第3章 1 第7讲 大气的组成和垂直分层 大气受热过程 课时精讲（教用Word）-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·地理

该高中地理高考复习讲义围绕大气组成与垂直分层、大气受热过程两大核心考点，依据课程标准要求，按“组成-分层-受热”逻辑梳理知识体系，通过考点梳理（如逆温类型与影响）、方法指导（如大气热力作用原理分析）、真题训练（广东选择考等典型题）等环节，帮助学生构建系统知识框架，突破重难点。 资料以综合思维和地理实践力为导向，创新采用“原理图解+案例分析”教学法，如通过辐射逆温形成过程图示与山谷逆温案例结合，引导学生动态分析地理现象。设置基础巩固与能力提升分层练习，配合即时反馈，确保高效复习，助力学生提升综合应用能力，为教师把控复习节奏提供清晰指引。

第7讲　大气的组成和垂直分层　大气受热过程 【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，说明大气受热过程原理，并解释相关现象。 一、大气的组成 1．干洁空气：氮气、氧气、二氧化碳、臭氧等。 2．水汽：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。 1．描述水汽的空间分布特征。 提示：水平方向上：海洋上空多于陆地上空；湿润地区上空多于干旱地区上空。垂直方向上：自地面向高空逐渐减少。 3．杂质：大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。 二、大气的垂直分层 1．依据：根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。 2．各层特征比较 垂直分层 气温特点 大气运动状况 与人类的关系 对流层 随高度的升高而递减 上部冷、下部热，有利于大气的对流运动 云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。人类生活在对流层的底部 平流层 随高度升高而升高 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，能见度好，适合航空飞行 高层大气 随高度升高先下降后上升 — 有若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 各层大气的热量来源对特点的影响 2．说明对流层厚度的时空特征。 提示：(1)空间：对流层厚度低纬度地区大于高纬度地区，城区大于郊区。低纬地区约17～18千米，中纬10～12千米，高纬8～9千米。 (2)时间：对流层厚度夏季大于冬季，白天大于夜晚。 三、大气的受热过程 1．两个来源 (1)大气最重要的能量来源(根本来源)：A太阳辐射。 (2)近地面大气主要的、直接的热源：B地面长波辐射。 2．两大过程 (1)地面的增温：大部分太阳辐射能够透过大气射到地面，使地面增温。 (2)大气的增温：地面以长波辐射的形式向大气传递热量。 3．两大作用 (1)削弱作用：大气层中的水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的反射作用和散射作用。 (2)保温作用：C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。 (1)大气逆辐射在白天和夜晚都存在，且白天的大气逆辐射比夜晚的还要强烈，最强时为大气温度最高时，即14时左右。 (2)近地面大气对地面长波辐射的吸收能力强，对太阳短波辐射的吸收能力弱。 3．说明影响大气逆辐射的主要因素。 提示：影响大气逆辐射的因素主要有大气温度的高低、空中云量的多少、大气的洁净度(污染程度)和干燥度。一般情况下，大气温度越高、云量越多、空气越浑浊、湿度越大，大气逆辐射越强。 4．主要影响 大气的受热过程影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气的运动状态。 考点1　逆温现象 (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)～(2)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 (1)冬季，坡地近地面空气冷却，冷空气沿斜坡地形沉入谷底或盆地，可加强因辐射冷却作用而形成的逆温效应。 (2)白天地面温度高于近地面空气的温度。夜晚，地气同时散热降温，地面比空气降温快，降温时间越长，地面温度越低，甚至低于气温，引起逆温现象。晴朗无风天气，地气降温的最后时间为日出前后，此时逆温出现频率最大。 [尝试解答]　(1)C　(2)D 1．逆温现象产生的原理 在对流层，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低，海拔每升高100 m，气温约降低0.6 ℃。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。 2．逆温的类型、成因及特点 前提条件：无风或微风。 类型 成因 特点 辐射 逆温 在晴朗无云或少云的夜晚，地面辐射冷却快，离地面越近，降温越快 大陆上常年均可出现，尤以冬季最强 平流 逆温 暖空气水平移动到冷的地面或水面上而发生的冷接触作用 越靠近地表，降温越快 锋面 逆温 冷、暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部 出现于锋面附近 地形 逆温 冷空气在低谷或盆地汇集 出现于山谷或盆地 3.辐射逆温的形成及消失过程 晴朗无云的夜间或黎明，由于大气逆辐射较弱，地面辐射散失热量多，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温现象黎明前最强，日出后逆温层自下而上消失。 (1)图1为对流层正常气温垂直分布状况。在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气也随之降温。离地面越近，降温越快；离地面越远，降温越慢，因而形成了自地面开始的逆温(图2)。 (2)随着地面辐射冷却加剧，逆温层逐渐向上扩展，黎明时达到最强(图3)。 (3)日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温层便自下而上逐渐消失(图4、图5)。 4．逆温的影响 (1)有利方面 ①逆温的出现阻碍了空气对流，因此可以抑制沙尘暴的发生。 ②逆温出现在高空时，有利于飞机的飞行。 ③与其他天气现象一样，逆温也可以被当作一种气候资源加以利用。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，可以使多年生果树越冬免受冻害等。 (2)不利方面 ①逆温时大气结构比较稳定，容易加重大气污染。 ②对天气的影响：容易产生大雾等。 ③对交通的影响：能见度降低，地面湿滑。 (2026·浙江部分学校模拟)一次超强寒潮刚过境后，科学小组在微风晴夜的我国南方山谷测得了不同地形部位气温变化过程曲线图(下图)，并绘出清晨时分山谷气温分布图。据此完成第1题。 1．清晨时分南方山谷出现的气温分布模型，最可能是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 解析：选A。从山谷不同部位的气温变化过程线图中，可以看出清晨山谷出现逆温；山顶冷空气下沉到谷底堆积，故谷底和山顶的气温都比较低；受下沉冷空气及夜晚地面降温影响，同海拔的坡面温度比谷中低。 (2026·内蒙古赤峰模拟)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年酒泉市北京时间8时和20时逆温变化频率的季节变化。据此完成2～4题。 2．2009—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 3．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 4．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 答案：2.A　3.B　4.A 解析：第2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。第3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，并不断维持加强至次日日出前。次日日出后，地面吸收太阳短波辐射迅速增温，近地层吸收地面长波辐射迅速升温，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，因此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。第4题，秋冬季节，酒泉市白昼时间短，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。 考点2　大气受热原理及应用 (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之间的关系，结果如下表。据此完成下题。 地点 ① ② ③ ④ 海拔(米) 2 200 3 700 5 000 6 325 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 统计表所体现出来的规律是太阳辐射随海拔升高而增强。因其他条件相同，所以正午太阳高度、昼长相同，大气上界的太阳辐射量相同，只有海拔不同。海拔高的地点，太阳辐射在大气中经过的路程短，被大气削弱得少，所以到达地面的太阳辐射多，海拔低的地点则反之。 [尝试解答]　D 1．大气的受热过程和对地面的保温作用示意图 2．大气热力作用的基本原理 (1)日、地、气辐射的电磁波不同 太阳辐射包含三类电磁波(下图)，以可见光为主，称为短波辐射；地面辐射和大气辐射均为红外线，称为长波辐射。 (2)大气热力作用包括吸收、反射和散射 ①吸收作用具有选择性。主要的大气成分及其吸收的电磁波如下： 大气成分 水汽 二氧化碳 臭氧 电磁波 红外线 红外线 紫外线 ②反射作用无选择性。云对太阳辐射和地面辐射的反射作用均较强。 ③散射作用具有选择性。可见光中，波长较短的蓝紫光易被大气散射(所以晴朗的天空呈蔚蓝色)。散射作用用于解释“日出前和日落后的天空是明亮的”“朝霞和晚霞是红色的”“教室内阳光晒不到的地方是明亮的”。 ④大气对太阳辐射的削弱作用主要通过吸收、反射、散射实现。 3．大气逆辐射的影响因素 (1)气温：气温越高，大气辐射越强，大气逆辐射也越强。 (2)天气：天空有云，特别是浓密的低云时，大气逆辐射更强。 (3)大气成分：大气中二氧化碳和水汽含量越大，大气逆辐射越强。 4．地面对太阳辐射的吸收、反射和地面温度变化 (1)到达地面的太阳辐射量＝地面吸收量＋地面反射量。 (2)一般规律：地面颜色越浅，反射太阳辐射越多，吸收越少；地面颜色越深，反射太阳辐射越少，吸收越多。例如，对太阳辐射的反射能力：新雪>冰>沙土>草地>森林>水域。 (3)地面温度变化取决于热量收支和热力性质。热量收入主要来自对太阳辐射和大气逆辐射的吸收，支出主要是地面辐射。地面的比热容受水分含量影响较大，总体上湿地表大于干地表，例如海洋(湖泊)大于陆地，绿洲大于沙漠。 5．大气削弱作用的应用 (1)内陆地区(如我国西北地区)太阳辐射强 (2)湿润内陆盆地(如四川盆地)太阳辐射弱 6．大气保温作用的应用 (1)温室气体大量排放使全球气候变暖 (2)分析农业实践中的一些现象 ①我国北方地区冬半年利用温室大棚生产反季节蔬菜。 太阳辐射能够穿过塑料薄膜进入温室，但地面长波辐射难以通过，热量被保存在温室内，气温能够满足作物生长需要。另外，塑料薄膜阻隔了棚内外的空气交流，也起到保温作用。 ②深秋或初春燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。 烟雾增强了大气逆辐射，加强了大气对地面的保温作用，使近地面气温下降幅度小，农作物免受冻害。 ③夏季为作物搭建黑色网(棚)。 夏季正午前后光照强、气温高，黑色网(棚)可削弱太阳辐射，减少蒸腾，保护作物。 7．昼夜温差大小的分析 分析昼夜温差大小要结合大气受热过程原理，主要从地势高低、天气状况、下垫面性质等方面分析。 (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。 8．城市热岛效应 城市热岛效应指的是城市中心比郊区温度高的现象。其成因如下： (1)城市生产生活集中，排放余热多。 (2)城市硬化地面广，吸收太阳辐射多，升温幅度大。 (3)城市建筑物高大密集，不利于通风散热。 9．山体效应 (1)定义：隆起地块的热力效应。山体作为突起的热岛，吸收太阳辐射后转变为长波辐射，其温度要远高于相同海拔自由大气的温度。这种现象被称为山体效应，又称“高原热岛效应”。 (2)原理——大气的受热过程 ①地面是近地面大气最主要的、直接的热源。 ②山体内部海拔较高，空气稀薄，大气的削弱作用弱，地面(点a)接收的太阳辐射较山体外部多，传递给大气的热量也较多。 ③山体外部的地面热量传递到与山体相同海拔的自由大气(点b)的热量已大大减弱。因此温度较山体内部低，即T1>T2。 (3)影响山体效应强弱的因素：山体的海拔。 (4)表现 ①山体内部的温度普遍高于同纬度同海拔的自由大气。 ②林线、雪线在山体内部分布的海拔比在外部分布的海拔高。 10．气温日变化的原理 (1)三种辐射的日变化 (2)地温和气温的日变化 地方时 热量收支状况 地温 气温 12时 地气系统：收入>支出 上升 上升 13时 地面：收支平衡 大气：收入>支出 最高 上升 14时 大气：收支平衡 地面：收入<支出 下降 最高 夜晚 地气系统：收入<支出 下降 下降 日出前后 地气系统：收支平衡 最低 最低 图1为山东省临沂市2024年2月29日—3月4日天气情况，其中3月3日凌晨出现霜冻。图2示意大气受热过程。据此完成1～3题。 1．与2月29日相比，3月1日(　　) A．光照较弱　　　　　 B．气温日较差较大 C．风力较强 D．日均温偏低 2．3月3日凌晨出现霜冻的原因主要是(　　) A．①较强 B．②较弱 C．③较强 D．④较弱 3．3月4日最高气温有所下降，是因为(　　) A．①减弱、③增强 B．①增强、④减弱 C．②增强、③减弱 D．②减弱、④增强 答案：1.B　2.D　3.C 解析：第1题，据材料可知，3月1日和2月29日都是阴天，光照都弱，A错误；3月1日的气温日较差为11 ℃，2月29日的气温日较差为10 ℃，B正确；3月1日和2月29日的风力均为1级，C错误；3月1日的日均温更高，D错误。第2题， 据图可知，3月3日的最低温为－1 ℃，凌晨出现霜冻，主要原因是夜晚大气的保温作用较弱，大气逆辐射(④)较弱，气温较低，D正确。第3题，据图可知，3月4日出现小雨天气，云层厚而低，白天大气对太阳辐射的削弱作用(②)增强，到达地面的太阳辐射减少，地面辐射(③)减弱，最高气温有所下降，C正确。 (2026·江西赣州模拟)我国某地蔬菜生产基地内一日光温室坐北朝南，北部为墙体，夜间棚顶需覆盖保温物。下图为某晴日大棚内垂直方向上气温的日变化。据此完成4～5题。 4．导致15时前后棚内气温随高度升高而升高的主要因素是(　　) ①太阳辐射 ②大气逆辐射 ③土地热容量 ④地面蒸散发 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 5．夜间，该温室内大气逆辐射最强时间在(　　) A．1时前后 B．3时前后 C．21时前后 D．23时前后 答案：4.B　5.A 解析：第4题，大棚高度有限，棚内不同高度的太阳辐射和大气逆辐射对气温垂直分布影响较小，①②错误；棚内土壤含水量大，比热容大，正午前后地面增温慢，土壤中水分蒸发吸热，加上蔬菜蒸腾作用也吸收部分热量，导致距离地面越近，气温越低，③④正确。第5题，大气温度越高，大气逆辐射越强，夜间，棚内大气温度处于峰值时，大气逆辐射最强。读图可知，夜间1时前后棚内大气温度最高，A正确。 学科网（北京）股份有限公司 $