地理新學案必修一魯科版精致講義2-2大氣圈與天氣氣候-課時1

第二節(jié)大氣圈與天氣、氣候課時1大氣圈的組成與結構大氣的受熱過程[學習目標]1.了解大氣的垂直分層結構、各層的主要特征及與人類的關系。2.閱讀示意圖，了解大氣受熱過程，理解大氣保溫作用的基本原理。一、大氣圈的組成與結構1．低層大氣的組成及作用(1)干潔空氣①氮：含量最多，是地球生物體內蛋白質的重要組成部分。②氧：含量次多，是人類和一切生物維持生命活動必需的物質。③二氧化碳eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(綠色植物進行光合作用的原料調節(jié)地表溫度的重要氣體))④臭氧：強烈吸收太陽輻射中的紫外線，被譽為“地球生命的保護傘”。(2)水汽和固體雜質是成云致雨的必要條件。2．大氣圈的垂直分層(1)依據(jù)：大氣在垂直方向上的溫度、密度及運動狀況。(2)分層eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A層：對流層，氣溫隨高度增加而降低,B層：平流層，氣溫隨高度增加而增加,C層：高層大氣))(3)與人類的關系①A層：與人類關系密切，風、云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。②B層：大氣以水平運動為主，氣流平穩(wěn)，有利于高空飛行。③C層：有若干電離層，對無線電通信有重要作用。二、大氣的受熱過程1．兩個熱源(1)地球上最主要的能量來源：太陽輻射。(2)低層大氣主要的直接熱源：地面。2．兩個過程(1)地面增溫過程：大部分A太陽短波輻射透過大氣到達地面，使地面增溫。(2)大氣增溫過程：地面增溫后以B地面長波輻射的形式向近地面大氣傳遞熱量，使大氣增溫。3．兩個作用(1)削弱作用：大氣層中水汽、云層、塵埃等對少部分太陽輻射的吸收、反射和散射作用。(2)保溫作用：大氣逆輻射對地面輻射損失熱量的補償作用。判斷1．地面是近地面大氣主要、直接的熱源。(√)2．大氣對太陽輻射的吸收具有選擇性。(√)3．白天沒有大氣逆輻射。(×)探究點一大氣的垂直分層根據(jù)大氣在垂直方向上的溫度、密度及運動狀況的差異，可將大氣層分為對流層、平流層和高層大氣。下圖為大氣的垂直分層示意圖。1．臭氧層位于圖中大氣的哪一層？為什么被譽為“地球生命的保護傘”？目前人類對它有怎樣的影響？答案平流層。臭氧能大量吸收太陽紫外線，保護地球上的生物免受過多紫外線的傷害。目前人類大量使用制冷設備，排放的氟氯烴增多，它能破壞大氣中的臭氧，使臭氧總量減少，兩極地區(qū)甚至出現(xiàn)臭氧層空洞。2．圖中的平流層為什么適合高空飛行？答案平流層的氣溫下低上高，空氣難以對流，大氣以水平運動為主，飛機飛行時不會上下顛簸；平流層少水汽和塵埃，天氣晴朗少變，能見度高，利于飛機飛行。3．在高層大氣中，部分地區(qū)溫度可達數(shù)千攝氏度，可飛行器卻不會被燒毀，為什么？答案高空大氣中空氣稀薄，航天飛行器從中吸收和與之摩擦產生的熱量有限。4．為什么對流層的天氣復雜多變？答案對流層集中了大氣幾乎全部的水汽和雜質，有成云致雨的必要條件。近地面的水汽和雜質通過對流運動向上層空間輸送，在上升過程中隨著氣溫的降低，容易成云致雨，所以對流層天氣復雜多變。1．大氣的垂直分層分層高度范圍主要特點特點成因與人類的關系對流層低緯：17～18千米中緯：10～12千米高緯：8～9千米氣溫隨高度的增加而降低(每升高100米，氣溫大約降低0.6℃)地面是對流層大氣的直接熱源人類生活在對流層底部，與人類關系最密切空氣對流運動顯著該層上部冷，下部熱天氣現(xiàn)象復雜多變幾乎全部的水汽、固體雜質集中在該層，對流運動易成云致雨平流層從對流層頂至50～55千米氣溫隨高度增加而增加該層中的臭氧強烈吸收太陽紫外線人類生存環(huán)境的天然屏障，利于高空飛行以水平運動為主該層大氣上熱下冷，大氣穩(wěn)定天氣晴朗水汽、雜質少，氣流平穩(wěn)高層大氣從平流層頂?shù)?000千米的高空大氣密度極小距地面遠，受到引力小電離層能反射無線電短波，對無線電通信有重要作用2.逆溫及危害(1)逆溫現(xiàn)象：正常情況下，對流層的氣溫隨高度增加而遞減，且海拔每升高100m，氣溫約下降0.6℃。但在一定條件下，對流層的某一高度有時也會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)象或者氣溫隨高度增加而降低的幅度小于垂直遞減率，這種現(xiàn)象我們稱之為“逆溫”。如圖所示。(2)危害①出現(xiàn)多霧和晴朗天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切的關系，它使能見度降低，給人們的出行帶來不便，甚至導致交通事故。②加劇大氣污染。由于逆溫現(xiàn)象的存在，空氣垂直對流受阻，造成近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康。③對航空造成影響?！澳鏈亍倍喑霈F(xiàn)在低空，多霧天氣給飛機起降帶來不便。如果出現(xiàn)在高空，對飛機飛行極為有利，因為大氣以平流運動為主，飛行中不會有較大的顛簸。下圖為“大氣垂直分層示意圖”。讀圖回答1～3題。1．圖中正確表示大氣層氣溫垂直變化的曲線是()A．①B．②C．③D．④2．對無線電短波通信具有重要意義的電離層位于()A．Ⅰ層頂部B．Ⅱ層底部C．Ⅱ層中部D．Ⅲ層3．2017年4月20日我國發(fā)射的“天舟一號”飛船的運行軌道所在的大氣層()A．氣溫在－50℃到20℃之間B．氣溫隨高度增加平穩(wěn)下降C．最低氣溫約為－80℃D．最高氣溫約為40℃答案1.B2.D3.C解析第1題，根據(jù)大氣的密度、溫度和運動特征，自下而上可將大氣層分為對流層、平流層和高層大氣，從溫度變化趨勢看，①②正確，但①曲線的氣溫值出現(xiàn)錯誤，故只有②正確。第2題，高層大氣(Ⅲ層)中存在若干電離層，對無線電短波通信有重要作用。第3題，“天舟一號”飛船運行于高層大氣中。探究點二大氣的受熱過程根據(jù)中國已經確定的探月工程計劃，整個探月工程分為三個階段，一期工程為“繞”，二期工程為“落”，2017年進行的三期工程為“回”。順利的話，2025年將開啟我國的載人登月活動。月球表面晝夜溫差很大，白天，在陽光垂直照射的地方溫度高達127℃；夜晚，溫度可降到－183℃。下圖是人類登月時穿著的厚厚航天服。據(jù)此思考下列問題。1．與地球相比，月球上的氣溫變化為什么會如此劇烈呢？答案地球上有大氣層，白天，大氣層削弱太陽輻射，使到達地面的太陽輻射減少，溫度上升緩慢；夜晚，大氣層對地面有保溫作用，使地面溫度下降緩慢。月球上沒有大氣層，不能對晝夜溫度進行調節(jié)。2．請在下圖中合適的位置標注太陽輻射、吸收(大氣對太陽)、反射(大氣對太陽)、地面輻射、大氣逆輻射，來說明能量在地表附近的傳遞過程。答案1．大氣的受熱過程和保溫作用大氣的受熱過程和保溫作用可形象地概括為“太陽暖大地”“大地暖大氣”“大氣還大地”，具體圖解如下：2．大氣受熱過程原理的應用(1)解釋溫室氣體大量排放對全球變暖的影響(2)應用于農業(yè)生產實踐，提高生產效益利用溫室大棚生產反季節(jié)蔬菜；利用煙霧防霜凍；果園中鋪沙或鵝卵石不但能防止土壤水分蒸發(fā)，還能增加晝夜溫差，有利于水果的糖分積累等。(3)利用大氣的削弱作用原理分析某地區(qū)太陽能的豐歉。如：高海拔地區(qū)——空氣稀薄，大氣的削弱作用弱，太陽能豐富；內陸地區(qū)——晴天多，陰雨天少，大氣的削弱作用弱，太陽能豐富。霧霾，霧和霾的統(tǒng)稱，二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成成分?；卮?～5題。4．霧霾天氣可能使當?shù)匾雇須鉁厣?，其原理反映在上圖中相應的數(shù)字是()A．①B．②C．③D．④5．黨的十九大報告提出“綠水青山就是金山銀山”，倡導低碳生活，減少CO2排放。這樣可以使()A．①增強B．②增強C．③減弱D．④減弱答案4.C5.C解析第4題，仔細讀圖，圖中①為大氣反射的太陽輻射，②為大氣吸收的太陽輻射，③為大氣逆輻射，④為地面輻射，霧霾天氣的污染氣體使大氣密度增大，吸收的地面輻射增加，大氣逆輻射增強，對地面保溫作用增強。第5題，CO2吸收地面輻射使大氣增溫，大氣逆輻射增強，減少CO2排放可減弱大氣逆輻射。下圖為“地球大氣的垂直分層圖(部分)”?；卮?～2題。1．①②③④四條曲線中，正確表示圖示大氣層氣溫垂直分布情況的是()A．①B．②C．③D．④2．有關圖示大氣層的敘述正確的是()A．有電離層，對無線電通訊有重要作用B．天氣晴朗，對流旺盛，有利于高空飛行C．上部冷下部熱，空氣以平流運動為主D．頂部與底部的氣溫相差約50℃左右答案1.A2.D解析第1題，從圖中看出，該層大氣高度范圍12千米～50千米，應是平流層。平流層氣溫隨高度的增加而升高，①曲線符合平流層的特征。第2題，由圖中看出，①曲線頂部與底部的溫差約50℃左右。(2017·兗州高一檢測)讀圖，完成3～4題。3．利用人造煙霧來防御霜凍的原理是()A．減弱①B．增強②C．減弱③D．增強④4．人類通過低碳經濟和低碳生活，能使圖中變化相對明顯的是()A．①增強B．②增強C．③減弱D．④減弱答案3.D4.D解析圖中①～④的含義分別為太陽輻射、被大氣削弱后的太陽輻射、地面輻射、大氣逆輻射。第3題，人造煙霧中含有大量的二氧化碳，它能夠吸收地面輻射中的紅外線，從而增強大氣逆輻射。第4題，人類通過低碳經濟和低碳生活減少碳排放量，使得大氣中的二氧化碳濃度降低，大氣逆輻射減弱。5．下圖為“晝夜太陽輻射示意圖”。讀圖回答下列問題。(1)圖中B是________作用，D是________輻射。(2)白天多云時，由于云層對太陽輻射的__________作用增強，到達地面的太陽輻射強度__________，所以地面溫度比晴天時__________(高或低)。(3)夜間多云時，由于云層__________地面長波輻射，并使大氣的__________作用增強，所以地面溫度比晴天時__________(高或低)。(4)若北京某月5日一天24小時多云，4日一天24小時晴朗，則全天溫差小的是________日。答案(1)反射大氣逆(2)反射減弱低(3)吸收逆輻射高(4)5解析第(1)題，由圖知，B是云層的反射作用，D是大氣逆輻射。第(2)題，白天多云時，由于云層對太陽輻射的反射，減少了到達地面的太陽輻射，地面溫度比晴天時低。第(3)題，夜間多云時，由于云層增強了大氣逆輻射，所以氣溫較高。第(4)題，根據(jù)以上分析，多云時白天氣溫比晴天低，夜晚氣溫比晴天高，晝夜溫差比晴天小。氣球作為探空的工具已被廣泛使用，如圖所示，一探空氣球由地面上升至高空100km處。據(jù)其可能探測到的現(xiàn)象完成1～2題。1．探空氣球記錄的隨高度增加而氣溫變化的規(guī)律可能是()A．一直遞減B．一直遞增C．遞增→遞減→遞增→遞減D．遞減→遞增→遞減→遞增2．探空氣球探測到水汽集中在()A．對流層B．平流層C．高層大氣D．電離層答案1.D2.A解析第1題，從圖中看到該氣球所在高度約為100km，處于高層大氣中，所以該探空氣球飛越了對流層、平流層、高層大氣，氣溫變化符合D項描述。第2題，大氣總質量的四分之三集中在對流層，對流層以上云雨絕跡，故幾乎所有的水汽和固體雜質集中在對流層。(2017·天津靜海高一月考)讀“地球大氣的垂直分層(部分)示意圖”，回答3～4題。3．從大氣垂直分層看，圖示大氣層是()A．低緯度的對流層B．中緯度的平流層C．高緯度的對流層D．高緯度的平流層4．該層大氣()A．隨高度增加，溫度增幅變小B．能夠大量吸收紫外線長波輻射C．以水平運動為主，有利于飛機高空飛行D．受強烈的太陽輻射呈電離狀態(tài)答案3.B4.C解析第3題，圖示大氣層從12千米高空向上氣溫逐漸升高，故圖示大氣層是中緯度的平流層，B正確。第4題，該層大氣以水平運動為主，有利于飛機高空飛行，C正確。隨高度增加，溫度增幅先變小后變大；有臭氧層能夠大量吸收紫外線短波輻射；呈電離狀態(tài)的是電離層，屬高層大氣。(2017·濱州期末)下圖為“大氣保溫作用示意圖”。讀圖回答5～6題。5．一次強烈的火山噴發(fā)可能導致圖中()A．b增強B．d增強C．e增強D．c增強6．圖中b的最大值不在赤道，而在北回歸線附近是因為()A．赤道地區(qū)的陰雨天氣比北回歸線附近多B．赤道上b經過的大氣路程比北回歸線附近長C．赤道正午太陽高度比北回歸線附近小D．赤道上的白晝時間比北回歸線附近長答案5.C6.A(2017·哈爾濱高一期末)浙江省山地丘陵廣布，適宜茶樹的生長，但春季易受霜凍天氣影響。為此，當?shù)夭鑸@引進了“防霜凍風扇”(如圖甲)。當夜晚溫度降到4℃時，風扇會自動打開，從而減輕霜凍對茶樹的傷害。圖乙示意茶園某時氣溫垂直分布。讀圖，完成7～8題。7．“防霜凍風扇”最適宜的安裝高度為()A．9～10米B．7～8米C．6～7米D．4米以下8．關于風扇的作用原理，正確的是()①風扇可以把高處的暖空氣往下吹到茶樹上②風扇吹出的熱風可以使茶樹免受霜凍影響③風扇的轉動可以增強近地面空氣對流運動程度④風扇轉動可帶動空氣流動，阻止上層冷空氣下壓A．①③B．②④C．②③D．①④答案7.B8.D解析第7題，讀圖乙，在8米高度附近，氣溫最高，“防霜凍風扇”安裝高度為7～8米時，風扇啟動后，可把該處暖空氣吹到茶樹上，從而減輕霜凍對茶樹的傷害。第8題，結合前面分析，風扇啟動后，可把高處的暖空氣吹到茶樹上，①對；風扇吹出的并不是熱風，②錯；近地面(0～4米)存在空氣對流運動，風扇吹下來的暖空氣會削弱近地面的對流運動，③錯；風扇的轉動使下層空氣循環(huán)，阻止了上層冷空氣下壓，④對。選D正確。(2018·沈陽高一檢測)某年12月，山東、山西、河南、陜西、江蘇、北京、內蒙古自治區(qū)局部以及重慶中西部等多地遭遇了大霧天氣，一些地方能見度還不足50米。據(jù)此完成9～10題。9．由材料可知，深秋初冬時節(jié)是該地區(qū)大霧的多發(fā)期，這其中的原理是()A．晝夜溫差較小，水汽易凝結，但風力微弱，水汽不易擴散B．晝夜溫差較小，水汽不易凝結，直接懸浮于大氣中C．晝夜溫差較大，水汽不易凝結，直接附著在地面上D．晝夜溫差較大，水汽易凝結，且該季節(jié)晴朗天氣多，有利于揚塵的產生10．白天的大霧天氣使空氣能見度降低的原因之一是()A．大霧削弱了地面輻射B．大霧對太陽輻射具有反射作用C．大霧改變了太陽輻射的波長D．大霧增強了大氣逆輻射答案9.D10.B解析第9題，深秋初冬時節(jié)降水少，氣候干旱，晝夜溫差大，水汽易凝結；晴天多，表層土壤松散干燥，易產生揚塵，凝結核較多。第10題，霧的反射作用較強，可使白天空氣能見度降低。下表為我國2017年10月四城市的實測氣溫數(shù)據(jù)及該日天氣狀況。讀表回答11～12題。城市緯度海拔(m)最高氣溫(℃)最低氣溫(℃)天氣北京39.8°N54183晴杭州30.2°N401711多云?？?0.0°N142723雨拉薩29.7°N3649196多云11.該日最低氣溫拉薩比杭州低，主要原因是拉薩()A．太陽輻射弱B．大氣削弱作用強C．大氣保溫作用弱D．大氣反射作用弱A．緯度高B．白晝短C．大氣吸收能力強D．天氣晴朗答案11.C12.D解析第11題，拉薩位于我國的青藏高原，海拔高，空氣稀薄，大氣的保溫作用較弱。第12題，從表中可以看出，該日北京為晴天，而?？跒橛晏?。白天大氣削弱作用弱，夜晚保溫作用弱，所以，該日北京比?？跉鉁厝蛰^差大。13．當?shù)貢r間2017年1月6日，哥斯達黎加的圖里亞爾瓦火山噴發(fā)，火山灰形成巨大的“蘑菇云”進入大氣層，形成火山灰云。結合“大氣的受熱過程示意圖”，回答下列問題。(1)火山噴發(fā)形成的“蘑菇云”，削弱了到達地表的太陽輻射，該作用對應圖中箭頭________和________。(2)“蘑菇云”增強了射向地面的大氣逆輻射，該作用對應圖中箭頭________。(3)從理論上講，“蘑菇云”會使當?shù)匕滋斓孛鏈囟炔恢劣赺_________，晚上溫度不至于__________，晝夜溫差會變________。答案(1)①②(2)③(3)過高過低小解析第(1)題，讀圖判斷①表示大氣反射作用，②表示吸收作用，③表示大氣逆輻射，④表示地面輻射?！澳⒐皆啤睂μ栞椛涞南魅踝饔弥饕憩F(xiàn)為反射作用和吸收作用，即①和②。第(2)題，由上題分析知，表示大氣逆輻射的箭頭為③。第(3)題，理論上，“蘑菇云”白天對太陽輻射有反射和吸收作用，使地面溫度不至于過高，夜晚對地面具有保溫作用，使地面溫度不至于過低，當?shù)貢円箿夭顣冃　?4．閱讀下列材料，完成問題。材料一為增強學生體質，鍛煉學生意志，教育部、國家體育總局及共青團中央，