内容正文:
第一节 大气的组成与垂直分层
第三章 地球上的大气
课程标准
素养目标
区域认知:利用大气垂直分层示意图,知道大气垂直分层的依据,理解各层的特点及其与人类活动的关系。
综合思维:结合大气成分的主要作用,分析大气层气温变化和大气运动的原因。运用相关知识,说出大气垂直分层的特点。说明不同地区对流层高度的差异及原因。
地理实践力:利用统计图,知道大气的主要成分;通过文字资料,说明大气的组成状况及大气的污染状况与生产、生活的联系。
人地协调观:说明大气的组成和垂直分层对人类的影响。结合现实环保案例,说明大气环境保护的必要性和重要性。
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。
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目 录
一
大气的组成
二
大气的垂直分层
三
逆 温
3
大气:包围地球的空气
大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要条件。
大 气
人类生活在大气圈底部,大气的物理状态和组成成分的变化,时刻影响着我们。
4
大气是怎么形成的?在形成之初是现在的样子吗?
如今的大气成分是地球长期演化的结果,在短时期内不会有明显的变化
观看视频了解大气层的演化
低层大气(距地表25千米以内)主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
干洁空气
水汽
低层大气
杂质
大气中不包含水汽和杂质的整个混合气体
干洁空气
含量很少且不固定,随时间、空间及气象条件而变化。
水汽
含量不定,随时间、空间及天气条件而变化。
杂质
一、大气的组成
大气是多种气体的混合物。
氧气:21%
氮气:78%
其他:1%
干洁空气的体积分数(25千米以下)
干洁空气
低层大气
水汽杂质
一、大气的组成
干洁空气
一图看懂大气主要成分的作用
氮元素是生物体内蛋白质和很多复杂化学物质的组成成分,是生物体健康生长必不可少的元素。
氧气来源于绿色植物的呼吸作用。人类和其他好氧生物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。
干洁空气
成分和作用
一图看懂大气主要成分的作用
主要来自火山喷发,人和动物的呼吸以及人类活动。植物光合作用的原料。
是一种重要的温室气体,吸收红外线对地面起着保温作用
干洁空气
成分和作用
O2
CO2
阳光
地下水
二氧化碳:CO2→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。
一图看懂大气主要成分的作用
干洁空气
成分和作用
臭氧O3
①强烈吸收太阳紫外线,臭氧层保护
地球生物免受过量紫外线伤害;
②少量穿透大气到达地面的紫外线,
具有杀菌的作用。
③能促进人体内维生素的合成。
臭氧在距离地面25-30千米处是臭氧浓度最高的区域,有个臭氧层。
在高温天气的影响下,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。
平流层中的臭氧→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。
干洁空气
成分和作用
臭氧O3
高层大气中的氧原子→吸收波长较短的紫外线→升温使大气电离→形成电离层。
高温天气为什么会导致臭氧浓度增加?
降水多的季节>降水少的季节
一、大气的组成
水汽
(因时空不同而存在差异)
水体蒸发和植物蒸腾
来源:
分布特点:
水平方向上
从时间上
水汽在大气中含量很少,但变化很大,其变化范围在0-4%之间,水汽绝大部分集中在低层 (3 千米高度以下),有一半的水汽集中在2公里以下。
概念:
指大气中的水蒸气。
海洋上空>陆地上空
干旱地区<湿润地区
一般自地面逐渐向高空减少
地面>高空
一、大气的组成
分布特点:
垂直方向上
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、雪等天气现象的发生。
③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。
④水汽是成云致雨的必要条件。
水汽
作用:
降水的形成条件
1.充足的水汽供应;
临近河、湖、海洋;风经过时带来大量水汽;
2.降温(气温下降到水汽达到饱和状态,气温继续下降):水汽冷却凝结;
①水平方向:空气由较低纬度流向较高纬度;
②垂直方向(上升):空气受热膨胀上升,盛行上升气流;遇到地形阻挡抬升。
3.有凝结核(杂质)。
凝 结 核
温 度 降 低
饱 和 水 汽
强对流天气是怎样形成的?
夏日午后,太阳炙烤大地,近地面的大气被加热膨胀,形成上升的湿热空气流,当上升到一定高度时,由于气温下降,空气中包含的水蒸气就会凝结成水滴。
当水滴下降时,又被更强烈的上升气流携升,如此反复,小水点开始积集成大水滴,直至高空气流无力支持其重量,最后变成大滴大滴的雨,降落下来。
质疑探究
一、大气的组成
杂质
悬浮在空气中的微粒(液体和固体)
来源:
分布特点:
概念:
来源于火山爆发、工业排放物、燃烧烟尘、土壤扬尘、细菌等。
随时间、地点、天气条件而变化。
在近地面大气中,陆地多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季。
①尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低(影响大气的透明度);
②是人类健康的大敌,它带着许多细菌病毒和虫卵到处飞扬,传播疾病③尘埃物质→吸附水汽→雾或降水,杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件。
影响:
2.雨后空气为什么是清新的?
1.为什么冬季杂质含量更高?
冬季降雨少
3.杂质有什么积极作用吗?
①使大自然中有晚霞朝晖、闲云迷雾、彩虹日晕等
气象万千的自然景色。
②作为凝结核,是成云致雨的必要条件。
杂质作为凝结核随降雨降落到地面
质疑探究
17
大气成分 体积比 作用
干洁空气 氮气(N2) 78%
(含量最多)
氧气(O2) 21%
二氧化碳(CO2) 0.033%
(变化)
臭氧(O3) 很少(变化)
水汽 很少
固体杂质 很少
生物健康生长必不可少的元素
(生物体的基本成分)
众多生物生命活动所必需的物质
参与有机物的燃烧、腐败和分解过程
植物光合作用的基本原料,调节地表温度
对地面起到保温作用
影响天气变化;影响地面和大气的湿度
使大气能见度变差;作为凝结核,是成云致雨的必要条件
强烈吸收太阳紫外线,使大气增温;保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害
一、大气的组成
低层大气的组成
不是。现代人类不合理的活动造成的大气污染,使大气的成分和含量发生了越来越明显的变化。
从地质作用看,原始大气成分和现代大气成分不同;
从当前来看,不同的区域由于地理环境的变化,会导致大气成分的变化;
现代生产、生活大量的废气排放,有害气体增加,加剧大气环境的污染。
大气成分是固定不变的吗?
质疑探究
大气污染的主要原因分析
①气象因素
风速 风速小,污染物不易扩散;大风天气,利于污染物扩散
气温 逆温天气出现时,空气对流运动受阻,污染气体不易扩散而大量积聚
湿度 一般而言,湿度越低,污染越重
1、自然因素
②地形因素:山间盆地、谷地以及三面环山的地区,大气污染物受地
形阻碍,不易扩散,加剧污染。
2、人为因素
3、技术进步可以提高能源利用效率和环境管理水平,从而降低大气污
染,提高空气质量。
①人口因素:人口集聚度越高,经济活动越频繁,环境污染越重。
②经济因素:产业结构(第二产业)和能源结构(化石能源)。
知识归纳
全球气候变暖
酸雨
大气污染
大量燃烧煤、石油等矿物燃料、毁林
二氧化碳、二氧化硫含量增加
大气的组成与人类活动
全球变暖
极冰融化
海平面上升
淹没沿海低地
气温升高
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,如果氟氯烃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%。
臭氧层空洞
臭氧层破坏的原因
人类过多地使用气溶胶、制冷剂(主要用于空调、冰箱)、发泡剂、化工溶剂中的氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是臭氧层被破坏的主要原因(南极、北极和青藏高原上空)。
氟利昂破坏臭氧层
臭氧层空洞
臭氧层空洞
保护臭氧层的措施:
①选择不含氟的冰箱、空调及汽
车等制品。尽量不购买使用含
氟喷雾类商品。
②研发新型制冷设备。
“臭氧洞”带来的危害?
对人类健康影响
1.增加皮肤癌。
2.损害眼睛,增加白内障患者。
3.削弱免疫力,增加传染病患者。
对生态影响
1.农产品减产及其品质下降。
2.减少渔业产量。
3.破坏森林。
你还了解哪些全球性大气环境问题?它们与大气中的哪些成分及其含量的变化相关?
酸雨:燃烧煤、石油、天然气,排放二氧化硫和氮氧化合物等酸性气体。
光化学烟雾:汽车尾气中的氮氧化合物和碳氢化合物受太阳紫外线作用,产生的刺激性浅蓝色烟雾。
温室效应:人类大量燃烧化石燃料排放出的二氧化碳等温室气体,增加了大气吸收地面辐射的能力。
可吸入颗粒物:燃煤烟尘、建筑工地扬尘、汽车尾气排放量大且缺乏标准或不达标,使空气中可吸入颗粒物增多。
质疑探究
云:太阳照在地球的表面,水蒸发形成水蒸气,一旦水汽过饱和,水分子就会聚集在空气中的微尘(凝结核)周围,由此产生的水滴或冰晶将阳光散射到各个方向,这就产生了云的外观。
雨:是从云中降落的水滴,小水滴在云里互相碰撞,合并成大水滴,当它大到空气托不住的时候,就从云中落了下来,形成了雨。
知识窗
云、雨、雾、雪、露、霜
雪:是指从混合云中降落到地面的雪花形态的固体水。由大量白色不透明的冰晶(雪晶)和其聚合物(雪团)组成的降水。
雾:是指在接近地球表面、大气中悬浮的由小水滴或冰晶组成的水汽凝结物,是一种常见的天气现象。当气温达到露点温度时(或接近露点),空气里的水蒸气凝结生成雾。雾和云的不同在于,云生成于大气的高层,而雾接近地表。
知识窗
云、雨、雾、雪、露、霜
霜:贴近地面的空气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点 ( 指露点低于 0 ) 以下,在地面或物体上凝华而成的白色冰晶。
露:傍晚或夜间,地面或地物由于辐射冷却,使贴近地表面的空气层也随之降温,当其温度降到露点以下,即空气中水汽含量过饱和时,在地面或地物的表面就会有水汽的凝结。如果此时的露点温度在0℃以上,在地面或地物上就出现微小的水滴,称为露。
云、雨、雾、雪、露、霜
知识窗
大气中水汽和杂质含量的变化与人类活动
霾:又称“灰霾”,是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体,使空气浑浊,水平能见度降低到10千米以下的一种天气现象
雾:当空气中的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量,并有足够的凝结核存在时,多于的水汽便会凝结出来,变成小水滴或水晶,水平能见度低于1千米时,气象学上称为雾。
一种自然天气现象
一种大气污染现象
类别 组成成分 能见度 存续时间
雾
霾
小水滴或冰晶
固体颗粒
<10千米
<1千米
日出后迅速消散
可整天存在
雾与霾的区别
影响人体健康:
雾霾天气对我们生活的影响
PM2.5粗细还不到头发丝的1/30,能携带大量有毒有害物质,通过支气管进入人体的肺部,甚至融入到血液之中,成为危害身体健康的隐形杀手。引发支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿和慢性阻塞性肺疾病等慢性呼吸系统疾病。
影响人体健康:
雾霾天气还可导致近地层紫外线的减弱,使空气中的传染性病菌的活性增强,传染病增多。
影响交通通行
雾霾天气时,由于空气质量差,能见度低,容易引起交通阻塞,发生交通事故。在日常行车行走时更应该多观察路况,以免发生危险。
影响生态环境
降低空气质量;雾霾天气对公路、铁路、航空、航运、供电系统、农作物生长等均产生重要影响。雾、霾会造成空气质量下降,影响生态环境。
雾霾天气对我们生活的影响
霾的固态颗粒物来源
雾霾天气是一种大气污染状态。雾霾主要由二氧化碳、氮氧化物和可吸入颗粒物等组成。雾霾中的可吸入颗粒物小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长,输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响大。我国部分地区已把雾霾天气列入灾害性天气进行预报。
工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘和各类交通工具排放的尾气、建筑工地和道路交通产生的扬尘、垃圾焚烧、火山喷发等。
分析我国近年来雾霾天气多发的人为原因,形成雾霾的气象因素又有哪些?
工业生产排放废气、能源消费中煤炭使用比重高、冬季用煤炭取暖等使固体尘埃排放量增多,机动车排放的尾气等导致近地面大气中污染物增多,加重雾霾。
水平方向静风现象增多,垂直方向出现逆温,是形成雾霾天气的气象因素。
大气中PM2.5浓度增加
雾霾天气多发
1.政策法规的制定和执行:政府应制定严格的空气质量标准和排放标准,加强对工业企业和机动车尾气的监管和处罚力度,减少污染物的排放。
2.能源结构的调整:积极推动清洁能源的使用,如风能、太阳能和天然气,减少对煤炭等高污染能源的依赖。同时,加大对可再生能源技术的研发和推广力度。
3.城市规划和管理:优化城市布局,增加绿地和湿地面积,提高城市的生态承载力。加强对建筑施工和道路扬尘的管理,减少扬尘污染。
4.提高公众环保意识:通过宣传教育,提高公众对雾霾危害的认识,倡导绿色出行和环保生活方式,如减少开车、使用公共交通工具等。
5.个人防护措施:尽量减少室外暴露的时间,减少开窗通风,长时间在室外需要佩戴口罩。做好个人卫生,饮食清淡多喝水
雾霾的防治措施
温度(℃)
高度(km)
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
大气温度、密度和运动状态在垂直方向上的差异。
二、大气的垂直分层
分层的依据:
CO2
H2O
吸收
1.对流层
—— 与人类的关系最密切
对流层是指最贴近地球表面的大气最低层,密度最大。
二、大气的垂直分层
分层:
近地面至对流层顶
高度范围
纬度
17~18
10~12
10~12
8~9
8~9
N 90° 60° 30° 0° 30° 60° 90° S
厚度
(km)
5
10
15
20
对流层顶部
在空间上,低纬>中纬>高纬;在季节上,夏季>春季、秋季>冬季。
对流层厚度
(平均采用12km)
对流层的厚度与对流运动的强弱有关,地面温度越高,对流运动越强,对流层的高度越高。
(中纬度更明显)
17~ 18
8~ 9
10~12
不同纬度地区受热不均
对流层高度随纬度增加而降低
1.对流层
二、大气的垂直分层
集中了约3/4的大气和几乎全部的水汽、固体杂质,大气中的污染物也多集中在这一层。
成分
-100
-50
0
50
100
0
20
40
60
80
12
50
高度(Km)
温度(℃)
平流层
高层大气
大气的重直分层示意
对流层
分层:
① 气温随高度的增加而递减
②上部冷下部热,对流运动显著,
③云、雨、雾、雪等天气现象复杂多变
地面是对流层大气的直接热源。
气温随高度的增加而递减。
每上升100米降低0.6℃。
空气上冷下热,产生对流。
水汽+杂质向上输送。
气温降低,成云致雨。
天气现象复杂多变
高度/km
20
0
60
80
40
-100
-50
0
50
100
电离层(热层)
平流层
高
层
大
气
温度℃
对流层
特点
地面热源
与人类的关系
人类生活在对流层底部;
具备成云致雨的必要条件,水汽杂质含量多,对流运动显著(降温条件)。
云、雾、雨、雪等天气现象都发生在这一层。因此,对流层与人类关系最为密切。
为什么在起飞和降落阶段飞机颠簸次数特别多?
对流层为什么天气现象复杂多变?
飞机在起飞阶段和降落阶段会经过对流层,会受到对流运动的影响,上升的气流会让飞机上下颠簸。这就是在起飞和降落阶段飞机颠簸次数特别多的原因。
1.对流层
1.对流层
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类的关系
对流层(整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质,都集中在这一层) 低纬:
17——18km;
中纬:
10——12km;
高纬:
8——9km。任何纬度地区,夏季较厚而冬季较薄,中纬度地区尤其明显。 气温随着高度的增加而递减 地面是对流层大气主要的直接热源 人类生活在对流层的底部,对流层与人类的关系最为密切
空气对流运动显著 该层上部冷下部热
天气现象复杂多变 随着空气的对流运动,近地面的水汽和杂质向上空输送,在上升过程中随着气温的降低,容易成云致雨
二、大气的垂直分层
-100
-50
0
50
100
0
20
40
60
80
12
50
高度(Km)
温度(℃)
对流层
平流层
高层大气
大气的重直分层示意
2.平流层
二、大气的垂直分层
分层:
对流层顶至50-55干米的高空
高度范围
成分
水汽、杂质含量稀少,15-35干米处,形成臭氧层
臭氧层以上,臭氧含量逐渐减少,但是太阳紫外线辐射强烈,气温随高度的增加迅速上升。
臭氧吸收大量太阳紫外线,“地球生命的保护伞”;
臭氧层
气温随高度的增加而增加
以水平运动为主
(温度上热下冷,大气稳定)
大气平稳,天气晴朗,
有利于航空飞机飞行
特点
平流层热量直接来自太阳
臭氧层平流层直接热源
(靠臭氧吸收紫外线而增温)
①气温随高度增加而迅速上升
②气流以平流运动为主
③天气现象少见
2.平流层
与人类的关系
大气平稳,天气晴朗,能见度高,无云雨利于飞机飞行
人类生存的天然屏障(臭氧层是地球生命的保护伞)
飞机起飞从对流层飞入平流层的过程中,坐在飞机里的乘客有何感受?
气压降低,出现耳鸣等现象。向上飞入平流层过程中飞机较颠簸(对流层水汽杂质多,天气多变),进入平流层后飞机平稳。
2.平流层
2.平流层
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类的关系
平流层 自对流层顶向上至50——55km 气温随着高度的增加而上升 臭氧集中分布在15——35km的气层中,它可以吸收大量紫外线;臭氧层以上,太阳紫外线辐射强烈 有利于航空飞机飞行;臭氧层有保护地球生命的作用
大气以水平运动为主 该层上部热下部冷,大气稳定,不易形成对流
天气现象少见 水汽、杂质含量稀少
二、大气的垂直分层
-100
-50
0
50
100
0
20
40
60
80
12
50
高度(Km)
温度(℃)
对流层
平流层
高层大气
大气的重直分层示意
3.高层大气
二、大气的垂直分层
分层:
平流层顶至至2000-3000千米的高空(大气上界)
高度范围
成分
气压很低,空气密度很小,60-500干米高空,形成若干电离层
大气上界
在太阳紫外线和宇宙射线的作用下,大气分子被分解为离子,大气处于高度电离状态,所以称为电离层。
电离层能反射无线电波,对无线电通信有重要作用
电离层
无线电波传播圈
特点
1、气温随高度升高先降低后上升
2、底部对流运动,上部平流运动
4、有极光和流星现象
3、存在电离层(60~500千米),能反射无线电波,对无线电通信有重要作用
3.高层大气
自平流层顶开始,没有吸收紫外线的臭氧,气温降低
随高度的增加,大气吸收太阳辐射,温度又升高
空气上冷下热,产生对流。
以水平运动为主
(温度上热下冷,大气稳定)
高空对流和高空平流
与人类的关系
能反射无线电波,对无线电通信有重要作用,有极光、流星;人造卫星空间站、宇宙火箭等
飞机起飞和降落时能不能拨打电话?为什么?
在飞机上拨打电话会干扰飞机的通信、导航、操作系统,会干扰飞机与地面的无线信号联系
极 光
3.高层大气
高层大气中在80-120千米的高空,多数来自太空的流星体会燃烧,成为我们夜晚看到的流星
流星体燃烧(80-120千米)
由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,使高层大气分子或原子电离而产生,出现的灿烂美丽的光辉
极光
与人类的关系
3.高层大气
3.高层大气
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类的关系
高层大气 平流层顶到大气上界(高度约2000~3000千米) 气温随着高度的增加先降低后上升 自平流层顶部开始,由于没有臭氧,气温会下降;随后大气吸收更短波长的紫外线,温度上升 电离层能反射无线电波,对远距离无线电通信有重要作用;出现流星和极光现象
大气气压很低,密度很小 距地面远,收到的引力小
在60——500km的高空,有若干电离层 在太阳紫外线和宇宙射线作用下,大气分子被分解为离子,大气处于高度电离状态,形成电离层
二、大气的垂直分层
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
温度/℃
海拔/km
12
50
2000~3000(大气上界)
气温
对流层
平流层
臭氧层
电离层
高层大气
短波
知识归纳
对流运动
平流运动
热
冷
知识归纳
课堂小结
气温随高度
升高而递减
气温
高度
气温随高度
升高而递增
气温
高度
①对流层的某一个高度范围内会出现气温大于0.6°C/100 m的现象
②气温垂直递减率小于0.6°C/100 m的现象。
一般情况下,对流层温度上冷下热,海拔每升高100米,气温下降0.6℃,但在一定条件下,对流层中也会出现:
这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”现象。
三、逆温现象
1.概念
在①情况下,大气对流运动更加强烈;在②情况下,大气的对流运动减弱,大气比较稳定。
地面
近地面大气
高空大气
由于大气逆辐射弱,夜间地面温度迅速冷却
紧贴地面的大气层也迅速降温,降温幅度超过了上层大气
逆温层
形成条件:晴朗少云而有微风的夜晚,冬季大陆上尤为显著(如沙漠)
形成时间:夜间逆温层不断加厚,黎明前后达到最大厚度(气温最低),日出后从地面开始逐步消失(地面开始升温)。
①.辐射逆温:
2.逆温的类型、成因及地区
发生逆温的大气层称为逆温层,逆温层至地面的距离下限称为逆温高度,上下限的温度差称为逆温强度。
中午
对流运动,有利于污染物的扩散
傍晚
日落,下层大气降温快于上层
黎明前
日出前对流抑制最大,污染物不易扩散
日出后
日出,下层大气升温快于上层
中午
逆温的生消过程——近地面先发生,后逐步向上发展,近地面先结束。无论其形成还是结束都是从近地面开始的。
①.辐射逆温的形成及消失过程图解:
由于暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时,底层空气因受下垫面的影响迅速降温,上层空气因距离较远,降温较少,于是产生逆温。该逆温现象多出现在中纬度沿海地区。
比如,冬季从海而来的气团平流到陆地冷的下垫面上。或是秋季空气由低纬地区平流到高纬地区时,都有可能产生平流逆温。
2.逆温的类型、成因及地区
②.平流逆温:
下垫面
下垫面温度较低
逆温层
形成条件:晴朗少云,风速可以较大
平流雾:中纬度沿海地区的冬季,当海上暖湿空气平流至大陆上时,常出现较强的平流逆温,容易产生平流雾(如秘鲁寒流流经区的海雾)
融雪逆温
暖空气流经冰雪表面时,使得冰雪融化,吸收热量,使得平流逆温加强
下垫面
下垫面温度较低
冰雪
2.逆温的类型、成因及地区
②.平流逆温:
常发生在山地、盆地和谷地中。夜晚,由于山坡散热快,山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升,从而出现温度的倒置现象,称为地形逆温。
如天山北坡从12月—次年2月在近地层会存在一层深厚的逆温层,它的形成主要是由于冷空气受阻积累的,在形成的“冷空气湖”上有较暖的空气层。天山北坡的逆温层厚度至少有1500米,在南坡只有700米。这种冬季逆温层在青藏高原东部和北部边缘是普遍存在的。
2.逆温的类型、成因及地区
③.地形逆温:
逆温层
山谷或盆地
山坡散热快
冷空气下沉
暖空气被挤压抬升
小尺度的地形逆温:夜间山坡降温快,冷空气下沉,暖空气被迫挤压抬升,形成逆温。
大尺度地形逆温:冬半年冷空气南下的过程当中,冷空气往往会将盆地和谷地填满,形成冷空气湖。
2.逆温的类型、成因及地区
③.地形逆温:
上暖下冷
气温
冷暖气团相遇,由于物理性质的差异,冷气团在下,暖气团在上
对流层中,暖空气运移到冷空气之上,形成冷暖相交的锋面。暖气团位于锋面之上,冷气团在下。在冷暖气团之间的过渡带上,若锋面上下暖冷空气的温差较大,便形成逆温。由于锋是从地面向冷空气上方倾斜的,逆温层也随锋面的倾斜而呈倾斜状态。因此逆温只能在冷空气所控制的地区内观察到,在冬半年有时会形成冻雨一些恶劣性天气。锋面逆温离地的高度与观测点相对于锋线的位置有关,距地面锋线越近,逆温层的高度越低;反之越高。
2.逆温的类型、成因及地区
④.锋面逆温:
气团
高气压控制区,高空存在大规模的下沉气流,使其内能增加,称作是“绝热增温”。h1>h2,气团顶部增温大于底部。
h1
h2
2.逆温的类型、成因及地区
⑤.下沉逆温:
因整层空气下沉而导致的逆温称为下沉逆温。当某气层产生下沉运动时,因气压逐渐增大以及由于气层向水平方向扩散,使气层厚度减小。若气层下沉过程是绝热过程,且气层内各部分空气的相对位置不变,这时空气层顶部下沉的距离比底部下沉的距离大,致使其顶部绝热增温的幅度大于底部。因此,当气层下沉到某一高度时,气层顶部的气温高于底部,而形成逆温。
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类型 成因 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
下沉逆温 高压控制区,高空存在大规模下沉气流,气流下沉的绝热增温作用 高压控制地区
2.逆温的类型、成因及地区
知识归纳
3.逆温对地理环境的主要影响
不利影响
①.出现多雾天气:早晨多雾,能见度降低,地面湿滑,给人们的出行带来不便,甚至出现交通事故,
②.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,加剧大气污染,雾霾等天气加重,从而危害人体健康。
③.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。
3.逆温对地理环境的主要影响
①逆温的出现阻碍空气对流,可以抑制沙尘暴的发生
②有利于飞机高空飞行,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,飞机飞行中不会有较大的颠簸。
③提高山坡谷物产量及质量。
④和其他天气现象一样,逆温可作为一种气候资源加以利用。例如,伊犁河谷逆温现象一般出现在10月至次年3月,有效地提高了冬季谷地的温度,果树越冬可以免受冻害等
有利影响
民航客机在飞过天空时,其身后经常拖着白色的尾巴,被称为航迹云。当客机飞行在气温为-60℃~-40℃的大气层且在空气湿度较大的条件下,才容易产生航迹云。下面左图为航迹云景观,右图为气温随海拔高度的变化示意图,据此完成1-2小题。
1.当客机飞行时,更容易产生航迹云的是在( )
A.① B.② C.③ D.④
B
2.关于图中各层大气的叙述正确的是( )
A.①所在大气层水汽、杂质、臭氧含量多
B.②所在大气层大气厚度在赤道附近最厚
C.③所在大气层的臭氧含量高,大气上部冷下部热
D.④所在大气层上冷下热,大气稀薄
B
基础过关
如果对流层大气出现“上热下冷(即随高度上升,气温也上升)”现象时,空气对流运动减弱,不利于污染物的扩散。据此完成下面小题。
3.上图中,符合题中所示现象
的大气层次是( )
A.①+② B.②
C.②+③ D.③
4.据此推测,在冬季,一天中
最不合适进行户外锻炼的时
段是( )
A.清晨 B.中午
C.午后 D.傍晚
B
A
基础过关
(1)近年来,贵阳将“中国避暑之都”作为城市名片,着力打造“避暑”旅游产品,大力发展“避暑”经济。在我国地形图上,找到贵阳、重庆、武汉、长沙、上海的位置;读图 3-7,说明贵阳打造避暑旅游名城的优势条件,并分析其形成原因。
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
上海
长沙
重庆
贵阳
武汉
温度/℃
23.9
23.6
28.1
28.4
28.7
28.2
28.6
28.1
28.0
27.8
7月
8月
1. 在对流层,海拔每上升 100 米,气温约下降 0.6 ℃,从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。据此,完成相关任务。
避暑旅游名城——贵阳
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贵阳
重庆
武汉
长沙
上海
相较于重庆、武汉、长沙、上海,贵阳虽然纬度较低,位于亚热带,但其处在云贵高原,海拔较高,主城区平均海拔1070米,故夏季天气凉爽。
一、温度适宜。贵阳地区最热月7月份平均气温在22-24℃之间。
二、紫外线辐射最少。位于全国日照时数最低值的区域内。
西藏林芝地理位置
西藏垂直高差大,山上海拔高,气温低,林芝位于雅鲁藏布江谷地,地势较低,热量条件较好,气温较高,桃花开花早(花期早);周围多山地,海拔高,气温低,所以此时会有积雪分布。
雪被
陆高/米
5000
3000
2000
1000
500
(2)每年三月,西藏大部分地区的隆冬尚未结束,林芝的桃花却竞相开放,争奇斗艳,皑皑白雪与灼灼桃花相互映衬,让人领略到“雪域江南”的独特春光。试分析这一地理现象的形成原因
雪域江南——西藏林芝
Lavf58.12.100
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