第4章 第1讲 大气的组成与垂直分层 大气受热过程（Word教参）-【优化指导】2025年高考地理一轮复习高中总复习·第1轮（湘教版）

第四章　地球上的大气 第一讲　大气的组成与垂直分层　大气受热过程 课程标准 素养目标 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；运用大气的受热过程等原理，分析有关温差大小、温室效应等实际问题。 2.人地协调观：能够从人地关系的角度，理解大气环境与人类活动的相互影响。 3.区域认知：通过大气垂直分层示意图，描述不同纬度对流层的高度范围，并解释不同纬度对流层厚度不一的原因。 4.地理实践力：学会解释大气的主要成分与生产、生活的联系，运用大气保温作用的原理解释有关自然现象。 [对应学生用书P76] 大气的组成 成分 作用 干洁空气 氮气 地球上生物体的基本成分 氧气 人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程 二氧化碳 绿色植物进行光合作用的基本原料；对地面起着保温作用 臭氧 吸收太阳紫外线，保护地球上的生物；杀菌作用 水汽 固、液、气三态转化，产生云、雾、雨、雪等天气现象 成云致雨的必要条件 杂质 使大气能见度下降；可作为凝结核 大气的垂直分层 1．依据：大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。 2．垂直分层 垂直分层 气温变化 大气运动状况 与人类的关系 A对流层 随高度增加而降低 对流运动显著 天气现象复杂多变，与人类关系最密切 B平流层 随高度增加而增加 平流运动为主 有利于高空飞行，臭氧层削弱紫外线 C高层大气 随高度增加先降低后增加 — 60～500千米高空有若干电离层，对无线电通信有重要作用 大气的受热过程 1．两个来源 (1)大气最重要的能量来源：A太阳辐射。 (2)近地面大气热量的主要来源：B地面长波辐射。 2．两大过程 (1)地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。 (2)大气的增温：地面以长波辐射的形式向大气传递热量，使大气增温。 3．两大作用 (1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用。 (2)保温作用：C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。 4．主要影响：影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气的运动状态。 旁栏边角·做一做 阅读教材必修第一册P81图3­15大气对地面的保温作用，完成以下问题。 1．地球大气最重要的能量来源是什么？ 提示：太阳辐射。 2．近地面大气的直接热源是什么？ 提示：地面长波辐射。 3．为什么大气对地面具有保温作用？ 提示：大气逆辐射将热量归还给地面，对地面起到了保温作用。 易混易错·辨一辨 1．大气逆辐射并不是晚上比白天强。 提示：大气逆辐射在白天和夜晚都存在，而且白天比晚上还要强烈，最强时为大气温度最高时，即午后2时(14时)左右。 2．青藏高原地面接受的太阳辐射多，气温并不一定高。 提示：青藏高原所处的纬度较低，海拔较高，空气稀薄，大气透明度好，大气对太阳辐射的削弱作用弱，因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射热量的能力小，通过大气逆辐射返还给地面的热量少，造成青藏高原地表热量散失多，温度较低。 创新情境·析一析 2019年1月16日，澳大利亚新南威尔士州进入高温天气，部分地区已高达46.5摄氏度。新南威尔士州卫生部门对悉尼西部地区发出高臭氧浓度警报。 1．臭氧能吸收太阳辐射中的紫外线，新南威尔士州卫生部门为什么会发出高臭氧浓度警报？ 提示：臭氧没有颜色但味道刺鼻，浓度增加，可能会引发各种健康问题，包括胸痛、咳嗽和呼吸道炎症。 2．高温天气为什么会导致臭氧浓度增加？ 提示：在高温天气的影响下，当汽车尾气或空调废气中的氮氧化物与空气中的氧气发生反应时，就会产生臭氧。 备课札记 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [对应学生用书P78] 考点一　逆温现象及其影响　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2021·广东卷)辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地，平均海拔4 000多米，冬季辐射逆温现象多发。据此完成(1)～(3)题。 (1)冬季易加强辐射逆温的地形是(　　) A．山峰　　B．平原　　C．谷地　　D．丘陵 (2)黄河源地区辐射逆温常出现的时间和天气状况是(　　) A．日落前后，大风呼啸 B．正午时刻，雨雪交加 C．午夜时分，浓云密雾 D．日出之前，晴朗无风 (3)黄河源地区冬季辐射逆温多发是由于(　　) A．锋面气旋多 B．下沉气流盛行 C．准静止锋强 D．热力对流强盛 [考题点睛] 情境 辐射逆温的概念及黄河源地区的海拔 考向 逆温的成因 误区 误认为海拔越高的地区，气温越低，越容易出现逆温现象 切记 谷地或盆地形成辐射逆温的时候，由于坡地近地面空气冷却，冷空气沿斜坡地形沉入谷底或盆地，可加强因辐射冷却作用而形成的逆温效应；逆温出现时，大气稳定；在冬季，地面对于大气是冷源，再加上冬季黑夜长，夜间辐射降温更加明显，所以冬季辐射逆温更明显 答案：(1)C　(2)D　(3)B　解析：第(1)题，冬季在谷地或盆地形成辐射逆温的时候，由于坡地近地面空气冷却，冷空气沿斜坡地形沉入谷底或盆地，则可加强因辐射冷却作用而形成的逆温效应，C项正确。山峰被周围大气包围，山峰与大气的接触面小，大气的交换频繁，山峰地面温度降低对周围大气影响较小，不易形成逆温，A项错误。平原地形平坦开阔，冬季易受冷空气影响而多大风，大气流动性强，不易形成逆温，B项错误。丘陵海拔较低，地形起伏平缓，空气流动性也较强，不易形成逆温，D项错误。第(2)题，黄河源地区辐射逆温出现时地面温度低，近地面气温低，一天中日出之前气温最低，晴朗无风，空气流动性差，近地面大气易受冷地面的影响，D项正确；日落前后、正午时刻地面温度较高，近地面大气气温较高，A、B项错误；浓云迷雾，大气逆辐射强，地面不易强烈辐射冷却，C项错误。第(3)题，黄河源地区冬季地面温度低，气流冷却下沉，下沉气流盛行，地面冷空气堆积，导致辐射逆温多发，B项正确；锋面气旋、准静止锋均多上升气流，容易形成降水，而逆温出现时大气较稳定，A、C项错误；冬季气温低，热力对流弱，D项错误。 知能整合 1．逆温现象 在对流层，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低，大约每升高100米，气温降低0.6 ℃。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。 2．逆温的类型和成因 类型 成因 特点 辐射逆温 地面辐射冷却，在晴朗无云或少云的夜晚，地面辐射冷却快，离地面越近，降温越快 大陆上常年均可出现，尤以冬季最强 平流逆温 暖空气水平移动到冷的地面或水面上，而发生的冷接触作用 愈近地表，降温愈快 锋面逆温 冷暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部 出现于锋面附近 地形逆温 冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动 出现于山谷或盆地 3.辐射逆温的形成与消失过程 晴朗无云的夜间或黎明，由于大气逆辐射较弱，地面辐射散失热量多，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温现象黎明前最强，日出后逆温层自下而上消失。 4．逆温的影响 对点检测 (2023·广东二模)受热力环流影响，云南西部某高山存在两个逆温层，高层逆温接近山顶，下表示意该山地逆温层分布特征，据此完成1～3题。 项目 高层逆温 低层逆温 坡向 东 西 东 西 起始海拔/m 2 400 2 520 760 1 440 逆温层厚度/m ＞260 ＞240 ＞640 ＞700 出现频率/% 1 15 4 19 1.与西坡相比，东坡逆温岀现频率明显偏低，主要取决于(　　) ①盛行风向　②太阳方位　③植被条件 ④白昼时间 A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 2．该山地低层逆温强盛时，最有可能出现(　　) A．积雪逐渐消融 B．高山森林枯黄 C．持续晴热高温 D．阴雨天气连绵 3．高层逆温与低层逆温的贯通离不开(　　) A．沿坡上升气流加强 B．沿坡下沉气流减弱 C．谷地垂直抬升气流加强 D．谷地垂直下沉气流减弱 1．A　2.B　3.C　解析：第1题，根据材料信息可知，该山地位于云南西部高山，属于亚热带季风气候，位于西南季风的迎风坡，海洋上的暖湿气流使其西坡地区容易形成逆温层，①正确；同时，西坡为下午太阳方位，日落时气温逐渐下降，山坡处容易形成逆温层，②正确；东西两坡植被条件差异较小，白昼时间差异也较小，排除③④。A项正确。第2题，根据所学知识，逆温层出现时对流活动减弱，当低层逆温出现强盛时，对流活动较弱，山地降水减少，山坡森林缺乏水分容易枯黄，B项正确；逆温层高度较小，对高山积雪融化影响较小，排除A项；逆温层出现时多晴朗天气，但不一定是持续晴热高温，排除C、D项。第3题，根据所学知识，山地逆温现象是由于山坡冷空气顺坡而下，抬升谷地暖空气，形成上暖下冷的现象，当高层逆温与低层逆温贯通说明山坡沿坡下沉冷空气增强，谷地暖空气被迫抬升强烈，C项正确。 考点二　大气的受热过程原理及其应用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 角度一　大气受热过程原理的应用 (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 [考题点睛] 情境 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 考向 大气的受热过程 误区 误认为人类干扰对气球接收到的太阳短波辐射量影响很大 切记 在天气状况相同的条件下，同一地点、同一时刻影响太阳辐射强度的主要因素是太阳高度 答案：(1)A　(2)C　解析：第(1)题，太阳辐射主要受纬度位置、天气状况、海拔、日照长短等综合因素的影响，在天气状况相同的条件下，同一地点、同一时刻影响太阳辐射强度的主要因素是太阳高度，太阳高度越大，等量的太阳辐射散布的面积越小，单位面积接收的太阳辐射越多，太阳辐射也就越强。由图b可知，此时长沙位于晨线西侧，处于夜半球，背对太阳，近地面无法接收到太阳辐射，因此近地面太阳辐射接近于零，C、D项错误；此时长沙位于晨线附近，随着海拔的升高，接收到太阳辐射的区域逐渐增加，太阳辐射应呈现增加的趋势，B项错误，A项正确 。第(2)题，大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为：吸收、散射、反射。白昼期间气球逐渐上升的过程中，海拔逐渐升高，大气变稀薄，空气中的尘埃分子减少，对太阳短波辐射的削弱作用变弱，故白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随着海拔的升高而增多，C项正确。 知能整合 1．大气受热过程原理的分析思路 2．大气受热过程原理的应用 (1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响： (2)在农业中的应用 ①采用塑料大棚发展农业、玻璃温室育苗等。塑料薄膜、玻璃与温室气体具有相同的功能，能让太阳短波辐射透射进入，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃，从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。 ②秋冬季节，北方农民常用人造烟幕来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。 ③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。 (3)利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多少 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) 对点检测 (2023·福建福州一模)日本岐阜媒体中心图书馆拥有多座直径为8～14米的半球形灯罩(如图所示)，灯罩内部采用半透明材质，顶部具有通风口，夏季白天常打开半球形灯罩顶部通风口，冬季关闭通风口。据此完成4～5题。 4．冬季，灯罩在一定程度上起到保温作用，是因为灯罩能(　　) A．多次反射太阳辐射 B．减少地面辐射散失 C．增大入射太阳高度角 D．自身放出长波辐射 5．夏季白天打开半球形灯罩顶部通风口会(　　) A．削弱太阳辐射 B．接受阳光直射 C．抑制空气对流 D．利于散热通风 4．B　5.D　解析：第4题，多次反射太阳辐射会减少地面吸收的太阳辐射，不能起到保温作用，A项错误；结合材料“灯罩内部采用半透明材质”，太阳的短波辐射可以穿过灯罩进入馆内，使灯罩内增温，而灯罩内的地面长波辐射不易穿过灯罩，可以减少地面辐射散失，故冬季关闭通风口后灯罩在一定程度上起到保温作用；灯罩不能增大入射太阳高度角；灯罩自身放出长波辐射不能起到保温作用。第5题，夏季白天打开半球形灯罩顶部通风口不能削弱太阳辐射；日本岐阜媒体中心图书馆位于北回归线以北，打开通风口也不能接受阳光直射；打开通风口利于室内的热空气上升，在灯罩内部形成热低压，四周地面上的冷空气会流向灯罩内部，利于通风散热。 角度二　影响昼夜温差大小的因素 我国某地为保证葡萄植株安全越冬，采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间)，效果显著。下图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。据此完成(1)～(2)题。 (1)图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是(　　) A．① B．② C．③ D．④ (2)该地寒冷期(　　) A．最低气温高于－16 ℃ B．气温日变化因积雪状况差异较大 C．膜内温度日变化因积雪状况差异较大 D．膜内温度日变化与气温日变化一致 [考题点睛] 情境 寒冷期丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化 考向 影响昼夜温差大小的因素 误区 误认为平均气温日变化就是气温的日变化 切记 平均气温日变化是同一时间点，长时间气温的平均值；积雪具有保温作用，有积雪覆盖，气温的日变化幅度小，反之，气温的日变化幅度大 答案：(1)B　(2)C　解析：第(1)题，双层覆膜是为了保证葡萄植株安全越冬，所以具有保温作用；①②温度较③④高，所以①②为膜内平均温度曲线；在丰雪年，由于较厚雪被的保护，膜内平均温度变幅较小，且平均气温高；在枯雪年，由于没有丰厚雪被的保护，双膜内平均温度变幅较大，且平均气温低，故选B。第(2)题，由图可知，图中给出的是平均气温，无法判断最低气温高于－16 ℃；丰雪年与枯雪年气温相差1 ℃左右，所以气温日变化相差不大；丰雪年膜内平均温度变幅较小，而枯雪年膜内平均温度变幅大，所以膜内温度日变化因积雪状况差异较大；从图中可以看出，在枯雪年膜内温度日变化与气温日变化一致，但是丰雪年膜内温度日变化变幅较小，与气温日变化不一致。 知能整合 利用大气受热过程原理分析昼夜温差的大小 天气状况 晴朗的天气条件下，白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大 地势高低 地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大 下垫面性质 下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地 对点检测 (2023·广东肇庆二模)中国天气网专门统计了1991年至2020年的气象数据发现：我国大约四分之一的地区在4月份昼夜温差达到一年中最大。17个省会级城市4月份昼夜温差超10 ℃。下图为4月份昼夜温差超过10 ℃的前10个城市及其温差统计图。据此完成6～7题。 6．4月份，图中城市昼夜温差大的主要原因是该月份这些城市(　　) A．频受寒冷空气侵袭 B．冷暖气团在此交汇 C．以晴朗天气为主 D．大气逆温范围广 7．该月份气温日较差大于13 ℃的城市，大多位于我国(　　) A．湿润区 B．半湿润区 C．干旱区 D．半干旱区 6．C　7.D　解析：第6题，由大气受热过程原理可知，白天天气晴朗，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚晴朗少云，大气保温作用弱，气温低，从而造成气温日较差大的现象。图中城市4月份气温日较差大的主要原因是晴朗天气多。C项正确。第7题，根据我国干湿地区分布图可知，西宁、银川、呼和浩特、兰州、拉萨等城市位于半干旱区，仅太原位于半湿润区。D项正确。 学科网（北京）股份有限公司 $$