必修1第 8 講 大氣組成、垂直分層和熱力狀況

1、涉及版權(quán) 請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載必修1第 8 講 大氣的組成、垂直分層和熱力狀況雙基回歸 一、大氣的組成 1大氣的組成及其作用：低層大氣是由干潔空氣、水汽和雜質(zhì)組成的。干潔空氣又是由氮、氧、二氧化碳和臭氧等物質(zhì)組成的。它們?cè)诖髿庵械淖饔檬歉鞑幌嗤摹?人類對(duì)大氣成分的影響：改變大氣成分的比例人類活動(dòng)導(dǎo)致二氧化碳含量增加；增加大氣的成分，改變大氣成分的比例氟氯烴物質(zhì)的增加，導(dǎo)致大氣中臭氧的含量減少。 二、大氣的垂直分層及其對(duì)人類活動(dòng)的影響說明：自地面向上到大氣上界，隨高度的增加空氣密度減小，大氣壓力降低。大氣垂直分層的主要依據(jù)是氣溫的垂直分布特點(diǎn)，不同大氣層氣溫垂直分布不同，因而空氣的運(yùn)動(dòng)也不同，對(duì)人類的影響

2、也不一樣。對(duì)流層集中了幾乎全部的水汽和固體雜質(zhì)，這是天氣現(xiàn)象多變的條件。對(duì)流層的高度因時(shí)因地而異。一般來說，地面溫度高，對(duì)流層厚度就大。即低緯大于高緯，夏季大于冬季。電離層大氣中的氧分子和氮分子在太陽紫外線和宇宙射線的作用下被分解為離子，大氣處于高度電離狀態(tài)，故能反射無線電短波。 三、大氣的受熱過程 1大氣的受熱過程：太陽地面大氣地面，即太陽暖大地，大地暖大氣，大氣返大地。對(duì)流層大氣受熱狀況主要表現(xiàn)在“大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用和對(duì)地面輻射的保溫作用”上，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)熱量的連續(xù)傳輸過程（如下圖所示）。理解“地面是大氣主要的直接的熱源”的含義，并在此基礎(chǔ)上理解大氣的熱力作用包括削弱作用（反射作用、

3、散射作用和吸收作用）和保溫效應(yīng)（大氣對(duì)地面輻射的吸收作用和大氣逆輻射）兩大方面。2大氣的熱力作用包括大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用和大氣對(duì)地面的溫室效應(yīng)，它們是一個(gè)連貫的能量轉(zhuǎn)換過程，因此要運(yùn)用綜合圖表法學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容，抓住主干，化繁為簡。注意：在學(xué)習(xí)大氣的熱力作用時(shí)，一定要結(jié)合實(shí)例來理解掌握。例如：反射作用在夏季，多云的白天氣溫不會(huì)太高；散射作用晴朗的天空呈現(xiàn)蔚藍(lán)色；吸收臭氧層因吸收太陽紫外線而升溫；大氣逆輻射有云的夜晚比晴天溫暖。記住并理解了這些典型例子后就可以遷移應(yīng)用。例如晚秋或寒冬，霜凍多出現(xiàn)在晴朗的夜晚(大氣逆輻射弱)，人造煙幕防御霜凍(加強(qiáng)大氣逆輻射)，教室無太陽直接光線但明亮(散射)。

4、 3全球的熱量平衡：從多年平均來看，地球（地面和大氣）熱量收支平衡，因此全球氣溫穩(wěn)定。人類活動(dòng)使熱量收支失去平衡，可能導(dǎo)致全球氣候變暖。 細(xì)說例話 例1：圖為我國局部地區(qū)沿30°N的地形剖面圖（圖中杭州、重慶和拉薩均位于30°N附近），讀圖回答問題。（1）在同等天氣條件下，杭州、重慶和拉薩三地中太陽輻射最強(qiáng)的是_，其原因是_。 （2）在同等天氣條件下，杭州、重慶和拉薩三地中夜間氣溫較高的是_，其原因是_。 （3）杭州和拉薩兩地氣溫年較差較大的是_，其原因是_。 （4）計(jì)算杭州到重慶的距離約是_千米。 （5）根據(jù)對(duì)流層氣溫垂直變化規(guī)律，拉薩的氣溫要比杭州低約_，但實(shí)際上拉薩氣

5、溫要比此計(jì)算值_（填高或低），理由是_。 解析：本題考查了杭州、重慶和拉薩三地太陽輻射、氣溫年較差和氣溫的垂直變化、兩地距離計(jì)算等主干知識(shí)。氣溫的垂直變化規(guī)律是每上升1000米，氣溫約平均降低6。 答案： （1）拉薩 空氣稀薄，對(duì)太陽輻射的削弱作用較弱。 （2）重慶 地勢(shì)低，盆地效應(yīng)，接受的地面輻射多。 （3）杭州 杭州受冬、夏季風(fēng)影響，氣溫年較差大；拉薩因地勢(shì)高，夏季氣溫低，冬季不受冬季風(fēng)影響，氣溫不太低。 （4）1300 （5）21 高 拉薩上空大氣的直接熱源是青藏高原的地面輻射，不是離地面3500米的自由大氣。 例2：下圖是“大氣對(duì)地面的保溫作用示意圖”，圖中代表太陽輻射、地面輻射、大氣

6、輻射、大氣逆福射（次序已打亂），分析回答下列問題：（1）圖中表示短波輻射的序號(hào)是_。（2）表示對(duì)地面有保溫作用輻射的序號(hào)是_。 （3）運(yùn)用上述示意圖分析塔里木盆地晝夜溫差大的原因。 解析：該題主要使學(xué)生熟悉熱力作用過程中，從太陽輻射到大氣逆輻射按順序排序的關(guān)系是太陽輻射地面吸收地面增溫地面輻射大氣吸收大氣輻射大氣逆輻射，并且會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。閱讀圖示，結(jié)合大氣受熱過程可知，為大氣逆輻射、為大氣輻射、為地面輻射、為太陽輻射。 答案：（1） （2） （3）塔里木盆地距海洋遠(yuǎn)，水汽很難進(jìn)入，云層少，白天，大量太陽輻射到達(dá)地面，氣溫高。晚上，大氣逆輻射弱，地面輻射大量射向宇宙空間，氣溫低。

7、例3：讀某地近地面多年平均熱量收入狀況圖分析回答：（1）陰影反映近地面空氣熱量_，所以此段時(shí)間氣溫呈_趨勢(shì)。 （2）曲線A表明了_年內(nèi)的變化，這種變化與_的年變化基本一致。 （3）曲線 B 表明了_年內(nèi)的變化，這種變化與_的年變化基本一致。 （4）該地位于_半球。最高氣溫可能出現(xiàn)在_。 解析：本題只有聯(lián)想課本中上海七月份的大氣熱量收入與氣溫日 變化平均狀況圖，經(jīng)過推理分析才有可能正確解答。豎坐標(biāo)表示熱量變化。橫坐標(biāo)表示月份，A 曲線 6 月份達(dá)最高值，這可能是地面輻射帶來的大氣熱量收入。而 B 曲線最高值的出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)后推，應(yīng)該是代表大氣熱量支出的大氣逆輻射，而圖中 D 可能因?yàn)槭杖氪笥谥С龆?/p>

8、熱量盈余。氣溫才有可能上升。這樣分析后反過來再分析一遍，就可確定正確答案。 答案： （1）盈余，上升；（2）熱量收入，太陽輻射；（3）熱量支出，地面輻射；（4）北，7 月低或 8 月初。 方法歸納 1對(duì)流層溫度的時(shí)空分布規(guī)律 對(duì)流層的高度取決于空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度，空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度又取決于近地面空氣溫度的高低和空氣上下層溫差的大小，近地面溫度的高低又取決于緯度高低、季節(jié)變化、天氣變化等。一般，近地面大氣溫度越高對(duì)流層刻度就越高。 緯度低，對(duì)流層高度大；緯度高，對(duì)流層高度小 同一緯度地區(qū)，夏季（或白天）對(duì)流層高度大；冬季（或夜晚）對(duì)流層高度小。 夏季（或白天）陸地上的對(duì)流層高度大于同一緯度的海洋

9、；冬季（或海洋）相反。 同緯度地區(qū)暖流流經(jīng)的地區(qū)對(duì)流層高度大于寒流流經(jīng)的地區(qū)。 總結(jié):氣溫越高，對(duì)流運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)，對(duì)流層的刻度越高 2逆溫現(xiàn)象與大氣污染 一般情況下，對(duì)流層溫度上冷下曖，對(duì)流顯著。但有時(shí)在對(duì)流層底部會(huì)出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)象，氣象上稱為“逆溫” 。一旦逆溫出現(xiàn)，將嚴(yán)重阻礙空氣垂直運(yùn)動(dòng)，妨礙煙塵、污染物、水汽凝結(jié)物的擴(kuò)散，有利于霧的形成，加劇了大氣污染的程度。一般清晨逆溫層達(dá)到最厚，日出后地面溫度上升，逆溫層近地面處于首先破壞，從下而上逐漸變薄，最后完全消失。逆溫常見如下三種情況：總結(jié)：氣溫隨高度增加而升高，則為逆溫，加劇大氣污染程度；氣溫遞減率過大，對(duì)流旺盛，引起飛機(jī)顛簸。

10、感受高考 例 1： (07 廣東卷)如果 H1、H2 分別表示在拉薩和上海地區(qū)空中打開降落傘的最低安全高度，可以判斷 AH1H2 BH1H2 CH1H2 DH1、H2 之間關(guān)系無法確定 解析：拉薩海拔比上海高，空氣稀薄，且近地面平均氣溫比上海低，大氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)比上海弱。大氣越稀薄，對(duì)流運(yùn)動(dòng)越弱的地方，大氣的頂托作用越小，因此打開降落傘的安全高度應(yīng)越高。 答案：A 例 2： (07廣東卷)四季如春的“春城”最可能出現(xiàn)在 A高緯度、低海拔地區(qū) B高緯度、高海拔地區(qū) C低緯度、低海拔地區(qū) D低緯度、高海拔地區(qū) 解析：通過調(diào)用知識(shí)或同已知的“春城”昆明、巴西利亞等進(jìn)行類比，即可得出低緯度、高海拔的特征。

11、 答案：D 例 3： （2007 年高考文科綜合全國）我國某邊防站（海 4900 米）的駐防官兵在艱苦的條件下，為改善生活試種蔬菜。他們先蓋起簡易陽光房，但種的蔬菜仍不能生長。后來，他們又在簡易陽光房中搭架，架上盆栽，終于有了收獲?；卮痤}。 蓋簡易陽光房改造的自然條件主要是 A熱量 B水分 C土壤 D光照 在簡易陽光房中再搭架盆栽，蔬菜才能生長，解決的問題是 A蒸發(fā)量大 B多蟲害 C地溫低 D太陽輻射強(qiáng) 解析：本組題以一段文字創(chuàng)設(shè)了試題情景：一是我國某邊防站（海拔4900米）官兵為了改善生活試種蔬菜。二是官兵試種蔬菜的過程：蓋起簡易陽光房，蔬菜不能生長；再到在簡易陽光防中搭架，架上盆栽，終于有

12、收獲。第題：首先獲取大題干中的有用信息：邊防站的海拔為4900米，海拔高氣溫低，但光照條件好，且溫差大。所以蓋簡易陽光房的首要目的是要改善氣溫條件（熱量條件），所利用的原理是“溫室效應(yīng)”原理。選項(xiàng) A 正確。第題：抓住“在房中搭架，架上盆栽”思考為什么，再整合海拔高的地區(qū)，空氣稀薄，大氣的保溫效益低等，確定地溫低是影響蔬菜生長的重要因素之一。也可以根據(jù)所給四個(gè)選項(xiàng)，用排除的方法來驗(yàn)證所選答案的正確性。正確答案為C。 答案：A C好題狂練 一、單項(xiàng)選擇題 讀下圖，完成12題。1圖中的曲線表示的是 ( ) A臭氧層的高度 B對(duì)流層的高度 C對(duì)流層氣溫的變化規(guī)律 D平流層氣溫的變化規(guī)律 2對(duì)圖中甲、

13、乙兩處的正確敘述是 ( ) A熱量主要來自短波輻射的是甲處 B乙處的氣溫高于甲處 C甲處的水汽含量高于乙處 D甲、乙兩處同為下沉氣流 導(dǎo)致對(duì)流層氣溫出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象的原因是：上層實(shí)際氣溫低于理論氣溫（按垂直遞減率計(jì)算的氣溫）。下圖為某地四個(gè)不同時(shí)刻大氣氣溫垂直變化情況，回答35題。3圖中表示非逆溫現(xiàn)象的是（ ） A B C D 4四個(gè)時(shí)刻中，最容易導(dǎo)致近地面大氣污染物聚集的是（ ） A B C D 5如圖所示大氣氣溫除外，總體趨勢(shì)隨高度的增加而遞減，其原因是 （ ） A大氣熱量主要來自地面 B大氣穩(wěn)定，不發(fā)生上下垂直對(duì)流 C沒有臭氧，難以吸收太陽熱量 D多水汽、塵埃易成云致雨 氣球作為探索高空的工

14、具已經(jīng)被廣泛運(yùn)用，請(qǐng)完成68題。 6如果用相同的氣球在不同的緯度進(jìn)行釋放，升空最快的釋放地區(qū)是 ( ) A赤道地區(qū) B副熱帶地區(qū) C副極地地區(qū) D極地地區(qū) 7如果氫氣球充氣達(dá)到或者接近飽和狀態(tài)時(shí)，釋放后便會(huì)破裂，其主要原因是 ( ) A升空后由于氣溫上升導(dǎo)致氣球膨脹而破裂 B升空后氣溫下降，氫氣在低溫狀態(tài)下易爆炸，使氣球破裂 C高空空氣稀薄，氣壓低，氣球因膨脹而破裂 D高空太陽輻射強(qiáng)，強(qiáng)烈的光照使氣球破裂 8若不考慮氣球破裂，在下列地點(diǎn)釋放時(shí)，高度升到最大的是 ( ) A新加坡 B拉薩 C南極點(diǎn) D北極點(diǎn) 2007 年 12 月，武漢遭遇入冬以來的第一場(chǎng)濃霧天氣，天河機(jī)場(chǎng)能見度不足 100 米

15、。機(jī)場(chǎng)一度封閉，4000旅客受阻機(jī)場(chǎng)。全省多條高速公路關(guān)閉，武漢港區(qū)臨時(shí)禁航。據(jù)此并根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答第9題。 9濃霧天氣使空氣能見度降低的原因之一是 A濃霧吸收地面輻射，增強(qiáng)大氣逆輻射 B濃霧削弱了地面輻射 C濃霧對(duì)太陽輻射有反射作用 D濃霧改變了太陽輻射的波長 讀下圖，回答1012題。10圖中ae表示的輻射中，屬于短波輻射的是 ( ) Aa Bb Cc Dd 11ae中，表示對(duì)地面有保溫作用的是 ( ) Aa Bb Cc Dd 12當(dāng)大氣中云量和水汽含量增加時(shí) ( ) 箭頭A可能增強(qiáng) 箭頭B可能增強(qiáng) 箭頭c可能增強(qiáng) 箭頭a可能增強(qiáng) A B C D 地面通過吸收太陽輻射而獲得熱量，同時(shí)通過地面

16、輻射的方式而散失熱量。地面吸收太陽輻射與地面向外輻射之差額，稱為地面輻射差額。讀“三個(gè)地區(qū)地面輻射差額的年變化圖” ，回答1315題。13到達(dá)地面的太陽輻射被地面吸收的程度隨地面性質(zhì)的不同而不同，在同等的太陽輻射條件下，以下地表吸收太陽輻射最多的是 （ ） A草地 B雪地 C紫色土 D冰面 14關(guān)于三條曲線的敘述，正確的是（ ） A三條曲線所代表的地區(qū)均位于南半球 B曲線所代表的地區(qū)地面輻射能的收入始終小于支出 C三條曲線中所代表的地區(qū)緯度最低是曲線 D三條曲線中所代表的地區(qū)緯度最高的是曲線 15一日內(nèi)地面輻射差額由正值變?yōu)樨?fù)值的時(shí)間一般在每天的 （ ） A日出前后 B正午 C日落前后 D午夜

17、 二、綜合題 16讀圖并回答。(1)一架飛機(jī)從A 水平飛行到B，則從大氣的_層進(jìn)入_層； (2)在A、B兩處飛行時(shí)較平穩(wěn)的是在_處,原因是_； (3)A、B兩處天氣復(fù)雜多變的應(yīng)是_處，原因_。 (4)A、B兩處中臭氧濃度較大的是_處。 17閱讀下列材料，回答下列問題。 材料一：讀下圖中的四幅示意圖材料二：根據(jù)大氣在垂直方向上的溫度、密度及運(yùn)動(dòng)狀況的差異，可將大氣分為對(duì)流層、平流層和高層大氣。不同層次的大氣對(duì)人類活動(dòng)的影響和制約也各不相同，并且不同程度地受到人類活動(dòng)的影響。 材料三：由于“逆溫層”的存在，大氣很穩(wěn)定，對(duì)流作用減弱，空氣中水汽、塵埃和其他污染物不易向高空擴(kuò)散，只能滯留在近地面。 （

18、1）若甲圖表示的大氣層是人類生存環(huán)境的天然屏障，則該層是_層，原因是_，該層因_而有利于高空飛行；若甲圖表示的大氣層對(duì)無線電通信有重要作用，則該層是_層。 （2）若人類活動(dòng)導(dǎo)致其成分增加或減少，則該層可能是_和_。 （3）根據(jù)乙圖簡要分析逆溫層變化的規(guī)律。 （4）張華居住在某重工業(yè)城市，他習(xí)慣于在清晨的林蔭道上跑步，根據(jù)上述材料說明他選擇的鍛煉時(shí)間是否科學(xué)？請(qǐng)你幫他分析原因，并說出他應(yīng)該在什么時(shí)候鍛煉身體最適宜。 18大氣是地球自然環(huán)境的重要組成部分，也是地球自然環(huán)境是最為活躍的要素。讀圖1、圖2，回答下列問題。（1）讀圖1，代表大氣逆輻射的代號(hào)是：_（2）地球上的大氣對(duì)地面有保溫作用是因?yàn)椋?/p>

19、大氣中的水汽和CO2 吸收太陽短波輻射大氣中的水汽和 CO2 吸收地面長波輻射 大氣通過大氣逆輻射直接補(bǔ)償?shù)孛娴臒崃繐p失 大氣中的臭氧強(qiáng)烈吸收紫外線（ ） A B C D （3）圖 2 中，正確表示大氣層氣溫垂直變化的曲線是_（代號(hào)）；對(duì)短波通信具有重要意義的電離層位于_（代號(hào)及名稱）。 （4）利于飛機(jī)飛行的大氣層其氣溫的變化特點(diǎn)是_。 （5）當(dāng)耀斑爆發(fā)時(shí)，電磁波（或強(qiáng)輻射）擾動(dòng)電離層，從而導(dǎo)致_現(xiàn)象。第 8 講 大氣的組成、垂直分層和熱力狀況一、單項(xiàng)選擇題 1B 對(duì)流層的高度隨緯度的升高而降低，在低緯度約有1718 km，低緯度約有89 km。 2C 甲位于對(duì)流層，乙位于平流層，大氣層中幾乎

20、所有的水汽都集中在對(duì)流層。 3A 逆溫現(xiàn)象不僅包括上熱下冷的現(xiàn)象，而且包括垂直遞減率小于0.6/100m的現(xiàn)象，圖中屬于前者，屬于后者。只有表示非逆溫現(xiàn)象。 4D 的逆溫現(xiàn)象最明顯，所以其最容易導(dǎo)致近地面大氣污染物聚集。 5A 對(duì)流層的氣溫隨高度的增加而遞減，主要是由于對(duì)流層的熱源主要來自于吸收地面的長波輻射。 6A 赤道地區(qū)受熱強(qiáng)，空氣上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。 7C 高度越高，空氣密度越小。氣壓越低。氣球升空后，便會(huì)不斷膨脹。 8A 對(duì)流層的高度因緯度而異，低緯度地面受熱多，對(duì)流旺盛，對(duì)流層高度可達(dá)1718千米；高緯度地面受熱少，對(duì)流運(yùn)動(dòng)弱，對(duì)流層高度僅89千米。題中的四個(gè)地點(diǎn)，新加坡緯度最低，位于赤道附近。 9C 濃霧天氣使空氣能見度降低主要是由于濃霧對(duì)太陽輻射有反射作用。 10A 太陽輻射、大氣輻射、地面輻射、大氣逆輻射中，只有太陽輻射屬于短波輻射，其余均為長波輻射。11C 對(duì)地面有保溫作用的是大氣逆輻射，它將地面輻射的熱量大部分又返回地面。 12D 當(dāng)大氣中云量和水汽含量增加時(shí)，大氣對(duì)太陽輻射的削弱作用增強(qiáng)，大氣逆輻射增強(qiáng)。 13A 草地較其他三個(gè)選項(xiàng)的地面最為粗糙，因此對(duì)太陽輻射吸收最強(qiáng)。 14D 從圖中三條曲線分布可以看出，三條曲線地面輻射差額正值的最大值均出現(xiàn)在北半球夏季，因此三個(gè)地點(diǎn)均位