2.1 大气的组成和垂直分层（导学案）-【帮课堂】2024-2025学年高一地理同步学与练（人教版2019必修第一册）

第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成和垂直分层（学案） 内容速览 学习目标 课程标准、学习目标、学习重难点 自主学习 自主预习、基础知识梳理 ►任务一：大气的组成 ►任务二：大气的垂直分层 合作探究 探究重难知识 探究一：对流层气温的变化规律 知识网图 思维导图构建 强化特训营 同步训练 巩固提升 ( 0 1 学习目标 ) 2022年课程标准 学习目标 学习重难点 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。 1.理解大气的存在对人类活动的影响，尤其是对流层和平流层、电离层与人类活动的关系，树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。 2.利用地理资料分析说明大气的成分变化与人类活动的关系以及大气环境问题的产生原因。 3.能运用图表掌握大气圈层的空间结构。 4.通过地理读图分析，分析大气垂直分层中各层的气温特征，理解各层气温变化的原因，并能联系实际知道全球气温上升与人类活动的关系。 重点是说明大气的组成和垂直分层与生产和生活的联系 ( 0 2 自主学习 ) ►任务一：大气的组成 结合教材“图2.2干洁空气成分的体积分数”完成任务一，并用红笔在课本上对关键词进行圈画。 1.低层大气的组成: 干洁空气、少量水汽和固体杂质。 2.低层大气的组成成分地主要作用 组成成分 占大气体积 作用 干洁空气 氮气 78% 氮是地球生物体的基本元素 _x0007_ 氧气 21% 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 _x0007_ 二氧 化碳 很少 绿色植物进行光合作用的基本原料；CO2增多会导致温室效应 _x0007_ 臭氧 极少 能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用 水汽 很少，因时因地而异 水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度 杂质 _x0007_ 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 3.人类活动对大气组成的影响: 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。 活动：大气中二氧化碳含量的变化与人类活动 1．近年来大气中二氧化碳含量的变化。 2．人类活动如何影响大气中二氧化碳的体积。 活动：了解大气含氧量减少对人体产生的影响 在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。在非洲地形图上，找出这两个国家归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗? ►任务二：大气的垂直分层 结合教材“图2.5大气的垂直分层示意”完成任务二，并用红笔在课本上对关键词进行圈画。 1．划分依据 大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。 2.大气垂直分层结构 （1）对流层 Ⅰ.高度:对流层的高度因纬度而异。低纬度地区为17—18千米,高纬度地区仅为8—9千米。 Ⅱ.特征：气温随高度升高而降低。大约每上升1 000米温度降低6 ℃；空气以对流运动为主；天气现象复杂多变。 （2）平流层 Ⅰ.范围:对流层顶部至50—55千米的高空。 Ⅱ.特征：气温随海拔升高而升高。这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线,使大气增温；空气以平流运动为主；无云雨现象,能见度好。 Ⅲ.臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害,被称为“地球生命的保护伞”。 （3）高层大气 Ⅰ.范围:平流层以上的大气。 Ⅱ.特征：自平流层顶部开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温先随海拔升高而降低，随后,由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线,温度随海拔升高持续上升；存在电离层,能反射无线电波；空气密度很小。 活动：大气的垂直分层与人类活动 1．为什么平流层适合飞机飞行。 2．无线电通信利用了哪层大气的特性。 ( 0 3 合作探究 ) 探究一：对流层气温的变化规律 1. 早晨多雾的天气情况下，对流层气温随高度的变化情况。 2. 雾是怎样形成的。 点拨：对流层气温变化地规律 1.一般规律 一般情况下,对流层气温随海拔升高而逐渐降低,海拔每升高100米,气温约下降0.6℃(如下图)， 2.特殊规律 对流层气温有时会出现下列情况 (1)海拔上升,气温升高; (2)海拔上升1000米,气温下降幅度小于6℃这就是逆温现象,如下图中的三种情况,均出现了逆温现象。 3.逆温的形成条件 类型 发生的条件 出现的地区 辐射逆温 经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢 中高纬度大陆冬季黎明前 平流逆温 暖空气水平移动到冷的地面或气团上 中纬度沿海地区 地形逆温 主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地中夜间 锋面逆温 锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著 锋面活动地区 4.逆温的影响 a.出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故。 b.加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。 c.对航空造成影响。“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空，对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。 【典例】空气温度随着高度增加而增加的温度层结，称为逆温层结，而在逆温层结中某些高度有逆温极大值，通常称它为逆温中心。山谷热力环流使山谷中常出现逆温现象，受山谷风风速随高度变化的影响，山坡常在垂直方向上出现双逆温中心现象。图示意受山谷风影响，某谷坡处气温和风速的垂直变化。完成下面小题。 1．高度50米以下风速向地面降低的主要影响因素是（   ） A．谷坡地面温度 B．地转偏向力 C．气压梯度力 D．地表摩擦力 2．能够导致谷地逆温中心强度增大的是（   ） A．山风势力强 B．谷风势力弱 C．山顶气温高 D．山谷气温低 3．双逆温中心的形成与消失的顺序是（   ） A．下部逆温中心先形成，先消失 B．上部逆温中心先形成，先消失 C．下部逆温中心先形成，后消失 D．上部逆温中心后形成，先消失 【答案】1．D 2．A 3．A 【解析】1．夜间山风顺山坡下滑，由于山坡表面有植被覆盖，起伏不平，地表摩擦力较大，使得高度50米以下近坡面风力减小，D项正确。风速与压差（温差）有关，在不明确与谷地温差的前提下，无法确定谷坡地面温度对风速的影响，A项错误。地转偏向力只改变风向，对风速没有影响，B项错误。气压梯度力在50米的小尺度空间中差异不大，C项错误。故选D。 2．山谷下部的逆温现象是山地较冷的山风顺山坡下沉，将谷底暖空气抬升形成；上部逆温现象是因风力大，降温快形成。图中谷地逆温极大值是由山风下沉引起的，所以当夜间山顶气温低、山风势力强时，逆温中心强度将增大，A项正确，C项错误。逆温是由山风引起的，逆温中心增强与谷风无关，B项错误。山谷气温低时，被迫抬升的空气气温也低，逆温中心强度增大不明显，D项错误。故选A。 3．逆温中心是山风下沉形成的，夜晚山风刚形成时势力弱，主要集中在近地面，风速小，影响高度低，近地面先形成逆温中心。日出后，太阳辐射逐渐加强，地面逐渐升温，近地面逆温逐渐减弱、消失；随着热量不断向上传递，上部逆温中心消失，A正确，BCD错误。故选A项。 【点睛】逆温是一种气象现象，通常在对流层中出现，指的是气温随高度的增加而升高的反常现象。逆温层是大气中与正常的气温垂直分布相反的气层，在该气层内，气温随高度的增加而增加。 逆温现象有多种成因，包括辐射逆温、平流逆温、地形逆温和下沉逆温等。辐射逆温是由于地面在夜晚强烈辐射冷却，导致近地面的气温迅速下降，而上层大气降温较慢而形成的。平流逆温则是暖空气水平移动到冷的地面或水面上，由于下层受冷迅速降温，而上层受影响较小，降温较慢而形成的。地形逆温发生在山区的盆地或山谷地形区，由于山坡上散热快，冷空气沿山坡下沉，导致盆地或山谷底部原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，形成上暖下冷的空气垂直结构。下沉逆温则是由于高压控制区的高空存在大规模的下沉气流，由于气流下沉的绝热增温作用而形成的。 ( 0 4 知识图网 ) ( 0 5 强化特训营 ) 一、单选题 2018年12月13日，国外某公司的“太空船2号”飞行器成功飞至高度约80千米的“太空边界”，这次成功试飞意味着亚轨道太空旅行成为可能。如图为大气垂直分层示意图。读图,完成下面小题。 1．飞行器上升过程中，气温的变化是（   ） A．递减→递增→递减 B．递增→递减→递增 C．递增→递减→不变 D．递减→不变→递增 2．与图中②③层大气相比，①层大气（   ） A．气温随海拔升高而递减 B．集中了几乎全部的水汽 C．有大气运动现象 D．以平流运动为主 3．图中短波利用了（     ）   A．电离层中大气高度电离的特性   B．高层大气中大气温度高的特性   C．臭氧层中臭氧含量高的特性   D．平流层大气能见度好的特性 【答案】1．A 2．B 3．A 【解析】1．图中横坐标表示高度，纵坐标表示温度；从图中可看出飞行器在①高度范围内气温递减，在②高度范围内气温递增，在③高度范围内气温递减，A正确，BCD错误。故选A。 2．从图中看，①和③气温随海拔升高而递减，A错。①层为对流层，集中了几乎全部的水汽，B正确。①②③层都有大气运动现象，C错。①层以对流运动为主，②层以平流运动为主，D错。故选B。 3．图中短波利用了电离层中大气高度电离的特性，A正确。短波与高层大气的温度、臭氧含量、大气能见度无关，BCD错误。故选A。 【点睛】大气垂直分层：（1）对流层是贴近地面的大气最低层，是大气中最活跃、与人类关系最为密切的一层。整个大气的3/4和几乎全部水 汽、杂质都集中在这一层。①气温随高度的增加而递减。②对流运动显著。③天气现象复杂多变。云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。（2）平流层，自对流层顶至50～55千米高度的范围为平流层。这一层有以下特点：①气温随高度增高。②气流以平流运动为主。 （3）高层大气是平流层顶以上的大气，天气稳定少变，有流星、极光等现象出现。 航空的理想空域要求大气中水汽和杂质含量低，阴雨天气少，能见度高。民航客机的最大飞行高度尽可能地接近理想空域。下表为我国部分民航航线信息。完成下面小题。 航线 起点城市及坐标 终点城市及坐标 飞行时间 最大飞行高度 Ⅰ 上海（31°N，121°E） 长沙（28°N，113°E） 2.1小时 8400米 Ⅱ 昆明（25°N，102°E） 厦门（24°N，118°E） 2.3小时 9270米 Ⅲ 济南（36°N，117°E） 银川（38°N，106°E） 2.0小时 8100米 4．三条航线最大飞行高度位于（   ） A．平流层 B．对流层 C．电离层 D．高层大气 5．航线Ⅱ的最大飞行高度明显高于另外两条，主要是因为（   ） A．离海洋更近，高空水汽更加充足 B．气候干旱，风沙影响能见度低 C．所在纬度低，水汽分布高度更高 D．空域繁忙，避开其他飞机干扰 【答案】4．B 5．C 【解析】4．大气垂直分层从近地面到高空，依次为对流层、平流层、高层大气，对流层厚度随纬度和季节不同而不同，低纬度17~18千米，中纬度10~12千米，高纬度8~9千米，夏季厚冬季薄，平均厚度在12千米；平流层距地表约10～50千米；高层大气在距地表50千米以上的高空，而在80~500千米的高层大气中有若干电离层，根据图表信息，三条航线飞行路线位于低纬度和中纬度，最大飞行高度在8—9千米，因此，三条航线最大飞行高度位于对流层，B正确，ACD错误；故选B。 5．平流层以平流运动为主，大气较为稳定，几乎没有雨、雪天气现象，空气较为干燥，天气现象少，是航空的理想空域，因此航行时为了安全应飞行靠近平流层，在对流层由于地面接收的太阳辐射从低纬度向高纬度递减，即低纬度地区气温高，空气对流旺盛，高纬度地区气温低，空气对流运动较弱。空气对流旺盛的地区，水汽多，水汽分布高度更高，对流层高度就高，空气对流较弱的地区，水汽少，对流层高度就低。由图可知，航线Ⅱ在低纬度飞行，航线Ⅰ、Ⅲ经过了中纬度飞行，航线Ⅱ的纬度更低，空气对流旺盛的地区，水汽多，水汽分布高度更高，因此为避免复杂天气对飞行的影响，飞行高度更高，C正确；航线Ⅱ在昆明和厦门间飞行，两者都属于亚热带季风气候，气候湿润，风沙影响小，B错误；三条航线的起点或终点城市都有一个在沿海地区，因此航线Ⅱ的最大飞行高度高与距海位置无关，A错误；不能从材料分析出航线Ⅱ空域繁忙，D错误；故选C。 【点睛】对流层气温随高度升高而降低，以对流运动显著，雨、雪等天气现象都发生在这一层；平流层气温随高度升高而升高，平流层中有臭氧，可吸收紫外线，是地球生命的保护伞；在高层大气中的电离层，会影响无线电通信。 近地面空气对流作用越显著，对流层高度越高。研究发现，受近年来全球气候变化影响，全球对流层平均高度发生显著变化。图示意不同纬度三个气象测站年均温垂直变化。完成下面小题。 6．图所示三个气象测站所在纬度由高到低对应关系是（   ） A．①②③ B．①③② C．②③① D．③②① 7．图中①测站距地面18—30千米区域所在大气层（   ） A．温度随高度升高而降低 B．臭氧含量达到最大值 C．多云雾、雨等天气现象 D．大气呈高度电离状态 8．受近年来全球气候变化影响，全球对流层平均高度变化显著的原因是（   ） A．气温升高，对流作用增强 B．气温升高，对流作用减弱 C．气温降低，对流作用减弱 D．气温降低，对流作用增强 【答案】6．D 7．B 8．A 【解析】6．结合所学知识，近地面大气温度越高，空气对流作用越显著，对流层高度越高，故低纬度地区对流层高度高于高纬度地区，在对流层当中，随海拔高度的升高温度逐渐降低。结合图中信息可知，①地对流层高度约为17km，②地对流层高度约为10km，③地对流层高度约为9km。因此，三个气象在所在纬度由高到低依次为③②①。故排除ABC,选D。 7．结合所学知识，①站距离地面18-30千米区域内所处的大气层为平流层，平流层气温随海拔的的升高而升高，排除A；平流层中臭氧含量达到最大值，形成臭氧层，B正确；云雾雨等天气出现在对流层，排除C；大气呈现电离状态出现在高层大气，排除D。故选B。 8．结合所学知识，受全球气候变暖的影响，总体气温升高，对流活动增强，因此全球对流层平均高度变化显著，A正确，排除BCD。故选A。 【点睛】根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，大气层可分为对流层、平流层和高层大气。对流层厚度一般为8~16千米，平均12千米左右。平流层位于对流层之上，其顶部距离地面大约50千米，厚度约40千米。平流层中20~40千米的高度，臭氧含量较高，称为臭氧层。高层大气空气密度很小。在80~500千米的高空有若干电离层，空气处于高度电离状态，能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用。 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道。地月转移轨道指从月球探测器通过不断加速、脱离地球引力、飞向月球开始，到被月球引力捕获、近月制动为止的轨道段。据此完成下面小题。 9．嫦娥六号从发射到进入地月转移轨道，依次经过的大气层是（   ） A．对流层、高层大气、平流层 B．对流层、平流层、高层大气 C．高层大气、对流层、平流层 D．高层大气、平流层、对流层 10．嫦娥六号探测器属于天体的阶段是（   ） A．在月球背面采样时 B．离开对流层时 C．进入地月转移轨道时 D．发射前 【答案】9．B 10．C 【解析】9．结合所学知识可知，从地面到大气上界，大气垂直分层依次为对流层、平流层、高层大气，ACD错误，故选B。 10．由材料可知，嫦娥六号在进入地月转移轨道时，探测器正脱离地球引力，逐渐被月球引力捕获，该阶段属于天体，C正确；在月球背面采样和发射前都在天体上，未进入太空，不属于天体，AD错误；离开对流层时还未脱离地球，不属于天体，B错误；故选C。 【点睛】大气的垂直分层及各层对人类活动的影响：1、对流层：低纬17-18千米，中纬10-12千米，高纬8-9千米；气温随高度增加而递减；人类生活在对流层底部，与人类关系最为密切。2、平流层：自对流层顶到50-55千米；下层随高度变化很小，30千米以上气温随高度增加而迅速上升；臭氧大量吸收紫外线，为人类生存环境的天然屏障，大气稳定，利于高空飞行。3、高层大气：自平流层顶以上到大气上界2000-3000千米；80-500千米高空有若干电离层，能反射无线电通信；有广阔的空间，有利于卫星的运行。 2023年10月8日中国航天67岁了。1956年10月8日，我国首个导弹、火箭研究机构国防部第五研究院正式成立。中国航天，从此扬帆起航！1970年4月24日，东方红一号升空（运行轨道近地点高度441千米、远地点高度2368千米的椭圆形轨道）。我们有了自己的人造卫星。2003年，神舟五号载人飞船成功发射，中华民族千年飞天梦圆。2007年10月24日，嫦娥一号成功发射，嫦娥奔月由神话成为现实。据此完成下列各题。 11．东方红一号运行轨道所在大气层（   ） A．臭氧浓度较大 B．存在若干电离层 C．对流运动显著 D．气温随高度升高而降低 12．宇航员在太空中出舱活动（   ） ①可能会受到严重的噪音干扰      ②需防御极端气温变化 ③需防御太阳紫外线强烈照射      ④可看到太空黑色背景 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 【答案】11．B 12．D 【解析】11． 东方红一号运行轨道在高层大气的中上部。臭氧层在平流层，A错误；在80—500千米的高空，有若干电离层，B正确，对流层和高层大气下部因气温随着高度升高而降低，因此对流显著，C错误；平流层和高层大气中上部气温随着高度升高而升高，D错误。故选B。 12．太空中几乎是真空，没有大气可反射或散射太阳光，所以看到太空是黑色背景，声音也无法传播，真空无所谓气温，气温不会极端变化，没有大气臭氧层吸收紫外线，紫外线辐射强烈，①②错误，③④正确，ABC 错误，D正确，故选D。 【点睛】人们依据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分对流层、平流层和高层大气。地面以上平均高度12千米以下为对流层，平均高度12千米至50千米为平流层，平均高度50千米至大气上界（高度约2000~3000米）为高层大气。 2019年热映的电影《中国机长》是根据真实事件改编的。2018年5月14日四川航空3U8633航班由重庆飞往拉萨途中，在万米高空突遇驾驶舱风挡玻璃爆裂、脱落，副机长曾半个身子被吸出机外等极端罕见险情，后经机组人员齐心协力，最后安全返航。下图是大气垂直分层示意图。完成下面小题。 13．3U8633航班从重庆正常起飞半小时后,飞行高度达9800米时突发事故，此时（   ） A．飞机正飞行在平流层的顶部 B．驾驶舱内温度出现急剧下降 C．机外气压明显高于机内气压 D．飞机周围大气臭氧浓度很高 14．3U8633航班返航过程中遇雷暴云，飞机剧烈颠簸，这是由于此时所处大气层（   ） A．太阳辐射强烈 B．空气处于高度电离状态 C．空气以水平运动为主 D．空气垂直对流运动显著 【答案】13．B 14．D 【解析】13．中纬度对流层的平均厚度约为12㎞，飞行高度达9800m突发事故，此时飞机处于对流层顶部，A错；在对流层，气温随海拔升高而降低，驾驶舱挡风玻璃爆裂脱落，会导致驾驶舱内温度急剧下降，B正确；在垂直方向上，海拔越高，气压越低，机外气压明显低于机内气压，C错；飞机还处于对流层，臭氧浓度较低，D错。故选B。 14．雷暴云导致飞机剧烈颠簸，且雷暴云天气发生在对流层，表明此时大气层空气垂直运动显著，D正确，C错误（平流层空气才以水平运动为主）；出现雷暴云天气，所处大气层云层较厚，太阳辐射弱，A错；飞机在对流层，空气电离程度不高，高层大气的空气电离程度才高，B错。故选D。 【点睛】对流层主要有以下特征： ①气温随高度增加而降低（由于对流层主要是从地面得到热量，因此气温随高度增加而降低）； ②垂直对流运动（由于地表面的不均匀加热，产生垂直对流运动，对流运动的强度随纬度和季节变化而不同）； ③气象要素水平分布不均匀（由于对流层受地表的影响最大，而地表面有海陆分域、地形起伏等差异，因此在对流层中温度、湿度等水平分布是不均匀的）； ④对流层在不同纬度的厚度有所差别。低纬度对流层平均厚度：17-18km；中纬度对流层平均厚度：10-12km；高纬度对流层平均厚度：8-9km。 大气边界层（左图）是指对流层下部直接受地面影响，地球表面与自由大气间进行物质、能量、热量和水汽交换必经的气层，其高度约为1-1.5km，并且存在明显的季节变化和日变化。右图示意长三角地区2015-2020年平均大气边界层及在不同季节的平均大气边界层。完成下面小题。 15．影响长三角大气边界层呈现季节变化的根本原因是（   ） A．太阳辐射 B．海拔高度 C．大气环流 D．海陆分布 16．一般情况下，长三角地区一天中大气边界层最高的时间段为（   ） A．23：00-1：00 B．5：00-7：00 C．13：00-15：00 D．17：00-19：00 17．冬季大气边界层缩小，对长三角地区天气的主要影响是（   ） A．气温升高 B．降水增多 C．风力增强 D．雾霾增多 【答案】15．A 16．C 17．D 【解析】15．春夏季节太阳辐射强，气温高，地球表面与自由大气间的物质、能量、热量和水汽交换强，大气边界层较高，根本原因是太阳辐射，A正确。海拔和海陆分布不存在季节变化，BD错。大气环流也受太阳辐射的影响，不是根本原因，C错。故选A。 16．结合上题，大气边界层高低与气温高低紧密相关，一天中13：00-15：00平均气温最高，大气边界层最高，故选C。 17．冬季大气边界层缩小，地球表面与自由大气间进行物质、能量、热量和水汽交换的垂直范围缩小，不利于污染物的稀释和扩散，导致雾霾增多，D正确。对气温、降水以及风力的变化影响不大。故选D。 【点睛】对流层主要有四个特征。①气温随高度增加而降低（由于对流层主要是从地面得到热量，因此气温随高度增加而降低）；②垂直对流运动（由于地表面的不均匀加热，产生垂直对流运动对流运动的强度随纬度和季节变化而不同）；③不同纬度其厚度不均（低纬度对流层平均厚度：17-18km；中纬度对流层平均厚度：10-12km；高纬度对流层平均厚度：8-9km）。 25万美元一张票！想去太空遨游吗？2018年12月13日英国“维珍银河飞船”飞到了“太空边界”，最终达到海拔82.7千米的高度。随后下降，几分钟后落回地面。下图为大气垂直分层及高度、温度和气压的变化图。据此完成下列各题。 18．飞船下降过程中气温变化的规律可能是（   ） A．递减→递增→递减 B．递增→递减→递增 C．递增→递减→递增→递减 D．递减→递增→递减→递增 19．对图中①、②的叙述正确的是（   ） A．①层随纬度增加而增厚 B．①、②层划分的依据是气压的变化 C．①层大气与人类关系最密切 D．②层复杂的天气不利于飞机飞行 【答案】18．B 19．C 【解析】18．英国“维珍银河飞船”飞到了“太空边界”，最终达到海拔82.7千米的高度，随后下降。结合图示气温曲线，飞船下降过程中气温变化的规律可能是递增→递减→递增，B正确，A、C、D错误。所以选B。 19．图中①层是对流层，随纬度增加而变薄，A错误；①、②层划分的依据是大气密度、温度、大气运动在垂直方向上的差异，B错误；①层大气位于大气圈底部，与人类关系最密切，C正确；②层是平流层，空气以平流运动为主，天气晴朗，利于飞机飞行，D错误。所以选C。 【点睛】地球大气从地面向上，可延伸到数千千米高空。根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。 气象探空气球是用来探测近地面到35km高空的温度、湿度、气压、风向、风速等气象要素的没备，继续升高气球就可能发生爆炸。下图为气象工作人员准备释放的气象探空气球。完成下面小题。 20．气象探空气球能够到达的最高大气分层为（   ） A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气 21．从北京气象台释放的气象探空气球，探测到的气象数据可信的是（   ） A．接近10千米高空，气温低于-30℃ B．23千米高空，降水量1200毫米 C．30千米高空，常为多云天气 D．30千米高空，对流运动强烈 22．气球继续升高就可能发生爆炸主要是因为（   ） A．气温升高 B．气压降低 C．湿度下降 D．臭氧浓度增加 【答案】20．B 21．A 22．B 【解析】20．依据所学知识可知，对流层平均高度约12千米，平流层高度是从对流层顶到50千米（或55千米）之间，高层大气位于平流层之上，电离层位于高层大气中80～500千米；气象探空气球最高能够到达35千米的高空，恰好位于平流层。ACD错误，B正确。故选B。 21．10千米高空位于对流层上部，从地面到高空，每上升一千米，温度下降6℃，所以气温低于-30℃是可信的，A正确；23千米、30千米和45千米高空均位于平流层内，平流层固体杂质极少，大气以平流运动为主，空气稀薄，无云雨现象，BCD错误。故选A。 22．由于气压随高度上升而降低，气球上升到过程中，球外大气压下降，球内空气通过膨胀维持与外界气压平衡，球内空气膨胀到一定程度，会将气球撑破而爆炸，B正确；由大气垂直分层可知，平流层顶气温低于近地面，故气温升高不是该现象产生的主要原因，该现象与湿度及臭氧浓度直接关系不大，排除ACD。故选B。 【点睛】根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异,可以将大气层自下而上分为对流层、平流层和高层大气。 二、综合题 23．阅读图文材料，完成下列要求。 逆温现象是指某些天气条件下地面上空的大气出现气温随高度增加而升高的反常现象。辐射逆温是由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。哀牢山位于云南省中部，冬春季节降水较少，夏秋季节降水较多。哀牢山冬季逆温现象出现最多，夏季则发生频率较低。下图示意哀牢山西坡1月气温随海拔的变化。 (1)说出哀牢山西坡1月气温随海拔升高的总体变化趋势，并解释原因。 (2)说出至少两处哀牢山西坡1月发生逆温现象的海拔范围。 (3)说明哀牢山冬季夜晚逆温现象发生频率高的原因。 【答案】(1)变化趋势: 气温随海拔升高总体呈降低趋势。原因:哀牢山位于对流层内,地面是对流层大气主要的直接热源,故气温随海拔升高总体呈降低趋势。 (2)300-500米;850-900米;1200-1300米。 (3)哀牢山冬季降水少,多晴朗干燥天气;夜晚大气保温作用弱,地面辐射冷却强烈，易形成上热下冷的逆温现象。 【分析】本题以哀牢山西坡1月气温随海拔的变化为情景，涉及大气的垂直分层、大气受热过程相关知识点，考查学生对相关内容的掌握程度，对学生的综合分析能力有一定要求。 【详解】（1）读图可知随着哀牢山海拔高度的增加，气温随海拔升高总体呈降低趋势。这是因为在对流层内，地面是对流层大气主要的直接热源，越靠近地面海拔越低，气温越高，所以气温随海拔升高总体呈降低趋势。 （2）发生逆温现象是指在一定海拔高度范围内气温随海拔高度上升而上升，读图可知在300-500米、850-900米、1200-1300米这三个高度范围内存在气温随海拔高度上升而上升的现象，出现了逆温。 （3）逆温需要分析近地面海拔较低处的气温较低。哀牢山地处季风气候区，冬季降水较少，多晴朗天气，夜间大气逆辐射保温作用弱，地面辐射冷却强烈，近地面气温下降更为显著，易形成上热下冷的逆温现象。 24．阅读图文资料,完成下列问题。 材料一2012年10月14日,奥地利探险家鮑姆加特纳乘坐太空舱在美国西南部升空。上升到39km高空后,从太空舱跳下并成功落地。整个过程他得到特制宇航服的保护。宇航服外罩密封防护层,内层中填充氧气、增加压力;胸包内配备监控、追踪以及地面通讯设备;手腕上的装置可以让他实时监测速度和海拔;护目镜中装有温度调节器,防止雾、霜影响视线。 材料二下图左为准备起跳的鲍姆加特纳，下图右为大气垂直分层示意图。 (1)说出鲍姆加特纳下落过程中，先后经过的大气层名称。 (2)描述鲍姆加特纳从跳出到落地所经历的气温和气压变化特点。 (3)结合地理环境特征，说明鲍姆加特纳的宇航服各项特殊设计的理由。 特殊设计 理由与功能 示例：外罩密封防护层 宇宙空间各种宇宙射线等对人体有害﹐密封防护层可以防火、防热辐射保护人体。 温度调节器 填充氧气 【答案】(1)平流层、对流层。 (2)气温先降低后升高，气压一直增大。 (3) 温度调节器：外界温度远低于人体温度；温度调节器可以防止雾霜形成、避免影响视线。 填充氧气：外界气压低、氧气少；宇航服内层填充氧气，维持内外压力平衡和供氧，保护人体。 【分析】本大题以奥地利探险家鲍姆加特纳的跳伞活动为材料设置试题，涉及大气垂直分层及各层特点等知识点，考查学生对相关知识的掌握程度，获取和解读地理信息、调动和运用地理知识、论证和探讨地理问题的能力，考查综合思维、地理实践力等地理学科核心素养。 【详解】（1）鲍姆加特纳是从39km高空跳下并成功落地，39km位于地面以上12～50（55）km高空处，位于平流层，落地说明到达对流层，因此鲍姆加特纳下落过程中，先后经过大气垂直分层的平流层和对流层。 （2）由于鲍姆加特纳从跳出到落地所经历依次经过平流层和对流层，因此经历的气温变化特点是：先降低再升高（原因是平流层气温随海拔升高而升高，对流层气温随海拔升高而降低 ）；经历的气压变化特点是一直增大（原因是大气质量的四分之三和几乎全部的水汽和杂质都在对流层，空气越向上越稀薄，气压越来越低）。 （3）根据材料，护目镜中装有温度调节器，防止雾、霜影响视线。理由是由于人体温度与外界环境温度差异巨大，人体正常温度为36℃左右，而鲍姆加特纳跳伞到地面过程中外界环境温度始终低于人体正常温度（10月份是美国的秋季，近地面气温开始降低），护目镜内空气非常容易遇冷凝结成雾、成霜而影响视线，因此护目镜中装有温度调节器，可以防止雾、霜形成。 宇航服外罩是密封防护层，内层中填充氧气、增加压力，主要是因为跳伞过程中，外界氧气含量很少，可以补充人体呼吸所用；另一方面，高空大气压力小，越向近地面大气压力越大，因此宇航服内层填充氧气，可以维持宇航服内外压力平衡，保护人的身体。 ( 3 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成和垂直分层（学案） 内容速览 学习目标 课程标准、学习目标、学习重难点 自主学习 自主预习、基础知识梳理 ►任务一：大气的组成 ►任务二：大气的垂直分层 合作探究 探究重难知识 探究一：对流层气温的变化规律 知识网图 思维导图构建 强化特训营 同步训练 巩固提升 ( 0 1 学习目标 ) 2022年课程标准 学习目标 学习重难点 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。 1.理解大气的存在对人类活动的影响，尤其是对流层和平流层、电离层与人类活动的关系，树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。 2.利用地理资料分析说明大气的成分变化与人类活动的关系以及大气环境问题的产生原因。 3.能运用图表掌握大气圈层的空间结构。 4.通过地理读图分析，分析大气垂直分层中各层的气温特征，理解各层气温变化的原因，并能联系实际知道全球气温上升与人类活动的关系。 重点是说明大气的组成和垂直分层与生产和生活的联系 ( 0 2 自主学习 ) ►任务一：大气的组成 结合教材“图2.2干洁空气成分的体积分数”完成任务一，并用红笔在课本上对关键词进行圈画。 1.低层大气的组成: 干洁空气、少量水汽和固体杂质。 2.低层大气的组成成分地主要作用 组成成分 占大气体积 作用 干洁空气 氮气 78% 氮是地球生物体的基本元素 _x0007_ 氧气 21% 氧是人类和其他生物维持________所必需的物质 _x0007_ 二氧 化碳 很少 绿色植物进行________的基本原料；CO2增多会导致________ _x0007_ 臭氧 极少 能吸收太阳光中的________，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用 水汽 很少，因时因地而异 水的________，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度 杂质 _x0007_ 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 3.人类活动对大气组成的影响: 人类活动排放的________进入大气,会影响大气的成分和含量,产生________,对生态系统和人类生存造成不利影响。 活动：大气中二氧化碳含量的变化与人类活动 1．近年来大气中二氧化碳含量的变化。 2．人类活动如何影响大气中二氧化碳的体积。 活动：了解大气含氧量减少对人体产生的影响 在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。在非洲地形图上，找出这两个国家归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗? ►任务二：大气的垂直分层 结合教材“图2.5大气的垂直分层示意”完成任务二，并用红笔在课本上对关键词进行圈画。 1．划分依据 大气在垂直方向上的________、密度和________状况的差异。 2.大气垂直分层结构 （1）对流层 Ⅰ.高度:对流层的高度因________而异。低纬度地区为________千米,高纬度地区仅为8—9千米。 Ⅱ.特征：气温随高度升高而________。大约每上升1 000米温度降低6 ℃；空气以________运动为主；天气现象复杂多变。 （2）平流层 Ⅰ.范围:对流层顶部至________千米的高空。 Ⅱ.特征：气温随海拔升高而升高。这是因为平流层中的________吸收大量太阳紫外线,使大气增温；空气以________运动为主；无________现象,能见度好。 Ⅲ.臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害,被称为“地球生命的保护伞”。 （3）高层大气 Ⅰ.范围:平流层以上的大气。 Ⅱ.特征：自平流层顶部开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温先随海拔升高而________，随后,由于大气吸收了更短波长的太阳________,温度随海拔升高持续________；存在________层,能反射无线电波；空气密度很小。 活动：大气的垂直分层与人类活动 1．为什么平流层适合飞机飞行。 2．无线电通信利用了哪层大气的特性。 ( 0 3 合作探究 ) 探究一：对流层气温的变化规律 1. 早晨多雾的天气情况下，对流层气温随高度的变化情况。 2. 雾是怎样形成的。 点拨：对流层气温变化地规律 1.一般规律 一般情况下,对流层气温随海拔升高而逐渐降低,海拔每升高100米,气温约下降0.6℃(如下图)， 2.特殊规律 对流层气温有时会出现下列情况 (1)海拔上升,气温升高; (2)海拔上升1000米,气温下降幅度小于6℃这就是逆温现象,如下图中的三种情况,均出现了逆温现象。 3.逆温的形成条件 类型 发生的条件 出现的地区 辐射逆温 经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢 中高纬度大陆冬季黎明前 平流逆温 暖空气水平移动到冷的地面或气团上 中纬度沿海地区 地形逆温 主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地中夜间 锋面逆温 锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著 锋面活动地区 4.逆温的影响 a.出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故。 b.加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。 c.对航空造成影响。“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空，对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。 【典例】空气温度随着高度增加而增加的温度层结，称为逆温层结，而在逆温层结中某些高度有逆温极大值，通常称它为逆温中心。山谷热力环流使山谷中常出现逆温现象，受山谷风风速随高度变化的影响，山坡常在垂直方向上出现双逆温中心现象。图示意受山谷风影响，某谷坡处气温和风速的垂直变化。完成下面小题。 1．高度50米以下风速向地面降低的主要影响因素是（   ） A．谷坡地面温度 B．地转偏向力 C．气压梯度力 D．地表摩擦力 2．能够导致谷地逆温中心强度增大的是（   ） A．山风势力强 B．谷风势力弱 C．山顶气温高 D．山谷气温低 3．双逆温中心的形成与消失的顺序是（   ） A．下部逆温中心先形成，先消失 B．上部逆温中心先形成，先消失 C．下部逆温中心先形成，后消失 D．上部逆温中心后形成，先消失 ( 0 4 知识图网 ) ( 0 5 强化特训营 ) 一、单选题 2018年12月13日，国外某公司的“太空船2号”飞行器成功飞至高度约80千米的“太空边界”，这次成功试飞意味着亚轨道太空旅行成为可能。如图为大气垂直分层示意图。读图,完成下面小题。 1．飞行器上升过程中，气温的变化是（   ） A．递减→递增→递减 B．递增→递减→递增 C．递增→递减→不变 D．递减→不变→递增 2．与图中②③层大气相比，①层大气（   ） A．气温随海拔升高而递减 B．集中了几乎全部的水汽 C．有大气运动现象 D．以平流运动为主 3．图中短波利用了（     ）   A．电离层中大气高度电离的特性   B．高层大气中大气温度高的特性   C．臭氧层中臭氧含量高的特性   D．平流层大气能见度好的特性 【答案】1．A 2．B 3．A 航空的理想空域要求大气中水汽和杂质含量低，阴雨天气少，能见度高。民航客机的最大飞行高度尽可能地接近理想空域。下表为我国部分民航航线信息。完成下面小题。 航线 起点城市及坐标 终点城市及坐标 飞行时间 最大飞行高度 Ⅰ 上海（31°N，121°E） 长沙（28°N，113°E） 2.1小时 8400米 Ⅱ 昆明（25°N，102°E） 厦门（24°N，118°E） 2.3小时 9270米 Ⅲ 济南（36°N，117°E） 银川（38°N，106°E） 2.0小时 8100米 4．三条航线最大飞行高度位于（   ） A．平流层 B．对流层 C．电离层 D．高层大气 5．航线Ⅱ的最大飞行高度明显高于另外两条，主要是因为（   ） A．离海洋更近，高空水汽更加充足 B．气候干旱，风沙影响能见度低 C．所在纬度低，水汽分布高度更高 D．空域繁忙，避开其他飞机干扰 近地面空气对流作用越显著，对流层高度越高。研究发现，受近年来全球气候变化影响，全球对流层平均高度发生显著变化。图示意不同纬度三个气象测站年均温垂直变化。完成下面小题。 6．图所示三个气象测站所在纬度由高到低对应关系是（   ） A．①②③ B．①③② C．②③① D．③②① 7．图中①测站距地面18—30千米区域所在大气层（   ） A．温度随高度升高而降低 B．臭氧含量达到最大值 C．多云雾、雨等天气现象 D．大气呈高度电离状态 8．受近年来全球气候变化影响，全球对流层平均高度变化显著的原因是（   ） A．气温升高，对流作用增强 B．气温升高，对流作用减弱 C．气温降低，对流作用减弱 D．气温降低，对流作用增强 2024年5月3日，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道。地月转移轨道指从月球探测器通过不断加速、脱离地球引力、飞向月球开始，到被月球引力捕获、近月制动为止的轨道段。据此完成下面小题。 9．嫦娥六号从发射到进入地月转移轨道，依次经过的大气层是（   ） A．对流层、高层大气、平流层 B．对流层、平流层、高层大气 C．高层大气、对流层、平流层 D．高层大气、平流层、对流层 10．嫦娥六号探测器属于天体的阶段是（   ） A．在月球背面采样时 B．离开对流层时 C．进入地月转移轨道时 D．发射前 2023年10月8日中国航天67岁了。1956年10月8日，我国首个导弹、火箭研究机构国防部第五研究院正式成立。中国航天，从此扬帆起航！1970年4月24日，东方红一号升空（运行轨道近地点高度441千米、远地点高度2368千米的椭圆形轨道）。我们有了自己的人造卫星。2003年，神舟五号载人飞船成功发射，中华民族千年飞天梦圆。2007年10月24日，嫦娥一号成功发射，嫦娥奔月由神话成为现实。据此完成下列各题。 11．东方红一号运行轨道所在大气层（   ） A．臭氧浓度较大 B．存在若干电离层 C．对流运动显著 D．气温随高度升高而降低 12．宇航员在太空中出舱活动（   ） ①可能会受到严重的噪音干扰      ②需防御极端气温变化 ③需防御太阳紫外线强烈照射      ④可看到太空黑色背景 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 2019年热映的电影《中国机长》是根据真实事件改编的。2018年5月14日四川航空3U8633航班由重庆飞往拉萨途中，在万米高空突遇驾驶舱风挡玻璃爆裂、脱落，副机长曾半个身子被吸出机外等极端罕见险情，后经机组人员齐心协力，最后安全返航。下图是大气垂直分层示意图。完成下面小题。 13．3U8633航班从重庆正常起飞半小时后,飞行高度达9800米时突发事故，此时（   ） A．飞机正飞行在平流层的顶部 B．驾驶舱内温度出现急剧下降 C．机外气压明显高于机内气压 D．飞机周围大气臭氧浓度很高 14．3U8633航班返航过程中遇雷暴云，飞机剧烈颠簸，这是由于此时所处大气层（   ） A．太阳辐射强烈 B．空气处于高度电离状态 C．空气以水平运动为主 D．空气垂直对流运动显著 大气边界层（左图）是指对流层下部直接受地面影响，地球表面与自由大气间进行物质、能量、热量和水汽交换必经的气层，其高度约为1-1.5km，并且存在明显的季节变化和日变化。右图示意长三角地区2015-2020年平均大气边界层及在不同季节的平均大气边界层。完成下面小题。 15．影响长三角大气边界层呈现季节变化的根本原因是（   ） A．太阳辐射 B．海拔高度 C．大气环流 D．海陆分布 16．一般情况下，长三角地区一天中大气边界层最高的时间段为（   ） A．23：00-1：00 B．5：00-7：00 C．13：00-15：00 D．17：00-19：00 17．冬季大气边界层缩小，对长三角地区天气的主要影响是（   ） A．气温升高 B．降水增多 C．风力增强 D．雾霾增多 25万美元一张票！想去太空遨游吗？2018年12月13日英国“维珍银河飞船”飞到了“太空边界”，最终达到海拔82.7千米的高度。随后下降，几分钟后落回地面。下图为大气垂直分层及高度、温度和气压的变化图。据此完成下列各题。 18．飞船下降过程中气温变化的规律可能是（   ） A．递减→递增→递减 B．递增→递减→递增 C．递增→递减→递增→递减 D．递减→递增→递减→递增 19．对图中①、②的叙述正确的是（   ） A．①层随纬度增加而增厚 B．①、②层划分的依据是气压的变化 C．①层大气与人类关系最密切 D．②层复杂的天气不利于飞机飞行 气象探空气球是用来探测近地面到35km高空的温度、湿度、气压、风向、风速等气象要素的没备，继续升高气球就可能发生爆炸。下图为气象工作人员准备释放的气象探空气球。完成下面小题。 20．气象探空气球能够到达的最高大气分层为（   ） A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气 21．从北京气象台释放的气象探空气球，探测到的气象数据可信的是（   ） A．接近10千米高空，气温低于-30℃ B．23千米高空，降水量1200毫米 C．30千米高空，常为多云天气 D．30千米高空，对流运动强烈 22．气球继续升高就可能发生爆炸主要是因为（   ） A．气温升高 B．气压降低 C．湿度下降 D．臭氧浓度增加 二、综合题 23．阅读图文材料，完成下列要求。 逆温现象是指某些天气条件下地面上空的大气出现气温随高度增加而升高的反常现象。辐射逆温是由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。哀牢山位于云南省中部，冬春季节降水较少，夏秋季节降水较多。哀牢山冬季逆温现象出现最多，夏季则发生频率较低。下图示意哀牢山西坡1月气温随海拔的变化。 (1)说出哀牢山西坡1月气温随海拔升高的总体变化趋势，并解释原因。 (2)说出至少两处哀牢山西坡1月发生逆温现象的海拔范围。 (3)说明哀牢山冬季夜晚逆温现象发生频率高的原因。 24．阅读图文资料,完成下列问题。 材料一2012年10月14日,奥地利探险家鮑姆加特纳乘坐太空舱在美国西南部升空。上升到39km高空后,从太空舱跳下并成功落地。整个过程他得到特制宇航服的保护。宇航服外罩密封防护层,内层中填充氧气、增加压力;胸包内配备监控、追踪以及地面通讯设备;手腕上的装置可以让他实时监测速度和海拔;护目镜中装有温度调节器,防止雾、霜影响视线。 材料二下图左为准备起跳的鲍姆加特纳，下图右为大气垂直分层示意图。 (1)说出鲍姆加特纳下落过程中，先后经过的大气层名称。 (2)描述鲍姆加特纳从跳出到落地所经历的气温和气压变化特点。 (3)结合地理环境特征，说明鲍姆加特纳的宇航服各项特殊设计的理由。 特殊设计 理由与功能 示例：外罩密封防护层 宇宙空间各种宇宙射线等对人体有害﹐密封防护层可以防火、防热辐射保护人体。 温度调节器 ________ 填充氧气 ________ ( 3 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$