第四章 第11讲 大气的分层与受热过程（Word教参）-【百汇大课堂】2026年高考地理选考总复习上册·第1轮（湘教版）浙江专用

第11讲　大气的分层与受热过程 课标要求 素养要求 1.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 2．运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象 1.[区域认知]依据材料分析大气不同分层的特征、某区域气温的时空变化及影响因素 2．[综合思维]运用大气受热原理和热力环流的形成原理分析相关自然现象 3．[地理实践力]通过地理实验理解大气受热过程和热力环流形成的基本原理 4．[人地协调观]依据图文信息，分析大气受热过程及热力环流的变化与人类活动的关系 [对应学生用书P61] 一、大气的组成和垂直分层 1．大气的组成 (1)干洁空气 成分 占比 作用 氮 78% 地球上生物体的基本成分 氧 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 绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起着保温作用 臭氧 很少 强烈吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害，又具有杀菌作用 (2)水汽 ①水平分布规律：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垂直分布规律：一般自地面向高空逐渐减少。 (3)杂质 ①影响因素：时间、地点、天气条件。 ②分布：在近地面大气中，陆地多于海洋，城市多于农村，冬季多于夏季。 ③作用：使大气能见度变差；作为凝结核，是成云致雨的必要条件。 2．大气的垂直分层 垂直分层 特点 与人类关系 ①对流层 气温随高度的增加而递减；空气的对流运动十分显著；天气变化最大 云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层 ②平流层 气温随高度增加呈明显升高趋势；空气大多以平流运动为主 A臭氧层被称为“地球生命的保护伞”；适合航空飞行 ③高层大气 密度非常小；存在电离层 B电离层，能反射无线电波 二、大气受热过程 1．大气对太阳辐射的削弱作用 类型 特点 具体表现 意义 反射 无选择性 云层和较大的尘埃可反射太阳辐射，反射光呈白色 削弱了到达地面的太阳辐射 散射 具有选择性 蓝光、紫光容易被散射，因而晴朗的天空呈现蔚蓝色 吸收 具有选择性 水汽和二氧化碳等可吸收红外线，臭氧可吸收紫外线 2.大气对地面的保温作用 (1)大气的增温过程 ①太阳暖大地 大部分太阳短波辐射透过大气到达地面，使地面增温。 ②大地暖大气 地面增温后以地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量，使大气增温。地面是对流层大气主要的直接热源。 (2)大气的保温作用——大气还大地 大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面。 三、大气热力环流 1．成因：地面冷热不均。 2．形成过程 (1)空气垂直运动——同一水平面产生气压差异。 A处受热上升，近地面形成低气压。 B、F处冷却下沉，近地面形成高气压。 D处因气流上升，相对比气流下沉的C、E气压高。 C、E处因气流下沉，相对比气流上升的D气压低。 (2)空气水平运动。 同一水平高度上，空气从高压流向低压。即高空从D处到C、E处，近地面从B、F处到A处。 四、大气的水平运动——风 1．水平气压梯度力 水平气压梯度力即水平方向上促使大气由高压流向低压的力。该力垂直于等压线，并由高压指向低压。该力是风形成的直接原因。 2．大气的水平运动——风的形成过程 类型 高空中的风 近地面的风 图示 (北半 球) 受力 水平气压梯度力和地转偏向力 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力 风向 与等压线平行 与等压线之间形成一定夹角 [对应学生用书P63] 要点一　大气的受热过程 1．运用大气受热原理解释相关现象 (1)解释一些地理现象的成因 ①全球气候变暖 ②霜冻多出现在秋冬季晴朗的夜晚：一是秋冬季节气温较低，二是晴天晚上云少，大气逆辐射弱，保温效应差，当地表温度低于0 ℃以下时，就会出现霜冻。 ③月球表面夜晚的温度远低于地球表面：月球表面没有大气层，也就没有大气逆辐射，夜晚温度降得很低。 ④新疆地区“晚上围着火炉吃西瓜”：气候干旱，云层少，夜间大气逆辐射作用弱，气温低。 (2)大气保温作用在农业生产中的应用 2．大气热力作用对昼夜温差大小的影响 一般地，天气晴朗时比阴天时的昼夜温差大；地势高处比地势低处的昼夜温差大；下垫面比热容小的比比热容大的昼夜温差大。 3．逆温现象的形成 (1)概念：在一定条件下，对流层中出现气温随高度增加而上升的现象。 (2)逆温的类型 类型 示意图 成因 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 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 锋面 逆温 冷暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部 地形 逆温 由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，从而出现温度的倒置现象 (3)辐射逆温现象的形成及消失过程 (4)逆温现象对人类生产、生活的影响 有利影响 不利影响 ①阻碍空气对流，抑制沙尘暴； ②高空逆温有利于飞机飞行； ③冬季逆温可避免农作物冻害 ①山谷或盆地逆温易造成大气污染； ②易出现多雾天气； ③低空逆温影响飞机起落 基础角度 大气对太阳辐射的削弱作用 (2022·浙江1月卷)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。据此完成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 1．B　2.A　解析：第1题，根据题意可知，大气散射辐射的强弱与太阳高度、大气透明度有关。太阳高度角增大时，到达近地面的太阳辐射增强，大气散射辐射也相应增强；相反，太阳高度角减小时，大气散射辐射也弱。大气透明度较差时，参与散射作用的质点增多，大气散射辐射增强；反之，则减弱。夏季太阳高度角大于冬季，因此夏季大气散射辐射作用大于冬季；城区空气中尘埃物质较郊区多，城区大气散射辐射作用大于郊区。①④正确，故选B。第2题，本题主要考查散射现象的表现。晴天天空多呈蔚蓝色，朝霞和晚霞往往呈红色，均属于散射现象的表现，①②正确。深秋晴天夜里多霜冻与大气逆辐射有关，雪后天晴阳光特别耀眼与反射作用有关，③④错误。故选A。 应用角度 大气受热过程的应用 (2024·安徽卷)下图为我国某地面观测站(47°06′N，87°58′E，海拔561米)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3～4题。 3．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 4．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 3．D　4.B　解析：第3题，阅读图示材料并结合所学知识可知，图中显示期间，第一天出现大气逆辐射，因此有云层出现，不是晴朗无云，①错误；第2天是四天中太阳辐射最弱的一天，因此地面吸收的太阳辐射量小，②错误；第3天太阳辐射小于第4天，说明第3天云层较厚，大气削弱作用强，大气透明度低，而第4天太阳辐射强烈，说明云层薄，大气透明度高，③正确；四天中，第2、3两天太阳辐射弱，说明大气削弱作用强，云层较厚，可能为阴雨天气，因此可能经历降水过程，④正确。故选D。第4题，结合上题分析，四天内趋于可能经历降雨过程，该区域为我国新疆，降水集中在5—6月，5月气温回升快，冰雪融化，蒸发量大，阴雨天气较多，因此可能出现在6月1日前后，B正确；4月气温尚未回升，阴雨天气可能性较小，A错误；冬半年新疆地区气温低，且太阳辐射弱，C、D错误。故选B。 创新角度 逆温现象及其影响 (2024·湖州模拟)右图是某地某日在出现逆温时由空中拍到的景象：高高的烟囱伸出“云海”，将工业废气烟雾排放在茫茫“云海”之上。据此完成5～6题。 5．下列图中最容易出现此景象的是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 6．当大气发生逆温时(　　) A．上部冷下部热，大气比较稳定 B．产生了污染物，影响空气质量 C．污染物净化慢，影响人体健康 D．抑制对流运动，利于成云致雨 5．D　6.C　解析：第5题，根据材料可知，该地该日出现逆温现象，逆温现象是指对流层气温随高度增加而升高的反常现象，②③图显示烟囱以下的对流层大气温度随着高度增加而下降，不会出现逆温现象，B、C错误；④图显示烟囱超过逆温层，空气垂直对流运动旺盛，将工业废气烟雾排放在茫茫“云海”之上，D正确；①图显示烟囱未超过对流层，逆温抑制对流运动，不会产生图示及材料所示现象，A错误。第6题，当大气发生逆温时，大气温度上部热下部冷，大气比较稳定，A错误；逆温不会产生污染物，它会阻碍空气的对流运动，污染物、水汽凝结物不易扩散， 影响空气质量，进而影响人体健康，B错误、C正确；逆温抑制对流运动，不利于成云致雨，D错误。 地表反射率☞教材必修第一册P79·活动2 地表反照率(地表反射率)是指地面反射辐射量与入射辐射量之比，表示地面对太阳辐射的吸收和反射能力。下图示意某年3月15日至4月2日我国西北某沙漠地区融雪前后地表反照率与雪深的日均值变化。据此完成1～2题。 1．图中地面吸收太阳辐射最多的时段是(　　) A．3月15～20日 B．3月21～25日 C．3月27～30日 D．4月1～3日 2．推测3月15～20日积雪融化较慢的主要影响因素是(　　) A．云量 B．温度 C．湿度 D．地形 1．C　2.A　解析：第1题，据材料及图分析可知，地表反照率越大，地面吸收太阳辐射越少，反照率越小，地面吸收太阳辐射越多。3月27～30日地表反照率的数值最小，说明地面吸收的太阳辐射最多。故选C。第2题，据材料及图分析可知，3月15～20日积雪融化较慢，地表反照率数值较大，说明地面吸收的太阳辐射较少，故最可能的影响因素是云量，该时段天空云量较多，云层削弱了一部分太阳辐射，导致到达地面的太阳辐射较少，气温较低，积雪融化较慢，A正确；温度、湿度是由多云的天气导致，B、C错误；图中没有涉及地形因素，D错误。故选A。 要点二　大气热力环流 1．热力环流形成过程 突破热力环流的形成要抓住一个过程、两个方向、三个关系。 (1)一个过程 (2)两个方向 垂直方向 与冷热差异有关，热上升，冷下沉 水平方向 与气压差异有关，从高压区流向低压区 (3)三个关系 ①温压关系 ②风压关系：水平方向上，风总是从高压区吹向低压区。 ③等压面的凹凸关系：受热地，低空下凹、高空上凸。冷却地，低空上凸、高空下凹。 2．常见的热力环流形式及其影响 (1)海陆风：使滨海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：山坡的热力变化是关键。在山谷和盆地常因夜晚山风吹向谷底和盆地内，谷底和盆地内形成逆温层，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染。所以，山谷地区不宜布局有污染的工业。 　 (3)城市热岛环流：一般将绿化带布局于气流下沉处或下沉距离以内，将卫星城或污染较重的工厂布局于气流下沉距离之外。 基础角度 热力环流的形成 (2024·嘉兴模拟)海陆风是风向随着昼夜变化的小尺度大气热力环流系统。下表示意浙江冬季海边某三地(海岸线基本呈南北走向)气象测站平均数据，测量时的季风较弱。据此完成1～2题。 项目 测站1 测站2 测站3 观测时间 北京时间13：30 北京时间4：30 甲 风向 东南风，4．9米/秒 西南风，1．9米/秒 西北风，2．5米/秒 1.符合测站3情况的是(　　) ①时间可能是4：30　②时间可能是14：30　③是陆风　④是海风 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 2．如果测站2和测站3测量时间相同，则推测最合理的是(　　) ①测站2附近植被更高大稠密　②测站3附近地形起伏更大　③测站2西侧有较大面积湖泊　④测站3西侧有较大的城市 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 1．C　2.C　解析：第1题，此处位于浙江海边，且测量时季风较弱，因此该地白天吹海风，夜晚吹陆风。根据表格可知，测站3吹西北风(海岸线呈南北走向)，即风从陆地吹向海洋，符合夜晚吹陆风的情况，①③正确，②④错误。故选C。第2题，测站2和测站3此时都是夜晚，均吹来自陆地的陆风。但测站2风速小于测站3，有以下两种可能：一是测站附近下垫面的热力性质差异，改变了夜晚水平气压梯度力大小，改变了陆风大小，如湖泊、城市等；测站2西侧可能存在湖泊，减弱了陆风，③正确，④错误。二是测站附近地面摩擦力差异大(如地形高大、植被茂密等)，减弱了陆风风速，因此可能是测站2附近有植被增大摩擦力，从而减弱了陆风，①正确，②错误。故选C。 应用角度 热力环流与城市规划 由于建筑密度增加，城市内空气流动十分困难，因此加强城市通风廊道规划具有重要意义。下图示意城市通风系统。据此完成3～4题。 3．城市通风廊道的主要作用是(　　) A．加快城郊热力环流 B．降低城市热岛效应 C．减少风沙天气频率 D．减少汽车尾气排放 4．关于图示环流的叙述，正确的是(　　) A．环流中气温越低的地方，气压一定越高 B．近地面气温高处，空气上升，气压较低 C．近地面大气气温低的地方，高空的等压面向上拱起 D．该环流中大气的运动总是由高压流向低压 3．B　4.B　解析：第3题，根据热力环流的原理，城市因气温高于郊区，城市盛行上升气流，郊区盛行下沉气流，高空气流由城市流向郊区，近地面的风由郊区回流到城市，城市通风廊道的主要作用是有利于近地面的风从郊区吹向城市，降低城市中心的气温，削弱城市热岛效应，B正确；减小城郊的温差，会减弱热力环流，A错误；廊道建设和减少风沙天气频率无关，C错误；尾气排放的多少主要和机动车的数量、交通的通达度、燃料的清洁程度有关，D错误。第4题，环流中城市上空气温低于城郊近地面，但城郊近地面气压更高，A错误；近地面气温高处，空气受热膨胀，形成上升气流，近地面大气密度降低，气压较低，B正确；近地面大气气温低的地方，高空气压低，垂直方向上气压自近地面向高空降低，高空的等压面应向下弯曲，C错误；大气的运动分为水平和垂直，其中水平运动是由高压到低压，垂直运动有上升和下沉气流，D错误。 创新角度 冷岛效应 5．对我国甘肃某绿洲观测发现，在天气稳定的状态下，会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象，又称为“绿洲冷岛效应”。右图呈现该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化。据此完成有关问题。 (1)分析白天绿洲温度低于沙漠的原因。 (2)分析绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的主要原因。 (3)分析“绿洲冷岛效应”对绿洲农业的有利影响。 答案：(1)沙漠空气湿度小，晴天多，光照充足，日照强度大；沙漠植被少，升温快。(或者：绿洲空气湿度大，日照强度小；绿洲植被丰富，升温慢。) (2)绿洲白天温度较低，夜间继续降温；绿洲植被丰富，夜间蒸腾多，带走热量多。 (3)“绿洲冷岛效应”导致绿洲白天气温较低，抑制植物蒸腾和土壤水分蒸发，节约农业灌溉用水；夜间气温低，抑制作物呼吸，减少有机质消耗，有利于提高产量和质量。 解析：第(1)题，甘肃位于我国西北，距海远，水汽难以到达，气候干旱，晴天较多。沙漠地区相比绿洲空气湿度更小，白天大气对太阳辐射的削弱作用小，日照强度大，且沙漠地区地表植被少，对太阳辐射的阻挡作用小，所以到达沙漠的太阳辐射比绿洲多，因此沙漠升温快，温度高。第(2)题，由于绿洲白天温度较低，夜间没有太阳的照射会继续降温；夜间的地表植物进行蒸腾作用会吸收热量，使地表温度进一步降低，所以绿洲夜间地表温度仍低于沙漠。第(3)题，“绿洲冷岛效应”导致绿洲白天气温较低，使植物蒸腾和土壤水分蒸发减少，可以节约农业灌溉用水；夜间气温低，作物呼吸作用减弱，这样会减少有机质消耗，有利于有机质的积累，有利于提高产量和质量。 要点三　大气的水平运动——风 1．风向的判断 (1)等压线图中风向的判断 第一步：在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。 第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°～45°，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(北半球)A地风向。 近地面风： 高空风： (2)根据风向标图判断风向 　 风向标由风杆和风尾组成，风杆(长线段)上绘有风尾(短线段)的一方指示风向。 风尾上的横杠表示风速，一横表示风力二级，最多三横，就是六级，风力再大就用风旗表示，例如图中“”就表示西北风四级。 (3)根据风向玫瑰图判断风向 “风向玫瑰图”是一个给定地点一段时间内的风向分布图。通过它可以得知当地的主导风向和最小风频。最常见的风向玫瑰图是一个不规则的折线图，折线上不同的点的方位即为该地区的风向，与原点之间的距离越远，风力越强。 (4)根据地理景观判断风向 ①沙丘 ②旗形树 2．风力的判读 (1)同一幅图上，等压线密集处→水平气压梯度力大→风力大。 (2)不同图中，相同图幅、相同等压距，比例尺越大，风力越大。 (3)不同图中，相同图幅、相同比例尺，等压距越大，风力越大。 如下图中A、B、C、D处风力的大小是A>B>C>D。 风力大小的分析与描述 风力大小影响因素 常考分析语句 水平气压梯度力大小 冬季南北温差大，水平气压梯度力大，西风强，降水多 距高压远近 距离亚洲高压(冬季风源地)近，风力大 摩擦力大小 地面平坦开阔，风力大；海面上，风力大 植被多少 冬季植被少，风力大 地形起伏大小 高原起伏和缓，风力大；山谷中，狭管效应，风力大；地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致，风力大 3.焚风效应 (1)概念：焚风(Foehn)是由于空气做绝热下沉运动时，因温度升高湿度降低而形成的一种干热风。焚风常出现在山脉背风坡，由山地引发的一种局部范围内的空气运动形式(过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风)。 (2)产生原因：在背风坡干空气下沉过程中，由于水汽较少，所以气流下沉升温作用就比较大，大致在1℃/100米左右，被称为干绝热垂直递减率。当潮湿空气越过高山时，常在山的背风坡山麓地带形成一种干燥高温的气流，即焚风。 (3)影响 “焚风效应”积极影响：①增加热量，促进农作物、水果成熟；②加速积雪融化，增加土壤水分。消极影响：①农作物枯萎，树叶焦枯，土地龟裂、干旱；②引发森林火灾；③高山地区加速积雪融化，引发山洪等。 基础角度 风的受力分析 (2022·浙江1月卷)下图为某地近地面等压线图，图中箭头表示甲地风向及受力情况。据此完成第1题。 1．表示摩擦力的箭头是(　　) A．a B．b C．c D．d D　解析： 根据大气的受力状况，可知a为水平气压梯度力，由高压指向低压，并垂直于等压线；b和d在同一直线上，为风向与摩擦力，b与a存在一小夹角，说明b为风向，d为摩擦力，在水平气压梯度力的基础上，向运动方向的左侧偏移，该地位于南半球；c为地转偏向力，与风向和摩擦力垂直。故选D。 综合角度 通过风向判断海陆位置及气压场的分布 (2022·全国乙卷)我国一海滨城市背靠丘陵，某日海陆风明显。下图示意当日该市不同高度的风随时间的变化。据此完成2～4题。 2．当日在观测场释放一只氦气球，观测它在1千米高度以下先向北漂，然后逐渐转向西南。释放气球的时间可能为(　　) A．1时 B．7时 C．13时 D．19时 3．据图推测，陆地大致位于海洋的(　　) A．东北方 B．东南方 C．西南方 D．西北方 4．当日该市所处的气压场的特点是(　　) A．北高南低，梯度大 B．北高南低，梯度小 C．南高北低，梯度大 D．南高北低，梯度小 2．C　3.D　4.B　解析：第2题，首先明确图中风向和风力大小的符号，风矢尾方向表示风的来向。1千米之下气球先向北漂，说明近地面应该是南风；上升过程中逐渐转向西南，说明较高海拔处风向转为东北风，读图可知13时最符合。故选C。第3题，海陆的相对方位可以根据海陆风风向判断。因陆风被丘陵干扰，已经不明显，故使用海风来判断。白天午后的海风最明显，图中近地面附近午后风向是东南风，说明海洋在陆地的东南方向，则陆地在海洋的西北方向。故选D。第4题，本题考查的是该市的气压差，即较大尺度背景风的气压场，而不是形成海陆风的小尺度气压场。海陆风是小尺度的热力环流，海陆风明显，则说明较大尺度的背景风相对较弱，即气压梯度小，排除A、C；海陆风是近地面的热力环流，高处越来越弱，风力发生明显改变的高度意味着不再是海陆风的空间尺度范围，再往高处的风向即代表较大尺度的背景风；图中显示，1 000米高度上已经高过丘陵海拔，该高度的风即为该市较大尺度的背景风；图中显示，该市一天中较大尺度的背景风都是偏北风，且风力都偏小，最大风力为3级，故气压场是北高南低，梯度小。故选B。 应用角度 风对实际生活的影响 上海市金山石化工业区是中国规模最大的石油化工企业之一，距离海岸线仅3千米。通过观测得到某日9：00和17：00时该工业区附近的海岸线随高度变化的风速和风向数据，并通过算法模拟出在海陆无温差情况下该日的盛行风数据。下图是该日金山石化工业区附近海岸线处气流运动速度随高度变化曲线图，其中风速为正表示为离岸风，风速为负表示为向岸风。据此完成5～6题。 5．当天石化工业区排放的气体污染物更易影响陆上居民的时间段是(　　) A．上午 B．下午 C．上半夜 D．下半夜 6．据图推测，海陆有温差的情况下50米高度以上的风速变大的原因可能是(　　) A．大气摩擦力减小 B．热力环流的影响 C．地转偏向力影响 D．表层海温的升高 5．B　6.B　解析：第5题，石化工业区排放的气体污染物更易影响陆上居民的时间段应为吹向岸风的时间段，即风速为负时。读图可知，风速为负值时17：00比9：00风速更大，更容易将污染物带至居民区，因此当天石化工业区排放的气体污染物更易影响陆上居民的时间段是下午。故选B。第6题，题中前提条件是海陆有温差的情况下，说明此时大气运动是热力差异形成的，根据所学知识，温差越大，风速越大，因此50米高度以上的风速变大的原因最可能是热力环流的影响，而与大气摩擦力减小、 地转偏向力影响、 表层海温的升高关系不大。故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$