必修第1册 第2章 第1讲 大气的组成和垂直分层（Word讲义）-【创新教程】2025年高考地理艺考生文化课总复习（新教材，人教版）

第一讲　大气的组成和垂直分层 ★ [课程标准]　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。 一、大气的组成 1．现代大气的组成 大气的组成 作用 干洁 空气 主要 成分 　氮　 生物体的基本组成成分 　氧　 维持生命活动的必要条件 次要 成分 　二氧化碳　 绿色植物进行　光合作用　的原料；对地面有保温作用 臭氧 吸收　紫外线　，使生物避免受其伤害 　水汽　 成云致雨的条件 杂质 成云致雨的条件 2.人类活动影响大气成分 (1)近300年来，二氧化碳含量不断　增加　，增加的二氧化碳基本上都来自　化石燃料　的燃烧和土地利用的变化(主要是毁林等)。 (2)大气含氧量对人体产生的影响：适当的缺氧可以激发运动员的　运动潜力　，但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。 二、大气的垂直分层 1．划分依据：依据　温度　、　运动状况　和密度，大气自下而上可划分为对流层、平流层和高层大气。 2．垂直分层 (1)对流层 ①高度范围：在大气圈的　最底　层。低纬度地区　17～18　千米，高纬度地区　8～9　千米。 ②主要特征： 主要特征 成因 云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层 集中了大气总质量的3/4和几乎全部的　水汽和杂质　 气温随高度增加而降低 热源来自地面 大气　对流　运动显著 上部冷，下部热 ③与人类关系：人类生活在对流层　底部　。 (2)平流层 ①范围：对流层顶部至　50～55　千米高空。 ②主要特征： a．空气的垂直混合运动显著减弱； b．下半部温度基本不变，上半部的温度随高度的增加而显著升高； c．水汽、尘埃含量甚微，很少出现云，大气透明度良好。 ③与人类关系：　臭氧　层使地球生命免受过多紫外线的伤害；适合航空飞行。 (3)高层大气 ①位置：平流层以上。 ②主要特征： 气温 下层：没有臭氧吸收紫外线，气温会　下降　 上层：大气吸收波长更短的紫外线，气温随高度升高而持续　上升　 密度 　很小　，在2 000～3 000千米高空，大气密度与　星际空间　相近 与人类 的关系 80～120千米，流星体燃烧产生　流星　现象 80～500千米，有电离层，能反射　无线电波　，对无线电通信具有重要作用 考点一　大气的组成 [关键能力] 1．大气主要成分及其对地理环境的影响 组成 成分 体积 占比 作用 干 洁 空 气 氮 78% 地球生物体内蛋白质的重要组成成分 氧 21% 人类和一切生物维持生命活动必需的物质 二氧 化碳 很少 ①CO2→吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→射向地面的热量→保温作用；②CO2→植物光合作用→太阳能转化为化学能 臭氧 很少 吸收波长较长的紫外线→升温的同时阻挡到达地面的紫外线→保护地球上的生物免受紫外线伤害 水汽 很少， 因时 因地 而异 ①近地面水汽吸收地面热量→大气升温；②水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、雨、雾、雪天气现象的发生 杂质 ①尘埃物质→吸附水汽→雾或降水；②尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低 2.大气对地球生物的重要性 (1)大气使地球上大部分地区保持适宜的温度，使水以液态形式存在。 (2)能阻挡大部分流星体对地球表面的撞击，减少紫外线对地球生命的伤害，从而保护地球。 [题组冲关] (2024·湖南湘西一模)甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳(CO2)的全球第二大温室气体。甲烷的人为排放源主要包括煤炭开采、石油和天然气泄漏、水稻种植、反刍动物消化、动物粪便、燃料燃烧、垃圾填埋、污水处理等。其中农业是甲烷的主要来源，而在甲烷的农业排放量中，32%来自反刍动物消化的排放，8%来自水稻种植。在2021年苏格兰格拉斯哥气候大会上，中美两国达成强化气候行动联合宣言，特别提及要加大行动控制和减少甲烷排放。据此完成1～2题。 1．甲烷具有增温效应，主要是因为甲烷能(　　) A．大量吸收太阳短波辐射 B．大量吸收地面长波辐射 C．大量反射太阳短波辐射 D．大量反射地面长波辐射 2．大气中的甲烷主要来源于(　　) A．作物生长时的排放　 B．大气中CO2的转化 C．秸秆燃烧 D．粪便和植物体腐烂 解析：1.B　2.D　[第1题，由材料“甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳(CO2)的全球第二大温室气体”说明甲烷与二氧化碳具有相同的作用，都能强烈吸收地面长波辐射而增温，B正确；温室气体对于波长较短的太阳辐射吸收很少，A错误；甲烷是一种无色气体，不会直接反射地面辐射和太阳辐射，C、D错误。第2题，由材料“其中农业是甲烷的主要来源，而在甲烷的农业排放量中，32%来自反刍动物消化的排放”并结合所学可知，甲烷多是由于腐烂而产生的一种气体，例如沼气的主要成分就是甲烷，因此结合选项可知，大气中的甲烷主要来源于粪便和植物体腐烂，D正确；作物生长时的排放、大气中CO2的转化和秸秆燃烧不是其主要来源，排除A、B、C。] 考点二　大气的垂直分层 [真题赏析] (2019·高考全国卷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(1)～(3)题。 (1)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 (2)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 (3)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 1．获取和解读信息——勾画关键点 材料信息 信息①：积云，其形成受下垫面影响强烈。 信息②：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，水汽开始凝结成云。 信息③：水汽开始凝结的高度，为积云的云底高度。 题干信息 信息④：大气对流过程中上升气流与下沉气流呈相间分布状态。 信息⑤：积云出现频率最高的地带，即温度上升最明显的地带。 信息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，多出现在气温最低的时刻。 2.调动和运用知识——找准答题点 (1)气温高，气流上升，水汽凝结；气温低，气流下沉，水汽不凝结。 (2)气温高，空气剧烈地膨胀上升，水汽易凝结，形成积云。 (3)地面温度越低，水汽越易凝结；积云的云底高度低值多出现在气温最低的日出前后。 [解析] 本题组以水汽凝结和积云的形成为背景材料，考查了大气受热状况、大气运动及水汽凝结等知识；重点考查了学生获取、解读信息，调动和运用相关地理原理，论证、探究具体地理问题的能力；原理的实际应用体现了综合思维和地理实践力的学科素养；具体问题的探究有利于培养学生科学探究、务实求真的学习观。第(1)题，依据材料可知，空气对流运动中上升运动使水汽上升冷凝而成积云，下沉运动因升温水汽不能形成积云；“上升气流与下沉气流相间分布”，则积云多呈间隔状分布；而上升、下沉运动会使气流在高空形成一个个高、低压中心，则积云多呈现团块状，而不是条带状，故C正确，D错误；因上升气流与下沉气流相间分布，积云不会形成连续层片状和鱼鳞状，A、B错误。第(2)题，由材料可知，积云是受下垫面影响，空气对流过程中水汽凝结形成的；地面温度高的地区，空气上升运动明显，且湿润地区空气中水汽含量大，空气中的水汽易达到过饱和，故热带雨林地带积云出现的频率最高，D正确；寒温带、温带、亚热带森林地带虽然较为湿润，但地表温度较低，空气上升运动较弱，积云出现的频率较热带雨林地带低，A、B、C错误。第(3)题，“下垫面温度决定水汽凝结高度”，一天中，日出前后地表温度最低，空气上升运动较弱，则此时水汽凝结高度最低，即积云的云底高度最低，故A正确。 [答案]　(1)C　(2)D　(3)A [关键能力] 大气的分层 分 层 海拔范围 主要特点 特点成因 与人类 的关系 对 流 层 低纬度： 17～18千米； 中纬度： 10～12千米； 高纬度： 8～9千米 气温随海拔的增加而降低(每升高100米，气温下降约0.6 ℃) 地面是低层大气主要的、直接的热源 人类生活在对流层底部，与人类关系最密切 空气对流运动显著 该层上部冷，下部热 天气现象复杂多变 集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽与杂质；对流运动易成云致雨 平 流 层 从对流层顶部 至50～55千米 气温随海拔增加而升高 该层中的臭氧吸收太阳紫外线 大气水平运动有利于航空飞行；臭氧具有保护地球生物的作用 以水平运动为主 该层大气上热下冷，大气稳定 天气晴朗 水汽、杂质少，气流平稳 高 层 大 气 从平流层顶部到 2 000～ 3 000千米的高空 气温随海拔增加先降低后升高；大气密度极小 底部无臭氧吸收紫外线，其热源主要来自平流层，随后气温随海拔增加而上升是因为氧原子吸收了更短波长的紫外线；距地面远，受到引力小 80～500千米有若干电离层，电离层能反射无线电波，对无线电通信具有重要作用 [题组冲关] (2024·山东名校联考)雪幡是一种特殊的气象学现象，是雪晶在下降过程中不断升华、消失，而在云底形成的白色丝缕状悬垂物。它随云飘荡，形似旗幡，因此得名。如图为某摄影爱好者于当地时间10时在拉萨(91°E)拍摄的雪幡照片。据此完成1～2题。 1．有利于雪晶在下降过程中升华、消失的气象条件是(　　) A．风力强劲 B．空气干燥 C．温度降低 D．湿度增大 2．该地发生雪幡时(　　) A．雪幡附近常有冷空气下沉 B．飞机接近雪幡时非常安全 C．雪幡阻碍臭氧吸收紫外线 D．无风时悬垂物出现弯曲状 解析：1.B　2.A　[第1题，雪幡是雪晶在下降过程中因受热不断升华、消失，水汽在云底形成的白色丝缕状悬垂物，因此应出现在下部空气比较干燥、温度较高、风力微弱的气象条件下。强风会吹散雪晶和水汽，不会形成丝缕状悬垂物；温度下降和湿度增大不利于雪晶升华、消失。因此A、C、D错误，B正确。第2题， 雪晶升华时会吸收周围空气中的热量，导致雪幡的底部周边空气温度降低，这些低温气团会在空气中下沉，A正确。雪幡是对流层中冷空气下沉产生的现象，对流层上部温度低于下部，因此发生雪幡时上部冷空气下沉，垂直气流强盛。飞机接近雪幡时，受下沉气流影响会产生波动，B错误；臭氧集中分布在平流层，雪幡出现在对流层，因此不会阻碍臭氧吸收紫外线，C错误；风会将雪幡丝缕状悬垂物吹成弯曲状甚至消散，没有风时，才会呈现垂直下落的形式，D错误。] 考点三　逆温现象及其影响 [真题赏析] (2021·高考广东卷)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，浓云迷雾 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 从材料 中获取 信息 ①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。给出了辐射逆温的定义。 ②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。指出了黄河源地区辐射逆温现象多发。 [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错误。故选C。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错误；浓云迷雾，大气逆辐射强，地面不易强烈辐射冷却，C错误。故选D。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正确；锋面气旋、准静止锋均为上升气流，容易形成降水，而逆温出现时大气较稳定，A、C错误；冬季气温低，热力对流弱，D错误。故选B。 [答案]　(1)C　(2)D　(3)B [关键能力] 1．逆温现象的表现 一般情况下，气温随海拔升高而降低，每升高100米，气温下降约0.6 ℃，但有时会出现气温随海拔升高而上升的现象，即出现了逆温现象(如图所示B、C之间)，根据其成因分为辐射逆温、平流逆温和地形逆温等。 2．辐射逆温的产生、消失过程 (1)图a为正常气温垂直分布情况。在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。离地面越近降温越快，离地面越远降温越慢，因而形成了自地面开始的逆温(图b)。 (2)随着地面冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时达到最强(图c)。 (3)日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温层便逐渐自下而上消失(图d、图e)。辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现。夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。 3．逆温现象的影响 成雾 早晨易出现多雾天气，降低大气能见度，影响人们的出行，易导致交通事故 大气污染 逆温使空气垂直对流受阻，造成近地面污染物(如雾霾)不能及时扩散，从而危害人体健康；如果位于盆地内，将会更加严重 沙尘暴 逆温时不利于沙尘扬起 航空 低空逆温造成的多雾天气给飞机起降带来麻烦，而高空逆温对飞机飞行极为有利。原因是高空逆温会阻碍空气垂直对流的发展，飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳；同时提高了能见度，使飞行更加安全 4.逆温的种类及其形成原因 (1)辐射逆温：经常发生在晴朗无云的夜空，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少，从而出现上暖下冷的逆温现象。 (2)平流逆温：暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温，上层受影响较小，降温较慢，从而形成逆温。 (3)地形逆温：它主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象。 (4)下沉逆温：在高压控制区，高空存在着大规模的下沉气流。气流下沉的绝热增温作用，致使下沉运动的终止高度出现逆温。 (5)湍流逆温：由低层的湍流混合而形成的逆温，叫湍流逆温。当气层的气温直减率小于干绝热直减率时，经湍流混合后，气层的温度分布逐渐接近干绝热直减率。 [题组冲关] (2024·山东省昌乐二中模拟)冰川逆温是指冰面附近大气中气温随高度增加而上升的现象。研究人员夏季对天山乌鲁木齐河源1号冰川表面同一地点0.5 m和1.5 m高度气温进行观测。研究发现绝大多数时段都存在明显的逆温现象，但温差大小存在 变化(如下图，正数代表上层气温高于下层气温)。据此完成1～2题。 1．从热量收支角度分析，冰川逆温形成的主要原因是(　　) A．冰面对太阳辐射反射率高 B．冰面放出的地面辐射较少 C．冰面上空大气逆辐射较弱 D．冰川融化吸收近地大气热量 2．逆温强弱的变化受天气状况的影响。图中7月18日－7月20日上下层温差变化加大，可能是因为 (　　) A．天气转晴　　　　　 B．风力增强 C．云层增厚 D．昼长变长 解析：1.D　2.A　[第1题，本题主要考查冰川逆温形成的条件， 选项 解析 结论 A 冰面对太阳辐射的反射率高，吸收的太阳辐射较少，会使地面温度降低，也会使近地面释放的长波辐射减少，进而导致大气温度降低，不利于逆温的形成 × B × C 冰面上空大气逆辐射较弱，与地面的温差不大，不会形成逆温 × D 冰川融化吸收近地大气热量，使近地面气温低于高空，容易出现逆温现象 √ 第2题，本题主要考查逆温的影响因素，逆温是指气温随高度增加而升高的现象，逆温强弱的变化受天气状况的影响。图中7月18日—7月20日上下层温差变化加大，可能是因为天气转晴，冰川融化更多，吸收的热量更多，地面气温更低，进一步加大上下层温差变化，A正确。风力增强不利于逆温的形成，昼长变长不能使逆温增强，云层增厚对太阳辐射的反射增强，冰川融化可吸收的近地大气热量少，逆温减弱，B、C、D错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $$