第二章 地球上的大气知识点2025-2026学年高中地理人教版必修一
第二章 地球上的大气
2.1 大气的组成和垂直分层
一、大气的组成(低层)(25km以下)
(一)低层大气的主要成分:干洁空气、水汽、固体杂质
(二)主要成分的作用
1、氮气:地球上生命体的基本元素
2、氧气:维持生命活动所必需的物质
3、二氧化碳:(1)绿色植物光合作用的基本原料:(2)对地面具有保温作用
4、臭氧:(1)吸收紫外线,使大气增温:(2)保护地球上的生物免受紫外线的伤害,“地球生命的保护伞”
5、水汽:(1)成云致雨的必要条件,产生天气现象;(2)影响地面和大气温度
6、杂质:(1)作为凝结核,是成云致雨的必要条件;(2)削弱太阳辐射
★成云致雨的条件:
①充足的水汽;②充足的凝结核;③遇冷凝结,达到过饱和状态。
(三).人类活动对大气成分的改变及影响
(1)CO2增加(燃烧矿物燃料和大量砍伐森林)→温室效应→全球气温升高
(2)氟氯烃化合物→破坏臭氧层→形成臭氧层空洞
(3)氮氧化物、SO2等→酸雨
(4)雾霾(大气中各种悬浮颗粒物含量超标,PM2.5与其息息相关)
二、大气的垂直分层
(一)分层依据:
温度、运动状况、密度
注意:观察每层的温度节点。
①对流层起始地面温度平均为20多度,最低可达-60°C左右;
②平流层最高气温大约在“-10°C-0°C”左右;
③高层大气最高气温可达1000°C以上,最低气温大约在-80°C至-90°C之间。
(二)垂直分层
分层 | 高度范围 | 主要特点 | 特点成因 | 与人类的关系 |
对 流 层 | 低纬地区: 17~18 km 中纬地区: 10~12 km 高纬地区: 8~9 km | 气温随高度的升高而递减 | 地面是对流层大气的直接热源;同一地区的对流层高度夏季高于冬季 | 人类生活在对流层底部,与人类关系最密切 |
空气对流运动显著 | 该层上部冷、下部热 | |||
天气现象复杂多变 | 几乎全部的水汽、杂质都集中在该层,对流运动显著 | |||
平 流 层 | 对流层顶至 50~55 km | 气温随高度升高而升高 | 该层中的臭氧吸收太阳紫外线 | 人类生存环境的天然屏障;利于航空飞行 |
以平流运动为主 | 该层上部热、下部冷,大气稳定 | |||
天气晴朗,能见度高 | 水汽、杂质少,气流平稳 | |||
高层大气 | 平流层顶至3000km高空 | 大气密度极小 | 距地面远,受地球引力小 | (1)存在极光和流星现象;(2)有电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用。 |
气温随高度增加先降低后升高 | 低层:没有吸收紫外线的臭氧层,气温随高度增加迅速下降。 上层:大气物质(主要是氧原子)吸收了更短波长紫外线,导致气温随着高度的升高而增加。 |
2.2大气的受热过程和大气运动
补充一:辐射原理
(1)温度高于-273.15℃的物体都会以电磁波的形式传递能量。
(2)原理:物体温度越高,辐射最强部分的波长越短;物体温度越低,辐射的波长越长。
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①太阳表面温度约6000k—--太阳辐射为短波辐射
②地球固体表面均温约22°C—---地面辐射为长波辐射
③近地面大气均温约15°C—--大气辐射为长波辐射
补充二:太阳辐射的能量分布
补充三:大气吸收的选择性
一、大气受热过程
(一)大气的能量来源
(1)根本热源:太阳辐射
(2)近地面大气的主要直接热源: 地面长波辐射
(二)大气受热过程
(1)太阳暖大地(比喻):投射到地球上的太阳辐射,小部分被大气吸收或反射、散射,大部分被地面吸收和反射,地面因吸收太阳辐射(短波辐射)而增温。
(2)大地暖大气(比喻):地面增温后以地面辐射(长波辐射)的形式,把热量传递给近地面大气,近地面大气吸收后又以对流、传导等方式层层向上传递能量,使大气增温。
太阳短波辐射地面增温
大气增温
(三)大气的2个作用
1、大气的削弱作用
(1)反射(无选择性):云层、颗粒较大的尘埃
(2)散射(有选择性):大气分子、颗粒微小的尘埃
(3)吸收(有选择性):①臭氧(吸收紫外线);②水汽、二氧化碳(吸收红外线)
2、大气的保温作用——大气逆辐射
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(1)概念:大气辐射除一小部分射向宇宙空间外,大部分向下射向地面,因辐射方向与地面辐射方向相反,故称大气逆辐射。
(注意:大气逆辐射每时每刻都存在。)
(2)大气的保温作用
①过程:大气还大地(比喻):大气增温后产生大气辐射,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。
(2)作用:a.地面释放的能量绝大部分被截留在对流层大气中
b.大气逆辐射把热量传给地面,一定程度上补偿了地面辐射损失的热量,对地面起保温作用。
拓展一:大气受热过程原理在农业生产上的应用
①利用温室大棚生产反季节蔬菜;
②利用烟雾防霜冻;
③果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发,还能增加昼夜温差,有利于水果的糖分积累等。
拓展一:昼夜温差大小的分析
(1)地势高低
地势高低 | 云层 | 大气对太阳辐射的 削弱作用 | 大气逆辐射 | 昼夜温差 |
高 | 薄 | 弱(白天温度高) | 弱(夜晚温度低) | 大 |
低 | 厚 | 强(白天温度不太高) | 强(夜晚温度不太低) | 小 |
(2)天气状况
天气状况 | 大气对太阳辐射的 削弱作用 | 大气逆辐射 | 昼夜温差 |
晴朗 | 弱(白天温度高) | 弱(夜晚温度低) | 大 |
阴雨 | 强(白天温度不太高) | 强(夜晚温度不太低) | 小 |
(3)下垫面性质
受热力性质差异的影响,下垫面热容量大,下垫面增温和降温的速度都慢→昼夜温差小(海洋的昼夜温差小于陆地)
陆地、戈壁、沙漠等白天吸热快,夜晚散热快,昼夜温差大;海洋、森林、草地和湿地等白天吸热慢,夜晚散热慢,昼夜温差小。
补充知识:逆温现象及其危害
(1)逆温现象
在一定条件下,对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象,或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率,这种现象我们称之为“逆温”。如图所示。
(2)特征: ①对流减弱,大气结构稳定;②不利于污染物的扩散
(3)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。如果出在高空,则利于飞机飞行,因为大气以平流运动为主,飞行中不会有较大的颠簸。
④抑制沙尘暴发生。因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动
重点:必须掌握的现象原理
- 青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区,但气温与同纬度地区相比却很低?
①青藏高原海拔高,空气稀薄,加上空气质量好,大气透明度高,大气对太阳辐射的削弱作用弱,再加上晴天较多,日照时间较长,到达地表的太阳辐射就多。
②青藏高原的海拔高,空气稀薄,大气对地面的保温作用弱,加以高原上风速
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