2.1 大气的组成和垂直分层-【新课程能力培养】2024-2025学年高中地理必修第一册学习手册（人教版）

学 高 中 地 理 必 修 第一册 （人教版） 必 备 知 识 知识点 1 大气的组成 1. 组成及比例 2． 大气各成分的作用 3． 人类活动对大气的影响 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。 知识点 2 大气的垂直分层 1. 依据： 大气在垂直方向上的温度、 运动状 况及密度。 2. 垂直分层： 第一节 大气的组成和垂直分层 第二章 地球上的大气 分层 高度 特点 与人类 的关系 对流 层 低纬 17~18 千 米； 高纬 8~9 千米 气温随高度 增 加 而 递 减； 空气对 流运动强烈 与人类关系 密 切 ， 风 、 云、 雨、 雾、 雪等天气现 象都发生在 这一层 平流 层 对流层顶至 50~ 55 千米 气温随高度 增加而递增； 空气以水平 运动为主 利于高空飞 行 ； 臭氧层 吸收紫外线 高层 大气 平 流 层 顶 至 2 000 ~3 000 千米高空 大气密度小， 气压低 有若干电离 层， 能反射无 线电波， 对无 线电通信有重 要作用 对流 -80 -60 -40 -20 20 400 温度（ ℃ ） 50 12 0 大 小 低 高 气压 大气 密度 少 多 温度 水汽 尘埃 低 高 低 高 高 高度（ km ） 平流 天气晴朗 天气 变化 O 3 CO 2 H 2 O 其他气体 空气 杂质 水汽 氧 气 氮 气 （ 78% ） （ 21% ） 干洁 大气组成 主要作用 干 洁 空 气 主要 成分 氮气 氮是地球上生物体的基本元素 氧气 氧是人类和其他生物维持生命 活动所必需的物质 次要 成分 二氧 化碳 绿色植物进行光合作用的基本 原料； 吸收地面辐射的能力 强， 使气温升高 臭氧 吸收紫外线， 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 成云致雨的必要条件； 影响地 面和大气的温度 杂质 作为凝结核， 是成云致雨的必 要条件 20 学 第二章 地球上的大气 要 点 解 读 要点 1 大气成分与人类的关系 材料一 据美国国家冰雪数据中心统 计， 2018 年 2 月下旬， 北冰洋的冰层面积降 至有记录以来的历史最低点， 比正常值少约 100 万平方千米， 相当于减少了一个埃及的 面积。 一些科学家认为， 人们可能低估了全 球变暖的趋势。 材料二 美国环保局发现臭氧总量每耗 减 1% ， 地面紫外线会增加 1.5%~2% 。 他们 预测， 如果氯氟烃的生产和消费不加限制， 到 2075 年， 地球臭氧总量将比 1985 年再耗 减 25% 。 1. 全球变暖与大气中的哪种主要成分有关？ 与大气中的 CO 2 有关。 2. 臭氧有什么作用？ 臭氧能大量吸收太阳紫外线， 保护地球 上的生物免受过多紫外线的伤害。 3. 针对上述问题， 你能提出哪些有效的措施？ 减少化石能源的使用； 保护森林； 植树 造林； 研发新型制冷设备， 控制氟氯烃的 产生。 典例 大气的成分与人类的关系非常密切。 据此完成 （ 1 ） （ 2 ） 题。 （ 1 ） 关于大气组成成分及其作用的叙述， 正 确的是 （ ） ① 二氧化碳对地面有保温作用 ② 干洁 空气的主要成分是氧和氢 ③ 水汽和杂 质集中在高层大气 ④ 臭氧能大量吸收 太阳紫外线 A. ①② B. ①③ C. ①④ D. ②④ （ 2 ） 低层大气的组成物质中 （ ） A. 氮气和臭氧吸收太阳紫外线 B. CO 2 只吸收太阳辐射红外线 C. 水汽和固体杂质可成云致雨 D. 氧气和氮气供植物呼吸作用 解析： （ 1 ） 要理解大气组成中干洁空气由 氮气、 氧气、 二氧化碳、 臭氧等组成。 其 中 ， 主要的成分为氮气 （ 78% ） 和氧气 （ 21% ）。 水汽和固体杂质主要集中在 25 千 米以下的底层大气中。 （ 2 ） 考查的是大气 组成成分的作用。 其中， N 2 ： 生物体的基 本成分 ； O 2 ： 维持生物活动的必要物质 ； CO 2 ： 植物光合作用的原料； 对地面保温； O 3 ： 吸收紫外线， 使地球上的生物免遭过 量紫外线的伤害； 水汽： 成云致雨的必要 条件并且对地面保温； 固体杂质： 成云致 雨的必要条件。 答案： （ 1 ） C （ 2 ） C 要点 2 各层大气的特点及对人类的影响 1. 对流层的气温在垂直方向上的分布有何特 点 ？ 该层的厚度随纬度如何变化 ？ 为 什么？ 50 12 -100 -80-60-40-20 20 40 600 0 21 学 高 中 地 理 必 修 第一册 （人教版） 对流层的气温随高度的增加而降低。 对 流层的厚度随纬度增高而降低。 低纬地区受 热多， 气温高， 空气对流旺盛， 所以高度大； 高纬地区受热少， 对流较弱， 所以高度小。 2. 为什么对流层的天气复杂多变？ 对流层集中了大气几乎全部的水汽和杂 质， 有了成云致雨的必要条件。 近地面的水 汽和杂质通过对流运动向上层空间输送， 在 上升过程中随着气温的降低， 容易成云致 雨， 所以对流层天气复杂多变。 3. 平流层的气温分布有何特点？ 原因是什 么？ 飞机为什么选择在平流层飞行？ 平流层的气温随高度升高迅速上升， 是 因为该层的热量主要来自臭氧对太阳紫外线 的吸收。 该层上部热、 下部冷， 大气稳定， 不易形成对流， 大气以水平运动为主， 适合 航空飞行。 4. 臭氧层位于图中大气的哪一层？ 为什么臭 氧被誉为 “地球生命的保护伞”？ 臭氧层位于平流层。 臭氧能大量吸收太 阳紫外线， 保护地球上的生物免受过多紫外 线的伤害。 5. 高层大气对人类生活有什么影响？ 有若干电离层， 能反射短波无线电波， 对无线电通信有重要作用。 典例 读 “地球大气的垂直分层 （部分） 示 意图”， 完成 （ 1 ） （ 2 ） 题。 （ 1 ） 从大气垂直分层看 ， 图示大气层是 （ ） A. 低纬度的对流层 B. 中纬度的平流层 C. 高纬度的对流层 D. 高纬度的平流层 （ 2 ） 该层大气 （ ） A. 随高度增加， 温度增幅变小 B. 能够大量吸收紫外线长波辐射 C. 以水平运动为主， 有利于飞机飞行 D. 受强烈的太阳辐射， 呈电离状态 解析： （ 1 ） 图示大气层从 12 千米高空向上 气温逐渐升高， 故图示大气层是中纬度的平 流层， B 正确。 （ 2 ） 由上题知， 该层是平 流层。 随高度增加， 温度增幅变大。 能够大 量吸收紫外线短波辐射。 高层大气有若干电 离层， 电离层呈电离状况。 该层大气以水平 运动为主， 有利于飞机飞行， C 正确。 答案： （ 1 ） B （ 2 ） C 热 点 剖 析 热点 人与大气环境的关系 人类的生存和发展离不开大气环境， 人 与大气环境的关系十分密切。 认识人类活动 对大气成分的影响， 掌握对流层、 平流层和 高层大气的特点， 分析出现的各种大气问 题。 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。 人类活动对大气环境 的影响是高考的高频考点。 典例 1 在对流层中， 大气的组成并不是固 定不变的。 据此完成 （ 1 ） （ 2 ） 题。 （ 1 ） 大气中含量虽很少， 却是天气变化重要 高度（千米） -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 50 12 （ ℃ ） 地球大气的垂直分层 （部分） 示意图 22 学 第二章 地球上的大气 角色的物质是 （ ） A. 二氧化碳和臭氧 B. 氩气和氖气 C. 水汽和杂质 D. 氮气和氧气 （ 2 ） 由于人类活动造成的大气污染， 已导致 大气中一些成分比例发生明显变化， 表 现在 （ ） A. 臭氧增多 B. 氧气增多 C. 水汽增多 D. 二氧化碳含量增加 （ 3 ） 伦敦曾有 “雾都” 之称， 但现在雾已不 多见， 其主要原因是 （ ） A. 大气污染减轻 B. 空气湿度减少 C. 气温在逐年升高 D. 科技水平提高， 人工驱散大雾 解析： （ 1 ） 水的相变产生云、 雨、 雾、 雪 等一系列天气现象， 杂质作为凝结核是成云 致雨的必要条件。 （ 2 ） 化石燃料的燃烧和 森林的破坏使二氧化碳的体积分数在近 300 年里增加了 40% 多。 （ 3 ） 伦敦多雾是因为 工厂排污导致大气污染加重， 空气中粉尘 多， 凝结核多。 治理后， 粉尘减少。 形成雾 的其他条件都没有变化。 答案： （ 1 ） C （ 2 ） D （ 3 ） A 典例 2 浙江省山地丘陵广布， 适宜茶树的 生长， 但春季易受霜冻天气影响。 为此， 当地 茶园引进了 “防霜冻风扇” （如图甲）。 当夜 晚温度降到 4 ℃ 时， 风扇会自动打开， 从而 减轻霜冻对茶树的伤害。 图乙示意茶园某时 气温垂直分布。 读图完成 （ 1 ） （ 2 ） 题。 （ 1 ） “防霜冻风扇 ” 最适宜的安装高度为 （ ） A. 9～10 米 B. 7～8 米 C. 6～7 米 D. 4 米以下 （ 2 ） 关于风扇的作用原理， 正确的是 （ ） ① 风扇可以把高处的暖空气往下吹到 茶树上 ② 风扇吹出的热风可以使茶 树免受霜冻影响 ③ 风扇的转动可以 增强近地面空气对流运动程度 ④ 风扇 转动可带动空气流动， 阻止上层冷空气 向下流动 A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④ 解析： （ 1 ） 读图乙， 在 8 米高度附近， 气 温最高， “防霜冻风扇” 安装高度为 7～8 米 时， 风扇启动后， 可把该处暖空气吹到茶树 上， 从而减轻霜冻对茶树的伤害。 （ 2 ） 结 合上题分析， 风扇启动后， 可把高处的暖空 气吹到茶树上， ① 对； 风扇吹出的并不是热 风， ② 错； 近地面 （ 0～4 米） 存在空气对流 运动， 风扇吹下来的暖空气会削弱近地面的 对流运动， ③ 错； 风扇的转动使下层空气循 环， 阻止了上层冷空气向下流动， ④ 对。 答案： （ 1 ） B （ 2 ） B 气温 /℃ 高度 /m 10 8 6 4 2 甲 乙 23