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第10讲 大气的组成、分层与受热过程
臭氧(O3)作为大气中的重要微量成分之一,是光化学反应产物,它的浓度高低与气象条件有着密切的联系。下图示意高原城市拉萨2013—2018年大气观测站臭氧浓度与不同月份气温、降水量的关系。据此完成1~3题。
1.大气中的臭氧 ( )
A.主要分布在平流层 B.具有成云致雨作用
C.不属于干洁空气 D.是生物体的基本元素
2.拉萨市臭氧含量在5—6月达到峰值的主要原因是( )
A.排污多 B.风力大
C.降水多 D.气温高
3.在拉萨市臭氧含量低的季节,当地 ( )
A.大气保温作用强 B.大气逆辐射弱
C.大气反射作用强 D.地面辐射强烈
[2026·广东惠州一调] 沙尘气溶胶是悬浮在大气中的沙尘粒子和尘土等各种固体颗粒混合物。气溶胶消光系数是表征大气散射和吸收能力的重要光学参数,其值越高则说明气溶胶浓度越高,大气污染越严重。下图示意2023—2024年塔克拉玛干沙漠南缘四季不同高度层沙尘气溶胶消光系数。据此完成4~5题。
4.近地面空气质量较差的季节是 ( )
A.春季 B.夏季
C.秋季 D.冬季
5.3~4千米高度处消光系数夏季较高,主要因为 ( )
A.季风较强 B.对流旺盛
C.地表干燥 D.植被稀少
[2025·安徽合肥一模] 策勒光伏电站位于我国新疆和田地区,是“新能源+治沙”模式的典型代表,该电站在塔克拉玛干绿色阻沙防护带建设中发挥了重要作用。下图示意策勒光伏电站不同类型辐射的各季节辐射总量。据此完成6~7题。
6.与夏季相比,春季该电站地面反射太阳辐射总量多是因为 ( )
A.沙尘天气多 B.太阳辐射强
C.地面温度高 D.地面积雪多
7.该电站在绿色阻沙防护带建设中发挥的作用有 ( )
①降低地表风速 ②减少水分蒸发 ③增加大气降水 ④增加地面光照强度
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
[2025·河南驻马店模拟] 中国气象局与交通运输部某年10月15日联合发布全国主要公路气象预报:15日20时至16日20时,……内蒙古中部的部分地区有沙尘天气。土壤风蚀是沙尘暴发生发展的重要因素,形成沙尘暴的条件主要是干旱、大风、对流旺盛。若对流层大气出现逆温现象可以抑制沙尘暴。读图完成8~10题。
8.若E处的高度为1000米,气温为—10℃,要抑制沙尘暴的发生,F地的气温至少应达到 ( )
A.-4℃以下 B.4℃以下 C.-6℃以下 D.6℃以下
9.上图右侧是F地某日气温变化曲线图,该地最有可能出现沙尘暴的时段是 ( )
A.①时段 B.②时段 C.③时段 D.④时段
10.若只考虑风力与沙源因素,我国北方地区的沙尘暴以冬春季最多,若再考虑地面状况及空气对流因素,则尤其以春季最多,原因主要有 ( )
①春季的地面状况更干燥、裸露
②春季的地面植被更多
③春季出现逆温现象的时数增加
④春季出现逆温现象的时数减少
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
[2025·河北石家庄一模] 某年11月16日至次年4月11日,我国科研人员在山东省寿光市温室大棚种植示范区开展微气象观测实验。下图示意温室大棚棚内和棚外地表辐射日变化(净辐射包括净短波辐射和净长波辐射)。据此完成11~13题。
11.甲、乙、丙三条曲线依次表示 ( )
A.地表反射辐射、地表长波辐射、大气长波辐射
B.地表反射辐射、大气长波辐射、地表长波辐射
C.大气长波辐射、地表反射辐射、地表长波辐射
D.地表长波辐射、地表反射辐射、大气长波辐射
12.温室大棚棚内和棚外地表反射辐射值存在差异,主要是由于 ( )
A.大棚塑料薄膜对太阳短波辐射削减作用 B.棚内和棚外地表性质差异显著
C.大棚塑料薄膜对地表反射辐射削减作用 D.太阳光入射角度棚内小于棚外
13.棚内和棚外净辐射日平均值基本相同,其原因是 ( )
A.夜晚净短波辐射棚内高于棚外,白天净长波辐射棚内低于棚外
B.夜晚净短波辐射棚内低于棚外,白天净长波辐射棚内高于棚外
C.白天净短波辐射棚内高于棚外,全天净长波辐射棚内低于棚外
D.白天净短波辐射棚内低于棚外,全天净长波辐射棚内高于棚外
[2025·湖南长沙长郡中学二模] 某团队设计出苔藓玻璃幕墙以改善室内的居住环境,具体做法是在双层玻璃之间的空腔内部增设苔藓立面。下图示意该团队在武汉某实验楼连续两天进行的对照测试数据。据此完成14~15题。
14.与对照组相比,增设苔藓后空腔温度变化的主要原因是 ( )
A.到达空腔的太阳辐射减少 B.苔藓蒸腾作用吸收空腔热量
C.苔藓放出的长波辐射较强 D.苔藓生长需要吸收空腔水分
15.测试时段,空腔增设苔藓对室内居住舒适性的负面影响主要体现在使 ( )
A.平均温度下降 B.昼夜温差减小 C.低温时刻提前 D.光照强度增强
[2026·山东济宁月考] 地表反照率能反映地表对太阳辐射的反射能力。下图示意古尔班通古特沙漠3月15日—4月3日地表反照率与雪深的关系。据此完成16~17题。
16.图中地表吸收太阳辐射能力最强的时段是 ( )
A.3月15—20日 B.3月21—25日 C.3月27—30日 D.4月1—3日
17.研究发现,被稳定积雪覆盖的古尔班通古特沙漠地温会偏高一些,其主要原因是 ( )
A.沙子吸收太阳辐射多 B.积雪减少地面辐射散失
C.沙子反射地面辐射少 D.积雪吸收太阳辐射较多
18.(18分)阅读图文材料,完成下列要求。
平流雾是暖湿空气平流到较冷的下垫面之上,下部冷却而形成,其产生与高压位置变换、气流运动密切相关。2022年12月9日,美国本土东北部大部分地区出现了平流雾现象,对交通运输影响较大。纽约城区起雾时间是9日21时31分,10日5时平流雾的厚度达最大值,垂直厚度平均约为500米,水平范围为数百千米以上;11时雾趋于消散,天气转阴。下图示意纽约城区2022年12月9—10日温度、相对湿度和风向、风速变化。
(1)请在下图补绘出纽约城区10日5时气温随海拔高度变化折线。(4分)
(2)说明纽约城区此次平流雾的形成过程。(8分)
(3)分析此次平流雾对交通运输影响较大的原因。(6分)
19.(16分)[2026·江西赣州二十五校联考] 阅读图文材料,完成下列要求。
夜晚坡地散热冷却快,冷空气沿斜坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被抬挤上升,从而形成地形逆温。M丘陵(50°20'N,71°03'E)位于哈萨克斯坦境内,地表沙漠覆盖,其谷地是世界上冬季地形逆温最强烈的地区之一。下图示意M丘陵不同位置1月份平均日最高气温和平均日最低气温。
(1)说明甲、乙两地1月份平均日最低气温相差显著的原因。(4分)
(2)正午前后,甲地地表温度和气温都高于乙地,分别解释其原因。(6分)
(3)分析甲地1月份逆温强烈的自然条件。(6分)
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第10讲 大气的组成、分层与受热过程
1.A 2.D 3.B [解析] 第1题,联系已学可知,大气中的臭氧主要分布在平流层,A正确;水汽和固体杂质是成云致雨的必要条件,与臭氧无关,B错误;臭氧属于干洁空气,C错误;生物体的基本元素是氮元素,D错误。第2题,由材料可知,臭氧是光化学反应产物,它的浓度高低与气象条件有着密切的联系。读图,拉萨市5—6月气温高,降水较少,太阳辐射强,易发生光化学反应,从而导致臭氧含量达到峰值,D正确,C错误;由材料可知,臭氧浓度高低主要受气象条件的影响,排污不是主要影响因素,A错误;风力大会加快大气污染物的扩散,同时大气中的臭氧含量也会下降,B错误。第3题,读图可知,拉萨市臭氧含量低的季节为冬季,此季节降水少,云量少,白天大气的反射作用弱,夜晚大气逆辐射和大气保温作用弱,B正确,A、C错误;冬季昼短夜长,太阳高度小,积雪对太阳辐射的反射作用强,到达地面的太阳辐射较弱,地面辐射因此较弱,D错误。
4.A 5.B [解析] 第4题,近地面(0~1千米)消光系数春季最高,消光系数越高,气溶胶浓度越高,空气污染越重,故春季近地面空气质量较差,A正确。第5题,夏季地面受热多,空气对流运动旺盛,近地面沙尘易被垂直输送到3~4千米高空,使该高度消光系数升高,B正确。塔克拉玛干沙漠南缘夏季受季风影响小,且季风主要影响水平方向沙尘输送,非高空消光系数夏季高的主因,A错误。地表干燥是沙尘产生的基础条件,夏季3~4千米高空消光系数高的关键是沙尘被垂直输送,而非地表干燥直接导致高空沙尘浓度高,C错误。塔克拉玛干沙漠南缘植被四季均稀少,不是夏季3~4千米高空消光系数较高的原因,D错误。
6.D 7.A [解析] 第6题,新疆和田地区降水少,春、夏季节的沙尘天气都较多,A错误;夏季的太阳辐射及地表温度较春季更高,B、C错误;与夏季相比,春季地面积雪多,反射率更高,D正确。第7题,光伏电站的电池板等设施会对近地面气流产生阻挡作用,降低地表风速,从而减少风沙活动,①正确;电池板遮挡阳光,减少了地面获得的太阳辐射,降低了地面温度,进而减少了水分蒸发,有利于植被生长,②正确;光伏电站自身无法直接增加大气降水,③错误;光伏电站的电池板会遮挡阳光,减少地面的光照强度,④错误。故选A。
8.A 9.C 10.C [解析] 第8题,根据气温垂直递减率,垂直高度每上升100米,气温下降约0.6℃。当大气温度随高度的增高而增高,或垂直递减率小于0.6℃/100米时,即可认为出现逆温现象,出现逆温现象时,大气对流运动被抑制。结合材料可知,1000米海拔处现在为-10℃,当地面温度为-4℃以下时,出现逆温,沙尘暴即被抑制。故选A。第9题,读图可知,①②④时段气温较低,气流下沉,对流运动弱,大气稳定,不易出现沙尘暴,A、B、D错误。③时段气温最高,最容易引发气流上升,最易出现沙尘暴,C正确。第10题,我国北方地区的沙尘暴冬春季较多,尤以初春最多。与冬季比较,初春气温回升,土质干燥,加上初春农民翻土准备耕作,土质疏松,①正确。初春温度升高,出现逆温现象的时数缩短,④正确,③错误。植被更多不易于扬沙,②错误。故选C。
11.B 12.A 13.D [解析] 第11题,结合所学知识,太阳辐射以短波辐射形式到达地面,大部分被地面吸收,有一部分被地面反射,但总体反射量较小。甲曲线白天随太阳短波辐射变化而变化,夜晚由于太阳辐射消失而近乎为零,且全时段变化幅度较小,因此甲为地表反射辐射,C、D错误。近地面大气的直接热源是地面,大气长波辐射、地表长波辐射在夜晚也会持续进行,地面在白天接受太阳短波辐射,因而能量变化幅度较大,但大气在接受地面长波辐射的过程中,由于能量的部分损失而导致变化幅度较地面长波辐射更小。对比乙、丙两条曲线,乙在白天变化幅度小于丙,因而乙为大气长波辐射,丙为地表长波辐射,A错误,B正确。第12题,对比棚内、棚外地表反射辐射值,棚内地表反射辐射值更低,原因是塑料薄膜在太阳辐射传播过程中起到了一定的削减作用,从而使得棚内实际可反射的太阳短波辐射总量减少,A正确;材料未提及棚内外地表性质差异,B错误;塑料薄膜存在于棚内地表上方,其无法直接削减地表反射辐射,C错误;棚内、棚外区域范围较小,太阳光入射角不会有很大差别,D错误。第13题,结合前题分析,白天由于塑料薄膜的阻隔,到达棚内的太阳辐射相对棚外更少,因而棚内净短波辐射值低于棚外;但由于塑料薄膜同时起到了阻隔地面长波辐射向外散失的作用,棚外地面长波辐射散失速度更快,因而棚内净长波辐射值高于棚外。材料提到,净辐射包括净短波辐射和净长波辐射,因此根据上述分析,棚内和棚外净辐射日平均值基本相同。故选D。
14.B 15.A [解析] 第14题,读图可知,增设苔藓后,空腔温度整体下降,但到达空腔的太阳辐射没有变,A错误;苔藓的蒸腾作用会吸收空腔热量,为空腔降温,B正确;苔藓放出的长波辐射较强会使空腔升温,与图示增设苔藓后空腔温度下降矛盾,C错误;苔藓生长的蒸腾作用也会增加空腔水分,D错误。第15题,由材料及图可知,测试时间为12月份,为冬季,题干强调空腔增设苔藓对室内居住舒适性的负面影响。正值冬季,武汉气温较低,室内需要保暖,空腔增设苔藓会导致室内全天温度降低,不利于防寒保暖,A正确;昼夜温差减小能提高室内的居住舒适度,B错误;空腔增设苔藓对低温出现时刻影响不大,C错误;由所学知识可知,空腔增设苔藓会使室内光照强度减弱,D错误。
16.C 17.B [解析] 第16题,读图可知,3月15—20日积雪较厚,地表反照率较高,说明该时段地表反射太阳辐射多,吸收少,A错误;3月21—25日地表反照率也处于相对较高水平,反射较多,吸收少,B错误;3月27—30日地表反照率最低,反射最少,此时地表吸收太阳辐射能力最强,C正确;4月1—3日地表反照率有所上升,相比3月27—30日,反射的太阳辐射增多,吸收的太阳辐射减少,D错误。第17题,积雪较为疏松,雪片间空气含量较多,空气的导热性能较差,可以减少地表辐射的散失,使地表温度下降较慢,B正确;被积雪覆盖的沙漠,沙子不会直接吸收太阳辐射,A错误;沙子也不会反射地面辐射,而是反射太阳辐射,C错误;积雪反射率高,吸收率低,故被雪覆盖的沙漠吸收的太阳辐射较少,D错误。
18.(1)
(2)前期受高压控制和弱冷空气影响,地表温度不断降低;高压向东移动到海面后,风向切换为偏东风,海上暖湿气流向陆地输送;风速适宜,有利于将水汽输送到更广泛的区域;在陆地低层大气形成逆温层(温度下低上高),有效抑制了大气的对流运动,气流稳定,有利于雾的形成。
(3)平流雾持续时间较长,覆盖范围广,能见度较差;出现比较突然,预测难度高;夜间和清晨时气温低、湿度大,路面湿滑,易引发交通事故。
[解析] 第(1)题,根据材料“平流雾是暖湿空气平流到较冷的下垫面之上,下部冷却而形成,其产生与高压位置变换、气流运动密切相关”可知,出现平流雾时有逆温出现。根据材料“10日5时平流雾的厚度达最大值,垂直厚度平均约为500米”可知该逆温层厚度约500米。因此,虚线框内气温随海拔升高先呈现出升高的特点,即下部出现逆温层,大致在虚线框底边以上500米处,后气温恢复随海拔升高而降低的正常状态。第(2)题,据图可知,该地在前期受高压控制和弱冷空气影响,地表温度不断降低,有利于后续暖湿空气平流到该地时使暖湿空气下部冷却;随着高压向东移动到海面,风向由最初的南风慢慢转换成偏东风,使得海上的暖湿气流不断向陆地输送;由图可知风速适宜,有利于将水汽输送到更广泛的区域;在陆地低层大气形成逆温层(温度下低上高),有效抑制了大气的对流运动,气流稳定,有利于雾的形成。第(3)题,根据材料可知,此次平流雾持续时间较长,覆盖范围广,能见度较差;平流雾出现比较突然,预测难度高;夜间和清晨时气温低、湿度大,路面湿滑,易引发交通事故。
19.(1)甲地有来自坡地的冷空气,气温降低;乙地有被抬挤上升的暖空气,气温升高。
(2)地表温度:空气密度(厚度)大,大气逆辐射(保温作用)强,散热慢。气温:下方地面长波辐射强,同时能够获得两侧坡地的地面长波辐射,热量收入多。
(3)深居内陆(气候干旱),晴天多,夜晚坡地冷却快;纬度较高,冬季黑夜时间长,坡地冷却时间长,来自坡地的冷空气较多。
[解析] 第(1)题,读图可知,甲位于谷底,根据材料可知,冬季坡地降温较快,冷空气沿斜坡下沉到谷底,在谷底堆积,谷底气温降低;乙地位于谷坡,受谷底暖空气抬升的影响,温度较高。第(2)题,根据所学知识,地表温度主要受太阳辐射和大气逆辐射的影响。相比较乙地,甲地海拔低,空气密度大,大气吸收的地面辐射多,所以大气逆辐射强,大气对地表的保温作用强,地表温度高;近地面大气的热量主要来自地面,甲地地面辐射强,且两侧的坡地对甲地气温有一定的影响,所以甲地大气吸收的地面辐射多,甲地气温大于乙地。第(3)题,根据材料,M丘陵位于哈萨克斯坦境内,深居内陆,气候干旱,降水少,夜晚大气逆辐射弱,坡地降温快,冷空气易于下沉;该地纬度较高,冬季太阳直射点在南半球,该地黑夜时间长,坡地冷却时间长,下沉冷气流多,大量暖空气被迫抬升,所以逆温强烈。
学科网(北京)股份有限公司
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