内容正文:
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第06讲
大气组成、垂直
分层与受热过程
2026高考地理一轮复习备考系列
1
智能导览·极速定位
01
考情解码·命题预警
02
体系构建·思维可视
03
核心突破·靶向攻坚
04
素养拓展·能力提升
素养:逆温
考点二:对流层大气受热过程
考点一:大气组成与垂直
分层
知识点一:大气的组成
知识点二:大气垂直分层
知识点一:大气对太阳辐射的削
弱作用
知识点二:地面反射
知识点三:大气对地面保温作用
知识点四:大气保温作用的应用
2
01
考情解码·命题预警
01 考情解码·命题预警
考情分析 考查内容集中在大气垂直分层、逆温、气温日变化的判断,考查方向注重图表数据的判读和应用。备考过程中要注重图表资料的判读技巧和大气相关知识原理的掌握,结合案例进行分析,提高对知识的理解和应用能力。2024年安徽卷9-11题考查了对流层大气的受热过程
课程标准 1.5 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。
1.6 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。
复习目标 1.在充分掌握大气的物质组成和垂直分层的基础上,理解大气与人类活动的相互影响,强化对大气环境的保护意识。
2.能够运用大气受热过程的图表材料,解释说明大气的受热过程;利用这一原理,解释相关自然现象,理解人类在生产生活中对该原理的应用。
4
02
体系构建·思维可视
02 体系构建·思维可视
大气对面的保温作用
大气对太阳辐射的削弱作用
对流层
平流层
高层大气
气温随高度的升高而降低
空气对流运动显著
天气现象复杂多变
气温随高度的升高而升高
以平流运动为主
能见度高,适全高空飞行
大气稀薄、空气密度小、气压低
大气组成
垂直分层
受热过程
氮气、氧气、二氧化碳等
产生云、雨、雾等大气现象
影响地面和大气温度
作为凝结核,成云致雨的必要条件
干 洁空气
水汽杂质
固体杂质
03
核心突破·靶向攻坚
考点一:大气的组成、垂直分层
知能解码
▶知识点一:大气的组成
1.干洁空气
氮是地球上生物体的基本元素吸收
氧气是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质
臭氧吸收太阳光中的紫外线,使大气增温;减少到达地面的紫外线,对生物具有保护作用
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料;吸收地面辐射的能力强,使气温升高
考点一:大气的组成、垂直分层
知能解码
▶知识点一:大气的组成
2.水汽和杂质
分布 作用
水汽 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。
在垂直方向上:一般自地面向高空逐渐减少。 水的相变,产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象,同时伴随热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度。
杂质 大气中的杂质含量,随时间、地点、天气条件而变化。通常,在近地面大气中,陆上多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季 杂质会使大气能见度变差,但作为凝结核,又是成云致雨的必要条件;
温馨提示:
人类大量排放氟氯烃使臭氧减少;城市中人类生产生活比较密集,导致大气中的杂质增多;人类燃烧化石燃料(如煤炭、石油等)、破坏森林等,使大气中的二氧化碳增多。
考点一:大气的组成、垂直分层
知能解码
▶知识点二:大气的垂直分层
划分依据:大气从地面向上温度、运动状况和密度的差异
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类的关系
对流层 低纬:17~18 km。
高纬:8~9 km 气温随高度的升高而递减(对流层的顶部气温降至-60 ℃) 地面是低层大气主要的直接热源 人类生活在对流层底部,对流层与人类关系最密切
考点一:大气的组成、垂直分层
知能解码
▶知识点二:大气的垂直分层
划分依据:大气从地面向上温度、运动状况和密度的差异
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类的关系
平流层 自对流层顶部至50~55 km高空 气温随高度升高而升高 在22~27 km范围内,臭氧含量达到最大值,形成臭氧层,它可以吸收大量太阳紫外线 平流运动有利于航空飞行;臭氧层有保护地球生命的作用
气流以平流运动为主 该层大气上热下冷,大气稳定
无云雨现象,能见度好 水汽、杂质含量很少,气流平稳
考点一:大气的组成、垂直分层
知能解码
▶知识点二:大气的垂直分层
划分依据:大气从地面向上温度、运动状况和密度的差异
分层 高度范围 主要特点 成因 与人类的关系
高层
大气 自平流层顶部到2 000~
3 000 km的高空 气温随高度增加先下降后上升 自平流层顶部开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温下降;随后,由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线,温度上升 80~500 km的高空有若干电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用
考点一:大气的组成、垂直分层
知能解码
▶知识点二:大气的垂直分层
划分依据:大气从地面向上温度、运动状况和密度的差异
温馨提示:因不同纬度地区受热不均,对流层高度随纬度增加而降低。低纬度地区受热多,对流运动强烈,对流高度可达17-18千米;高纬度地区受热少,对流运动弱,对流层高度只5-6千米;
考点一:大气的组成、垂直分层
考向破译
2023年7月26日,中国第13次北冰洋科学考察队队员执行气象探空气球布放作业,携带无线电探空仪上升至3万米高空,获取了大气层相关数据,用于分析和研究。下图为大气垂直分层示意图和探空气球布放作业图,据此完成下面小题。
1.探空气球在1.2万米上升到3万米过程中( )
A.气压不断升高
B.气温不断下降
C.水汽含量减少
D.氧气含量升高
【解析】考向:平流层的特征
1.C 1.2万米上升到3万米属于平流层,其上升过程中气压不断下降,气温总体上升,水汽含量减少,氧气含量降低,C正确,ABD错误。故选C。
考点一:大气的组成、垂直分层
考向破译
2023年7月26日,中国第13次北冰洋科学考察队队员执行气象探空气球布放作业,携带无线电探空仪上升至3万米高空,获取了大气层相关数据,用于分析和研究。下图为大气垂直分层示意图和探空气球布放作业图,据此完成下面小题。
2.此次气象探空气球上升至最大高度时所处的大气层( )
A.存在若干电离层,反射无线电波B.水汽杂质含量高,天气现象多变
C.气流多对流运动,利于航空飞行D.臭氧的含量最高,吸收紫外线多
【解析】考向:平流层的特征
2.D 此次实验探空气球上升至最大高度为3万米,即30千米,结合所学知识可知,该处大气层为平流层。电离层位于高层大气,不在此次气象探空气球上升至最大高度时所处的大气层,A错误;水汽杂质主要集中在对流层,平流层天气现象稳定,B错误;平流层气温向上递增,则不易产生对流,大气以水平运动为主,气流运动平稳,利于航空飞行,C错误;平流层臭氧含量高,臭氧层被称为“生命的保护伞”,吸收紫外线多,D正确。故选D。
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点一:大气对地面的削弱作用
▶反射:
云的反射作用最为显著,云层越低、越厚、云量越多,反射作用越强
空气中较大颗粒的尘埃越多,反射作用越强
大气对太阳辐射的反射没有选择性,反射光呈白色
削弱了到达地面的太阳辐射,夏天白天多云时,白天的气温相对来说不会太高
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点一:大气对地面的削弱作用
▶散射:
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。
使一部分太阳辐射不能到太地面
晴朗的天空呈蔚蓝色
阴面的教室或树荫下天空仍然明亮
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点一:大气对地面的削弱作用
▶吸收:
大气对太阳辐射的吸收具有选择性
臭氧:主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线
水汽和二氧化碳:主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线
大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点一:大气对地面的削弱作用
温馨提示:削弱作用强弱的影响因素除纬度因素外,还有大气透明度,如地势高、晴天多,空气稀薄,大气透明度高,削弱作用弱,到达地面的太阳辐射多;
到达地面的太阳辐射不是均匀分布的,而是由低纬度向两极递减。低纬度地区的太阳高度大,太阳辐射经过大气的路程短,被大气削弱得少,到达地面的太阳辐射多;两极地区的情况则相反。
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点二:地面反射
投射到地面的太阳辐射,并不能全部被地面所吸收,其中又有一部分被地面反射回宇宙空间。地面对太阳辐射的反射率大小,取决于地面的性质,如颜色、干湿状况、粗糙程度等。不同性质的地面,反射率的差异较大。
温馨提示:地面反射率的大小影响地面吸收的太阳辐射多少,进而影响地面辐射量。
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点三:大气对地面的保温作用
温馨提示:①大气逆辐射在白天和夜晚都存在,而且白天比晚上还要强烈,最强时为大气温度最高时,即午后2时(14时)左右。②大气对地面长波辐射的吸收能力强,对太阳短波辐射的吸收能力弱。
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点三:大气对地面的保温作用
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点四:大气保温作用的应用
温室气体大量排放使全球气候变暖
我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜
深秋农民燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻
塑料薄膜或玻璃和大气一样,太阳辐射可以进入,但地面辐射和大气辐射不能出去,从而起保温作用,可延长农作物生长时间
深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾,人造烟幕增加大气厚度,增强大气逆辐射,保温作用增强,防止农作物冻害
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
▶知识点四:大气保温作用的应用
农民利用地膜覆盖进行农作物种植
果园中铺沙或鹅卵石
黑地膜 不透光;减少水分蒸发;白天有降温作用;抑制杂草生长
反光膜 果树下铺膜,提高地面反射,使果实接受更多的太阳辐射,增加着色度
白地膜 透光;地温回升快;减少水分蒸发
减少土壤表层水分蒸发;表面粗糙,减少土壤侵蚀;减少地面辐射散失热量;砂石间隙大,增加下渗;增大气温日较差,有利于作物糖分积累;砂石风化可以为植物生长提供微量元素。
考点二:对流层大气的受热过程
知能解码
知识拓展:与青藏高原有关的大气热力作用
青藏高原太阳辐射强 ①纬度较低,太阳高度大,太阳辐射强;②地势高,空气稀薄,大气削弱的太阳辐射少,到达地面的太阳辐射多;③晴天多,日照时间长
青藏高原气温日较差大 地势高,空气稀薄,白天大气削弱的太阳辐射少,到达地面的太阳辐射多,增温快,夜晚大气逆辐射弱,地面损失的热量多
青藏高原比同纬度长江中下游平原气温低 地面辐射是近地面大气的直接热源,而青藏高原地势高,空气稀薄,大气对地面长波辐射的吸收能力有限,不利于热量的积累,且大气逆辐射弱,地面损失的热量多,所以年均温较低
考点二:对流层大气的受热过程
考向破译
(2024·安徽·高考真题)如图为我国某地面观测站(47°06'N,87°58'E),海拔561m)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。据此完成下面小题。
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
【解析】考向:对流层大气受热过程
1.B 该地面观测站所示经纬度显示为我国新疆地区,图中显示太阳辐射在四天中白天出现,夜晚几乎为0,而地面反射太阳辐射需要太阳辐射,夜晚也不会出现,因此图中丙为地面反射太阳辐射,故AC错误;大气逆辐射是大气通过吸收地面辐射增温后辐射的,地面长波辐射≈大气逆辐射+射向宇宙空间的地面辐射,推测大气逆辐射小于地面长波辐射,从图中可以看出,甲大于乙,因此甲为地面长波辐射,乙为大气逆辐射,B正确,C错误。答案选择B。
考点二:对流层大气的受热过程
考向破译
(2024·安徽·高考真题)如图为我国某地面观测站(47°06'N,87°58'E),海拔561m)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。据此完成下面小题。
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
【解析】考向:削弱作用的影响因素
2.D 图中显示期间,第一天大气逆辐射较强,且太阳辐射出现两个峰值,说明有云层遮挡阳光,所以不是晴朗无云,故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,故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,故③正确;四天中,第2、3两天太阳能辐射弱,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,故④正确。正确的有③和④,答案选择D。
考点二:对流层大气的受热过程
考向破译
(2024·安徽·高考真题)如图为我国某地面观测站(47°06'N,87°58'E),海拔561m)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。据此完成下面小题。
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
【解析】考向:削弱作用的影响因素
3.B 结合第二小题结论,四天内趋于可能经历降雨过程,该区域为我国新疆地区,降水集中在5-6月,主要是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,故B正确;4月气温尚未回升,阴雨天气可能性较小,故A错误;冬半年新疆地区气温低,且太阳辐射弱,故CD错误。答案选择B。
04
素养拓展·能力提升
知素养
素养:逆温
1.概念
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,或者随高度的增加气温的垂直递减率小于6 ℃/km,气象学上称之为“逆温”,发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。
2.类型
▶平流逆温
当暖空气吹向地面和海面,遇到比它更冷的,它底层的热量会被吸收,因而下冷上热,形成了温度随高度升高而升高的平流逆温。
知素养
素养:逆温
▶辐射逆温
①图a为对流层正常气温垂直分布状况。在晴朗无云或少云的夜晚,地面很快冷却,贴近地面的大气也随之降温。离地面越近,降温越多;离地面越远,降温越少,因而形成了自地面开始的逆温(图b)。
②随着地面辐射冷却的加剧,逆温层逐渐向上扩展,黎明时达到最强 (图c)。
③日出后,太阳辐射逐渐增强,地面很快增温,逆温层便自下而上逐渐消失(图d),最终恢复正常(图e)。
知素养
素养:逆温
▶锋面逆温
当冷暖空气相遇时,它们之间会出现一个向冷空气一侧倾斜的界面,这个界面实际上是冷暖空气的过渡区,较轻的暖空气往往爬在较重的冷空气背上,这样过渡区里的气温自然就会出现下冷上暖的逆温现象。锋面逆温一般出现在几百米到几千米的高空,只有锋面与地面相交的时候,锋面逆温才出现在地面。
知素养
素养:逆温
▶地形逆温
这种逆温现象主要发生在晚上。还有一种情况是,冬半年冷空气在向低纬度地区运动过程中,因冷空气较冷重,把地势较低盆地和谷地地区填满(形成冷空气湖),而盆地上空是暖空气,在盆地上空暖空气与盆地内冷空气交界的大气层形成逆温现象。这种逆温现象发生在冬半年。
它主要由地形造成,主要发生在盆地和谷地中,由于山坡散热快,冷空气循山坡下沉到谷底,谷底原来的暖空气被冷气抬挤上升,从而出现温度的倒置现象。
知素养
素养:逆温
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,越冬果树可以免受冻害等
不利 ①逆温时大气结构比较稳定,不利于污染物扩散,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:能见度降低,地面湿滑
练素养
素养:逆温
辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地,平均海拔4000多米,冬季辐射逆温现象多发。据此完成下面小题。
1.冬季易加强辐射逆温的地形是( )
A.山峰 B.平原 C.谷地 D.丘陵
【解析】考向:逆温出现的地形
1.C 冬季在谷地或盆地形成辐射逆温的时候,由于坡地近地面空气冷却,冷空气沿斜坡地形沉入谷底或盆地,则可加强因辐射冷却作用而形成的逆温效应,C正确。山峰被周围大气包围,山峰与大气的接触面小,大气的交换频繁,山峰地面温度降低对周围大气影响较小,不易形成逆温,A错误。平原地形平坦开阔,冬季易受冷空气影响而多大风,大气流动性强,不易形成逆温,B错误。丘陵海拔较低,地形起伏平缓,空气流动性也较强,不易形成逆温,D错误。故选C。
练素养
素养:逆温
辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地,平均海拔4000多米,冬季辐射逆温现象多发。据此完成下面小题。
2.黄河源地区辐射逆温常出现的时间和天气状况是( )
A.日落前后,大风呼啸 B.正午时刻,雨雪交加
C.午夜时分,浓云密雾 D.日出之前,晴朗无风
【解析】考向:逆温出现的时间与天气状况
2.D 黄河源地区辐射逆温出现时地面温度低,近地面气温低,一天中日出之前气温最低,晴朗无风,空气流动性差,近地面大气易受冷地面的影响,D正确;日落前后、正午时刻地面温度较高,近地面大气气温较高,AB错误;浓云迷雾,大气逆辐射强,地面不易强烈辐射冷却,C错误。故选D。
练素养
素养:逆温
辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地,平均海拔4000多米,冬季辐射逆温现象多发。据此完成下面小题。
3.黄河源地区冬季辐射逆温多发是由于( )
A.锋面气旋多 B.下沉气流盛行 C.准静止锋强 D.热力对流强盛
【解析】考向:逆温出现的条件
3.B 黄河源地区冬季地面温度低,气流冷却下沉,下沉气流盛行,地面冷空气堆积,导致辐射逆温多发,B正确;锋面气旋、准静止锋均多上升气流,容易形成降水,而逆温出现时大气较稳定,AC错误;冬季气温低,热力对流弱,D错误。故选B。
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