第二章 地球上的大气（知识清单）地理人教版2019必修第一册

第二章 地球上的大气 第一节：大气的组成 一．大气的组成及作用 1.大气的组成： （1） 干洁空气 氮气是构成生命体的基本元素，氧气是维持生命活动的基本物质。大气中二氧化碳和臭氧含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要的作用。二氧化碳是绿色植物光合作用的原料、对地面具有保温作用，臭氧能吸收紫外线，保护生物。 （2） 水汽和杂质 大气中水汽和杂质含量很少，但却在天气变化中扮演着重要角色。水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。水汽主要聚集在大气圈的低层大气中的水汽含量随时间、地点和气象条件而变化。一般是夏季多于冬季，低纬多于高纬。 大气中的杂质作为凝结核是成云致雨的必要条件。 2.人类活动对大气的影响：人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。 二．大气的垂直分层 1．依据：根据地球大气的温度、密度和运动状况，可将其划分为对流层、平流层和高层大气。 2．大气的垂直分层 （1）对流层 ①对流层集中了整个大气质量的3/4，几乎全部水汽和尘埃，温度变化为上冷下热。 ②气温随高度的增加而递减，平均每升高100米,气温降低0.65℃，在顶部降至-60℃其原因是太阳辐射首先主要加热地面，再由地面把热量传给大气，因而愈近地面的空气受热愈多气温愈高，远离地面则气温逐渐降低。地面是对流层大气的直接热源 ③空气有强烈的对流运动。对流运动使高层和低层空气得以交换促进热量和水分传输，对成云致雨有重要作用。 ④对流层集中了75%大气质量和90%的水汽，因此伴随强烈的对流运动，产生水相变化，形成云、雨、雪等复杂的天气现象，对流层与地表自然界和人类关系最为密切。 （2）平流层 ①温度随高度增加而增加，22到27千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层，臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高，并大致在50公里高空形成一个暖区。 ②垂直气流显著减弱 ，平流层中空气以水平运动为主，空气垂直混合明显减弱，整个平流层比较平稳。 ③水汽、尘埃含量极少，平流层天气晴朗，大气透明度好。平流层的大气上部热、下部冷，不易形成对流，以平流运动为主，水汽和杂质含量很少，无云雨现象，天气晴朗，能见度好， （3）高层大气 ①由于没有吸收紫外线的臭氧，高层大气自平流层顶部开始气温会下降。 ②由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持续上升。在300千米的高空，温度可达1000℃以上。在80-120km的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，产生流星现象。 ③在高层大气空气密度很小，在2000-3000km的高空，高速运动的空气质点经常逸散到宇宙空间，这个高度可以看作是地球大气的上界。80-500km的高空，若干电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。 小结：大气的垂直分层 第二节 大气受热过程和大气运动 一．大气的受热过程 1．两个热源 (1)地球大气最重要的能量来源：太阳辐射。 (2)近地面大气主要的、直接的热源：地面长波辐射。 2．三个过程 (1)地面增温过程：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。 (2)大气增温过程：地面被加热，并以长波辐射的形式向大气传递热量，使大气增温。 (3)大气对地面的保温过程：大气增温后，以大气逆辐射的形式向地面传递热量，使地面保温。 3.两个作用 （1）大气对太阳辐射的削弱作用：大气削弱作用是指当太阳辐射通过大气层到达地面的过程中，由于大气对它有一定的吸收、散射和反射作用，使到达地面的总辐射有明显削弱，特别是波长短的辐射能削弱显著。 （2）大气对地面的保温作用：大气对地面的保温作用主要体现在大气逆辐射把热量还给地面。 大气逆辐射的存在使得近地面大气层始终保持有一定的温度，因而具有保温作用。 图示 名称 形成机制 热量来源 Ⅰ 太阳暖大地 太阳辐射穿过厚厚的大气层，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表面 太阳辐射 Ⅱ 大地暖大气 地面吸收太阳辐射而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气 地面辐射 Ⅲ 大气还大地 大气增温后形成大气辐射，其中向下射向地面的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面 大气逆辐射 2． 大气对太阳辐射的削弱作用 3． 大气对太阳辐射的削弱作用实例 四．大气对地面的保温作用 1．吸收作用：对流层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强(75%～95%)。 2．大气逆辐射：大气在增温的同时，也向外辐射长波辐射。大气辐射大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称大气逆辐射。 3．保温作用：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.大气对地面的保温作用 保温作用的强弱主要与大气中的水汽和二氧化碳的含量有关。天空中有云，特别是有浓密的低云，或空气湿度比较大时，大气逆辐射就会增强，多云的夜间气温不会太低。随着全球气候变暖，大气中二氧化碳等温室气体含量增加，大气保温作用增强，全球平均气温升高。 五．大气对地面的保温作用实例 ①晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，因此霜冻多出现在深秋至第二年早春的晴朗夜晚。为了防止霜冻，菜农在蔬菜大棚里用秸秆制造出烟雾以增强大气逆辐射。 ②“十雾九晴”。在晴朗的夜晚，由于大气逆辐射弱，地面热量散失很快，近地面温度低，大气中的水汽凝结，形成雾（或霜）。这时，近地面对流层往往会形成逆温层，逆温层不利于有害物质扩散，所以早晨多雾时不利于晨练。 6． 大气的削弱和保温作用---昼夜温差 七．大气热力环流 1．概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。 2．形成过程 (1)当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动。 (2)当地接受热量多，其他两地接受热量少时，受热较多的近地面空气膨胀上升，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成高气压；受热较少两地空气收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压。于是空气从气压高的上空向气压低的受热较少的两地上空扩散。 (3)在近地面，较热的近地面空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压；较冷的两地因有下沉气流，空气密度增大，形成高气压。这样近地面的空气从较冷的两地流回较热的地方，从而形成了热力环流。 3．常见热力环流形式：海陆风、山谷风、城市热岛环流、绿洲风、湖陆风。 八．大气热力环流常见形式举例 ①海陆风 ②绿洲风 白天，沙漠增温快，温度高，形成低气压；森林增温慢，温度低，形成高气压；白天近地面大气由森林吹向沙漠。夜晚，沙漠降温快，温度低，形成高气压；森林降温慢，温度高，形成低气压；夜晚近地面大气由沙漠吹向森林。 ③山谷风 ④城市热岛环流 城市热岛强度：指城市与郊区的温度差，常用来表示热岛效应的强弱。 城市热岛强度时间变化：夜晚强于白天。原因：白天，城市里大气对太阳辐射削弱作用较郊区更强；城郊温差相对较小；夜晚，城市里大气对地面的保温作用较郊区更强，大气逆辐射强，降温慢；城郊温差相对更大。热岛效应强度会受到气象条件影响。 九．大气的水平运动——风 1．形成过程 地面受热不均→空气上升和下沉→同一水平面上产生气压差(水平气压梯度力)→大气的水平运动(即风由高压区流向低压区) 2．受力分析(北半球近地面） 3.高空中的风和近地面的风比较 类型 受力 风向 图示(北半球) 高空中的风 水平气压梯度力和地转偏向力 最终与等压线平行 近地面的风 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力 与等压线斜交 一．逆温现象 1.逆温的概念 在一定条件下，对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温，甚至是气温随高度的增加而升高的现象，实际气温高于理论气温，称为逆温。 正常情况下，海拔每升高100m气温下降0.6℃，但在不同地点及不同时间，可能会小于0.6℃或大于0.6℃（其中小于0.6℃情况为逆温）。逆温的重要特征判断——“ 上暖下冷”如下图所示。 2.辐射逆温现象的形成及消失过程 3.逆温的类型： 辐射逆温：经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面层气温迅速下降，而高处大气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。 平流逆温：暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温，上层受影响较少，降温较慢，从而形成逆温。 地形逆温：它主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象4。 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 小结：逆温的类型和发生条件 4.逆温的影响： 有利影响： ①阻碍空气对流，抑制沙尘暴的发生； ②逆温出现在高空，可减弱对流，飞机飞行不易颠簸； ③可当成一种气候资源加以利用，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,有效地提高了冬半年坡地的温度,利于多年生果树越冬。 不利影响 ①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，给人们的出行带来不便，甚至导致交通事故。 ②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流运动受阻，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。如果出现在高空，则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。 二．风向的判读 1.风矢 风矢由风向杆和风羽组成，风向杆指示风的方向(如图中风向均指向A)，风羽横线表示风力大小，一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一面三角旗帜代表8级风。 2.风频玫瑰图 频率最高的方位，表示该风向出现次数最多，如图中的东南风出现次数最多，其次是东北风，南风出现次数最少。 三．在等压线图上画风向 1.根据等压线作出水平气压梯度力，由高压指向低压； 2.根据（南北）半球确定偏转方向，南左北右； 3.确定偏转的角度：高空偏转90°，近地面偏转30°~45°。 四．影响风力大小的因素 五．等压面的判读 1．同一等压面上各点气压值相等。如图中气压①＝②＝③。 2．同一垂直方向，随着海拔升高，等压面数值越来越小。如图中等压面数值a＜b。 3．同一水平方向，高压处等压面向高空凸，低压处等压面向近地面凹。如图中近地面A为低压，B为高压；高空C为高压，D为低压。 4．近地面气压高低与高空相反。如图中A与C、B与D。 5．图中A、B、C、D四地气压排序为：B＞A＞C＞D。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 地球上的大气 第一节：大气的组成 一．大气的组成及作用 1.大气的组成： （1） 干洁空气 是构成生命体的基本元素， 是维持生命活动的基本物质。大气中 含量虽少，但对地球上的 有着重要的作用。 是绿色植物光合作用的原料、对地面具有保温作用， 能吸收紫外线，保护生物。 （2） 水汽和杂质 大气中 含量很少，但却在 中扮演着重要角色。水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响 。 主要聚集在大气圈的低层大气中的水汽含量随时间、地点和气象条件而变化。一般是夏季多于冬季，低纬多于高纬。 大气中的 作为凝结核是 的必要条件。 2.人类活动对大气的影响：人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的 和 ，产生 ，对生态系统和人类生存造成不利影响。 二．大气的垂直分层 1．依据：根据地球 ，可将其划分为对流层、平流层和高层大气。 2．大气的垂直分层 （1）对流层 ①对流层集中了整个大气质量的3/4，几乎 ，温度变化为 ②气温随高度的增加而递减，平均每升高100米,气温降低 ，在顶部降至-60℃其原因是太阳辐射首先主要加热地面，再由地面把热量传给大气，因而愈近地面的空气受热愈多气温愈高， 。 是对流层大气的直接热源。 ③空气有强烈的 对流运动使高层和低层空气得以交换促进 ，对成云致雨有重要作用。 ④对流层集中了75%大气质量和90%的水汽，因此伴随强烈的 ，产生水相变化，形成云、雨、雪等复杂的天气现象，对流层与地表自然界和人类关系最为密切。 （2）平流层 ①温度随高度增加而增加， 范围内， 含量达到最大值，形成臭氧层，臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高，并大致在50公里高空形成一个暖区。 ② 显著减弱 ，平流层中空气以水平运动为主，空气垂直混合明显减弱，整个平流层比较平稳。 ③水汽、尘埃含量极少，平流层 ，大气透明度好。平流层的大气 ，不易形成对流，以平流运动为主， 很少，无云雨现象，天气晴朗，能见度好， （3）高层大气 ①由于没有吸收紫外线的臭氧，高层大气自 。 ②由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持续上升。在300千米的高空，温度可达1000℃以上。在 的高空，多数来自太空的 会燃烧，产生 。 ③在高层大气空气密度很小，在2 的高空，高速运动的空气质点经常逸散到宇宙空间，这个高度可以看作是地球大气的上界。80-500km的高空，若干 能反射无线电波，对 有重要作用。 小结：大气的垂直分层 第二节 大气受热过程和大气运动 一．大气的受热过程 1．两个热源 (1)地球大气最重要的能量来源： 。 (2)近地面大气主要的、直接的热源： 。 2．三个过程 (1)地面增温过程：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面 。 (2)大气增温过程：地面被加热，并以 的形式向大气传递热量，使大气增温。 (3)大气对地面的保温过程：大气增温后，以 的形式向地面传递热量，使地面保温。 3.两个作用 （1）大气对太阳辐射的削弱作用：大气削弱作用是指当太阳辐射通过大气层到达地面的过程中，由于大气对它有一定的 作用，使到达地面的总辐射有明显削弱，特别是 能削弱显著。 （2）大气对地面的保温作用：大气对地面的保温作用主要体现在 把热量还给地面。 大气逆辐射的存在使得近地面大气层始终保持有一定的温度，因而具有 。 图示 名称 形成机制 热量来源 Ⅰ 太阳辐射穿过厚厚的大气层，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表面 Ⅱ 大地暖大气 地面吸收太阳辐射而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气 Ⅲ 大气还大地 大气增温后形成大气辐射，其中 射向地面的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面 2． 大气对太阳辐射的削弱作用 3． 大气对太阳辐射的削弱作用实例 四．大气对地面的保温作用 1．吸收作用：对流层中的 、 等，吸收 的能力很强(75%～95%)。 2．大气逆辐射：大气在增温的同时，也向外辐射 。大气辐射大部分 射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称 。 3．保温作用： 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 。 4.大气对地面的保温作用 保温作用的强弱主要与大气中的 的含量有关。天空中有云，特别是有浓密的低云，或空气湿度比较大时， 就会增强，多云的夜间气温不会太低。随着全球气候变暖，大气中二氧化碳等温室气体含量增加，大气保温作用增强，全球平均气温升高。 五．大气对地面的保温作用实例 ①晴朗的夜晚， 弱，因此霜冻多出现在深秋至第二年早春的晴朗夜晚。为了防止霜冻，菜农在蔬菜大棚里用秸秆制造出烟雾以增强大气逆辐射。 ②“十雾九晴”。在晴朗的夜晚，由于大气逆辐射弱， ，大气中的水汽凝结，形成雾（或霜）。这时，近地面对流层往往会形成逆温层，逆温层不利于有害物质扩散，所以早晨多雾时不利于晨练。 6． 大气的削弱和保温作用---昼夜温差 七．大气热力环流 1．概念：由于 而形成的空气环流，称为大气热力环流。 2．形成过程 (1)当地面受热均匀时，空气没有 。 (2)当地接受热量多，其他两地接受热量少时，受热较多的近地面空气 ，到上空聚积，使上空空气密度 ，形成 ；受热较少两地空气 ，上空空气密度 ，形成 。于是空气从气压高的上空向气压低的受热较少的两地上空扩散。 (3)在近地面，较热的近地面空气上升向外流出后，空气密度减小，形成 ；较冷的两地因有下沉气流，空气密度 ，形成 。这样近地面的空气从较冷的两地流回较热的地方，从而形成了 。 3．常见热力环流形式：海陆风、山谷风、城市热岛环流、绿洲风、湖陆风。 八．大气热力环流常见形式举例 ①海陆风 ②绿洲风 白天， ，形成低气压；森林增温慢，温度低，形成高气压；白天近地面大气由森林吹向沙漠。夜晚，沙漠降温快，温度低，形成高气压； ；夜晚近地面大气由沙漠吹向森林。 ③山谷风 ④城市热岛环流 城市热岛强度：指城市与郊区的温度差，常用来表示热岛效应的强弱。 城市热岛强度时间变化：夜晚强于白天。原因：白天， ；城郊温差相对较小；夜晚，城市里大气对地面的保温作用较郊区更强，大气逆辐射强，降温慢；城郊温差相对更大。热岛效应强度会受到气象条件影响。 九．大气的水平运动——风 1．形成过程 地面受热不均→ 和下沉→同一水平面上产生 (水平气压梯度力)→大气的水平运动(即风由高压区流向低压区) 2．受力分析(北半球近地面） 3.高空中的风和近地面的风比较 类型 受力 风向 图示(北半球) 高空中的风 最终与等压线 近地面的风 与等压线 一．逆温现象 1.逆温的概念 在一定条件下，对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温，甚至是气温随高度的增加而升高的现象，实际气温高于理论气温，称为逆温。 正常情况下，海拔每升高100m气温下降0.6℃，但在不同地点及不同时间，可能会小于0.6℃或大于0.6℃（其中小于0.6℃情况为逆温）。逆温的重要特征判断——“ 上暖下冷”如下图所示。 2.辐射逆温现象的形成及消失过程 3.逆温的类型： 辐射逆温：经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面层气温迅速下降，而高处大气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。 平流逆温：暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温，上层受影响较少，降温较慢，从而形成逆温。 地形逆温：它主要由地形造成，主要在盆地和谷地中。由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现气温的倒置现象4。 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 小结：逆温的类型和发生条件 4.逆温的影响： 有利影响： ①阻碍空气对流，抑制沙尘暴的发生； ②逆温出现在高空，可减弱对流，飞机飞行不易颠簸； ③可当成一种气候资源加以利用，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,有效地提高了冬半年坡地的温度,利于多年生果树越冬。 不利影响 ①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，给人们的出行带来不便，甚至导致交通事故。 ②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流运动受阻，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。如果出现在高空，则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。 二．风向的判读 1.风矢 风矢由风向杆和风羽组成，风向杆指示风的方向(如图中风向均指向A)，风羽横线表示风力大小，一道短线代表1级风、一道长线代表2级风、一面三角旗帜代表8级风。 2.风频玫瑰图 频率最高的方位，表示该风向出现次数最多，如图中的东南风出现次数最多，其次是东北风，南风出现次数最少。 三．在等压线图上画风向 1.根据等压线作出水平气压梯度力，由高压指向低压； 2.根据（南北）半球确定偏转方向，南左北右； 3.确定偏转的角度：高空偏转90°，近地面偏转30°~45°。 四．影响风力大小的因素 五．等压面的判读 1．同一等压面上各点气压值相等。如图中气压①＝②＝③。 2．同一垂直方向，随着海拔升高，等压面数值越来越小。如图中等压面数值a＜b。 3．同一水平方向，高压处等压面向高空凸，低压处等压面向近地面凹。如图中近地面A为低压，B为高压；高空C为高压，D为低压。 4．近地面气压高低与高空相反。如图中A与C、B与D。 5．图中A、B、C、D四地气压排序为：B＞A＞C＞D。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$