内容正文:
第1讲 大气的组成和垂直分层
一、考情分析
1.大气成分的时空变化,及其与人类活动的相互影响(重点,常见考向)
2. 逆温的成因,及其与生产生活的关系(难点)
考题 命题方向
2023 全国乙卷 以夏威夷的全球大气观测站为背景,考察了大气二氧化碳的来源、变化原因等。
浙江卷 以贵州某次锋面雨雾现象为背景,考察了逆温发生时的气温垂直变化。
湖南卷 以某地综合气象要素统计图为背景,考察了大气湿度变小的原因。
2022 广东卷 以南岭大气汞含量的变化为背景,考察影响大气组成成分含量日变化和季节变化的原因。
以我国城际间快递的不通运输方式耗时、碳排放为背景,考察大众碳减排的做法。
2021 广东卷 以黄河源地区冬季辐射逆温现象为背景,考察逆温的成因。
全国乙卷 以某城市郊区和城区的相对湿度差异为背景,考察影响大气水汽相对差异的原因。
湖南卷 以小海坨山滑雪场的建设运营为背景,考察大气水汽变化、气温垂直分布与滑雪赛事顺利举办的关系。
2020 全国Ⅱ卷 以沙漠绿洲的温度变化为背景,考察空气中水汽的作用
浙江卷 以氧化亚氮的增温效果为背景,考察大气组成成分的作用与变化来源
二、知识结构
大气
垂直分层
含量与变化
成因分析
生产、生活影响
类型
作用
气温的垂直变化
逆温现象
主要成分
对流层
减碳
平流层
高层大气
生产、生活影响
天气变化
成因分析
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考点1:大气成分的时空变化,及其与人类活动的相互影响
如图,2019年,亚马孙森林火灾频发,截至8月18日,亚马孙森林火灾数量超过7.2万起,较2018年同期增长了83%。截至8月22日,亚马孙地区森林大火已持续燃烧了16天。
问题:
1. 说出亚马孙地区低层大气的组成成分。
2. 亚马孙地区森林火灾对当地大气成分的改变有哪些?
3. 说明亚马孙地区森林火灾改变大气成分,可能对人类造成哪些不利影响?
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1. 说出亚马孙地区低层大气的组成成分。
2. 亚马孙地区森林火灾对当地大气成分的
改变有哪些?
3. 说明亚马孙地区森林火灾改变大气成分,可能对人类造成哪些不利影响?
水汽、杂质、干洁空气。
二氧化碳浓度增加;
含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体。
二氧化碳浓度增加,大气保温作用增强,导致全球气候变暖,引发全球自然环境变化。
二氧化氮、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体,污染大气环境,危害人体健康,影响人们的生产生活。
考点1:大气成分的时空变化,及其与人类活动的相互影响 P58
大气组成 含量 主要作用
干洁
空气 主要
成分 N2 78% 生物体的基本成分
O2 21% 维持生物活动的必要物质
微量
成分 CO2 0.03% 植物光合作用的原料、对地面保温
O3 0.000001% 吸收紫外线,使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害
水汽 0.25%
湿度 成云致雨的必要条件、对地面保温
杂质 成云致雨的必要条件
人类活动会影响大气的成分和含量,特别是对其中微量成分和杂质产生变化,对生态系统和人类生存造成不同程度的影响。
相对湿度=
实际水汽压
饱和水汽压
(2021·全国Ⅰ卷)相对湿度是空气中实际水汽压与同温度条件下饱和水汽压的比值,用百分数表示。图示意我国某大城市1975~2015年城区和郊区各月平均相对湿度。据此完成1~2题。
1.造成城区与郊区相对湿度差异的主要原因是城区较郊区
A.气温高
B.蒸发(腾)强
C.降水量大
D.绿地面积大
A
城区气温比郊区高
物理常识:
温度越高,空气能够容纳的水汽越多。饱和水汽压越大
相对湿度:城区<郊区
实际水汽压:城区≈郊区
饱和水汽压:城区>郊区
郊
城
(2021·全国Ⅰ卷)相对湿度是空气中实际水汽压与同温度条件下饱和水汽压的比值,用百分数表示。图示意我国某大城市1975~2015年城区和郊区各月平均相对湿度。据此完成1~2题。
2.该城市可能是
A.乌鲁木齐 B.北京
C.上海 D.广州
B
相对湿度的季节变化
大致与雨季一致,雨季降水量大,时间长,相对湿度更大。
区域认知:各城市的雨季是哪几个月?
乌鲁木齐:全年少雨
北京:7、8月降水集中,多暴雨
上海:6月梅雨
广州:4、5月龙舟水
绝对湿度表示每立方米的湿空气中含有的水汽的质量,单位为kg/m³,相对湿度是指空气中的绝对湿度与同温度下的饱和绝对湿度的百分比。下图为我国某城市某日“空气湿度同气温的关系图”。据此完成3~5题。
3.图示时段
A.因降水使相对湿度降低
B.绝对湿度随气温的升高而增大
C.因升温使相对湿度降低
D.绝对湿度随气温的升高而降低
4.该城市可能是
A.广州 B.乌鲁木齐
C.昆明 D.海口
5.图示时段该地的天气状况是
A.日出前后有霜冻 B.10:00有大风
C.14:00有雷阵雨 D.无降水过程
C
B
相对湿度
100%
相对湿度
50%
相对湿度
20%
日出前后
5℃
10:00
16℃
14 :00左右
35℃
表示单位体积空
气中水汽的质量
D
绝对湿度不变
昼夜温差大,干旱
【方法点拨】
大气中水汽含量的变化
1. 绝对湿度不变时,气温越高,相对湿度越小;随着气温的降低,相对湿度逐渐增大,甚至达到饱和乃至过饱和状态。
2. 向未饱和空气中不断增加水汽,可使绝对湿度和相对湿度增大。气温越高,空气容纳水汽的能力越强,天气闷热(“桑拿天气”);
3. 当水汽达到饱和状态时,再增加水汽,空气将进入过饱和状态,就有多余的水汽,在凝结核的参与下,多余的水汽就会凝结,形成降水(包括雨、雪、淞、雾、露、霜、霰、雹等)。
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(2022·广东卷)汞是一种易挥发的重金属元素,大气汞主要以气态形式存在。南岭周边省区是我国重要的有色金属冶炼企业分布区。在南岭国家森林公园某山顶附近监测得知,该地大气汞含量日变化明显,最高值在午后出现;秋冬季比夏春季大气汞含量高且变幅大。据此完成6~7题。
6.导致该地大气汞含量在午后出现最高值的原因是午后
①对流雨多发 ②谷风环流较强
③植被蒸腾较弱 ④地面蒸发旺盛
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
C
大气汞来源
本地
异地
午后气温高
山区地表的汞蒸发
山区白天吹谷风
风从周边吹向山顶
南岭周边有色金属冶炼企业排放汞
工业化发展,让大气组成中出现了新的变化,但是万变不离其宗,从来源出发考虑,结合区域背景思考。
(2022·广东卷)汞是一种易挥发的重金属元素,大气汞主要以气态形式存在。南岭周边省区是我国重要的有色金属冶炼企业分布区。在南岭国家森林公园某山顶附近监测得知,该地大气汞含量日变化明显,最高值在午后出现;秋冬季比夏春季大气汞含量高且变幅大。据此完成6~7题。
7.该地秋冬季比夏春季大气汞含量变幅大,原因可能是秋冬季
A.土壤汞排放量更多 B.南下冷空气更频繁
C.准静止锋更加强盛 D.植被的覆盖度更低
B
南岭纬度较低
秋冬季冷空气南下频繁
气温变化幅度大
汞的蒸发变化幅度大
南岭周边有色金属冶炼企业排放汞
结合区域背景思考其他选项
考点2: 大气的垂直分层,及其与生产生活的联系
垂直运动对流层
特点:对流层上部冷,下部热,有利于对流运动。气流上升过程中气温降低,水汽凝结,易成云致雨。云雾雨雪都发生在对流层。
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。
[季节]:夏季大于冬季。
水平运动平流层
特点:平流层上热下冷,不易对流,以平流为主,适合航空飞行。
上热下冷的原因:
平流层的臭氧(尤其是在30千米以上)吸收大量紫外线使得大气增温,导致
平流层气温随着高度升高而升高
平流层范围自对流层顶部到50-55千米高空。
高层大气 密度小
特点:高层大气的空气密度很小,在2000-3000千米的高空,空气经常散逸到宇宙空间,被认为是大气的上界。
存在若干电离层,电离层能够反射无线电波,对无线电通信具有重要影响。
平流层以上的大气,统称为高层大气。
自平流层顶部开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温会下降;其后,由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线,温度又开始上升。
2018年12月13日,英国某飞船飞到了“太空边界”,最终达到82.7 km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。据此回答1~2题。
1.飞船下降过程中,气温变化的规律可能是
A.降低→升高→降低
B.升高→降低→升高
C.升高→降低→升高→降低
D.降低→升高→降低→升高
2.下列对图中①②两层的叙述,正确的是
A.①层随纬度增加而增厚
B.①②两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
B
C
(2018·湖南省高三一模)研究表明,青藏高原上空对流层顶的气压值与对流层顶的高度密切相关。下图示意青藏高原上空对流层顶各月多年平均的气压值变化。据此完成下列3-4题。
3.青藏高原夏季对流层顶气压最低,主要原因是该季节
A.植被恢复,吸收大气中C02最多 B.雨季来临,大气中水汽含量最高
C.全球变暖,大气对流运动最强烈 D.地表增温,近地面大气温度最高
4.对流层顶高度上升幅度最大的月份是
A.1月 B.4月 C.7月 D.11月
D
B
(2019年新课标全国卷Ⅱ)积云为常见的一类云,其形成受下垫面影响强烈。空气在对流过程中,气流携带来自下垫面的水汽上升,温度不断下降,至凝结温度时,水汽凝结成云。水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度。据此完成4—6题。
4.大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布,因此积云常常呈
A.连续层片状 B.鱼鳞状 C.间隔团块状 D.条带状
5.积云出现频率最高的地带是
A.寒温带针叶林地带 B.温带落叶阔叶林地带
C.亚热带常绿阔叶林地带 D.热带雨林地带
6.在下垫面温度决定水汽凝结高度的区域,积云的云底高度低值多出现在
A.日出前后 B.正午 C.日落前后 D.午夜
C
D
A
(2020·浙江卷)氧化亚氮(N2O)在百年尺度内的增温效应是等量二氧化碳的近300倍。农田是氧化亚氮的第一大排放源。完成下面小题。
8. 氧化亚氮具有增温效应,主要是因为
A. 大气辐射总量增加 B. 大气吸收作用增强
C. 地面辐射总量增加 D. 地面反射作用增强
9. 农田排放的氧化亚氮,主要来源于
A. 作物生长时的排放 B. 大气中氮气的转化
C. 秸秆燃烧时的产生 D. 生产中氮肥的施用
二氧化碳可以吸收地面辐射而使气温升高,其他具有增温效应的温室气体等同,比如水汽(H₂O)、氟利昂、甲烷(CH₄)等。
B
D
生产、生活的发展变化会增加大气的成分,考虑实际情况,多阅读,增长见识。
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