内容正文:
第二章 大气运动与天气、气候
第6讲 大气的组成、垂直结构及受热过程
大气的组成及垂直结构是理解大气受热过程的基础。大气中成分对辐射吸收存在差异,且成分的比例变化会引起对辐射吸收的变化。大气在垂直方向上物理性质有显著差异,分为对流层、平流层及高层大气。不同大气层的受热特点不同。课程所探讨的大气受热过程主要是发生在地球的对流层范围内。大气受热过程的热量根本来源是太阳,直接主要来源是地面。而由于大气的受热过程受多因素的影响,因此各地区的温度也存在较大的差异及变化。
1.知道大气组成、垂直分层及特点
2.理解大气的受热过程、大气逆辐射的意义及在农业实践活动的应用
3.理解并掌握气温的影响因素,知道气温的日变化及年变化影响因素
4.知道逆温概念,掌握逆温类型、特点及分布
课堂目标
考题 分值 考点 题型 命题情景
2022浙江高考卷 4 大气散射辐射 选择题 某城市大气散射辐射日变化
2021年全国卷Ⅰ 7~8题 8 大气降水 选择题 城郊湿度差异
2021年广东卷12~14题 9 逆温 选择题 黄河源地区的逆温现象
2020年浙江卷-23 2 气温高低的影响因素 选择题 两极地区海冰消融速度比较
2020年浙江卷-10 2 温室效应 选择题 氧化亚氮的增温效应
2020年天津卷-17
(2)(3) 9 气温高低的影响因素 选择题 贵州省的自然地理环境特征
大气的组成及作用
大气组成 主要作用
干洁空气 主要成分
微量成分
水汽
固体杂质
生物体的基本成分,有减弱氧化的作用
维持生物活动的必要物质,具有氧化作用
植物光合作用的原料、吸收长波(地面)辐射,对地面保温
吸收紫外线,保护地球生物;影响大气温度
水汽的相变,产生了一系列天气现象、对地面保温
作为凝结核,是成云致雨的必要条件
N2
O2
CO2
O3
当大气中某些成分比例增加(减少)过多,对天气及气候变化会产生较大影响。
大气受热过程
大气的组成、垂直分层
大气层的主要分层依据
大气的温度、密度、和大气运动状况
位置 温度 密度 大气运动
高层大气
平流层
对流层
上部冷,
下部热
上热
下冷
对流运动
平流运动
大气稳定,平流为主,
适合航空飞行
易成云致雨
高
低
先降温,后升温
存在若干电离层,
反射无线电短波通讯
大气稀薄
大气受热过程
大气的组成、垂直分层
厚度变化:
上界因纬度和季节而不同
[纬度]:低纬度:17-18km;
中纬度:10-12km;
高纬度:仅为8-9km。
探究一:对流层高度的差异性
[季节]:夏季大于冬季。
探究二:推测臭氧在20~30km达到最大值的原因及意义。
在20~30km(平流层上层)的这一位置,由于太阳短波辐射强度大,使氧分子解离成氧原子,并与氧分子结合成臭氧,这一高度有足够的氧分子和氧原子,因此成为臭氧集中的臭氧层。臭氧集中吸收紫外线,使得平流层上热下冷。
关键在于温度高低
大气受热过程
大气的组成、垂直分层
近地面的臭氧很少,随海拔的升高而逐渐增加。(低海拔缺乏氧原子);高海拔缺乏氧分子。 Uv=紫外线 rays=辐射
2018年7月31日~9月4日,我国第9次北极科学考查队员在"雪龙"号科考船上对北极太平洋扇区某一区域(73.5°N~85°N,150°W~170°W)开展了探空观测,研究北极低层大气垂直结构特征。下图示意科考期间84次探空观测平均温度和风速垂直分布状况。据此完成下面小题。
1.科考期间观测区域对流层顶高度大致在( )
A.7~9km B.9~11km
C.11~13km D.13~15km
2.科考期间观测区域( )
A.近地面大气对流运动旺盛
B.高空气温随高度增加而迅速降低
C.近地面风速变化趋势稳定
D.对流层和平流层物质能量交换弱
B
D
典题练习
【答案】1.B 2.D
【解析】1.据图分析可知,图中7到9千米气温随海拔升高而降低,所以仍在对流层,故A项错误;9到10千米气温随海拔升高而降低,10到11千米气温随海拔升高而升高,说明到达了对流层顶,进入平流层,故B项正确;11到13千米气温随海拔升高而升高,所以是平流层,故C项错误;13到15千米气温随海拔升高而基本保持不变,属于平流层,不是对流层顶,故D项错误。因此本题选B。
2.科考期间观测区域,近地面温度较低,说明对流运动不是很旺盛,故A项错误;由图可知,13到25千米气温随海拔升高而基本保持不变,所以降低幅度并不是很大,故B项错误;由图可知,近地面风速变化为10米每秒到20米每秒,变化趋势不稳定,故C项错误;图中对流层顶部和平流层中下部气温相差较小,说明物质能量交换弱,故D项正确。因此本题选D。
反射
散射
吸收
(一)大气的受热过程分析
大气受热