第3章 第1节 大气的组成与垂直分层 大气受热过程(Word教参)-【精讲精练】2026年高考地理一轮复习（湘教版）

第1节　大气的组成与垂直分层　大气受热过程 课标要求 学科素养 掌握大气圈的结构及其与人类的关系。大气的受热过程及其影响。 1．结合图文材料，掌握不同地区对流层厚度的特点及其成因。(区域认知) 2．结合图文材料，综合分析大气各垂直分层的特点、成因及对人类的影响；运用地理原理分析温室效应、北方防霜冻、春播覆地膜的原因。(综合思维) 3．结合生产生活实践，验证地理知识的应用。(地理实践力) [对应学生用书P72] 一、大气的组成与垂直分层 (一)大气组成 低层大气主要由__干洁空气__、水汽和杂质三部分组成。 1．干洁空气 成分 体积比 作用 氮气 78% 地球上__生物体__的基本成分 氧气 21% 人类和其他好氧生物维持__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 二氧 化碳 较少 绿色植物__光合作用__的基本原料；对地面有__保温__作用 臭氧 很少 强烈吸收太阳__紫外线__，保护生物免受过量__紫外线__的伤害；适量到达地面的紫外线，又具有__杀菌__的作用 2．水汽 (1)分布不均 ①水平方向上：海洋上空高于__陆地__上空，湿润地区上空高于__干旱__地区上空。 ②在垂直方向上：自地面向高空逐渐__减少__。 (2)作用：是成云致雨的必要条件；吸收__红外线辐射__；水汽可发生固、液、气三态转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。 3．杂质 (1)影响因素：大气中杂质的含量，随__时间__、地点、天气条件而变化。 (2)分布差异：近地面大气中，陆上多于__海上__，城市多于乡村，冬季多于__夏季__。 (3)作用：杂质使大气__能见度__变差；但作为__凝结核__，是成云致雨的必要条件。 (二)大气的垂直分层 1．根据：大气的__温度__、密度、__运动__状况在垂直方向上的差异，自下而上分为对流层、平流层、高层大气。 2．分层 (1)对流层(A层)——贴近地面的大气最底层，占整体大气质量的3/4，含有几乎全部的__水汽__、杂质。 ①厚度：随纬度、季节而变化。低纬度地区对流层高度17～18千米；中纬度地区高度__10～12__千米，高纬度地区仅高8～9千米。夏季较__厚__，冬季较__薄__，中纬度地区尤为明显。 ②气温垂直变化：对流层气温随高度的增加而__递减__。(原因：__地面__是对流层大气主要的直接热源) ③垂直向空气运动：对流层上部__冷__下部__热__，空气产生对流，容易__成云致雨__。 ④与人类关系最为密切：对流层天气现象复杂多变，多产生云、雾、雨、雪现象。 [名师点睛]　 (1)对流层气温的垂直递减率是每上升100米，气温下降约0.6 ℃。 (2)不同纬度地区的对流层厚度差异，是因为不同纬度地区气温不同，对流运动强弱差异导致的。从整体看对流层的厚度从低纬度向高纬度递减。 (2)平流层(B层) ①范围：自__对流层__顶向上至50～55千米的高度范围。 ②气温变化：随高度的增加而__上升__。臭氧吸收的太阳__紫外线__是主要热量来源。 ③空气运动：平流层上部__热__下部__冷__，大气稳定，不易形成对流，以__水平__运动为主，天气晴朗，有利于__高空__飞行。 ④臭氧层：集中于15～35千米的气层中。 (3)高层大气(C层) ①范围：平流层顶以上的大气。 ②特点：高层大气气压很__低__，密度很小。 ③电离层：在60～500千米的高空，有若干__电离层__。这是__太阳紫外线__和宇宙射线的作用下形成的。电离层能反射__无线电波__，对远距离的__无线电通信__有重要作用。 二、大气的受热过程 1．两个热量来源 (1)大气的最根本的热量来源：A__太阳辐射__。 (2)近地面大气热量主要、直接热源：B__地面辐射__。 2．两大过程 (1)地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使__地面__增温。 (2)大气的增温：地面以__地面长波辐射__的形式向大气传递热量，使大气增温。 3．两大作用 (1)削弱作用 由于大气对太阳辐射的__反射__、__散射__和吸收作用，投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地表。 ①反射作用：大气中的云层和较大颗粒的__尘埃__，能将投射在其上的太阳辐射的一部分，又反射回宇宙。云层越低、越厚，云量越多，反射越强。夏季阴雨天的气温__相对低__，是由于云的反射减少了到达地面的__太阳辐射__。 ②散射作用：当太阳辐射在大气中遇到空气分子或__微小尘埃__时，太阳辐射的一部分便以这些质点为中心，向四面八方弥散的现象。可见光中波长较短的蓝光、紫光容易被散射，晴朗的天空呈蔚蓝色、早上太阳未升到地平线时东方会发亮等现象，都是由于大气的__散射__作用。 ③吸收作用：平流层大气中的臭氧，主要吸收太阳辐射中波长较短的__紫外线__。对流层大气中的__水汽__和__二氧化碳__等，主要吸收太阳辐射中的波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的__可见光__吸收得很少，太阳辐射不是对流层大气主要热源，综上，大气对太阳辐射的吸收具有__选择性__。 (2)大气对地面的保温作用 ①地面长波辐射使大气增温：对流层大气中的水汽和二氧化碳等，可强烈地吸收__地面辐射__，使大气增温，所以，__地面__是对流层大气主要的直接热源。 ②大气逆辐射补偿作用：射向地面的大气辐射把热量返还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，起到保温作用。多云、浓雾等天气，大气逆辐射则增强。 [名师点睛] 太阳辐射强不等于温度一定高 青藏高原所处的纬度较低，海拔较高，空气稀薄，大气透明度好，大气对太阳辐射的削弱作用弱，因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射的能力小，通过大气逆辐射返还地面的热量少，造成青藏高原地表热量散失多，温度较低。 4．大气的热力作用与气温日较差的关系：削弱作用__降低__了白天的最高气温；保温作用__提高__了夜间的最低气温；从而减小了气温__日较差__。 [对应学生用书P74] 核心考点1　大气的组成与垂直分层 (2024·福建厦门二模)近地面大气中的臭氧是在静稳大气环境下，人类排放的氮氧化物受阳光照射发生光化学反应生成的，对人体有危害。某市地处华北平原，城区是氮氧化物的主要来源。下图示意某次冷锋锋线过境前后该市城郊M气象站测得的臭氧体积分数、气温、风向和风速的变化。据此完成1～2题。 1．此次冷锋锋线经过M气象站的时刻出现在(　　) A．22日13—14时 B．22日16—17时 C．22日21—22时 D．23日0—1时 2．图中13—16时臭氧体积分数降低的主要原因是(　　) A．上升对流增强 B．风向变化幅度减小 C．太阳辐射增强 D．氮氧化物排放减少 ◎思路导引 信息获取 文：臭氧是在静稳大气环境下，氮氧化物受阳光照射发生光化学反应生成的 图：22日16—17时之后，风向、气温、气压、天气状况会发生明显变化；13—16时气温升高 知识运用 第1题，根据图可知，在22日16—17时之前，气温较高，风向为南风，风速较小；22日16—17时之后，气温下降，风向变为北风，风速增大。综合上述分析可知，22日16—17时是冷锋锋线经过M气象站的时刻 第2题，读图可知，13—16时气温升高，对流运动增强，有利于臭氧等污染物的扩散，因此臭氧体积分数降低；风向变化幅度减小，不利于臭氧扩散；此时是下午，太阳辐射减弱；该时段是白天，人类活动排放的氮氧化物没有明显减少，且臭氧存在于空气中，难以自行降解，其体积分数降低主要与扩散有关，而不是氮氧化物光化学反应生成减少 [自主解答]　1.________　 2.________ [答案]　 1.B　2.A 1．利用大气的组成解析地理现象 (1)二氧化碳 CO2→吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→到达地面的热量→保温作用。 (2)臭氧和氧原子 ①高层大气中的O→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O3→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．大气的垂直分层 对流层 平流层 高层大气 高度 低纬度地区为17～18 km，中纬度地区为10～12 km，高纬度地区为8～9 km 自对流层顶部至50～55 km 自平流层顶部以上到大气上界2000～3000 km 气温垂直变化 规律 气温随高度的升高而下降，海拔每升高100 m，气温约降低0.6 ℃ 下层气温随高度变化很小，30 km以上气温随高度升高而迅速上升 起初随高度增加而下降，后随高度升高而上升 原因 地面是对流层大气主要、直接的热源，离地面越远、气温越低 该层气温基本不受地面影响，主要为臭氧大量吸收太阳紫外线而增温 高空有氧原子吸收太阳辐射 3．利用大气垂直分层的特点解释地理现象 (1)对流层中的天气多变、飞机颠簸 (2)平流层为天气稳定的飞机航空空域 (3)电离层与无线电通信 4．臭氧层破坏 (1)原因：①自然：太阳活动的自然因素；②人为：人类向大气中排放消耗臭氧的物质。 (2)后果：①影响人类的健康。一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增加皮肤癌的发病率；②影响农作物的产量和质量；③影响水生生态系统，会直接引起整个水生食物链的破坏。 (3)措施：①减少破坏臭氧层的有害气体的排放，如冰箱制冷剂氟利昂的排放(改为无氟制冷剂)；②寻找新的替代品，对替代品的研制要加大力度。 (2024·山东聊城模拟)某科研团队利用往返式探空气球，在长沙观测站(28°07′N,112°17′E)收集了四个不同时刻释放的气球所记录到的太阳短波辐射量变化信息(图1)。图2为其中某一时刻对应的太阳光照示意图(阴影部分代表黑夜)。据此完成1～2题。 1．这次探测结果显示，白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多，是因为随高度增加(　　) A．CO2量减少　　　　 B．空气温度降低 C．大气越稀薄 D．人类干扰越小 2．神舟返回舱在一次经过平流层和对流层的时候温度的变化，描述正确的是(　　) A．持续升高 B．先降低后升高 C．持续降低 D．先升高后降低 解析　第1题，大气削弱作用原理大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为：吸收、散射、反射。白昼期间气球逐渐上升的过程中，海拔逐渐升高，大气变稀薄，空气中的尘埃分子减少，对太阳短波辐射的削弱作用变弱，故白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随着海拔的升高而增多，C正确；白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多，与CO2量减少、空气温度降低、人类干扰越小关系不大。故选C。第2题，由所学知识可知，对流层内气温随海拔升高而降低，平流层内气温随海拔升高而升高。神舟返回舱返回过程中依次经过平流层和对流层，海拔降低，故温度应先降低后升高。故选B。 答案　1.C　2.B 核心考点2　大气受热过程 (2024·广东卷)有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值。如图表示2003—2012年云南省西双版纳热带季雨林林冠层向上长波辐射(L↑)及其上大气逆辐射(L↓)的月平均变化。据此完成1～2题。 1．与7—9月相比，2—4月西双版纳热带季雨林林冠层之上的大气逆辐射值较低，主要是因为2—4月期间(　　) A．降水较多 B．云雾较少 C．地表植被覆盖度较低 D．正午太阳高度角较大 2．根据有效辐射变化可知，一年中该地热带季雨林的林冠层(　　) A．表面的温度保持恒定 B．热量主要来自大气层 C．各月都是其上表层大气的冷源 D．夏季对大气加热效果小于冬季 ◎思路导引 信息获取 文：有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值；林冠层之上的大气逆辐射值较低 图：林冠层向上长波辐射(L↑)及其上大气逆辐射(L↓)的月平均变化值 知识运用 第1题，云南西双版纳热带季雨林植被带对应热带季风气候，7—9月降水量远大于2—4月，2—4月由于降水较少，云雾日数少，天气以晴朗为主，林冠之上的大气逆辐射较弱；热带季雨林的植被覆盖度没有明显的季节变化；2—4月相比于7—9月西双版纳更远离太阳直射点，对应的正午太阳高度角较小 第2题，受太阳辐射的季节变化影响，当地热带季雨林林冠层表面温度也会出现季节变化，夏季高于冬季；林冠向上的长波辐射在不同时间尺度上总是高于大气逆辐射，因此林冠层有效辐射在不同时间尺度上均是正值→这表明热带季节雨林林冠始终是大气的一个热源，是林冠层向大气提供热源；据图示信息可知，林冠层的长波辐射与大气逆辐射差值在夏季较冬季小，说明林冠层有效辐射夏季小于冬季，林冠层对大气的加热效果夏季小于冬季 [自主解答]　1.________　 2.________ [答案]　1.B　2.D 1．图解法理解大气的受热过程 2．利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的强弱 (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) 3．大气的保温作用的应用 (1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响 →→→ (2)农业实践 ①深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。 ②北方地区冬季利用温室大棚生产反季节蔬菜。 ③北方地区春季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，不仅能防止土壤水分蒸发，还能增大昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。 [规律总结] 大气保温作用在农业生产中的应用 4．影响气温日较差大小的因素 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、下垫面性质几个方面分析。 (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→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。 (2024·山东烟台模拟)新疆某地多浮尘天气，浮尘能显著增强对太阳辐射的反射，改变地—气系统的辐射收支，进而影响气温的垂直分布。位温为把干空气块绝热(与外界无热量交换)膨胀或压缩到标准气压(即标准大气条件下海平面的气压)时的温度，位温能消除海拔对气温的影响，从本质上研究热量收支与水汽变化过程。下图示意新疆某观测站浮尘日、晴日白天和夜晚位温的垂直变化。据此完成1～2题。 1．甲、乙、丙、丁分别代表(　　) A．晴日夜晚、浮尘日夜晚、晴日白天、浮尘日白天 B．浮尘日夜晚、晴日夜晚、浮尘日白天、晴日白天 C．浮尘日夜晚、晴日夜晚、晴日白天、浮尘日白天 D．晴日夜晚、浮尘日夜晚、浮尘日白天、晴日白天 2．白天，浮尘对位温产生影响主要是通过改变(　　) ①到达地面的太阳辐射　②地面放出的长波辐射 ③地面反射的太阳辐射　④大气对短波辐射的吸收 A．①②　　　　 B．①④ C．②③ D．③④ 解析　第1题，结合材料信息可知，位温可以消除海拔对气温的影响，即不考虑随着海拔升高气温逐渐降低的情况。首先，图中总体上位温更高的两条曲线丙、丁应对应白天，因为白天获得太阳辐射，气温增加；晴天获得的太阳辐射更多，使相同高度下的位温更高，因此丁代表晴日白天，丙代表浮尘日白天。夜晚能量的根本来源仍然是白天获得的太阳辐射，根据材料可知，浮尘能显著增强对太阳辐射的反射，表明即使到了夜晚，浮尘日的位温仍然低于晴日，因此甲代表浮尘日夜晚，乙代表晴日夜晚。故选B。 第2题，结合所学知识，白天，浮尘削弱了到达地面的太阳辐射，抑制了地温的升高，导致地面放出的长波辐射减少，从而导致气温偏低，位温偏低，①②正确。地面反射的太阳辐射(短波辐射)确实会有所减少，但对位温的影响作用远不及到达地面的太阳辐射(①)和地面放出的长波辐射(②)，大气主要吸收的是长波辐射而不是短波辐射，排除③④。故选A。 答案　1.B　2.A 核心考点3　(进阶)　逆温 一般情况下，大气温度随着高度增加而下降，可是在某些天气条件下，地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为“逆温”，发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。 逆温现象一定程度上可以抑制沙尘暴的发生，对飞机的飞行也十分有利，也可应用于谷物种植，提高产量及质量，但大多数时候也会带来显著的大气污染。 一、逆温现象 一般情况下，大气温度随着高度增加而下降，可是在某些天气条件下，地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为“逆温”，发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。 逆温现象一定程度上可以抑制沙尘暴的发生，对飞机的飞行也十分有利，也可应用于谷物种植，提高产量及质量，但大多数时候也会带来显著的大气污染。 [方法技巧] 气温垂直递减率的变化 正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6 ℃，但在不同的地点和不同的时间，可能会小于0.6 ℃或者大于0.6 ℃，如右下图表现为曲线变陡或变缓。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。 二、逆温的形成、过程及其影响 1．形成条件 类型 发生的条件、成因 示意图 出现的地区 辐射逆温 地面辐射冷却，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，而发生的冷接触作用 中纬度沿海地区，愈近地表，降温越快 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，谷底原来较暖的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 锋面附近地区 2．辐射逆温的形成及消失过程图解 3．逆温的影响 (1)有利影响 ①逆温的出现阻碍了空气对流，可以抑制沙尘暴的发生。 ②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，飞行中不会有较大的颠簸。 ③逆温也是一种气候资源。例如，在我国新疆伊犁河谷，逆温出现在10月至次年3月，长达半年之久，有效地提高了冬季谷地的温度，多年生果树越冬可以免受冻害等。 (2)不利影响 ①逆温时出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，从而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，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。 在我国新疆的伊犁河谷地，从10月至次年3月，会出现长达半年之久的逆温现象。山区是伊犁地区季节放牧业的主战场，冬季严寒，饲草短缺，常常造成牲畜的大量死亡，而逆温能缓解冬季严寒，在此形成人工牧草栽培的适宜区，使这里成为牲畜越冬避寒的重要场地。长期以来，牧民就利用它作为牲畜过冬的“冬窝子”，也是建立牧民定居点的良好场所。下图示意新疆伊犁哈萨克自治州首府伊宁1月、2月、4月和7月气温随海拔高度的变化。据此完成1～2题。 1．伊犁河谷冬季多逆温的原因是(　　) A．河谷向西开口，利于冷空气深入聚积 B．冬季多晴天，地面辐射强，谷底散热快 C．冬季高山冷空气下沉，积聚谷底，谷底暖空气被抬升 D．冬季大气逆辐射弱，大气对地面保温作用弱 2．牧民1月越冬的“冬窝子”最理想的位置是(　　) A．海拔1000 m的谷地南坡 B．海拔1000 m的谷地北坡 C．海拔500 m的谷地南坡 D．海拔500 m的谷地北坡 解析　第1题，冬季山坡降温快，气温低，冷空气下沉到谷底积聚，将暖气团挤走抬升，形成逆温现象，C正确；伊犁河谷向西开口，会受到盛行西风的影响，不是冷空气深入积聚，A错误；谷底的热量散失较慢，B错误；大气逆辐射弱不是导致逆温的主要原因，D错误。故选C。第2题，由图可知，1月份在海拔1000 m附近气温最高，且山谷的北坡为阳坡，光照好，利于牲畜过冬，B正确；海拔1000 m谷地南坡为阴坡，不适宜过冬，A错误；海拔500 m左右气温较低，C、D错误。故选B。 答案　1.C　2.B 学科网（北京）股份有限公司 $$