第2章 第2节 大气的组成与垂直分层 （Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中地理必修第一册（中图版2019）

本高中地理讲义聚焦大气的组成与垂直分层核心知识点，系统梳理低层大气组成（干洁空气成分及作用、水汽和杂质影响），依据物理性质和运动状况划分对流层、平流层、高层大气并分析各层特点，构建“组成-分层-人类活动联系”的知识支架。 资料通过高原训练基地案例探究大气成分对人类活动影响，结合分层示意图、气温垂直变化图培养综合思维与区域认知，配套针对训练和课时检测强化地理实践力。课中案例互动提升教学效果，课后检测助力学生巩固知识弥补盲点。

第二节 大气的组成与垂直分层 [课标要求]　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。 素养解读 1.运用图表等资料，说明低层大气的组成及其主要成分的作用。 2.描述大气垂直分层的划分依据及各层的主要特点。 3.利用大气的垂直分层图，说明大气对人类活动的影响，培养综合思维能力。 知识点一　大气的组成 1.大气的组成：干洁空气、固体杂质和水汽。[注1] 2.干洁空气的组成 (1)主要成分：氮气(78%)、氧气(21%) (2)次要成分：氩气、二氧化碳、甲烷和臭氧等。[注2] 3.主要组成物质的作用 大气成分 作用 氮气 大气中含量最多。氮元素是生物体内蛋白质和很多化学物质的组成部分，是生物体健康生长必不可少的元素 氧气 是众多生物生命活动必需的物质 二氧化碳 绿色植物进行光合作用的重要原料，是一种温室气体，对地面具有保温作用 臭氧 吸收太阳辐射中的紫外线，对生物具有保护作用 水汽 含量随时间和地点的不同而变化。是影响天气变化的重要因素 大气中的 临时成分 由于自然和人为原因，大气中增加了许多新的组成成分，主要包括气溶胶和污染气体，对人类产生危害 [助解教材] [注1]辨析：此处大气的组成是指低层大气的组成。 [注2]拓展：大气各组成成分的比例不是固定不变的 干洁空气中各种气体所占的比例在自然状态下基本上是不变的，水汽和杂质的含量却是因时因地而异的。如城市上空的雾霾比郊区多，就是因为城市空气中尘埃较多。 知识点二　大气的垂直分层 1.大气分层依据 根据大气在垂直方向上的物理性质和运动状况，将大气分为对流层、平流层和高层大气。 2.垂直分层 填写出下图中各垂直分层的名称。 (1)对流层 ①高度范围：在大气圈的最底层。低纬度地区17—18 km，高纬度地区8—9 km。[注1] ②主要特征及成因 主要特征 成因 云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层 占据大气质量的3/4和绝大部分的水汽和杂质 气温随高度的增加而降低 直接热源为地面 大气对流运动显著 大气上部冷，下部热 ③与人类关系：人类生活在对流层底部，对流层对人类的影响最显著。 (2)平流层 ①范围：对流层顶以上至离地面约50 km的大气层。 ②主要特征及成因 主要特征[注2] 成因 气温随高度增高而升高 臭氧吸收紫外线 大气以水平运动为主 上部热下部冷 无云雨现象，大气能见度高 水汽和杂质含量极少 ③与人类关系：臭氧层使地球生命免受过多紫外线的伤害；适合航空飞行。 (3)高层大气 ①位置：从平流层顶到约3 000 km高度间的大气层。 ②特征：密度小，与行星际空间密度比较接近；存在电离层，能反射无线电波，使人类得以远距离传播信息。 [助解教材] [注1]拓展：低纬度地区地面受热多，空气对流旺盛，因而对流强度高；高纬度则相反；中纬度居中。 [注2]巧记：图示法记忆对流层、平流层的天气特点及成因 探究点(一)　大气的组成成分和作用及人类活动对大气成分的影响 　　　　　　　　　　　　　　　　 [案例探究] 　　目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳高度为海拔1 800—2 400 m。我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂与呈贡、河北兴隆等国家级高原体育训练基地。下表示意我国部分高原体育训练基地的地理坐标及海拔。 地点 榆中 多巴 海埂 呈贡 兴隆 海拔 1 996 m 2 366 m 1 888 m 1 906 m 2 118 m 经度 104°02'E 101°31'E 102°41'E 102°48'E 117°22'E 纬度 35°52'N 36°40'N 25°01'N 24°53'N 40°36'N 　　 [思考交流] 1.结合我国部分高原训练基地的地理坐标及海拔表，简述表中这些高原训练基地的突出优势。 提示：①海拔都在1 800—2 400 m之间，符合高原训练的最佳海拔要求；②各训练基地有一定的高度差异，便于运动员含氧量的最优化与多样化训练；③纬度比较适中，都位于北温带，且有一定的纬度差异，适宜不同季节、不同气温条件下的最优化、多样化训练等。 2.世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳高度为海拔1 800—2 400 m。推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。 提示：①随着海拔的升高，氧气含量越来越低；②在更高海拔地区训练，含氧量过低，超过了人体的最大耐受力，反而使运动员的整体表现下降。 [综合思维] 1.大气主要成分及其作用 组成成分 作用 干洁 空气 氮气(78%) 地球生物体内蛋白质的重要组成成分 氧气(21%) 人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质 二氧化碳 (很少) 二氧化碳吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→射向地面的热量→保温作用；二氧化碳→植物光合作用→太阳能转化为化学能 臭氧(很少) 吸收紫外线→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 水汽(很少) 近地面水汽吸收地面热量→大气升温；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 杂质 (因时因地而异) 尘埃物质→吸附水汽→雾或降水；尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低 2.大气对地球生物的重要性 (1)大气使地球上大部分地区保持适宜的温度，使水以液态形式存在。 (2)能阻挡大部分流星体对地球表面的撞击，减少紫外线对地球生命的伤害。 3.大气成分的变化对人类的影响 (1)CO2含量增加对人类的影响 CO2含量增加会增强温室效应，使全球气候变暖，两极冰川融化，海平面上升，世界人口最集中的沿海大城市都将面临被淹没的危险，全球数千万人的生活将会面临生存空间危机，导致全球发生大规模的迁移和冲突。 (2)氧含量变化对人类的影响 ①适当缺氧能激发运动员的运动潜能，世界大部分国家有高原训练基地。 ②缺氧过度会危害人体健康，甚至危及生命。 (3)臭氧空洞对人类的影响 臭氧空洞会导致到达地面的紫外线增多，紫外线对生物细胞具有很强的杀伤作用，对人体会产生不利的影响，容易使人体患皮肤癌等疾病。 4.人类活动造成的大气污染 大气污染的主要原因是人类生产、生活中所排放的污染气体和温室气体。如二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等，这些气体进入大气层，会对人类生存和生态系统造成不利影响。对大气造成污染的人类活动主要有： 活动 内容 燃料燃烧 燃料(煤、石油、天然气等)的燃烧过程是向大气输送污染物的重要发生源。燃料燃烧时除产生大量烟尘外，还会形成一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、有机化合物等物质 工业生产过程中的排放 如石化企业排放硫化氢、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等；钢铁工业在炼铁、炼钢、炼焦过程中排出粉尘、硫氧化物、氰化物、一氧化碳、硫化氢、酚类、苯类、烃类等 交通运输过程中的排放 汽车、船舶、飞机等排放的尾气是造成大气污染的主要来源。内燃机燃烧时排放的废气中含有一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、含氧有机化合物、硫氧化物和铅的化合物等物质 农业活动排放 在田间施用农药时，一部分农药会以粉尘等颗粒物形式散逸到大气中，残留在作物体上或附着在作物表面的仍可挥发到大气中。进入大气的农药可以被悬浮的颗粒物吸收，并随气流向各地输送，造成大气农药污染。此外还有秸秆焚烧等 [针对训练] 　　下表示意干洁空气的体积和质量构成(高度25 km以下)。据此完成1~2题。 干洁空气 氮气 氧气 氩气 二氧化碳 臭氧等其他气体 体积/% 78 21 0.93 0.042(变动) 极少 质量/% 75.52 23.15 1.28 0.05 极少 1.对地球生命有重要保护作用的气体是 (　　) A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.臭氧 2.人类大量燃烧煤、石油等矿物燃料会导致二氧化碳增多。二氧化碳的主要作用是 (　　) A.吸收地面辐射能力强，使大气增温 B.生物维持生命活动所必需的物质 C.减少到达地面的紫外线，保护生物 D.提供凝结核，是成云致雨的必要条件 答案：1.D　2.A 解析：第1题，结合所学知识可知，臭氧可以吸收紫外线，使地面上的生物免受伤害，对地球生命有重要保护作用，D正确；氮气是大气中最主要的组成部分，氧气是维持生命活动的必需物质，二氧化碳是光合作用的基本原料，对地球生命的保护作用较小，A、B、C错误。 第2题，二氧化碳为温室气体，吸收地面辐射能力强，能够使大气增温，A正确；生物维持生命活动所必需的物质为氧气，B错误；臭氧能减少到达地面的紫外线，保护生物，C错误；杂质提供凝结核，是成云致雨的必要条件，D错误。 　　福建小明暑假到西藏旅游，一下飞机就兴奋地向前跑。导游赶紧叫道：“不要跑，小心高原反应。”旅游过程中，小明发现藏胞的肤色大多比较深，据说和当地紫外线强有关。小明还在当地看到温室大棚里种有各种蔬果。如图示意25 km以下干洁空气成分的体积分数(其中甲、乙、丙、丁表示干洁空气成分)。据此完成3~5题。 3.导游叫小明不要跑的原因是当地大气中 (　　) A.甲浓度低 B.乙浓度低 C.丙浓度高 D.丁浓度高 4.大气中的臭氧 (　　) ①反射太阳光中的紫外线，降低气温 ②吸收太阳光中的紫外线，提高气温 ③增加到达地面的紫外线，伤害生物 ④减少到达地面的紫外线，保护生物 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 5.小明白天看到菜农往大棚里增施二氧化碳，其最主要目的是 (　　) A.使害虫窒息死亡 B.增强大棚保温效应 C.提高大棚空气湿度 D.促进蔬果光合作用 答案：3.B　4.D　5.B　 解析：第3题，导游叫小明不要跑的原因是青藏高原海拔高、空气稀薄，氧气含量低，剧烈运动耗氧量大，容易导致高原缺氧，甲为氮气，乙为氧气，丙为氩气，丁为其他气体，故B正确。 第4题，臭氧层是指大气平流层中臭氧浓度相对较高的部分，主要作用是吸收太阳光中的紫外线，使气温增高，而不是反射紫外线，故①错误，②正确；吸收太阳光中的紫外线，使到达地面的紫外线减少，保护生物，故③错误，④正确。故选D。 第5题，二氧化碳为温室气体，能强烈吸收地面长波辐射，起到保温的作用，青藏高原海拔高，热量条件差，所以菜农往大棚里增施二氧化碳，最主要目的是增强大棚保温效应，故B正确。 探究点(二)　对流层气温变化规律的判断 　　　　　　　　　　　　　　　　 [典例导析] 　　(2021·广东高考·节选)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4 000多米，冬季辐射逆温现象多发。据此完成(1)~(2) 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 (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 　　[答案]　(1)C　(2)D 　　[解析]　第(1)题，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，加强了因辐射冷却作用而形成的逆温效应，故冬季在谷地或盆地易形成辐射逆温，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。 第(2)题，黄河源地区辐射逆温出现时地面温度低，一天中日出之前气温最低，再加上晴朗无风，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，A、B错误；浓云密雾，大气逆辐射强，不会发生地面强烈辐射冷却，C错误。故选D。 [综合思维] 1.一般规律 一般情况下，对流层气温随海拔升高而逐渐降低，海拔每升高100 m，气温下降约0.6 ℃ (如下图)。 2.特殊规律——逆温现象的因果分析 (1)逆温的含义有两种情况 ①海拔上升，气温升高；②海拔上升，气温下降，但幅度小于每上升1 000 m，温度降低6 ℃(即气温下降幅度小于垂直递减率)。 (2)逆温的形成消失过程 (3)逆温的影响 在逆温层中，暖而轻的空气位于冷而重的空气之上，形成一种稳定的大气层结。逆温层严重阻碍了空气的对流运动。由于这个原因，近地层空气中的水汽、杂质和污染物不能向高空扩散，也降不下来，只能飘浮在逆温层下面的空气层中，易造成严重的空气污染。逆温层下面的空气层，常有雾、露、霜等天气现象出现，能见度变差。 [针对训练] 　　中纬度对流层平均厚度为10—12 km。下图是郑州某季节对流层内气温垂直变化图。完成1~2题。 1.从图中信息判断下列说法正确的是 (　　) A.对流层厚度小于全年平均值，此时应是郑州的冬季 B.对流层厚度大于全年平均值，此时应是郑州的夏季 C.对流层厚度小于全年平均值，此时应是郑州的夏季 D.对流层厚度大于全年平均值，此时应是郑州的冬季 2.与7.5 km以上相比，此季节7.5 km以下 (　　) A.气温垂直递减率大，对流运动更显著 B.气温垂直递减率小，对流运动更微弱 C.气温垂直递减率大，对流运动更微弱 D.气温垂直递减率小，对流运动更显著 答案：1.B　2.A　 解析：第1题，中纬度对流层平均厚度为10—12 km，图示季节对流层厚度15 km，厚度大于全年平均值、对流旺盛，应为夏季，B正确；冬季气温低，对流弱，厚度小于平均值，A、C、D错误。故选B。 第2题，以7.5 km为研究对象，在地面到7.5 km温度从30 ℃降到零下30 ℃，下降了60 ℃。从7.5 km到15 km，温度从零下30 ℃到零下45 ℃，下降了15 ℃，所以与7.5 km以上相比，7.5 km以下温度下降得多，垂直递减率大，对流强。A正确，B、C、D错误。故选A。 　　大气稳定度是指垂直方向上大气的稳定程度。一般而言，大气温度垂直递减率(对流层大气中，海拔每上升100 m气温下降的数值)越大，大气越不稳定，对流越容易发生；反之，气温垂直递减率越小(甚至出现等温或逆温)，大气越稳定，对流将会受到抑制。大气稳定度对烟流扩散有重要影响，下图示意几种常见的与大气稳定度有关的烟形。据此完成3~5题。 3.图中最有利于烟流扩散的烟形是 (　　) A.熏烟形 B.波浪形 C.上扬形 D.平展形 4.熏烟形烟形出现时间可能是在 (　　) A.日出后 B.午后两点 C.日落后 D.午夜时分 5.平展形烟形出现时 (　　) A.通常发生在大风天气 B.大气温度垂直递减率大于0.6 ℃/100 m C.不会对近地面造成严重污染 D.烟囱口可能处于逆温层中 答案：3.B　4.A　5.D 解析：第3题，波浪形烟形上下边缘波动都较大，大气处于不稳定的条件，对流运动显著，易扩散，B正确；与波浪形相比，其他三种形态对流运动均不显著，不利于烟流扩散，A、C、D错误。 第4题，日出后，由于地面升温，低层空气被加热，使逆温层自地面向上逐渐消失，即不稳定大气从地面向上逐渐发展，而上边缘短时间内仍处于逆温层中，烟气不能向上扩散，只能强烈下沉，A正确；午后两点通常对流较强，日落后、午夜容易形成逆温层，而不是逆温开始消散，B、C、D错误。 第5题，当气温垂直递减率低于0.6 ℃/100 m，对流受到抑制，大风天气不会出现，出现等温或者逆温层，烟囱口可能处于逆温层中，大气稳定，平展形烟形出现，A、B错误，D正确。平展形烟形出现时，若烟囱很低，烟气不易扩散，C错误。 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、人地协调——南极臭氧空洞 　　[材料]　1984年，英国科学家首次发现南极上空出现臭氧层空洞。南极洲一年中的臭氧层空洞大约会在9—10月前后达到最大值，约2 000万平方千米。大气臭氧层的损耗是当前世界又一个受普遍关注的大气环境问题，它同样直接关系到生物圈的安危和人类的生存。由于臭氧层中臭氧的减少，照射到地面的太阳光中的紫外线增强，其中波长在0.24—0.33 μm的紫外线对生物细胞有很强的杀伤作用，对生物圈中的生态系统和各种生物，包括人类都会产生不利影响。 　　[问题设计] 1.南极上空为什么会出现臭氧层空洞? 提示：人类的活动，特别是大量使用作为制冷剂和雾化剂的氟氯烃物质，是产生南极臭氧空洞的重要原因。人类在生产和生活中泄漏到大气中的氟氯烃在高层大气中经紫外线分解成氯原子，氯原子使臭氧产生了分解。 2.臭氧层空洞的出现可能带来哪些危害?请提出缓解臭氧层破坏的可行措施。 提示：危害：生态方面：农产品减产且品质下降；渔业减产；破坏森林。 对人类的危害：患皮肤癌的可能性增加，还受到白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病的袭击；若臭氧层全部遭到破坏，太阳紫外线就会杀死所有陆地生命，人类也将遭到“灭顶之灾”，地球将会成为无任何生命生存的不毛之地。 可行措施：减少并逐步禁止氟氯烃等消耗臭氧物质的气体排放；积极研制新型的制冷系统；各国共同行动，加强国际合作。 二、科学思维——晴空颠簸 　　[材料]　晴空颠簸(如图)指的是晴空湍流造成的飞行器颠簸，由空中气流的抬升或者下降等所致。民航客机的正常巡航(指飞机完成起飞阶段进入预定航线后的飞行状态)高度一般为8—10 km。在高纬度地区，民航客机一般只在起飞、爬升和降落过程中遇到颠簸现象；而在中低纬度地区，民航客机在整个飞行过程中都可能遇到颠簸现象。 　　[问题设计] 3.说出晴空颠簸发生的大气层，并简述该层大气的基本特征。 提示：对流层。气温随高度增加而降低，大气密度和水汽随高度增加迅速递减，大气有强烈的垂直运动，天气现象复杂多变。 4.简析高纬度地区利于民航客机巡航的原因。 提示：对流层在高纬度地区的高度是在8—9 km，民航客机的正常巡航高度一般在8—10 km，在高纬度地区上空的客机飞行高度可能到达平流层，气流平稳，利于飞行。 [课时跟踪检测] 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、选择题 　　地球大气又称“氮氧大气”，下表为地球大气圈25 km 以下干洁空气的主要成分表。据此完成1~2题。 气体成分 体积分数 质量分数 氮气(N2) 78% 75.52% 氧气(O2) 21% 23.15% 氩气(Ar) 0.93% 1.28% 二氧化碳(CO2) 0.042%(变动) 0.05% 1.地球大气层中的氮气主要存在于大气层中的 (　　) A.对流层，吸收地面长波辐射 B.对流层，构成生物体的基本元素 C.平流层，吸收太阳短波辐射 D.平流层，吸收地面长波辐射 2.目前，导致二氧化碳浓度升高的主要因素有 (　　) ①植树造林　②大量燃烧化石燃料　③新能源公交车逐渐普及　④森林、草原开垦成农田 A.①③ B.③④ C.①② D.②④ 答案：1.B　2.D　 解析：第1题，大气中的氮气主要存在于对流层中，是构成生物体的基本元素，B正确，C、D错误；氮气不能吸收地面长波辐射，A错误。所以选B。 第2题，植树造林可以吸收二氧化碳，使二氧化碳浓度降低，①错误；森林、草原开垦成农田使植被覆盖率下降，植被的减少会减少对二氧化碳的吸收，而且大量燃烧化石燃料，会释放二氧化碳，使二氧化碳浓度升高，②④正确；新能源公交车普及会减少化石燃料的使用，③错误。所以选D。 　　高空气象探测气球是一种充灌氢气或氦气的气象专用气球，需要携带专用的气象探测设备升入高空。根据天空的状况不同，气球的飞行高度也不同，月平均高度在30 000 m左右。据此完成3~4题。 3.通过高空气象探测气球可以观测的气象要素有 (　　) ①降水量　②大气成分　③温度　④风向 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 4.高空气象探测气球最高可飞行到 (　　) A.平流层 B.对流层 C.电离层 D.高层大气 答案：3.C　4.A 解析：第3题，气象要素有气温、气压、风向、风速、湿度、降水、云量、能见度、雷暴、雾等，②错误；高空气象探测气球利用探测设备可收集大气层不同高度的气象数据，③④正确；高空气象探测气球在平流层观测，这一层大气较为稳定，降水等天气现象少，不能观测到降水量变化，①错误。综上所述，C正确，A、B、D错误。 第4题，结合所学知识并根据材料可知，高空气象探测气球的高度在30 000 m左右，所以高空气象探测气球最高可飞行到平流层，A正确。 　　2020年12月17日，“嫦娥五号”返回舱在距地面高度约120 km处高速进入地球大气层，实施初次气动减速。下降至预定高度后，返回器向上跃出大气层。之后，返回舱再次进入大气层，实施二次气动减速，在距地表50 km的高度返回舱与大气层激烈摩擦。下图示意“嫦娥五号”探测器返回路径。据此完成5~6题。 5.“嫦娥五号”初次进入大气层进行减速时位于 (　　) A.对流层 B.平流层 C.臭氧层 D.高层大气 6.“嫦娥五号”在距地表50 km降落至地面的过程中气温变化是 (　　) A.持续降低 B.先降低，后升高 C.持续增高 D.先升高，后降低 答案：5.D　6.B 解析：第5题，由材料可知，“嫦娥五号”在距离地面120 km处实施初次减速。对流层高度在低纬度地区最厚，为17—18 km，A错；平流层最高距离地面50—55 km，B错；臭氧层在平流层内，距离地面22—27 km，C错；平流层顶以上为高层大气，初次减速在高层大气中，D对。 第6题，“嫦娥五号”在距离地表50 km时，位于平流层中，此时气温逐渐降低，然后进入对流层，随着距离地面越近，气温升高，所以“嫦娥五号”在距地表50 km降落至地面的过程中气温变化是先降低，后升高，B正确。 　　波状云是波浪起伏的云层，一般认为形成波动的主要原因有两点：一是由于大气中存在着空气密度和气流速度不同的界面；二是由于气流越山而形成的波动(称地形波或背风波)。下图示意一位摄影师9月下旬拍摄的智利拉斯坎帕纳斯天文台上的波状云美景。据此完成7~8题。 7.下列对波状云所处大气层的叙述正确的是 (　　) A.晴天为主，适合高空飞行 B.随高度增加温度逐渐上升 C.纬度越低，厚度越大 D.有极光和流星燃烧现象 8.某学校地理兴趣小组想要设计演示实验来模拟波状云的形成，需要具备的条件有 (　　) ①充沛的水汽　②稳定的大气环境　③存在逆温层　④旺盛的对流 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 答案：7.C　8.C 解析：第7题，波状云所处大气层为对流层，天气复杂多变，A错误；近地面是对流层大气的直接热源，故气温随高度的增加而降低，B错误；纬度越低，气温越高，上升气流到达的高度越高，对流层厚度越大，C正确；极光和流星燃烧现象发生在高层大气，D错误。 第8题，充沛的水汽有助于云的形成，①正确；波动气流的存在是形成波状云的基本条件，逆温层的存在，易在上层风速大、密度小，下层风速小、密度大的界面上产生波动，②错误，③正确；对流运动可以使局部空气离开平衡位置，从而形成波动气流和波状云，④正确。综上所述，C符合题意，A、B、D错误。 　　高空降落的雪在下落过程中穿过温度较高的大气层，融化形成雨滴，雨滴继续下落，进入近地面低于0 ℃的冷气层中，雨滴发生冷却，与温度低于0 ℃的物体碰撞立即冻结便形成冻雨。2024年春节期间，湖北省遭遇了严重的冻雨天气。据此完成9~10题。 9.冻雨发生的大气层内 (　　) A.对无线电通信有重要作用 B.臭氧浓度值最大 C.适合航天飞机飞行 D.对流运动旺盛 10.下列符合冻雨发生时大气温度垂直分布的是 (　　) 答案：9.D　10.C 解析：第9题，结合材料可知，冻雨是一种特殊的降雨现象，主要发生于对流层，对无线电通信有重要作用的为电离层(高层大气)，A错误；平流层天气晴朗，无云雨现象，适合航天飞机飞行，且存在臭氧层，臭氧浓度达到最大值，B、C错误；对流运动旺盛，容易成云致雨，D正确。 第10题，结合材料可知，冻雨形成时近地面存在逆温现象，因此图中符合冻雨发生时大气温度垂直分布的是C选项，排除A、B、D。 　　探空气球是携带各类无线电探空仪器或其他电子设备升空以测定高空温度、气压、湿度等气象要素的气球。它携带的各类仪器可持续将探测到的气象数据传回地面，根据不同探测站探空气球传回的数据，可以得到低纬度、中纬度和高纬度地区平均气温垂直分布状况(如下图所示)。据此完成11~13题。 11.图中①②③三地区分别位于 (　　) A.中纬度、高纬度、低纬度 B.低纬度、中纬度、高纬度 C.高纬度、低纬度、中纬度 D.高纬度、中纬度、低纬度 12.根据图中信息推断，下列说法正确的是 (　　) A.平流层气温随高度上升而升高 B.低纬度地区对流运动弱 C.高度>15 km处降水量大 D.高纬度地区对流层高度最高 13.最容易出现逆温现象的是 (　　) A.①地区的对流层 B.②地区的对流层 C.③地区的平流层 D.①地区的平流层 答案：11.B　12.A　13.B 解析：第11题，根据所学知识可知，对流层气温随高度升高而降低，低纬度地区对流层高度高，高纬度地区对流层高度低。图中①应代表低纬度地区，③代表高纬度地区，B正确，A、C、D错误。 第12题，结合所学知识和图示，可判断三条线随高度升高气温降低的范围为对流层，对流层上侧为平流层，平流层气温随高度上升而升高，A正确；①代表低纬度地区，对流运动较强，B错误；对流层降水量大，高度>15 km处主要为平流层和高层大气，降水量小，C错误；③代表高纬度地区，对流层高度最低，D错误。 第13题，逆温是发生在对流层中的一种特殊大气现象，它打破了气温随海拔升高而降低的常规规律，C、D错误；①地区为低纬度地区，地面获得的太阳辐射多，地面辐射冷却不如②中纬度地区明显，其他类型的逆温如锋面逆温、地形逆温等在各纬度均可能出现，故最容易出现逆温现象的是②地区的对流层，B正确，A错误。 二、非选择题 14.阅读图文材料，完成下列要求。(16分) 1862年，英国气象学家乘坐热气球飞向12 000 m的高空，没有携带任何保护措施，首次记录了大气层与天气的变化，也因此诞生了世界上第一条天气预报。后来这一伟大的探索之旅被拍成了电影，描述了此次飞行经历：热气球载着气象学家飞向了百米高空并不断上升，随后进入了乌云密布的风眼中，气象学家通过减轻热气球重量，热气球快速上升至风暴上方，躲过了雷鸣和闪电，飞向了万米的高空。下图示意热气球结构及飞行经过的大气层。 (1)说出热气球飞向12 000 m的高空过程中依次经过的大气层及经历的气温变化。(6分) (2)简述气象学家在经过乌云密布的风眼时，选择快速上升的合理性。(6分) (3)推测气象学家在上升过程中，可能遇到的危险。(4分) 解析：第(1)题，据材料可知，英国气象学家乘坐热气球飞向12 000 m的高空，根据大气的垂直分层可知，对流层在中纬度的高度范围是10—12 km，在高纬度的高度范围是8—9 km，故依次经过对流层和平流层。对流层直接热源是地面，气温随高度增加而减小；平流层的能量来源于臭氧吸收太阳紫外线增温，气温随高度增加而上升，故其经历的气温变化是先降低后升高。第(2)题，根据大气运动特征可知，在对流层中大气的对流运动显著，天气现象复杂多变，可能会遇到低能见度、雷暴、大雨、大雾等危险天气；平流层中气温随高度增加而上升，气流以平流运动为主，天气晴朗，大气稳定，有利于高空飞行，故气象学家在经过乌云密布的风眼时选择快速上升。第(3)题，据材料可知，英国气象学家乘坐热气球飞向12 000 m的高空，依次经过对流层和平流层；在对流层中大气的对流运动显著，天气现象复杂多变，可能会遇到低能见度、雷暴、大雨、大雾、风切变、空中颠簸、空中积冰等危险。 参考答案：(1)依次经过对流层和平流层；对流层气温随高度的增加而减小，平流层气温随高度增加而上升，对流层到平流层气温垂直变化规律是先降低后升高。 (2)在对流层大气的对流运动显著，天气现象复杂多变；平流层气流以平流运动为主，天气晴朗，大气稳定，有利于高空飞行。 (3)低能见度、雷暴、大雨、大雾、风切变、空中颠簸、空中积冰等。 15.阅读图文材料，完成下列要求。(18分) 大气中的氧分子在强烈紫外线照射下分解出氧原子，氧原子和氧分子结合会形成臭氧。臭氧主要存在于大气层的对流层和平流层，其中90%的臭氧分布在平流层，剩余10%的臭氧存在于对流层。受人类活动等因素影响，大气中臭氧含量逐渐发生变化。下图示意2006—2023年我国山西省大气对流层中臭氧含量的季节和年际变化。 (1)说明臭氧对平流层气温垂直变化的影响。(6分) (2)简述山西省大气对流层中臭氧含量的变化特征。(6分) (3)分析山西省大气对流层中臭氧含量季节变化的原因。(6分) 解析：第(1)题，根据所学知识可知，平流层中的臭氧能够吸收太阳辐射中的紫外线，从而使得平流层大气的温度升高；从对流层顶开始，向上到22 km之间，臭氧的浓度较小，气温随高度的变化不大；在22—27 km范围内，臭氧的浓度达到最大值，能够大量吸收紫外线，气温随高度的上升而迅速升高；对流层上部臭氧浓度较小，气温随高度的升高变化较小。第(2)题，根据图示信息可知，山西省大气对流层中臭氧含量季节变化较大；夏季的臭氧含量较高，冬季的臭氧含量较低。山西省大气对流层中臭氧含量的年际变化也较大；整体呈波动上升的趋势。第(3)题，夏季太阳高度角较大，太阳辐射中的紫外线较强，气温较高；大气中的氧分子在强烈紫外线的照射作用下，发生分解，形成氧原子，氧原子与氧分子结合，形成臭氧，所以夏季臭氧的含量较高；冬季形成的臭氧较少，臭氧含量较低。 参考答案：(1)臭氧能够吸收太阳辐射中的紫外线，从而使气温升高；从对流层顶向上到22 km之间的平流层，臭氧含量较小，气温随高度变化不大；但是在22—27 km范围内，臭氧含量达到最大，大量吸收紫外线而使气温随高度上升迅速升高。 (2)季节和年际变化均较大；从季节变化看，夏季臭氧含量大，冬季臭氧含量小；从年际变化看，臭氧含量总体呈波动上升趋势。 (3)夏季气温高，太阳辐射中的紫外线强；大气中的氧分子在强烈紫外线照射下分解出氧原子，氧原子和氧分子结合形成较多臭氧。冬季形成的臭氧较少，臭氧含量较低。 学科网（北京）股份有限公司 $$