第3章 第1节 大气的组成与垂直分层 大气受热过程（Word教参）-【精讲精练】2027年高考地理一轮复习（湘教版）

该高中地理讲义聚焦大气组成与垂直分层、大气受热过程及逆温等高考核心考点，按“组成—分层—热力过程”逻辑架构梳理知识，通过表格归纳大气成分作用、分层特点，结合真题解析（如2025年安徽卷、浙江选考）和方法指导，帮助学生构建完整知识体系，突破考点难点。 资料采用案例教学与分层训练结合，如分析澳大利亚野火烟柱高度与对流层关系培养区域认知，结合温室效应、防霜冻案例提升地理实践力，通过真题思路导引强化综合思维。设置基础巩固到进阶提升练习，助力学生高效掌握考点，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第1节　大气的组成与垂直分层　大气受热过程 课标要求 学科素养 　　掌握大气圈的结构及其与人类的关系。大气的受热过程及其影响。 1．结合图文材料，掌握不同地区对流层厚度的特点及其成因。(区域认知) 2．结合图文材料，综合分析大气各垂直分层的特点、成因及对人类的影响；运用地理原理分析温室效应、北方防霜冻、春播覆地膜的原因。(综合思维) 3．结合生产生活实践，验证地理知识的应用。(地理实践力) [对应学生用书P80] 一、大气的组成与垂直分层 (一)大气组成 低层大气主要由__干洁空气__、水汽和杂质三部分组成。 1．干洁空气 成分 体积比 作用 氮气 78% 地球上__生物体__的基本成分 氧气 21% 人类和其他好氧生物维持__生命活动__必需的物质；并参与有机物的燃烧、腐败和__分解__过程 二氧 化碳 较少 绿色植物__光合作用__的基本原料；对地面有__保温__作用 臭氧 很少 强烈吸收太阳__紫外线__，保护生物免受过量__紫外线__的伤害；适量到达地面的紫外线，又具有__杀菌__的作用 2．水汽 (1)分布不均 ①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。 ②在垂直方向上：自地面向高空逐渐__减少__。 (2)作用：是成云致雨的必要条件；吸收__红外线辐射__；水汽可发生固、液、气三态转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。 3．杂质 (1)影响因素：大气中杂质的含量，随__时间__、地点、天气条件而变化。 (2)分布差异：近地面大气中，陆上多于__海上__，城市多于乡村，冬季多于__夏季__。 (3)作用：杂质使大气__能见度__变差；但作为__凝结核__，是成云致雨的必要条件。 (二)大气的垂直分层 1．根据：大气的__温度__、密度、__运动__状况在垂直方向上的差异，自下而上分为对流层、平流层、高层大气。 2．分层 (1)对流层(A层)——贴近地面的大气最底层，占整体大气质量的3/4，含有几乎全部的__水汽__、杂质。 ①厚度：随纬度、季节而变化。低纬度地区对流层高度17～18千米；中纬度地区高度__10～12__千米，高纬度地区仅高8～9千米。夏季较__厚__，冬季较__薄__，中纬度地区尤为明显。 ②气温垂直变化：对流层气温随高度的增加而__递减__。(原因：__地面__是对流层大气主要的直接热源) ③垂直向空气运动：对流层上部__冷__下部__热__，空气产生对流，容易__成云致雨__。 ④与人类关系最为密切：对流层天气现象复杂多变，多产生云、雾、雨、雪现象。 [名师点睛]　 (1)对流层气温的垂直递减率是每上升100米，气温下降约0.6 ℃。 (2)不同纬度地区的对流层厚度差异，是因为不同纬度地区气温不同，对流运动强弱差异导致的。从整体看对流层的厚度从低纬度向高纬度递减。 (2)平流层(B层) ①范围：自__对流层__顶向上至50～55千米的高度范围。 ②气温变化：随高度的增加而__上升__。臭氧吸收的太阳__紫外线__是主要热量来源。 ③空气运动：平流层上部__热__下部__冷__，大气稳定，不易形成对流，以__水平__运动为主，天气晴朗，有利于__高空__飞行。 ④臭氧层：集中于15～35千米的气层中。 (3)高层大气(C层) ①范围：平流层顶以上的大气。 ②特点：高层大气气压很__低__，密度很小。 ③电离层：在60～500千米的高空，有若干__电离层__。这是__太阳紫外线__和宇宙射线的作用下形成的。电离层能反射__无线电波__，对远距离的__无线电通信__有重要作用。 二、大气的受热过程 1．两个热量来源 (1)大气的最根本的热量来源：A__太阳辐射__。 (2)近地面大气热量主要、直接热源：B__地面辐射__。 2．两大过程 (1)地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使__地面__增温。 (2)大气的增温：地面以__地面长波辐射__的形式向大气传递热量，使大气增温。 3．两大作用 (1)削弱作用 由于大气对太阳辐射的__反射__、__散射__和吸收作用，投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地表。 ①反射作用：大气中的云层和较大颗粒的__尘埃__，能将投射在其上的太阳辐射的一部分，又反射回宇宙。云层越低、越厚，云量越多，反射越强。夏季阴雨天的气温__相对低__，是由于云的反射减少了到达地面的__太阳辐射__。 ②散射作用：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，向四面八方弥散的现象。可见光中波长较短的蓝光、紫光容易被散射，晴朗的天空呈蔚蓝色、早上太阳未升到地平线时东方会发亮等现象，都是由于大气的__散射__作用。 ③吸收作用：平流层大气中的臭氧，主要吸收太阳辐射中波长较短的__紫外线__。对流层大气中的__水汽__和__二氧化碳__等，主要吸收太阳辐射中的波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的__可见光__吸收得很少，太阳辐射不是对流层大气主要热源，综上，大气对太阳辐射的吸收具有__选择性__。 (2)大气对地面的保温作用 ①地面长波辐射使大气增温：对流层大气中的水汽和二氧化碳等，可强烈地吸收__地面辐射__，使大气增温，所以，__地面__是对流层大气主要的直接热源。 ②大气逆辐射补偿作用：射向地面的大气辐射把热量返还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，起到保温作用。多云、浓雾等天气，大气逆辐射则增强。 [名师点睛]　太阳辐射强不等于温度一定高 青藏高原所处的纬度较低，海拔较高，空气稀薄，大气透明度好，大气对太阳辐射的削弱作用弱，因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射的能力小，通过大气逆辐射返还地面的热量少，造成青藏高原地表热量散失多，温度较低。 4．大气的热力作用与气温日较差的关系：削弱作用__降低__了白天的最高气温；保温作用__提高__了夜间的最低气温；从而减小了气温__日较差__。 [对应学生用书P82] 核心考点1　大气的组成与垂直分层 (2025·安徽卷)2020年1月1日前后，澳大利亚东南部发生大面积高强度森林野火，引发强烈上升气流，在一定的天气形势下，烟尘上升至对流层顶附近，形成积雨云状烟柱。下图表示该区域野火强度与积雨云状烟柱高度随时间变化情况。据此完成1～3题。 1．图中积雨云状烟柱最早出现时间为当地(　　) A．黎明前后 B．正午前后 C．傍晚前后 D．午夜前后 2．1月1—3日没有产生积雨云状烟柱，其原因最可能是(　　) A．野火强度低 B．大气湿度高 C．野火持续时间短 D．大气较为稳定 3．积雨云状烟柱突破对流层顶，将使得(　　) A．平流层气温骤降 B．平流层强降雨增加 C．大气中CO2含量减少 D．烟尘扩散范围增大 ◆思路导引 信息获取 文：“1月1日前后”“强烈上升气流”“烟尘上升至对流层顶” 图：格林尼治时间、烟柱高度、野火强度的变化曲线、对流层顶大致高度 知识运用 第1题，本题主要考查地方时计算。读图可知，图中积雨云状烟柱最早出现时间约为格林尼治时间(0时区区时)12月29日9时。野火发生在澳大利亚东南部，应位于东十区，位于伦敦以东，当地地方时约比格林尼治时间早10小时，所以积雨云状烟柱最早出现的时间应为当地12月29日19时左右(东加西减)，为傍晚前后 第2题，本题主要考查大气的垂直运动。由材料可知，森林野火引发强烈上升气流，烟尘上升至对流层顶附近，形成积雨云状烟柱，所以强烈的上升运动是积雨云状烟柱形成的重要条件之一。大气较为稳定时，气流上升运动微弱或没有上升运动发生，此时烟尘无法上升至对流层顶附近，也就无法形成积雨云状烟柱。读图可知，1月1—3日野火强度虽然有所波动，但仍然较高，且持续时间并不短；野火发生时，会蒸发大量水分，大气湿度应较低 第3题，本题主要考查大气的垂直分层及大气运动。如果积雨云状烟柱突破对流层顶，则会进入平流层。根据所学知识可知，平流层气流以水平运动为主，所以烟尘扩散范围会增大。部分烟尘进入平流层对整个平流层的温度影响不大；平流层气流以水平运动为主，缺乏对流条件，烟尘进入也不会增加平流层强降雨；积雨云状烟柱突破对流层顶与大气中CO2含量关系不大 [自主解答]　1.________　2.________　3.________ [答案]　1.C　2.D　3.D 1．利用大气的组成解析地理现象 (1)二氧化碳 CO2→吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→到达地面的热量→保温作用。 (2)臭氧和氧原子 ①高层大气中的O→吸收波长较短的紫外线→升温使大气电离→形成电离层。 ②平流层中的O3→吸收波长较长的紫外线→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。 (3)水汽 ①近地面水汽吸收地面热量→大气升温。 ②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。 (4)杂质 ①尘埃物质→吸附水汽→雾或降水。 ②尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低。 2．大气的垂直分层 对流层 平流层 高层大气 高度 低纬度地区为17～18 km，中纬度地区为10～12 km，高纬度地区为8～9 km 自对流层顶部至50～55 km 自平流层顶部以上到大气上界2000～3000 km 气温垂直变化 规律 气温随高度的升高而下降，海拔每升高100 m，气温约降低0.6 ℃ 下层气温随高度变化很小，30 km以上气温随高度升高而迅速上升 起初随高度增加而下降，后随高度升高而上升 原因 地面是对流层大气主要、直接的热源，离地面越远、气温越低 该层气温基本不受地面影响，主要为臭氧大量吸收太阳紫外线而增温 高空有氧原子吸收太阳辐射 3．利用大气垂直分层的特点解释地理现象 (1)对流层中的天气多变、飞机颠簸 (2)平流层为天气稳定的飞机航空空域 (3)电离层与无线电通信 4．臭氧层破坏 (1)原因：①自然：太阳活动的自然因素；②人为：人类向大气中排放消耗臭氧的物质。 (2)后果：①影响人类的健康。一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增加皮肤癌的发病率；②影响农作物的产量和质量；③影响水生生态系统，会直接引起整个水生食物链的破坏。 (3)措施：①减少破坏臭氧层的有害气体的排放，如冰箱制冷剂氟利昂的排放(改为无氟制冷剂)；②寻找新的替代品，对替代品的研制要加大力度。 (2026·福建泉州模拟)下图为北半球1月份和7月份气温(℃)随纬度和高度的变化图。读图，完成1～3题。 1．关于对流层气温分布规律的叙述，正确的是(　　) A．气温随纬度的增加而升高 B．气温随高度的增加而升高 C．顶部极地气温比热带地区低 D．南北温差冬季大于夏季 2．在平流层底部，冬季最高气温出现的区域为(　　) A．0°～10° B．40°～60° C．20°～30° D．70°～90° 3．对流层上部气温的垂直递减率远比下部高的主要影响因素是(　　) A．纬度位置 B．热量来源和空气密度 C．下垫面性质 D．大气环流条件 解析　第1题，图中横坐标表示纬度和月份，左纵坐标表示高度，从图中可看出，对流层气温分布规律是气温随纬度的增加而减小，A错误；对流层气温随高度的增加而降低，B错误；顶部极地气温比热带地区高，C错误；根据图中温度计算，南北温差冬季大于夏季，D正确。故选D。第2题，北半球1月表示冬季，由图中可看出平流层底部40°～60°处气温最高，超过了－40 ℃，而其他纬度皆低于－40 ℃，B正确，A、C、D错误。故选B。第3题，对流层热量来源于近地面的长波辐射，因此海拔越高，来自地面的长波辐射越少，气温越低；海拔越高，空气越稀薄，吸收地面辐射的能力越弱，气温下降的越快，B正确；由图可知，纬度位置、下垫面性质等对对流层上部的气温影响不大，A、C与题意不符；大气的升降运动可以调节近地面大气与对流层上部的热量差异，但不是造成对流层上部气温的垂直递减率远比下部高的原因，D与题意不符。故选B。 答案　1.D　2.B　3.B 核心考点2　大气受热过程 (2025·浙江6月选考)其他条件相同情况下，在青藏高原四地观测太阳辐射与海拔高度之间的关系，结果如表所示。据此完成下题。 地点 ① ② ③ ④ 海拔高度/米 2200 3700 5000 6325 太阳辐射/(卡/平方厘米·分) 1.318 1.455 1.632 1.729 导致四地太阳辐射随海拔高度产生差异的主要因素是(　　) A．大气逆辐射 B．地面反射与吸收 C．地面长波辐射 D．大气反射、吸收与散射 ◆思路导引 信息获取 文：“其他条件相同”“太阳辐射与海拔高度之间的关系”“主要因素” 表：④③②①四地海拔依次由高到低，太阳辐射却从大逐渐变小 知识运用 本题主要考查影响太阳辐射强度的因素。由表可知，海拔越高，到达地面的太阳辐射越强。太阳辐射进入大气层后，会受到大气反射、吸收与散射等作用。所以在其他条件相同情况下，海拔越高，太阳辐射经历的大气层越薄，被大气削弱的程度越低，到达地面的太阳辐射越强 [自主解答]　________ [答案]　D 1．图解法理解大气的受热过程 2．利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的强弱 (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) 3．大气的保温作用的应用 (1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响 →→→ (2)农业实践 ①深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。 ②北方地区冬季利用温室大棚生产反季节蔬菜。 ③北方地区春季农民利用地膜覆盖进行农作物种植。 ④干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石，不仅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等。 大气保温作用在农业生产中的应用 4．影响气温日较差大小的因素 分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理，主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几个方面分析。 (1)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。 (2)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。 (3)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。 (2025·浙江温州模拟)科研人员通过卫星、无人机与近地面传感器结合可以大范围的快速测量下垫面向上长波辐射与其上大气逆辐射值。有效辐射等于向上长波辐射减去大气逆辐射的差值。读近10年海南五指山山麓林冠层上大气逆辐射与有效辐射月平均分布图，完成1～3题。 1．大范围快速测量向上长波辐射值用到的地理信息技术主要是(　　) A．RS B．BDS C．GIS D．AI 2．与五指山山麓林冠层上的大气逆辐射变化相关度最小的因素是(　　) A．直射点的移动 B．天气变化 C．林冠树叶密度 D．大气湿度 3．五指山山麓林冠层对其上大气(　　) A．冬季增温、夏季降温 B．冬季吸热产生逆温 C．夏季供热多，对流旺盛 D．全年都在提供热源 解析　第1题，利用卫星或无人机获取下垫面的长波辐射属于RS(遥感技术)，A正确；BDS(北斗导航)主要的功能是用于定位导航，GIS(地理信息系统)主要功能是分析，都没有对地物长波辐射测量的功能，排除B、C；AI不是地理信息技术，D错误。故选A。第2题，据图示信息可知，海南五指山山麓林冠层上大气逆辐射冬季较夏季低，这说明太阳直射点的移动对海南太阳高度的影响与五指山山麓林冠层上的大气逆辐射变化有所关联，A错误；阴天时大气逆辐射强于晴朗天气，天气变化与五指山山麓林冠层上的大气逆辐射变化有所关联，B错误；大气湿度越大，大气逆辐射强度越大，大气湿度与五指山山麓林冠层上的大气逆辐射变化有所关联，D错误；该大气逆辐射是在林冠层之上的，与林冠树叶的密度关系不大，C符合题意。故选C。第3题，据图示信息可知，有效辐射一直为正值，这说明向上的长波辐射一直大于大气逆辐射，在林冠层之上的大气的热量主要来源是林冠层向上长波辐射，这说明五指山山麓林冠层全年都在提供热源，D正确，A错误；大气吸热之后增温，不易产生逆温，B错误；有效辐射等于向上长波辐射减去大气逆辐射的差值，则向上长波辐射等于大气逆辐射与有效辐射之和，据此判断夏季时向上的长波辐射并未明显比其他季节大，供热并不明显偏多，C错误。故选D。 答案　1.A　2.C　3.D 核心考点3　(进阶)　逆温 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，气象学上称之为“逆温”，发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。 逆温现象一定程度上可以抑制沙尘暴的发生，对飞机的飞行也十分有利，也可应用于谷物种植，提高产量及质量，但大多数时候也会带来显著的大气污染。 逆温的形成、过程及其影响 1．形成条件 类型 发生的条件、成因 示意图 出现的地区 辐射逆温 地面辐射冷却，经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢 中高纬度大陆冬季黎明前 平流逆温 暖空气水平移动到冷的地面或气团上，而发生的冷接触作用 中纬度沿海地区，愈近地表，降温越快 地形逆温 主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地中夜间 锋面逆温 锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著 锋面附近地区 2．辐射逆温的形成及消失过程图解 3．逆温的影响 (1)有利影响 ①逆温的出现阻碍了空气对流，可以抑制沙尘暴的发生。 ②如果出现在高空，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。 ③逆温也是一种气候资源。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，多年生果树越冬可以免受冻害等。 (2)不利影响 ①逆温时出现多雾天气。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，从而给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故。 ②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会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。 气温垂直递减率的变化 正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6 ℃，但在不同的地点和不同的时间，可能会小于0.6 ℃或者大于0.6 ℃，如图2表现为曲线变陡或变缓。在①情况下，大气对流运动更加强烈；在②情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定。 (2025·内蒙古赤峰三模)大气边界层位于对流层的最底部，其热量主要来源于地面辐射。一般情况下，大气对流层底部的气温随高度增加而降低，如果出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为逆温。酒泉市(98.48°E，39.72°N)地处河西走廊西部，降水稀少，气候干燥，沙尘天气多发。气象专家利用2009—2018年的雷达探空观测资料，深入分析了酒泉市大气边界层逆温特征及演变规律。下图示意2009—2018年酒泉市8时(北京时间)和20时(北京时间)逆温变化频率的季节变化。据此完成1～3题。 1．2009—2018年，酒泉市发生逆温频率最高的是(　　) A．8时接地逆温 B．8时悬浮逆温 C．20时接地逆温 D．20时悬浮逆温 2．冬季，酒泉市8时接地逆温比20时接地逆温发生频率高的主要原因是(　　) A．逆温层被破坏，处于初始重生阶段 B．地面辐射冷却持续，逆温维持加强 C．大气边界层低，获得的地面辐射较多 D．大气中水汽多，吸收的地面辐射更强 3．与春夏季节相比，秋冬季节酒泉市逆温的特点是(　　) A．出现时间早，逆温层厚度大 B．出现时间晚，逆温层厚度小 C．出现时间早，且发生频率低 D．出现时间晚，但发生频率高 解析　第1题，从图中可以明显看出，在各个季节中，8时接地逆温的频率相对其他类型逆温是最高的，尤其是在秋季，频率超过70%，A正确，B、C、D错误。故选A。第2题，日落后，地面辐射冷却不断加剧，近地层大气受地面辐射冷却的影响，气温下降，形成逆温，并不断维持至次日日出前。次日日出后，地面吸收太阳短波辐射迅速增温，近地层气温吸收地面长波辐射迅速升高，下暖上冷，易产生垂直运动，逆温层被破坏甚至消失，日落后又重新建立，20时是接地逆温形成的初始阶段，8时是接地逆温的加强阶段，所以8时接地逆温发生频率更高，B正确；逆温层被破坏，处于初始重生阶段，那么8时接地逆温频率应该较低，而实际情况是8时频率高，A错误；大气边界层低并不意味着获得的地面辐射就多，且地面辐射主要与地面温度有关，而不是大气边界层的高低，C错误；酒泉市气候干燥，大气中水汽少，且水汽吸收地面辐射更强，不易形成逆温现象，D错误。故选B。第3题，秋冬季节，酒泉市白昼时长短，日落时间早，地面冷却辐射降温时间提前，所以秋冬季节酒泉市逆温出现时间较春夏季节早，同时，由于黑夜时间长，地面持续冷却的时间长，逆温层厚度相对较大，A正确，B、D错误；从图中可知，秋冬季节逆温发生频率高，并非低，C错误。故选A。 答案　1.A　2.B　3.A 学科网（北京）股份有限公司 $