2.1大气的组成和垂直分层、大气受热过程导学案 2027届高三地理 一轮复习（人教版）

该高中地理高考复习学案系统覆盖大气组成、垂直分层、受热过程及逆温等核心考点，按基础梳理、重难突破、拓展深化的层次架构知识，通过“臭氧变化影响”“天空蔚蓝色成因”等任务驱动问题，引导学生自主构建“组成-分层-热力过程”的逻辑网络。 亮点在于诊断性自测与情境化应用设计，如考向精练中“二氧化碳含量变化”真题演练，典例精析中“西瓜雪”现象的大气受热过程分析，培养综合思维与人地协调观。基础精梳的填图补绘、连一连任务帮助学生自主诊断薄弱点，教师可依据学情数据实施精准指导，有效提升学生自主复习能力。

大气的组成和垂直分层、大气受热过程 课标解读 概念地图 课程标准: 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,并解释相关现象。 任务驱动: 1.大气中臭氧、二氧化碳成分变化对人类活动带来怎样的影响? 2.日出前的黎明,日落后的黄昏,天空为什么仍然是明亮的?晴朗的天空为什么呈现蔚蓝色? 3.家中室内制冷空调为什么多布置在高处?而暖气片为什么布置在低处? 第1课时　大气的组成和垂直分层(基础课时) 【基础精梳】 1.大气的组成: (1)填一填(填写低层大气的组成): (2)连一连: 2.大气的垂直分层: [回归教材]读必修第一册教材P31图2.5“大气的垂直分层示意”,在下图中填出对流层平均高度,并补绘平流层气温变化曲线。 提示: (1)据图说出大气在垂直方向上分层的3项依据。 提示:大气的温度、运动状况和密度。 (2)各层特点及成因。 分层 主要特点 成因 对流层 气温随高度的升高而递减 地面辐射是低层大气主要的直接热源 空气对流运动显著 该层上部冷、下部热 天气现象复杂多变 该层集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质;对流运动易成云致雨 平流层 气温随高度升高而上升 臭氧吸收大量太阳紫外线,使大气增温 大气以平流运动为主 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 高层 大气 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,气温会下降;随后,由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线,温度又持续上升 空气密度很小 距地面远,受到的引力小 (3)各层与人类活动的关系。 ①对流层中的天气多变、飞机颠簸。 ②平流层天气稳定,为飞机航空空域。 ③电离层与无线电通信。 【考向精练】 考向1　大气的组成 　　大气中的二氧化碳含量虽少,但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。近300年来,大气中二氧化碳的含量增长很快(如下图所示),全球变暖备受关注。据此完成1、2题。 1.二氧化碳的作用主要有(　　) A.地球生物维持生命活动所必需的物质 B.地球生物体的基本成分 C.吸收地面辐射对地面起保温作用 D.吸收紫外线,保护地球生物 2.近300年来,二氧化碳含量增加的原因主要有(　　) ①化石燃料的燃烧 ②大气成分的化学反应 ③人口增加,呼出的二氧化碳增长 ④毁林导致森林面积减小 A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 【解析】1选C,2选D。第1题,具体思路分析如下: 地球上人类和其他好氧生物维持生命活动所必需的物质是氧气 A错误 地球生物体的基本成分是氮元素 B错误 二氧化碳的作用主要是为绿色植物进行光合作用提供原料,并吸收地面辐射对地面起保温作用 C正确 吸收紫外线,保护地球生物的是臭氧 D错误 第2题,近300年来,随着工业革命的开始,人们大量使用煤炭、石油等化石燃料,排放大量的二氧化碳;同时大面积毁林导致森林面积减小,光合作用消耗的二氧化碳减少,最终导致大气中二氧化碳含量大幅增加,①④正确;大气成分之间在自然界几乎不发生化学反应;人口增加,呼出的二氧化碳对大气中二氧化碳增长的作用不大,②③错误。 考向2　大气的垂直分层 　　气球作为探空的工具已经被广泛使用,如下图所示,一探空气球由地面上升至100千米处,据其可能探测到的现象,完成3~5题。 3.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是(　　) A.递减→递减→递减→递增 B.递减→递减→递增→递增 C.递增→递减→递增→递减 D.递减→递增→递减→递增 4.探空气球探测到水汽集中的层次是(　　) A.对流层 B.平流层 C.高层大气 D.臭氧层 5.探空气球在某一高度时,其与基站的通信设备发生异常现象,该层可能是(　　) A.平流层 B.电离层 C.对流层 D.臭氧层 【解析】3选D,4选A,5选B。第3题,从图中可以看出,该气球所在高度约为100km,处于高层大气中,所以该探空气球飞越了对流层、平流层、高层大气。其中对流层的气温随着高度增加而降低,平流层的气温随着高度增加而递增,高层大气的气温随高度先递减再递增。第4题,大气总质量的四分之三集中在对流层,对流层以上云雨几乎绝迹,故几乎所有的水汽和固体杂质集中在对流层,A正确;平流层、高层大气、臭氧层均在对流层之上,B、C、D错误。第5题,大气层的电离层中含有大量离子和自由电子,可以干扰电磁波,影响无线电短波通讯,因而探空气球与基站的通讯发生异常可能出现在电离层,B正确;平流层、对流层、臭氧层都没有大量离子与自由电子,对通讯设备影响较小,A、C、D错误。 第2课时　大气受热过程(重难课时) 提能点一　透析大气受热过程原理 【基础精梳】 (1)两个来源。 (2)两大过程。 (3)两大作用。 [点拨]白天也有大气逆辐射 大气逆辐射并非只在晚上存在,白天也存在,而且白天比晚上强;大气逆辐射最强时为大气温度最高时,即午后2点左右。 【典例精析】 (2024·安徽选择考)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(1)~(3)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 (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 (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 【思维路径】 第(1)题,思路分析如下: 第(2)题,思路分析如下: 第(3)题,思路分析如下: 【尝试作答】(1)　B　,(2)　D　,(3)　B　。  【重难精讲】 1.大气的保温作用: (1)三个前提:①太阳短波辐射可透过大气层照射到地面,使地面增温;②地面通过长波辐射损失热量,使地面降温;③大气吸收大部分的地面辐射而保存热量。 (2)一个实质:大气以逆辐射的形式把热量归还给地面,补偿了地面损失的热量,从而起到对地面的保温作用。 (3)一种过程:大气逆辐射是一种过程,大气保温是结果,而温室效应是大气保温的一种通俗说法,是一种污染结果。 2.影响昼夜温差大小的三个主要因素: 天气 状况 晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大 地势 高低 地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大 下垫面 性质 下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小,如海洋的昼夜温差一般小于陆地 【考向精练】 　　(2026·北京模拟)2020年2月,南极某科考站附近出现了“西瓜雪”现象。科学家表示,这是因为雪中含有一种叫极地雪藻的微生物,它们适合在寒冷气候中生存,并在低温下保持“休眠”状态,升温时会迅速生长并呈现粉红色。下图为大气受热过程示意图。据此完成1、2题。 1.相比普通的雪,“西瓜雪”的出现会使图中(　　) A.①增强 B.②减弱 C.③增强 D.④减弱 2.大气中(　　) A.臭氧层遭到破坏,会导致①增加 B.二氧化碳浓度降低,会使②减少 C.可吸入颗粒物增加,会使③增加 D.出现雾霾,会导致④在夜间减少 【解析】1选C,2选B。 第1题,思路分析如下: 第2题,思路分析如下: ①代表大气对太阳辐射的吸收,臭氧层主要吸收紫外线,臭氧层遭到破坏会削弱大气对太阳辐射的吸收能力,导致①减少 A错误 ②代表大气吸收地面辐射,二氧化碳是温室气体,浓度降低会减弱大气对地面长波辐射的吸收,因此②减少 B正确 ③代表地面吸收太阳辐射,可吸入颗粒物增加会削弱到达地面的太阳辐射,导致地面获热减少,因此③减弱,而非增加 C错误 ④代表大气逆辐射,雾霾增强大气对地面辐射的吸收,同时增强大气逆辐射,尤其在夜间起到保温作用,因此④增强而非减少 D错误 提能点二　大气受热过程原理的应用 【典例精析】 (2023·广东选择考)2019年5月28日,某科研团队利用往返式探空气球,在长沙观测站(28°07'N,112°17'E)收集了四个不同时刻释放的气球所记录到的太阳短波辐射量变化信息(图a)。图b为其中某一时刻对应的太阳光照示意图(阴影部分代表黑夜)。据此完成(1)(2)题。 (1)在图a中,符合图b示意时刻所释放气球接收到的太阳短波辐射量变化的曲线是(　　) A.① B.② C.③ D.④ (2)这次探测结果显示,白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多,是因为随高度增加(　　) A.CO2量减少 B.空气温度降低 C.大气越稀薄 D.人类干扰越小 【思维路径】 第(1)题,思路分析如下: 第(2)题,思路分析如下: 【尝试作答】(1)　A　,(2)　C　  【重难精讲】 1.运用大气受热过程原理解释自然现象: (1)利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡。 ①高海拔地区(如青藏高原地区): ②内陆地区(如我国西北地区): ③湿润内陆盆地(如四川盆地): (2)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响。 2.分析大气受热过程原理在农业生产中的应用: (1)趋利措施。 ①采用塑料大棚发展反季节农业,利用玻璃温室育苗。 ②果园中铺砂或鹅卵石,不但能防止土壤水分蒸发,还能增大昼夜温差,有利于水果的糖分积累。 ③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植,可以提高地温。 (2)避害措施。 浇水 防冻 浇水可增加空气湿度,增强大气逆辐射;水汽凝结释放热量;水的比热容大,可降低地表温度下降的速度和变化幅度,从而减轻冻害 冬天树 木涂白 树干涂了部分石灰水后,因为石灰是白色的,能够使相当一部分的阳光被反射掉,所以树干在白天和夜间的温度相差不大,就不易裂开 覆盖 黑色 尼龙网 园林工人一般会给新栽大树覆盖黑色尼龙网,以削弱太阳辐射,减少树木水分蒸腾 【考向精练】 考向1　大气受热过程 　　(2024·广东选择考)有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值。下图表示2003—2012年云南省西双版纳热带季雨林林冠层向上长波辐射(L↑)及其上大气逆辐射(L↓)的月平均变化。据此完成1、2题。 1.与7—9月相比,2—4月西双版纳热带季雨林林冠层之上的大气逆辐射值较低,主要是因为2—4月期间(　　) A.降水较多 B.云雾较少 C.地表植被覆盖度较低 D.正午太阳高度角较大 2.根据有效辐射变化可知,一年中该地热带季雨林的林冠层(　　) A.表面的温度保持恒定 B.热量主要来自大气层 C.各月都是其上表层大气的冷源 D.夏季对大气加热效果小于冬季 【解析】1选B,2选D。第1题,云南省西双版纳热带季雨林植被带对应热带季风气候,7-9月降水量远大于2-4月,2-4月由于降水较少,云雾日数少,天气以晴朗为主,故此林冠层之上的大气逆辐射较弱,B正确,A错误;热带季雨林的植被覆盖度没有明显的季节变化,C错误;2-4月相比于7-9月西双版纳离太阳直射点更远,对应的正午太阳高度角较小,D错误。第2题,受太阳辐射的季节变化影响,当地热带季雨林林冠层表面温度也会出现季节变化,夏季高于冬季,A错误;林冠向上的长波辐射在不同时间尺度上总是高于大气逆辐射,因此林冠层有效辐射在不同时间尺度上均是正值,这表明热带季节雨林林冠始终是大气的一个热源,是林冠层向大气提供热源,B、C错误;据图示信息可知林冠层的长波辐射与大气逆辐射差值在夏季较冬季小,说明林冠层有效辐射夏季小于冬季,林冠层对大气的加热效果夏季小于冬季,D正确。 考向2　大气受热过程的应用 　　“雾凇”一词最早见于西晋《字林》:“寒气结冰,见日光乃消,齐鲁谓之雾凇”。雾凇是过冷却水汽凝华形成冰晶挂结于草木枝叶的天气现象。“瀚海雾凇”专指沙漠戈壁中的雾凇景观,犹如在石海沙丘上开出的“玉树琼花”。新疆北部古尔班通古特沙漠“瀚海雾凇”出现频率高,吸引摄影爱好者慕名前往。据此完成3、4题。 3.“寒气结冰”形成雾凇的原因是(　　) A.上升气流导致降温 B.云层较厚太阳辐射弱 C.大气的保温作用弱 D.暖锋过境前后温差大 4.为了次日能拍摄古尔班通古特沙漠雾凇景观,适宜摄影爱好者蹲守的天气是(　　) A.飘雪初晴 B.气温回升 C.晚来风急 D.夜间有雨 【解析】3选C,4选A。第3题,具体思路分析如下: “寒气”说明气温低,不利于大气上升 A错误 “见日光乃消”说明“寒气结冰”形成雾凇主要发生在夜间,夜间没有太阳辐射 B错误 大气的保温作用弱,降温快,夜间温度低,水汽容易冷却水汽凝华形成冰晶,形成雾凇 C正确 暖锋过境温度升高,不利于水汽凝华 D错误 第4题,结合材料分析可知,雾凇景观的出现需要满足充足的水汽条件、遇冷条件。飘雪说明刚经历过雨雪天气,空气湿度较大。初晴说明天气晴朗,大气逆辐射弱,夜间大气保温作用弱,降温快,水汽容易遇冷凝华,形成雾凇,A正确;气温回升不利于水汽凝华,B错误;风力大,凝华的冰晶难以挂结于草木枝叶上,容易被风吹落,C错误;夜间有雨说明夜间大气逆辐射强,保温作用强,降温慢,不利于雾凇形成,D错误。 第3课时　逆温(拓展课时) 【典例精析】 (2021·广东选择考)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)~(3)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 (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 【思维路径】 第(1)题,思路分析如下: 第(2)题,思路分析如下: 第(3)题,思路分析如下: 【尝试作答】(1)　C　,(2)　D　,(3)　B　。  【重难精讲】 (1)概念:气温随高度增加而上升的现象,或者随高度的增加,气温的垂直递减率小于6 ℃/千米。 (2)形成与消亡。(以辐射逆温为例) (3)逆温的主要类型及成因。 图示四类逆温: (4)逆温的影响。 【考向精练】 考向1　逆温的形成 　　 逆温是指对流层大气中气温随高度增加而上升的现象,从地面开始的逆温称为接地逆温,从离地面一定高度处开始的逆温称为悬浮逆温。逆温厚度是指出现逆温现象上、下限的高度差。下图反映甘肃省酒泉市2009—2018年8时和20时平均逆温厚度的年内变化。据此完成1~3题。 1.逆温厚度年内变化最小的是　　 (　　) A.8时悬浮逆温 B.8时接地逆温 C.20时悬浮逆温 D.20时接地逆温 2.8时接地逆温厚度比20时接地逆温厚度大,原因是8时(　　) A.地面温度较低 B.大气的对流较强 C.太阳辐射较弱 D.大气逆辐射较强 3.影响夏季与冬季逆温厚度差异的主要因素是(　　) A.风速 B.昼夜长短 C.降水 D.气温日较差 【解析】1选C,2选A,3选B。第1题,逆温厚度是指出现逆温现象上、下限的高度差。读图可知,8时接地逆温厚度年内变化约为250米,8时悬浮逆温厚度年内变化约为240米,20时悬浮逆温厚度年内变化约为190米,20时接地逆温厚度年内变化约为260米。第2题,由材料可知,逆温是指对流层大气中气温随高度增加而上升的现象,所以逆温层下冷上热,近地面的温度低,会导致近地面大气温度低,有利于接地逆温层的形成,会导致接地逆温层较厚,因此8时地面温度较低会导致8时接地逆温厚度比20时接地逆温厚度大,A正确;逆温形成时,大气应较为稳定,大气对流强会导致逆温厚度较小,B错误;相较夜晚的20时,8时是白天,有太阳光照,太阳辐射较强,C错误;大气逆辐射较强会导致地面温度较高,不利于逆温的形成,会导致逆温厚度降低,D错误。第3题,由于逆温是指对流层大气中气温随高度增加而上升的现象,所以逆温层下冷上热,近地面的温度低,会导致近地面大气温度低,有利于接地逆温层的形成,会导致接地逆温层较厚。由于冬季夜晚长,地面辐射冷却强,所以逆温厚度较大,夏季夜晚短,地面辐射冷却弱,所以逆温厚度较小,因此影响夏季与冬季逆温厚度差异的主要因素是昼夜长短。影响逆温出现的主要原因是大气的温度,风速与降水对逆温的形成影响较小,逆温厚度主要受近地面温度影响,近地面温度越低厚度越大,与气温日较差关系较小。 考向2　逆温的影响 　　(2025·甘肃卷)输电线舞动是指架空输电线在覆冰及稳定风场的作用下产生的一种振动现象。该现象一般发生在近地面大幅降温和降雨天气过程中。下表为2008年1月13—14日我国某地输电线舞动发生时段的近地面及高空3千米天气状况。据此完成4、5题。 高度 降水形态 风向 舞动之前48小时 内降温/℃ 近地面 液态 偏北风 15~18 高空3千米 液态 西南风 2~3 4.导致该地近地面大幅温降的是(　　) A.冷锋过境 B.台风登陆 C.辐射冷却 D.风向突变 5.本次输电线路舞动时大气温度的垂直结构为(　　) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 【解析】4选A,5选C。第4题,根据材料信息,事件发生在1月,可以排除台风,B错误;结合近地面为偏北风,可以推测为冷锋过境,A正确;辐射冷却往往发生在晴朗的夜晚,而降温发生在48小时内,不是辐射降温所致,C错误;材料中没有风向突变信息,且风向突变不能直接导致近地面大幅度降温,D错误。第5题,发生输电线舞动时,架空输电线会覆冰,因此虽然此时降水形式为液态,但是一接触输电线就变成了固态,其实是发生了冻雨现象。因此近地面温度应该低于0℃,排除甲、丁;此外,高空3千米降水也为液态,说明3千米气温高于0℃,同时锋面过境会出现逆温现象,因此丙符合题意。 - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 $