内容正文:
第三章 地球上的大气
课时10 大气的组成与垂直分层 大气的受热过程
夯实·基础知识
任务驱动
任务1
任务2
1.对流层 平流层 高层大气
2.提示:A层:温度随高度升高而递减,大气对流运动显著;B层:温度随高度升高而升高,大气以平流运动为主。
3.提示:低纬度地区地面受热多,对流活动旺盛,因此对流层的高度高;而高纬度地区地面受热较少,对流活动较弱,所以对流层的高度低;中纬度地区则居中。
4.电离 无线电
任务3
1.太阳辐射 地面辐射 大气逆辐射 大气反射 大气辐射
2.提示:因为地面辐射是对流层大气热量的直接来源。在对流层中,随着海拔升高,大气获得的地面辐射逐渐减少,因此气温会降低。
3.提示:大气在增温的同时,也向外辐射长波辐射,其中大部分向下射向地面,其方向与地面辐射方向相反,被称为大气逆辐射。大气逆辐射把热量传给地面,在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起到了保温作用。
4.(1)√ (2)× (3)×
考教衔接
1.D 2.A [第1题,根据图中信息可知,随着时间的推移,全球二氧化碳体积分数整体在逐渐增加,因此时间越往后,二氧化碳体积分数变化越快,且由图中曲线斜率可知,1980—2000年曲线斜率最大,说明此时段二氧化碳体积分数变化最快,D正确。第2题,土地利用变化,指雨林、森林等植被遭受破坏,吸收二氧化碳能力减弱,使得二氧化碳体积分数增加,①正确;大量煤、石油等化石燃料燃烧,排放大量温室气体,二氧化碳体积分数增加,②正确;海平面的上升和陆地冰川融化是二氧化碳体积分数增加的结果,不是原因,③④错误。综上所述,A正确。]
3.C 4.A [第3题,根据材料可知,鲍姆加特纳从距离地表39 km的高空跳离太空舱,处于平流层中,C正确。第4题,鲍姆加特纳在降落过程中依次经历平流层和对流层。结合图中温度变化可知,在平流层中,气温随着海拔升高而升高,在对流层中,大气的温度随着海拔升高而降低,所以,鲍姆加特纳在降落过程中(从39 km高空到地表)的大气温度先降低,后上升,A正确。]
5.A 6.D [第5题,结合图示信息可知,由于地球有大气层的存在,存在大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用等相关过程,故地球表面的辐射过程要比月球复杂得多,A正确。第6题,由于月球无大气层,所以月球白天不存在大气对太阳辐射的反射和吸收,到达月球表面的太阳辐射多,所以月球表面白天温度要高很多,①④正确;月球不存在大气逆辐射,但与题干信息“月球表面白天温度要高很多”关系不大,排除②;月球白天太阳辐射剧烈,排除③。故选D。]
培养·思维能力
典题研析
(1)B (2)D (3)B
变式延伸
提示:图中乙曲线代表的是大气逆辐射,该地位于我国西北地区,图中显示第2、第3天该地的太阳辐射大幅减少,说明经历了阴雨天气过程,第4天因降水过后空气中杂质变少,且天气晴朗,因此大气逆辐射相对较小。
素养练习
1.B 2.B [第1题,高空探测气球升高过程中,从地面到高空3万米左右,先经过对流层后经过平流层,所以气温先随高度增加而降低,进入平流层后,气温随高度增加而升高,B正确。第2题,平流层大气做平流运动,天气晴朗,B正确;臭氧主要集中分布在平流层中,A错误;因为探测气球主要采集从地面到高空3万米左右不同高度的气象数据,按照大气分层的高度,探测气球只经过了对流层和平流层,没有到达高层大气,C、D错误。故选B。]
3.A 4.A [第3题,就全年而言,总体上纬度越高,地表净辐射越小。因此图中丙纬度最低,甲纬度最高,三地的纬度由高到低排列为甲、乙、丙,A正确,B、C、D错误。第4题,由上题分析可知,甲地纬度较高,乙、丙两地纬度较甲地低。夏季我国总体越往高纬度正午太阳高度越小,但昼长越长,更长的日照时间可以弥补一定的太阳辐射,造成夏季我国不同纬度接收的太阳辐射差距较小,因此甲地夏季地面净辐射与乙、丙相当,A正确、D错误;题中无法看出三地海拔和海陆位置的差异,降水更少和大气更稀薄不是主要原因,B、C错误。]
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考试要求
四层考查
1.运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,并理解其与生产和生活的联系。
2.运用示意图等资料,说明大气受热过程原理,并解释相关现象。
3.运用示意图等资料,说明热力环流原理,并解释相关现象。
4.运用示意图等资料,分析锋、低气压(气旋)、高气压(反气旋)等天气系统,并运用简易天气图,解释常见天气现象的成因。
5.运用示意图等资料,说明气压带、风带的分布,并分析气压带、风带对气候形成的作用以及气候对自然地理景观形成的影响。
【必备知识】 大气的组成与垂直分层特点及影响、大气受热过程原理及应用、热力环流的形成与表现、常见天气系统及天气特征、气压带和风带的形成与移动、气压带和风带对气候的影响。
【关键能力】 理解大气的受热过程、热力环流原理,解释相关地理现象;分析、比较各类天气系统的差异及影响;判断大气环流特征及其对气候的影响;培养空间想象能力、抽象思维能力、演绎推理能力。
【学科素养】 能够从区域空间位置、时间推移的视角,认识大气运动的规律、分布、原因;能够结合生产、生活实践认识大气热力状况、运动状况对天气及气候的影响。
【核心价值】 能够从“地对人的影响”视角,认识大气运动、天气系统等对人类活动的影响,人类活动要遵循自然规律,趋利避害。
课时10 大气的组成与垂直分层 大气的受热过程
——认识大气的组成
连线:将下列大气成分与其主要作用正确连线。
——了解大气的垂直分层
1.填空
图中的大气分层为A________、B_________、C____________。
2.简答:说出A、B两层的温度的垂直变化特点及大气运动的差异。
3.简答:观测发现A层在不同纬度的高度不同,为什么?
4.填空
在C层有若干________层,能反射无线电波,对__________通信有重要作用。
——学会分析大气的受热过程
1.填空:阅读下图,填出字母的含义,完成大气的受热过程。
a__________,b__________,c___________,e__________,f__________。
2.简答:为什么随着海拔升高,对流层气温会降低?
3.简答:为什么大气对地面具有保温作用?
4.判断:结合大气的受热过程,判断下列说法的正误。
(1)“高处不胜寒”说明地面是近地面大气的直接热源。( )
(2)阴天时昼夜温差较大。( )
(3)南极气候寒冷,与其下垫面无关。( )
必修第一册教材案例变式
下图为二氧化碳体积分数的变化。据此完成1~2题。
1.图中二氧化碳体积分数变化最快的时段是( )
A.1740年—1760年 B.1840年—1860年
C.1900年—1920年 D.1980年—2000年
2.图中二氧化碳体积分数变化的原因有( )
①土地利用变化 ②燃烧化石燃料 ③海平面的上升 ④陆地冰川融化
A.①② B.①③
C.①④ D.②④
必修第一册教材节首内容及图2.5变式
2012年,奥地利“坠落人”鲍姆加特纳配备着特制宇航服,从位于39 km高空的太空舱跳下,4分钟后打开降落伞,最后安全落地。下图示意大气的垂直分层及其气温变化。据此完成3~4题。
3.奥地利“坠落人”从太空舱跳离时,处于( )
A.高层大气 B.对流层
C.平流层 D.电离层
4.“坠落人”下行过程所经过大气层的气温变化是( )
A.先降后升 B.先升后降
C.一直下降 D.一直上升
必修第一册教材活动变式
月球表面昼夜温度变化要比地球表面剧烈得多,其赤道附近中午温度可达127 ℃,夜晚温度最低可达-183 ℃。下图为月球和地球表面的辐射过程示意图。据此完成5~6题。
5.和月球相比,地球表面的辐射过程要复杂得多,主要原因是地球( )
A.存在大气层 B.存在高级生命
C.存在液态水 D.地表形态复杂
6.和地球相比,月球表面白天温度要高很多,原因包括月球上在白天基本不存在( )
①大气吸收 ②大气逆辐射 ③太阳辐射 ④大气反射
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
1.利用大气的组成解释地理现象
(1)二氧化碳
二氧化碳→吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→返还地面热量→保温作用。
(2)氧原子和臭氧
①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。
②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。
(3)水汽
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。
(4)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.大气受热过程中两种作用的实践应用
(1)大气削弱作用原理应用→分析某地区太阳能的多少
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)
(2)大气保温作用原理应用→分析生产、生活中的现象
①解释温室气体大量排放对全球变暖的影响
②分析农业实践中的一些现象
a.我国北方地区利用温室大棚种植反季节蔬菜。
b.旧时深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。
(3)综合两种作用分析昼夜温差大小
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
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
下垫面性质
下垫面的比热容大→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
3.逆温现象分析
(1)概念:气温随高度增加而上升,或者随高度的增加气温的垂直递减率小于6 ℃/km的现象。
(2)逆温的类型、成因及特点
类型
成因
特点
辐射逆温
地面辐射冷却,在晴朗无云或少云的夜晚,地面辐射冷却快,离地面越近,降温越快
大陆上常年均可出现,尤以冬季最强
平流逆温
暖空气水平移动到冷的地面或水面上而发生的冷接触作用
越接近地表,降温越快
锋面逆温
冷暖气团温度差异显著,暖气团位于锋面上部
出现于锋面附近
地形逆温
冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动
出现于山谷或盆地
(3)逆温现象的形成及消失过程
(4)逆温的影响
有利
①逆温的出现阻碍了空气对流,因此可以抑制沙尘暴的发生
②逆温出现在高空,有利于飞机的飞行
③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,在我国新疆伊犁河谷,逆温出现在每年10月至次年3月,长达半年之久,有效地提高了冬季河谷坡地的温度,多年生果树越冬可以免受冻害等
不利
①逆温时,大气结构比较稳定,容易加重大气污染
②对天气的影响:容易产生大雾等不利天气
③对交通的影响:大气能见度降低,地面湿滑
(2024·安徽卷)下图为我国某地面观测站(47°06′N,87°58′E,海拔561 m)某月1日前后连续4天太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射和大气逆辐射的通量逐小时观测结果。据此完成(1)~(3)题。
(1)图中甲、乙、丙三条曲线依次表示( )
A.地面长波辐射、地面反射太阳辐射、大气逆辐射
B.地面长波辐射、大气逆辐射、地面反射太阳辐射
C.大气逆辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射
D.大气逆辐射、地面长波辐射、地面反射太阳辐射
(2)观测期间该地( )
①第1天晴朗无云 ②第2天地面吸收的太阳辐射量最大 ③第3天比第4天大气透明度低 ④可能经历了降水过程
A.①② B.②③
C.①④ D.③④
(3)该时段可能为( )
A.4月1日前后 B.6月1日前后
C.10月1日前后 D.11月1日前后
【解题导引】
(1)图文信息→丙曲线数值夜晚为零,白天曲线变化与太阳辐射相同→丙曲线代表地面反射太阳辐射;乙曲线数值昼夜差异较小,且在太阳辐射较小的第2、第3天数值较大→乙曲线代表大气逆辐射;甲曲线数值相对较大且随太阳辐射值变化而变化→甲曲线代表地面长波辐射
(2)图示信息→第1天、第4天太阳辐射值较大,但无法判断是否晴朗无云→第2、3天时太阳辐射明显减小→这两天可能出现了阴雨天气→第3天的大气逆辐射值比第4天大→第3天大气透明度低
(3)区域经纬度位置→地处我国西北地区→以温带大陆性气候为主→降水主要集中在夏季→依据第2、第3天的太阳辐射状况推测该时段可能为6月1日前后
【尝试解答】 (1)____ (2)____ (3)____
分析图中信息,乙曲线第4天的数值比第3天的小,其主要原因是什么?
大气的组成与垂直分层
(2025·岳阳模拟)气象气球可以跟踪大气不断变化的情况,在天气预报、气候监测和气象研究中具有重要作用。放飞的大气球,官方名称是“高空探测气球”,它通过一根长30 m的棉绳携带探空仪,实时采集从地面到高空3万米左右不同高度的气压、温度、湿度、风向、风速等数据。下图示意放飞高空探测气球。据此完成1~2题。
1.随高度增加,高空探测气球记录的温度变化规律可能是( )
A.先升高后降低
B.先降低后升高
C.一直升高
D.一直降低
2.关于高空探测气球经过的大气层的说法,正确的是( )
A.对流层臭氧含量高
B.平流层天气晴朗
C.高层大气可看到流星、极光等现象
D.高层大气有若干电离层
大气受热过程原理
地表净辐射是地表吸收辐射与放出辐射的差额。如图为我国甲、乙、丙三个省级行政区的年内地面净辐射变化图。据此完成3~4题。
3.三地的纬度由高到低排列正确的是( )
A.甲、乙、丙 B.丙、乙、甲
C.甲、丙、乙 D.乙、丙、甲
4.甲地夏季地面净辐射与乙、丙相当,主要原因是甲地( )
A.日照时间更长 B.降水更少
C.大气更稀薄 D.太阳高度更大
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