”更容易出现,二者关系密切,A项正确。“冷湖”地区空气以下沉气流为主,空气静稳,云量少,风速小,扬尘少,有利于天文观测,排除B项。“暖带”的出现与冷空气辐射冷却下沉,空气湍流带来的热交换等多种因素有关,不一定都出现在阳坡,排除C项。焚风是干热风,“冷湖”是冷空气下沉,二者差异显著,排除D项。故选A。素能专项微课技法点拨开拓视野等温线图的判读图|表|方|略1.等温线走向及其影响因素等温线走向影响因素等温线与纬线方向基本一致太阳辐射或纬度因素等温线大致与海岸线平行海陆分布或海洋影响程度不同等温线与等高线平行或与山脉走向平行地形、地势等温线闭合山峰(低温)、盆地(高温)、城市热岛效应(高温)2.等温线的弯曲及其影响因素海陆与季节冬季,陆地上的等温线向低纬弯曲,海洋上的等温线向高纬弯曲;夏季,陆地上的等温线向高纬弯曲,海洋上的等温线向低纬弯曲。也可以概括为:一(月)陆(向)南(弯曲),七(月)陆(向)北(弯曲)地形若等温线穿过山脉或高地时,等温线凸向气温高的地区;等温线穿过河谷或低地时,等温线凸向气温低的地区洋流洋流流向和等温线的凸出方向相同,等温线由高值向低值方向

(向高纬)凸出的为暖流,等温线由低值向高值方向(向低纬)凸出的为寒流3.等温线的疏密及其影响因素等温线的疏密反映温差的大小,等温线密集,温差较大;等温线稀

疏,温差较小。季节冬季等温线密集,夏季等温线稀疏。因为冬季各地温差较夏季大温度带温带地区等温线密集,热带地区等温线稀疏。因为温带地区的气温差异大于终年高温的热带地区海陆位置陆地等温线密集,海洋等温线稀疏。因为陆地表面形态复杂,海洋表面性质单一且热容量大,所以陆地的温差大于海洋洋流或锋面寒暖流交汇处等温线密集,锋面天气系统中锋线附近等温线密集,因为冷暖差别大地形平原、高原面上等温线稀疏,山地和高原边缘地区的等温线比较密集迁|移|运|用

(2023·河北二模)撒丁岛位于地中海中部,地形主要为花岗岩和片岩构成的山地,最高点海拔1

834米,岛上气温受自然环境要素的影响较大。如图为撒丁岛7月等温线分布图。完成1~2题。1.7月份,撒丁岛处于高温天气,主要影响因素有①海陆分布②太阳辐射③大气环流④地形地势A.①② B.③④

C.②③ D.①④解析撒丁岛位于地中海中部,7月份气压带风带北移,当地受副热带高气压影响,盛行下沉气流,多晴天,太阳辐射强,地温高,地面辐射强,最终导致气温较高,所以主要影响因素是太阳辐射和大气环流,②③正确。如果考虑海陆分布,该岛位于地中海内部,受海洋调节较强,则不会处于高温天气;如果考虑地形地势,其海拔相对较高,也不会处于高温天气,所以撒丁岛7月份处于高温天气与海陆分布和地形地势无关,①④错。故选C。2.图中甲地为一高温地带,其形成的主要原因是甲地A.蒸发旺盛,空气湿润B.地形闭塞,阻挡西风C.岩石裸露,升温较快D.位于河谷地带,盛行干热风解析结合图中河流信息可知,甲地位于河谷地带,在副高的大背景以及局部山谷风的影响下,盛行下沉气流,甲地多干热风,为高温地带,D项正确。蒸发旺盛,空气湿润,则不会形成高温地带,A项错误。图示时间为7月份,区域受副高的影响,而不是西风影响,所以与西风关系不大,B项错

误。材料并无信息反映甲地岩石裸露,C项错误。故选D。保温作用在农业实践中的应用情|境|创|设近年来,甘肃正宁县充分发挥地域优势,把设施蔬菜产业作为巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接的有力抓手,积极扶持、鼓励农民大力发展周期短、产量高、单价高的设施蔬菜产业,带动群众增收致富。在大棚设计标准上,超过山东寿光最新“第八代大棚”,领先“第九代”标准,全钢架热镀锌结构增加了抗风、抗雪能力;土墙厚度达到8.5米,能极大地储存热量,调节棚内湿度,减少病虫害;棚内空间设计更合理,最高点6.8米,跨度15米,空间大,调温快,空气流通好。命|题|形|式农业生产中地理原理的运用历来是高考命题的热点,温室大棚对改变农业生产条件,提高产量,增加农民收入方面有着突出贡献。命题常以温室大棚对农业生产条件改变作为考向,考查学生的综合思维和地理实践力。迁|移|运|用

(2024·河南模拟)风沙肆虐的沙漠一直是蔬果生产的禁区,日光温室可以极大地改变这一现状。南疆地区早期建成的温室,普遍存在着冬季夜间室内冻害时常发生的问题。水幕集热—地暖加温系统的应用,较好地解决了这一难题。研究表明,日光温室后墙白天接收太阳总辐射约占温室接收太阳总辐射的