内容正文:
第1讲 大气的组成与垂直分层、大气受热过程和大气运动
课程标准
素能要求
思维导图
1.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。
2.运用示意图等,说明大气受热过程及大气热力环流原理,并解释相关现象。
1.综合思维:结合图文材料,综合分析各大气垂直分层的特点、成因及对人类的影响。运用大气热力环流、大气运动等原理,分析有关温差大小、温室效应、海陆风、风向等实际问题。
2.区域认知:结合图文材料,掌握不同地区对流层厚度的特点及成因。
提能点(一) 大气的组成与垂直分层
[夯基固本·填一填]
一、大气的组成
组成成分
占大气体积
作用
干洁
空气
氮
78%
地球生物体内蛋白质的重要组成部分;是地球上生物体的基本成分
氧
21%
人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质
二氧化碳
很少
是绿色植物进行光合作用的基本原料,并能调节地表温度
臭氧
极少
能大量吸收紫外线,使生物免受过量紫外线的伤害
水汽
很少,因时
因地而异
水的相变,产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象,直接影响地面和大气的温度
固体杂质
作为凝结核,是成云致雨的必要条件
大气污染物
因时
因地而异
人类活动排放的污染物进入大气,会影响大气的成分和含量,产生大气污染,对生态系统和人类生存造成不利影响
二、大气的垂直分层
根据大气的温度、运动状况和密度,自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
1.对流层
(1)范围:大气最底层。
(2)特点
①物质组成复杂,空气密度大
集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质,大气中的污染物也多集中在这一层。
②对流层的高度因纬度而异
在高纬度地区仅为8~9千米,在中纬度地区仅为10~12千米,在低纬度地区为17~18千米。
③温度随高度的升高而递减
地面是大气的直接热源,离地面越高,获得地面辐射热量越少。每升高100米,气温下降约0.6 ℃。
④天气现象复杂多变:云、雾、雨、雪等天气现象都发生在这一层。
⑤人类生活在对流层的底部。
2.平流层
(1)范围:对流层顶部至50~55千米高空。
(2)特点
①气温随高度增加而迅速上升。
原因:平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线,使大气增温。
②空气主要以水平运动为主。
③水汽和杂质含量很少,无云雨现象,能见度好,适合航空飞行。
3.高层大气
(1)范围:平流层以上的大气。
(2)特点
①气温随高度升高先下降后持续上升。
②电离层大气处于高度电离状态,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用。
③空气密度很小。
[易混易错·理一理]
1.低纬度和高纬度的对流层高度是不一样的,低纬度地区受热多,对流旺盛,因此对流层的高度高(17~18千米);而高纬地区受热较少,对流活动较弱,所以对流层的高度低(8~9千米)。
2.对流层在不同季节厚度也不同,夏季对流层厚度大于冬季。
3.平流层中存在臭氧层,是地球生命的天然屏障。
[典题引领]
下图为大气垂直分层示意图。读图,回答(1)~(3)题。
(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( )
A.① B.②
C.③ D.④
(2)对短波通信具有重要意义的电离层位于( )
A.Ⅰ层顶部 B.Ⅱ层底部
C.Ⅱ层中部 D.Ⅲ层
(3)2019年3月31日,我国在西昌成功发射的“天链二号01星”运行轨道所在的大气层( )
A.气温在-50 ℃到20 ℃之间
B.气温随高度增加平稳下降
C.最低气温约为-80 ℃
D.最高气温约为40 ℃
[命题透析] 本题组以大气垂直分层示意图为背景材料,考查大气垂直分层的特点,旨在培养考生综合思维和地理实践力的地理核心素养。
[解题导引]
第一步:信息获取
图中信息:Ⅰ层为对流层、Ⅱ层为平流层,Ⅲ为高层大气;对流层顶部气温:①曲线约为-90 ℃、②曲线约为-50 ℃、③曲线约为10 ℃、④曲线约为40 ℃。
第二步:信息整合
第(1)题,根据大气垂直分层中各层大气的温度变化特征判断,对流层气温随高度增加而递减,对流层顶部气温约-50 ℃。平流层气温随高度增加而增高,在平流层顶温度约0 ℃,高层大气的温度是先降低,最低约-80 ℃,然后气温升高。所以②与特征相符合。第(2)题,对短波通信具有重要意义的电离层位于高层大气的底部,约60千米~500千米的高层大气,位于Ⅲ层。第(3)题,卫星运行轨道所在的大气层为高层大气,高层大气离地面越远,温度会越低,但是降低到一定高度后(大约为-80 ℃),地面辐射几乎为0,而高层大气的氧原子吸收太阳辐射波长较短的紫外线越来越大,逐渐升温,故气温先下降后升高;高层大气最高气温远超过40 ℃。
[尝试解答] (1) (2) (3)