2025届高三一轮复习导学案 4.1 大气的组成与垂直分层——大气受热过程与热力环流

第四章　天气的成因与气候的形成　 第一节　大气的组成与垂直分层　大气受热过程与热力环流 一、大气的组成和垂直分层 读大气垂直分层的划分图,并完成下列内容。 1.大气的组成: (1)干洁空气。 主要成分 主要作用 氮气 含量 的气体,生物体健康生长 的元素 氧气 众多生物 必需的物质 二氧化碳 植物进行 的重要原料;重要的温室气体,对地面有 作用 臭氧 距地面 千米浓度最高;能吸收 ,保护地面上的生物 (2)水汽:水汽是影响 的重要因素。 (3)固体杂质:作为凝结核是 的必要条件。 2.大气的垂直分层: 垂直分层 气温变化 与人类关系 对流层 每升高100米,下降 ℃ 运动显著,天气现象 ,对人类影响最显著 平流层 随高度的增高而 空气做 运动,天气晴朗,有利于 高层大气 随高度增加先降低后升高 存在 ,能反射无线电波 二、大气受热过程 理解大气受热过程图,并完成下列内容。 (1)能量来源。 ①根本来源:A 。 ②近地面大气热量的直接来源:B 。 (2)两大环节。 ① 增温:大部分太阳辐射透过大气射到地面,使地面增温。 ② 增温:地面以长波辐射的形式向大气传递热量。 (3)两大作用。 ①大气的 作用:大气层中水汽、云层、尘埃、空气分子等对太阳辐射的反射、散射和吸收作用。 ②大气对地面的 作用:C 对近地面大气热量的补偿作用。 【图表应用】 结合下图根据大气的受热过程,标注图中各箭头的含义。 三、热力环流 读热力环流形成示意图,并完成下列内容。 1.热力环流的形成原因:地面 。 2.热力环流的形成过程: 地面冷热不均→空气的 或 →同一水平面上的 差异→大气的 运动。具体如下图所示: 四、大气的水平运动 读高空风与近地面风(北半球)示意图,完成下列内容。 1.形成风的直接原因:水平气压梯度力。 2.影响大气水平运动的作用力: 项目 方向 大小 水平气压梯度力(图中F1) 于等压线,从高压指向低压 等压线密集水平气压梯度力 ,等压线稀疏水平气压梯度力 地转偏向力 (图中F2) 与风向 ,北半球向右,南半球向左 随风速增大而 ,随纬度升高而增大 摩擦力(图中F3) 与风向 与下垫面状况有关 基础考点1　大气受热过程 【研析考题】 大气散射辐射的强弱和太阳高度、大气透明度有关。下图为我国某城市大气散射辐射日变化图。完成(1)(2)题。 (1)有关该城市大气散射辐射强弱的叙述,正确的是 (　　) ①夏季大于冬季 ②郊区大于城区 ③冬季大于夏季 ④城区大于郊区 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ (2)下列现象与大气散射作用密切相关的是 (　　) ①晴天天空多呈蔚蓝色 ②朝霞和晚霞往往呈红色 ③深秋晴天夜里多霜冻 ④雪后天晴阳光特别耀眼 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 【解析】(1)选B,(2)选A。第(1)题,据材料可知,大气散射辐射的强弱和太阳高度、大气透明度有关。又据图可知,北京时间12-14时,正午太阳高度角大,大气散射辐射强,说明大气散射辐射与正午太阳高度正相关,故大气散射辐射夏季大于冬季;又据图可知,阴天云层厚,大气透明度低,大气散射辐射强,说明大气散射辐射与大气透明度反相关,城区比郊区污染较严重,大气透明度低,大气散射辐射城区大于郊区。第(2)题,在太阳辐射的可见光中,波长较短的蓝色光最容易被散射,所以晴朗的天空呈现蔚蓝色;日出和日落的时候,太阳光要穿过较厚的大气层才能到达地面,波长较短的蓝紫光大部分已被上层大气散射掉了,到达近地面大气时主要只有波长较长的红光等,故朝霞和晚霞往往呈红色;秋冬季节出现霜冻,与晴朗的夜晚云量少、大气逆辐射弱有关,与大气散射无关;雪后天晴阳光特别耀眼是因为云层少,大气透明度高,大气对太阳辐射的反射、散射、吸收作用少,不只是散射作用。 【关联知识】 关联1　大气保温作用原理的现实应用 (1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响: (2)分析农业实践中的一些现象: ①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。 ②深秋农民利用秸秆燃烧制造烟雾预防霜冻。 ③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。 ④干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石,不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。 关联2　利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡 (1)高海拔地区:(如青藏高原地区) (2)内陆地区:(如我国西北地区) (3)湿润内陆盆地:(如四川盆地) 关联3　大气受热过程原理的综合应用——昼夜温差大小的分析 分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。 (1)地势高低:地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。 (2)天气状况:晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。 (3)下垫面性质:下垫面的比热容大→地面增温和降温速度都慢→昼夜温差小,如海洋的昼夜温差一般小于陆地。 【对点训练】 　　(2024·天津塘沽模拟)自19世纪90年代中期以来,全球大气中水汽含量增加了4%,加剧了全球温室效应和飓风、雷暴等恶劣天气的发生。据此完成1、2题。 1.大气中水汽含量增加会加剧全球的温室效应,主要表现为 (　　) ①夜晚比白天升温更明显 ②白天比夜晚升温更明显 ③潮湿地区比极地和沙漠地区升温更明显 ④极地和沙漠地区比潮湿地区升温更明显 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 2.加剧飓风、雷暴等恶劣天气过程的能量补给主要来自 (　　) A.大气反射作用 B.大气逆辐射 C.大气散射作用 D.水汽凝结放热 【解析】1选B,2选D。第1题,水汽属于温室气体,能够吸收长波辐射。空气中水汽含量增加,夜晚的保温作用增强,温度升高;白天的削弱作用增强,温度降低,①正确,②错误。潮湿地区与极地、沙漠地区相比,空气湿度较大,空气中水汽含量增加对潮湿地区的增温效应不明显,但对原先气候较干燥的极地、沙漠地区的增温效应较显著,③错误,④正确。第2题,飓风、雷暴等恶劣天气形成过程中通常会出现降水天气,空气中的水汽在凝结过程中会释放出热量,为恶劣天气的进一步发展提供能量补充,D正确。飓风、雷暴等恶劣天气的发展与大气的反射作用、大气逆辐射和大气散射作用关系不大,A、B、C错误。 3.(2024·天津宁河模拟)如表为某地2022年2月13日和14日天气情况。与13日相比,14日(　　) 项目 天气 最高温 最低温 风向 风速 空气质量 2月13日 中雪 -3℃ -6℃ 东南风 小于3级 良 2月14日 晴 -1℃ -10℃ 东北风 小于3级 优 A.气温的日较差较大 B.地面获得的太阳辐射较少 C.夜间大气逆辐射较强 D.风速较大使空气质量转优 【解析】选A。2月13日昼夜温差是3℃,2月14日昼夜温差是9℃,所以14日气温的日较差较大,A正确。14日白天天气转晴,云量少,大气对太阳辐射的削弱作用减弱,到达地表的太阳辐射增强,地面获得的太阳辐射较多,B错误。14日最低气温比13日低,原因最可能是14日夜间转晴,云量少,大气吸收的地面辐射少,夜间大气逆辐射较弱,C错误。14日的风速与13日差不多,都是小于3级,空气质量变优是晴天对流旺盛,有利于污染物的消除,D错误。 　　坚持打好蓝天保卫战,加强对雾霾形成的机理研究,提高应对的科学性、精准性,是社会关注的热点之一。结合所学知识,完成4、5题。 4.浓雾天气能见度降低的原因之一是 (　　) A.浓雾吸收地面辐射,增强大气逆辐射 B.浓雾削弱了地面辐射 C.浓雾对太阳辐射有反射作用 D.浓雾改变了太阳辐射的波长 5.浓雾天气能见度虽然不是很好,但是交通信号灯却是很醒目。运用地理原理分析大雾期间,红、绿色光仍然很醒目的原因 (　　) A.红、绿色光不容易被散射 B.红、绿色光最容易被散射 C.红、绿色光不容易被遮挡 D.红、绿色光不容易被吸收 【解析】4选C,5选A。第4题,浓雾对太阳辐射有反射作用,使到达地面的太阳辐射减少,降低能见度。第5题,红、绿色光的穿透力较强,不容易被散射,即使在能见度较低的情况下(如大雾天)也容易被看见,不易发生交通事故,而其他颜色的光在大雾天很容易被散射。 基础考点2　热力环流的形成及常见形式 【研析考题】 　(2023·天津等级考)下列是天津四处的景观图片。图乙所示的居民区位于滨海地区,当地居民经常能感受到海陆风。在夏季时,若只考虑海陆热力性质差异,一天中海风风力最大的时段是 (　　) A.6:00-7:00 B.10:00-11:00 C.14:00-15:00 D.20:00-21:00 【解析】选C。海陆风中海风是指海洋吹向陆地的风,此时海洋应气压较高,相对气温较低,而如果海陆同时增温,海洋由于热容量较大,增温幅度小,相对于陆地气温低,气压高,因此一天之中地面辐射最多的时刻,也就是气温最高的时刻,海风最大,而一天中气温最高的时刻一般是在14:00附近。 【关联知识】 关联1　热力环流的形成——“一、二、三” (1)一个关键。 “一个关键”是确定近地面两地点的冷热。热容量大的地球表面,白天气温较低,夜晚气温较高;热容量小的地球表面,白天气温较高,夜晚气温较低。 (2)二种运动。 ①垂直运动:近地面热,空气上升,近地面冷,空气下沉。 ②水平运动:空气水平运动从高压指向低压。 (3)三个关系。 ①等压面的凹凸关系。 甲受热:低空下凹、高空上凸。 乙受冷:低空上凸、高空下凹。 近地面和高空气压相反。 ②风压关系:水平方向上,风总是从高压吹向低压(如上图中①②处风向所示)。 ③温压关系。 关联2　常见热力环流 (1)海陆风。 ①成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键。 ②影响与应用:海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。 (2)山谷风。 ①成因分析——山坡的热力变化是关键。 ②影响与应用:山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底,使谷底和盆地内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷地区不宜布局有污染的工业。 (3)市区与郊区之间的热力环流。 ①成因分析——“城市热岛”的形成是突破口。 ②影响与应用:一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置在下沉距离以外。 【对点训练】 　　冰川风是指在冰川地区,冰川表面较稳定而下沉的气流沿冰面向冰川前方运动,迫使冰缘地区的空气上升而产生对流交换,形成的由冰川表面向冰缘地带吹送的风。1960年春季,我国登山队首次攀登珠峰时,发现珠峰北坡长达20千米的绒布冰川上,夜间与白天多吹下山的南风,这就是“冰川风”。下图示意冰川风的形成。据此完成1、2题。 1.冰川风的成因是 (　　) A.冰川地区空气湿度大,保温作用强 B.冰川地区比热容更大,昼夜温差大 C.冰川地区冰面反射强,吸收作用弱 D.冰川地区保温作用强,增温速度快 2.冰川风对该谷地山风的影响是 (　　) A.延长山风的时间,增强山风的势力 B.延长山风的时间,削弱山风的势力 C.缩短山风的时间,减弱山风的势力 D.缩短山风的时间,增加了山风势力 【解析】1选C,2选A。第1题,冰川风是指冰川表面向冰缘地带吹送较稳定而下沉的冷却气流。由于与山谷处相比,冰川的反射率更高,表面吸收的热量较少,温度更低,与附近山谷之间存在冷热差异,因此形成冰川风。第2题,冰川风与山风的方向一致,会延长山风的时间,同时会加强山风的势力。 　　(2023·天津实验中学模拟)读山谷风示意图,图中实线为等压线,虚线为等温线。完成3、4题。 3.下列判断正确的是 (　　) ①此图出现在夜晚 ②此图表示的是白天 ③此时吹山风 ④此时吹谷风 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 4.据实际调查,图中甲地的夜雨较多,其主要原因是该地区 (　　) A.夜晚的气温高于白天的气温,气流作上升运动 B.夜晚的气温比周围地区的气温低,气流作下沉运动 C.夜晚的气温比周围地区的气温高,气流作上升运动 D.夜晚的气温高于白天的气温,蒸发旺盛,空气中的水汽丰富 【解析】3选D,4选C。第3题,图中实线为等压线,甲为高压,气流下沉,此图表示的是白天,此时吹谷风。第4题,白天谷风把谷地的水汽带到上方,使山上空气湿度增加,谷地的空气湿度减小。夜晚山风把水汽从山上带入谷地,因而山上的空气湿度减小,谷地空气湿度增加。在水汽充足的条件下,白天在山坡上空凝云致雨,夜间在盆地边缘造成降水。夜间山谷气流作上升运动,夜间蒸发较白天弱,气温较白天低。 学科网（北京）股份有限公司 $$