2.1 大气的组成和垂直分层（讲义）地理人教版必修第一册

本高中地理讲义聚焦“大气的组成和垂直分层”核心知识点，系统梳理低层大气组成及各成分地理作用，大气垂直三层（对流层、平流层、高层大气）结构特征与人类活动关系，深入剖析气温垂直变化成因、不同纬度对流层厚度差异及大气特征与天气、航空航天的实践关联，构建完整知识脉络。 该资料以新课标核心素养为导向，通过“速记口诀”强化记忆，“随学随练”“活学活用”环节结合生活案例（如民航飞行、逆温现象）培养综合思维与地理实践力，融入区域认知分析对流层厚度纬度差异，课中助力教师高效授课，课后帮助学生巩固知识、弥补盲点，提升学习效果。

第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成和垂直分层（讲义） 课标要点 1.掌握大气垂直分层的空间分布规律，明确不同纬度对流层厚度的区域差异，建立大气圈层空间结构认知。 2.从要素、过程角度综合分析大气成分的功能、大气分层气温变化成因，理清大气圈层特征、大气运动、地理现象、人类活动的逻辑关系。 3.能用本节课原理解释生活天气现象、航空航天现实案例，实现理论与生活实践结合。 4.认识大气环境对生命的保护作用，辩证看待人类活动对大气成分、大气环境的破坏，树立大气环境保护意识。 学习重难点 重点： 1. 低层大气的组成及各成分的地理作用。 2. 大气垂直三层结构特征及其与人类活动的关系。 难点： 1. （综合思维）能够梳理“辐射来源—物质特性—气温变化”完整逻辑链条，从要素综合角度解释大气温度垂直分布原理，区分大气直接热源与根本热源。 2.（区域认知） 认识对流层厚度的空间分布差异，结合纬度、太阳辐射、大气运动等要素综合分析区域差异形成机理。 3. （地理实践力）运用大气分层相关原理解释现实生产生活现象，建立地理原理与真实情境的联系，学会运用地理知识解决实际问题。 知识点 低层大气的组成及各成分的地理作用 1. 低层大气完整组成 低层大气固定三部分： 、 、 （高层大气几乎无水汽、杂质） 2. 干洁空气核心成分及作用 干洁空气 作用 氮气（78%） 大气主体成分，性质稳定；保护生物、抑制强氧化；是生物圈氮循环基础。 氧气（21%） 生物呼吸必需；支撑 、 过程，维持地表物质循环。 二氧化碳 植物光合作用原料；吸收地面 ，具有天然保温作用。 臭氧 吸收太阳 ，是地球生命保护伞。 干洁空气的组成 3. 水汽 (1) 核心特征：大气含量最不稳定的成分 (2) 核心作用：唯一可三态转化的大气成分；云、雨、 、 、霜等天气现象的必要条件；调节大气温度与湿度。 4. 固体杂质 核心作用：作为水汽凝结的 ，无杂质则难以形成降水云雾。 速记口诀 氮七氧二其余一，碳合光合保温度； 臭氧挡紫外护生命，水汽成云杂成雨。 随学随练 低层大气是由干洁空气和少量水汽、杂质组成。下表为干洁空气成分的体积分数（25千米以下）统计表。据此完成下面小题。 成分 氮气 氧气 二氧化碳 氩气 其他 体积分数 78% 21% 0.038%（变动） 0.93% 0.032% 1．25千米以下干洁空气中体积分数最大的是（   ） A．氧气 B．氩气 C．氮气 D．二氧化碳 2．下列关于低层大气的叙述正确的是（   ） A．氩气是生物维持生命活动必需的物质 B．氧气是植物进行光合作用的基本原料 C．二氧化碳对地球上生命活动影响不大 D．水汽和杂质在天气变化中扮演重要角色 知识点 大气垂直三层结构特征与人类活动关系 1.对流层与平流层特征对比 特征 对流层 平流层 高度分布规律 低纬 17–18km、中纬 10–12km、高纬 8–9km 对流层顶～50–55km 气温特征 随海拔升高气温 ，递减率 0.6℃/100m 随海拔升高气温 大气运动 运动显著 运动为主，大气稳定 物质特征 集中大气几乎全部水汽、杂质 水汽、杂质极少，无云雨 现象特征 所有 仅发生在对流层 臭氧层集中分布 人类关系 人类主要生存、生产活动圈层 气流平稳、 ，民航飞机主要飞行层 2. 高层大气 (1) 高度范围：55km 至 2000–3000km 大气上界 (2) 特征：空气极 、气压极低，气温变化复杂 (3) 特殊结构：60km 以上存在电离层 (4) 地理现象： 、流星现象 (5) 人类关系：电离层反射无线电短波；人造卫星、空间站运行圈层 速记口诀 对流低处天气繁，降温对流人类繁； 平流高处温度升，平稳晴朗飞航班； 高层稀薄有电离，极光卫星通电波。 随学随练 下图是白云景观图，读图据此完成下面小题。 3．图示现象出现在大气的（   ） A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．所有分层 4．与该现象相关的大气成分主要是（   ） A．二氧化碳和氧气 B．臭氧和二氧化碳 C．水汽和杂质 D．氮气和臭氧 一般对流越旺盛，对流层顶部高度越高，气压值越低。下图示意青藏高原1980～2010年间对流层顶部气压的月平均变化。据此完成下面小题。 5．青藏高原地区对流层顶高度上升幅度最大的时段是（   ） A．1—2月 B．4—5月 C．7—8月 D．11—12月 6．导致青藏高原地区春季对流层顶部高度变化的主要原因是（   ） A．冷空气势力增强 B．近地面气温升高 C．植被覆盖率提高 D．大气降水增多 重难（综合思维） 大气各圈层气温垂直变化的成因 1. 对流层气温随高度降低的成因 (1) 根本热源： (2) 对流层直接热源：地面 (3) 原因：太阳暖大地→大地暖大气→海拔越高，接收地面辐射越少→气温越低 (4) 定量标准：气温垂直递减率约 。 (5) 为什么高原地区白天太阳光照很强，但是气温偏低？ 海拔高，空气稀薄，大气吸收地面辐射少；距离地面远，获得地面热量少。 特别提醒 对流层大气不直接吸收太阳短波辐射，主要吸收地面长波辐射 拓展延伸：逆温现象 正常对流层规律：海拔升高，气温降低（0.6℃/100m） 逆温：对流层局部地区，气温随海拔升高而升高；或者气温垂直递减率小于0.6℃/100米。 正常结构：下热上冷→空气对流旺盛 逆温结构：下冷上热→大气稳定，抑制垂直对流运动 2. 平流层气温随高度升高的成因 (1) 臭氧分布：臭氧主要集中在平流层20—30km区域，形成臭氧层；平流层下部臭氧含量稀少。 (2) 增温原理：臭氧能够强烈吸收太阳辐射中的紫外线，把光能转化为热能，使大气升温。海拔越高，臭氧吸收的紫外线越多，温度越高 (3) 气温变化分层特征： 平流层下部（对流层顶至20km）臭氧含量低，吸收紫外线少，气温随高度变化很小； 20km向上，臭氧浓度提升，吸收紫外线增多，气温随海拔上升持续 ，形成 的温度结构。 拓展延伸 平流层下层（20km 以下）臭氧少、增温弱，气温变化平缓；上层臭氧多，升温明显。 3.高层大气气温垂直变化规律 (1) 高层大气范围：自平流层顶（50～55km）向上至大气上界（2000～3000km） (2) 气温变化： ，后升高 (3) 55km～80km左右：气温随高度升高而降低 原因;该区域臭氧含量极少，吸收紫外线能力弱，热源不足，气温持续 ，存在整个大气层温度最低区域。 (4) 80km以上：气温随高度升高迅速上升 原因：空气极其稀薄，大气物质直接吸收太阳 （紫外线、X射线），温度急剧升高。 活学活用 下图为大气垂直分层示意图。完成下面小题。 1．以下城市，对流层厚度最大的是（   ） A．海口 B．拉萨 C．上海 D．哈尔滨 2．平流层气温随海拔高度上升而上升，主要是因为（   ） A．大气对太阳辐射有反射作用 B．离太阳近，吸收更多太阳辐射 C．地面是大气主要的热源 D．臭氧层强烈吸收紫外线升温 3．2008年初的雪灾与大气的逆温现象有关。逆温是指对流层中气温随高度上升而增高的现象，下列四图中表示近地面逆温现象的是（   ） A．A B．B C．C D．D 2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳配备特制宇航服等专业装备从39千米高空跳下，最终安全降落到地面。下图为大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。 4．鲍姆加特纳起跳点位于（   ） A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．星际空间 5．下列属于对流层特征的是（   ） A．能够反射无线电波 B．大气以对流运动为主 C．臭氧含量达到最大值 D．气温随高度升高而升高 重难（区域认知）不同纬度对流层高度差异规律及成因 1.分布规律：纬度 ，对流层厚度越大；纬度 ，厚度越小（低纬：17～18km；中纬：10～12km；高纬：8～9km） 2.成因逻辑： （1）低纬度地区太阳高度大、太阳辐射强，地面受热旺盛，空气对流上升运动剧烈，对流伸展高度高→对流层 ； （2）高纬度太阳辐射弱、地面冷，对流运动弱→对流层 。 3.同一纬度，夏季对流层厚度大于冬季，原因是什么？ 答案：夏季地面受热更强，对流运动更加 ，对流层厚度更大。 活学活用 2025年5月24日上午11时，一位滑翔伞爱好者，在祁连山借助山谷风进行无动力滑翔训练过程中突遭“云吸”（积雨云底的强烈上升气流），被动抬升至8000多米。在该爱好者的操控下，滑翔伞最终出云脱险并安全降落。图1为该滑翔伞爱好者遭遇“云吸”抬升后的场景图，图2为大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。      6．该爱好者被“云吸”抬升后，所在的大气层为（   ） A．平流层 B．高层大气 C．电离层 D．对流层 7．该爱好者遭遇云吸过程中，经历的现象有（   ） ①气温先冷后热②发梢水汽凝结③目视条件变差④气压逐渐升高 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 重难（地理实践力）大气特征与天气、航空、航天的逻辑关联 1.为什么只有对流层产生云、雨、雾、雷电等天气现象？ (1) 对流层集中大气几乎全部水汽、固体杂质，具备成云致雨的物质基础； (2) 显著，暖空气上升，冷却凝结，容易形成云雾、降水； (3) 对比：平流层水汽、杂质极少，缺少形成云雾的物质条件，几乎无天气变化。 2.民航客机选择在平流层飞行的多重原因 (1) 气温结构： ，大气稳定，垂直对流弱，湍流少，飞行平稳； (2) 物质条件：水汽、杂质少，云雾罕见，大气能见度 ； (3) 污染更少：远离近地面大气雾霾、沙尘； 3.高层大气适合开展航天活动、电离层影响无线电通讯 (1) 55km以上高层大气空气极其稀薄，飞行运行受到的空气阻力很小，有利于卫星长期环绕地球运行； (2) 60千米以上，大气在宇宙射线、紫外线作用下发生电离，形成 ； (3) 地理作用：电离层可以反射 ，实现远距离地面通讯； (4) 现象拓展：太阳活动剧烈时，电离层受到扰动，无线电短波通信会衰减甚至短暂中断； 诞生于高层大气。 拓展延伸 1.人类活动影响大气成分连锁变化： （1）燃烧化石燃料→CO₂↑→温室增强→全球变暖 （2）排放氟氯烃→臭氧破坏→臭氧层空洞→地表紫外线增强 （3）扬尘、尾气→杂质↑→雾霾多发、能见度降低 2.太阳活动剧烈时，电离层受到扰动，无线电短波通信会衰减甚至短暂中断；极光诞生于高层大气。 活学活用 某乘客乘飞机外出旅行，遇到了起降时雨丝打窗，而在高空平稳飞行后晴空万里的情况。据此完成下面小题。 8．雨丝打窗现象发生在（   ） A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气 9．飞机从起飞到平稳飞行，依次经过（   ） A．平流层、对流层 B．对流层、平流层 C．高层大气、平流层 D．对流层、高层大气 10．飞机在高空中平稳飞行，说明该层大气的运动状况主要为（   ） A．上升运动 B．下沉运动 C．静止不动 D．水平运动 民航客机起飞和降落阶段处于对流层，在平流层都是巡航阶段，也是飞机平飞阶段。孟晚舟女士2021年9月25日乘坐中国航空包机，从加拿大温哥华（49°13′N，123°06′W）出发，途经北极上空到达中国深圳（22°30′N，114°E）。据此完成下面小题。 1．就季节变化来看，冬季对流层顶的气压值最高，主要因为冬季（   ） A．低温干燥，植被覆盖率低 B．供暖耗能多，热岛效应强 C．地表温度低，垂直温差小 D．南北温差大，地表风力强 2．平流层适宜飞机巡航的主要原因是（   ） A．大气以平流运动为主，大气的能见度好 B．水汽含量多，但杂质少，水汽不易成云致雨 C．存在多个电离层，有利于保持与地面的短波通信 D．气温下高上低，大气稳定 3．该航线所经地区大气对流层顶部高度的变化是（   ） A．先高后低 B．高—低—高 C．先低后高 D．低—高—低 2025年5月28日，广东茂名夜空出现一颗火流星，其残体最终坠落地面。下图为大气垂直分层示意图。完成下面小题。 4．火流星从出现到残体坠落地面的过程中，途经的大气层特点是（   ） A．甲层气温逐渐降低 B．乙层对流逐渐增强 C．丙层气压逐渐升高 D．甲层密度逐渐降低 5．甲层与人类关系最密切，是因为该层（   ） A．天气现象复杂多变 B．处于高度电离状态 C．富含臭氧提供保护 D．利于民航客机飞行 6．2020年7月23日，“天问一号”火星探测器在海南文昌成功发射，标志着我国正式拉开了行星探测的序幕。下图示意大气层垂直分层。“天问一号”探测器在上升过程中，途经大气层的温度变化为（   ） A．递减→递增→递减 B．递增→递减→不变 C．递增→递减→递增→递减 D．递减→递增→递减→递增 气象气球携带探空仪器升空，就像是一个“CT扫描仪”，从低空到高空进行逐层扫描，把不同高度的温度、气压、空气湿度、风向、风速等数据通过信号发回地面。2024年10月，某科考队在赤道某地区放飞的探空气球中，最高的升至45km高空。下图为刚放飞的氦气探空气球和大气垂直分层示意图。据此完成下面小题 7．探空气球升空过程中体积变化及原因是（   ） A．变小，大气压强升高 B．变大，大气湿度升高 C．变小，大气温度降低 D．变大，大气密度降低 8．探空气球飞升至最高处，主要是为了探测（   ） A．二氧化碳 B．水汽 C．臭氧 D．电离层 探空气球是把探空仪器带到高空进行测量温度、大气压力、湿度、风速、风向等气象要素的气球。常规探空气球升速一般为6—8m/s，约上升到30km高空后自行爆裂。完成下面小题。 9．常规探空气球自行爆裂的大气层位于（   ） A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．电离层 10．常规探空气球在升空过程中，会探测到大气（   ） A．氧气和臭氧含量减少 B．水汽含量先减少，后增加 C．紫外线强度逐渐减小 D．固体杂质含量逐渐减少 放飞的大气球，官方名称是“高空探测气球”，2025年8月，我国某科研单位在西藏林芝鲁朗镇开展青藏高原大气观测试验，累计完成多次夜晚气球升空飞行试验，气球最高可升至海拔5500m。下图示意大气垂直分层。据此完成下面小题。 11．该气球飞行的最高高度所处的大气层是（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 12．下列关于该气球飞行的最高高度所处的大气层的叙述，正确的是（   ） A．天气现象多 B．电离层能反射无线电波 C．臭氧含量高 D．大气以平流运动为主 2021年9月29日，科研人员在我国华南地区发现了生活于4.3亿年前的海生无脊椎动物—混翅鲎（hòu）化石，并将这一新属新种命名为秀山恐鲎，相关研究成果以封面论文的形式发表于国际学术期刊《科学通报》。据此完成下列小题。 13．秀山恐鲎生存的地质年代是（   ） A．元古宙 B．古生代 C．中生代 D．新生代 14．秀山恐鲎生存的地质年代（   ） A．气候冷暖交替 B．叠层石开始出现 C．重要成铁时代 D．形成联合古陆 15．该化石发现地我国华南地区与东北地区相比，大气层结构（   ） A．对流层高度更高 B．航空飞行高度更低 C．大气对流更弱 D．臭氧层高度更低 16．阅读图文材料，回答下列问题。 材料一　大气垂直分层气温变化曲线示意图(图不完整)。 材料二　小李一家乘坐飞机从广州去北京，起飞时恰逢小雨，不久后，飞机上显示的飞行高度为15千米，小李发现机舱外晴空万里、阳光普照，而飞机下方乌云滚滚。 (1)“机舱外晴空万里”，说明飞机已飞行在大气层的______层，“机身下方乌云滚滚”的原因是________。 (2)在材料一图中补绘B层的气温变化曲线。 (3)B层大气中存在________层，其能够强烈吸收太阳光中的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”；太阳活动爆发时会引起C层中的________层扰动，造成通信信号衰减或中断。 (4)结合材料和有关知识，简述15千米所在大气层有利于飞机飞行的条件。 17．阅读图文材料，完成下列要求。 2026年1月2日8时，我国气象工作者在海南海口市和吉林省长春市两地的国家高空气象观测站同时施放搭载北斗探空仪的探空气球，两探空气球均在30km高空自行爆裂。如图为在海口市施放的探空气球在Ⅰ、Ⅱ层大气上升过程中检测到的气温垂直变化数据统计，该地平流层顶部海拔高度为50km，图中①②③④中的其中一点为该地平流层顶部的气温。 (1)指出在海南海口市施放的探空气球在Ⅰ层大气上升过程中检测到的空气密度和气压的总体变化。 (2)在图中用平滑的实线绘制出海口市上空30—50km高度的气温变化曲线，并说出图中Ⅱ和Ⅲ层气温随高度升高的总体变化趋势。 (3)若长春和海口两探空气球上升速度一致，试推测探空气球先到达对流层顶的城市，并说明理由。 18．阅读图文材料，完成下列要求。 2024年9月10日13时，中国国际航空股份有限公司（以下简称“国航”）CA1523航班从北京首都国际机场飞抵上海虹桥机场，这标志着国航首架C919飞机成功首航，并正式投入运营。下面左图示意在平流层飞行的C919飞机，右图示意大气的垂直分层。 (1)指出飞机由起飞到在云顶上端平稳飞行过程中气温和气压的变化特点。 (2)从北京到上海，对流层高度变________（填“高”或“低”），试说明理由________。 (3)简述飞机多在平流层飞行的原因。 公司2 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成和垂直分层（讲义） 课标要点 1.掌握大气垂直分层的空间分布规律，明确不同纬度对流层厚度的区域差异，建立大气圈层空间结构认知。 2.从要素、过程角度综合分析大气成分的功能、大气分层气温变化成因，理清大气圈层特征、大气运动、地理现象、人类活动的逻辑关系。 3.能用本节课原理解释生活天气现象、航空航天现实案例，实现理论与生活实践结合。 4.认识大气环境对生命的保护作用，辩证看待人类活动对大气成分、大气环境的破坏，树立大气环境保护意识。 学习重难点 重点： 1. 低层大气的组成及各成分的地理作用。 2. 大气垂直三层结构特征及其与人类活动的关系。 难点： 1. （综合思维）能够梳理“辐射来源—物质特性—气温变化”完整逻辑链条，从要素综合角度解释大气温度垂直分布原理，区分大气直接热源与根本热源。 2.（区域认知+综合思维） 认识对流层厚度的空间分布差异，结合纬度、太阳辐射、大气运动等要素综合分析区域差异形成机理。 3. （综合思维+地理实践力）运用大气分层相关原理解释现实生产生活现象，建立地理原理与真实情境的联系，学会运用地理知识解决实际问题。 知识点 低层大气的组成及各成分的地理作用 1. 低层大气完整组成 低层大气固定三部分：干洁空气、水汽、固体杂质（高层大气几乎无水汽、杂质） 2. 干洁空气核心成分及作用 干洁空气 作用 氮气（78%） 大气主体成分，性质稳定；保护生物、抑制强氧化；是生物圈氮循环基础。 氧气（21%） 生物呼吸必需；支撑燃烧、氧化过程，维持地表物质循环。 二氧化碳 植物光合作用原料；吸收地面长波辐射，具有天然保温作用。 臭氧 吸收太阳紫外线，是地球生命保护伞。 干洁空气的组成 3. 水汽 (1) 核心特征：大气含量最不稳定的成分 (2) 核心作用：唯一可三态转化的大气成分；云、雨、雪、雾、霜等天气现象的必要条件；调节大气温度与湿度。 4. 固体杂质 核心作用：作为水汽凝结的凝结核，无杂质则难以形成降水云雾。 速记口诀 氮七氧二其余一，碳合光合保温度； 臭氧挡紫外护生命，水汽成云杂成雨。 随学随练 低层大气是由干洁空气和少量水汽、杂质组成。下表为干洁空气成分的体积分数（25千米以下）统计表。据此完成下面小题。 成分 氮气 氧气 二氧化碳 氩气 其他 体积分数 78% 21% 0.038%（变动） 0.93% 0.032% 1．25千米以下干洁空气中体积分数最大的是（   ） A．氧气 B．氩气 C．氮气 D．二氧化碳 2．下列关于低层大气的叙述正确的是（   ） A．氩气是生物维持生命活动必需的物质 B．氧气是植物进行光合作用的基本原料 C．二氧化碳对地球上生命活动影响不大 D．水汽和杂质在天气变化中扮演重要角色 【答案】1．C 2．D 【详解】1．根据表格数据，25千米以下干洁空气中，氮气体积分数为78%，远高于氧气、氩气、二氧化碳等其他成分，因此体积分数最大的是氮气，C正确。 2．氧气才是生物维持生命活动必需的物质，不是氩气，A错误；二氧化碳是植物光合作用的基本原料，不是氧气，B错误；二氧化碳是光合作用的原料，还能吸收地面辐射产生温室效应，对地球生命活动和气候影响很大，C错误；水汽是降水的原料，杂质是水汽凝结的凝结核，二者是成云致雨的必要条件，因此在天气变化中扮演重要角色，D正确。 知识点 大气垂直三层结构特征与人类活动关系 1.对流层与平流层特征对比 特征 对流层 平流层 高度分布规律 低纬 17–18km、中纬 10–12km、高纬 8–9km 对流层顶～50–55km 气温特征 随海拔升高气温降低，递减率 0.6℃/100m 随海拔升高气温升高 大气运动 垂直对流运动显著 水平平流运动为主，大气稳定 物质特征 集中大气几乎全部水汽、杂质 水汽、杂质极少，无云雨 现象特征 所有天气现象发生在对流层 臭氧层集中分布 人类关系 人类主要生存、生产活动圈层 气流平稳、能见度高，民航飞机主要飞行层 2. 高层大气 (1) 高度范围：55km 至 2000–3000km 大气上界 (2) 特征：空气极稀薄、气压极低，气温变化复杂 (3) 特殊结构：60km 以上存在电离层 (4) 地理现象：极光、流星现象 (5) 人类关系：电离层反射无线电短波；人造卫星、空间站运行圈层 速记口诀 对流低处天气繁，降温对流人类繁； 平流高处温度升，平稳晴朗飞航班； 高层稀薄有电离，极光卫星通电波。 随学随练 下图是白云景观图，读图据此完成下面小题。 3．图示现象出现在大气的（   ） A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．所有分层 4．与该现象相关的大气成分主要是（   ） A．二氧化碳和氧气 B．臭氧和二氧化碳 C．水汽和杂质 D．氮气和臭氧 【答案】3．A 4．C 【详解】3．对流层是大气的最底层，集中了几乎全部的水汽和固体杂质，空气对流运动显著，云、雨、雾、雪等天气现象都发生在对流层，A正确。平流层内大气以平流运动为主，水汽和杂质含量极少，天气晴朗，B错误.高层大气空气稀薄，几乎不存在形成云的充足水汽和杂质，不会出现白云现象，C错误。平流层和高层大气均无白云这类天气现象，D错误。 4．二氧化碳和氧气主要参与大气的碳氧循环等过程，不是云形成的主要物质，A错误。臭氧主要分布在平流层，可吸收紫外线，二者均不是云形成的主要成分，B错误。水汽是形成云的物质基础，遇冷可凝结为小水滴或冰晶；杂质可作为凝结核，促使水汽凝结形成云，是白云形成的关键成分，C正确。氮气是大气中含量最高的气体，臭氧主要分布在平流层，与云的形成无关，D错误。 一般对流越旺盛，对流层顶部高度越高，气压值越低。下图示意青藏高原1980～2010年间对流层顶部气压的月平均变化。据此完成下面小题。 5．青藏高原地区对流层顶高度上升幅度最大的时段是（   ） A．1—2月 B．4—5月 C．7—8月 D．11—12月 6．导致青藏高原地区春季对流层顶部高度变化的主要原因是（   ） A．冷空气势力增强 B．近地面气温升高 C．植被覆盖率提高 D．大气降水增多 【答案】5．B 6．B 【详解】5．对流越旺盛，对流层顶部高度越高，对流层顶气压值越低可知：对流层顶高度上升对应气压值下降，高度上升幅度越大，气压值下降幅度越大。 读折线图可知：1-2月气压基本无变化，7-8月、11-12月气压值上升（对应高度下降），只有4-5月气压值下降幅度最大，因此对流层顶高度上升幅度最大，B正确，ACD错误。 6．春季太阳直射点北移，青藏高原太阳辐射增强，近地面气温快速升高，对流运动增强，因此对流层顶部高度上升，B正确。 春季冷空气势力减弱，A错误。植被覆盖率春季提升幅度小，不是对流增强的主要原因，C错误。降水不是影响对流层顶高度变化的主要原因，D错误。 重难 （综合思维）大气各圈层气温垂直变化的成因 1. 对流层气温随高度降低的成因 (1) 根本热源：太阳辐射 (2) 对流层直接热源：地面长波辐射 (3) 原因：太阳暖大地→大地暖大气→海拔越高，接收地面辐射越少→气温越低 (4) 定量标准：气温垂直递减率约0.6℃/100米。 (5) 为什么高原地区白天太阳光照很强，但是气温偏低？ 海拔高，空气稀薄，大气吸收地面辐射少；距离地面远，获得地面热量少。 特别提醒 对流层大气不直接吸收太阳短波辐射，主要吸收地面长波辐射 拓展延伸：逆温现象 正常对流层规律：海拔升高，气温降低（0.6℃/100m） 逆温：对流层局部地区，气温随海拔升高而升高；或者气温垂直递减率小于0.6℃/100米。 正常结构：下热上冷→空气对流旺盛 逆温结构：下冷上热→大气稳定，抑制垂直对流运动 2. 平流层气温随高度升高的成因 (1) 臭氧分布：臭氧主要集中在平流层20—30km区域，形成臭氧层；平流层下部臭氧含量稀少。 (2) 增温原理：臭氧能够强烈吸收太阳辐射中的紫外线，把光能转化为热能，使大气升温。海拔越高，臭氧吸收的紫外线越多，温度越高 (3) 气温变化分层特征： 平流层下部（对流层顶至20km）臭氧含量低，吸收紫外线少，气温随高度变化很小； 20km向上，臭氧浓度提升，吸收紫外线增多，气温随海拔上升持续升高，形成上热下冷的温度结构。 拓展延伸 平流层下层（20km 以下）臭氧少、增温弱，气温变化平缓；上层臭氧多，升温明显。 3.高层大气气温垂直变化规律 (1) 高层大气范围：自平流层顶（50～55km）向上至大气上界（2000～3000km） (2) 气温变化：先降低，后升高 (3) 55km～80km左右：气温随高度升高而降低 原因;该区域臭氧含量极少，吸收紫外线能力弱，热源不足，气温持续下降，存在整个大气层温度最低区域。 (4) 80km以上：气温随高度升高迅速上升 原因：空气极其稀薄，大气物质直接吸收太阳短波辐射（紫外线、X射线），温度急剧升高。 活学活用 下图为大气垂直分层示意图。完成下面小题。 1．以下城市，对流层厚度最大的是（   ） A．海口 B．拉萨 C．上海 D．哈尔滨 2．平流层气温随海拔高度上升而上升，主要是因为（   ） A．大气对太阳辐射有反射作用 B．离太阳近，吸收更多太阳辐射 C．地面是大气主要的热源 D．臭氧层强烈吸收紫外线升温 【答案】1．A 2．D 【详解】1．对流层厚度受气温影响，纬度越低，近地面气温越高，对流运动越旺盛，对流层厚度越大。海口、 拉萨、 上海和哈尔滨四个城市中海口的纬度最低，地面热量充足，对流层厚度最大，A正确，BCD错误。 2．平流层中含有臭氧层，臭氧层吸收紫外线升温，所以气温随海拔高度上升而上升，D正确；大气对太阳辐射有反射作用主要是云层的作用，云层一般在对流层，A错误；平流层的高度相对日地距离不值一提，所以谈不上离太阳近，B错误；地面是对流层大气的主要热源，不是平流层的，与平流层温度变化无关，C错误。 3．2008年初的雪灾与大气的逆温现象有关。逆温是指对流层中气温随高度上升而增高的现象，下列四图中表示近地面逆温现象的是（   ） A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】【小题1】 纵轴越靠上表示高度越高，横轴越靠右表示气温越高；逆温是气温随高度上升而增高的现象。本题要求选择近地面逆温，即逆温出现在靠近地面的区域，向上到一定高度后恢复对流层正常的气温变化（高度升高，气温降低）。近地面（从地面到转折点）高度升高，气温随之升高，符合近地面逆温的特征；转折点向上到对流层顶，气温随高度升高而降低，恢复正常，A符合题意；近地面是正常的气温变化（高度升高气温降低），逆温出现在对流层上部，B不符合要求；逆温出现在对流层顶附近，近地面为正常气温变化，C不符合要求。对流层不可能出现整体上热下冷的逆温情况，逆温只能存在于局部，D不符合要求。 2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳配备特制宇航服等专业装备从39千米高空跳下，最终安全降落到地面。下图为大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。 4．鲍姆加特纳起跳点位于（   ） A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．星际空间 5．下列属于对流层特征的是（   ） A．能够反射无线电波 B．大气以对流运动为主 C．臭氧含量达到最大值 D．气温随高度升高而升高 【答案】4．B 5．B 【详解】4．大气自下向上分为对流层、平流层、高层大气 。读图可知，对流层为0~12km，平流层为12~50km，50km以上为高层大气。鲍姆加特纳起跳高度为39千米，处于12~50km的平流层范围内，B正确，AC错误。 星际空间已经超出了地球大气层上界，鲍姆加特纳起跳点没有位于星际空间，D错误。 5．能够反射无线电波的是高层大气的电离层，不是对流层特征，A错误。对流层大气上冷下热，以对流运动为主，B正确。臭氧含量最大值出现在平流层，C错误。对流层气温随高度升高而降低，平流层气温随高度升高而升高，D错误。 重难（区域认知）不同纬度对流层高度差异规律及成因 1.分布规律：纬度越低，对流层厚度越大；纬度越高，厚度越小（低纬：17～18km；中纬：10～12km；高纬：8～9km） 2.成因逻辑： （1）低纬度地区太阳高度大、太阳辐射强，地面受热旺盛，空气对流上升运动剧烈，对流伸展高度高→对流层厚； （2）高纬度太阳辐射弱、地面冷，对流运动弱→对流层薄。 3.同一纬度，夏季对流层厚度大于冬季，原因是什么？ 答案：夏季地面受热更强，对流运动更加旺盛，对流层厚度更大。 活学活用 2025年5月24日上午11时，一位滑翔伞爱好者，在祁连山借助山谷风进行无动力滑翔训练过程中突遭“云吸”（积雨云底的强烈上升气流），被动抬升至8000多米。在该爱好者的操控下，滑翔伞最终出云脱险并安全降落。图1为该滑翔伞爱好者遭遇“云吸”抬升后的场景图，图2为大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。      6．该爱好者被“云吸”抬升后，所在的大气层为（   ） A．平流层 B．高层大气 C．电离层 D．对流层 7．该爱好者遭遇云吸过程中，经历的现象有（   ） ①气温先冷后热②发梢水汽凝结③目视条件变差④气压逐渐升高 A．①② B．①③ C．②③ D．②④ 【答案】6．D 7．C 【详解】6．大气层自下向上依次为对流层、平流层、高层大气。中纬度对流层平均厚度为10~12km，对流层顶高度在中纬度约为10~12km。该爱好者被抬升到8000多米（即8km），仍未超过对流层厚度范围，因此所在大气层是对流层，D正确，BC错误。电离层位于高层大气，C错误。 7．“云吸”是从近地面向高空抬升，整个抬升过程都位于对流层。对流层气温随海拔升高而降低，抬升过程气温持续降低，不会出现“先冷后热”，①错误；抬升过程气温不断降低，水汽遇冷容易在发梢凝结，②正确；该过程位于积雨云内部，云雾浓度大，能见度低，目视条件变差，③正确；海拔越高，大气气压越低，抬升过程气压逐渐降低，④错误。 重难（地理实践力）大气特征与天气、航空、航天的逻辑关联 1.为什么只有对流层产生云、雨、雾、雷电等天气现象？ (1) 对流层集中大气几乎全部水汽、固体杂质，具备成云致雨的物质基础； (2) 对流运动显著，暖空气上升，冷却凝结，容易形成云雾、降水； (3) 对比：平流层水汽、杂质极少，缺少形成云雾的物质条件，几乎无天气变化。 2.民航客机选择在平流层飞行的多重原因 (1) 气温结构：上热下冷，大气稳定，垂直对流弱，湍流少，飞行平稳； (2) 物质条件：水汽、杂质少，云雾罕见，大气能见度高； (3) 污染更少：远离近地面大气雾霾、沙尘； 3.高层大气适合开展航天活动、电离层影响无线电通讯 (1) 55km以上高层大气空气极其稀薄，飞行运行受到的空气阻力很小，有利于卫星长期环绕地球运行； (2) 60千米以上，大气在宇宙射线、紫外线作用下发生电离，形成电离层； (3) 地理作用：电离层可以反射无线电短波，实现远距离地面通讯； 拓展延伸 1.人类活动影响大气成分连锁变化： （1）燃烧化石燃料→CO₂↑→温室增强→全球变暖 （2）排放氟氯烃→臭氧破坏→臭氧层空洞→地表紫外线增强 （3）扬尘、尾气→杂质↑→雾霾多发、能见度降低 2.太阳活动剧烈时，电离层受到扰动，无线电短波通信会衰减甚至短暂中断；极光诞生于高层大气。 活学活用 某乘客乘飞机外出旅行，遇到了起降时雨丝打窗，而在高空平稳飞行后晴空万里的情况。据此完成下面小题。 8．雨丝打窗现象发生在（   ） A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气 9．飞机从起飞到平稳飞行，依次经过（   ） A．平流层、对流层 B．对流层、平流层 C．高层大气、平流层 D．对流层、高层大气 10．飞机在高空中平稳飞行，说明该层大气的运动状况主要为（   ） A．上升运动 B．下沉运动 C．静止不动 D．水平运动 【答案】8．A 9．B 10．D 【详解】8．对流层集中了几乎全部的水汽和杂质，天气现象复杂多变，降雨发生在该层，A正确；平流层水汽极少，天气晴朗，无降雨现象，B错误；电离层水汽极少，无降雨现象，C错误；高层大气水汽极少，无降雨现象，D错误。 9．飞机起飞在地面，属于对流层，平稳飞行在平流层，依次经过对流层、平流层，B正确。 10．平流层大气以水平运动为主，气流平稳，适合航空飞行，D正确；平流层大气以水平运动为主，无明显的上升运动，A错误；平流层大气以水平运动为主，无明显的下沉运动，B错误；大气处于不断运动之中，不可能静止不动，C错误。 民航客机起飞和降落阶段处于对流层，在平流层都是巡航阶段，也是飞机平飞阶段。孟晚舟女士2021年9月25日乘坐中国航空包机，从加拿大温哥华（49°13′N，123°06′W）出发，途经北极上空到达中国深圳（22°30′N，114°E）。据此完成下面小题。 1．就季节变化来看，冬季对流层顶的气压值最高，主要因为冬季（   ） A．低温干燥，植被覆盖率低 B．供暖耗能多，热岛效应强 C．地表温度低，垂直温差小 D．南北温差大，地表风力强 2．平流层适宜飞机巡航的主要原因是（   ） A．大气以平流运动为主，大气的能见度好 B．水汽含量多，但杂质少，水汽不易成云致雨 C．存在多个电离层，有利于保持与地面的短波通信 D．气温下高上低，大气稳定 3．该航线所经地区大气对流层顶部高度的变化是（   ） A．先高后低 B．高—低—高 C．先低后高 D．低—高—低 【答案】1．C 2．A 3．B 【详解】1．冬季地表温度低，近地面与高空的垂直温差减小，抑制对流活动，导致对流层顶高度降低，对应气压值升高（对流层顶高度低则气压高），C正确。低温干燥、植被覆盖率低与对流层顶气压值高没有直接的因果关系，A错误。供暖耗能多、热岛效应强主要影响城市局部气候，对全球对流层顶气压值影响不大，B错误。南北温差大、地表风力强主要影响大气的水平运动，与对流层顶气压值升高关系不大，D错误。 2．平流层由于强烈吸收太阳辐射中的紫外线部分，导致气温随着海拔升高而升高，气温下冷上热，存在逆温现象，大气稳定，大气以平流运动为主。同时，平流层的水汽含量和杂质含量稀少，天气晴朗，大气的能见度好，有利于飞机巡航飞行，BD错误，A正确。电离层位于高层大气，C错误。 3．根据材料信息可知，该航线起飞在中纬度地区，经过北极高纬度，最终到达我国深圳（低纬度地区）。对流层的厚度从低纬向高纬逐渐变薄，其顶部高度逐渐变低。所以该航线所经大气对流层顶部的高度变化是高—低—高，B正确，ACD错误。 2025年5月28日，广东茂名夜空出现一颗火流星，其残体最终坠落地面。下图为大气垂直分层示意图。完成下面小题。 4．火流星从出现到残体坠落地面的过程中，途经的大气层特点是（   ） A．甲层气温逐渐降低 B．乙层对流逐渐增强 C．丙层气压逐渐升高 D．甲层密度逐渐降低 5．甲层与人类关系最密切，是因为该层（   ） A．天气现象复杂多变 B．处于高度电离状态 C．富含臭氧提供保护 D．利于民航客机飞行 【答案】4．C 5．A 【详解】4．首先明确大气分层图中甲为对流层（0--12km），乙为平流层（12--50km），丙为高层大气（50km以上），火流星坠落路径为从高层大气向地面移动，即丙→乙→甲→地面。甲为对流层，气温随高度降低而升高；火流星穿过甲层时高度逐渐降低，气温逐渐升高，A错误。乙为平流层，气温随高度升高而升高，大气以平流运动为主，对流运动弱，B错误。气压随高度降低而升高，火流星在丙层下降过程中高度逐渐降低，气压逐渐升高，C正确。大气密度随高度降低而增大，火流星穿过甲层时高度降低，密度逐渐增大，D错误。 5．甲为对流层，是贴近地面的大气层，集中了大气几乎全部的水汽和杂质，对流运动显著，所有风云雨雪等天气现象都发生在此层，因此与人类关系最密切，A正确。高度电离的电离层位于高层大气（丙层），B错误。富含臭氧、吸收紫外线提供保护是平流层（乙层）的特征，C错误。气流平稳、利于民航飞行是平流层（乙层）的特征，D错误。 6．2020年7月23日，“天问一号”火星探测器在海南文昌成功发射，标志着我国正式拉开了行星探测的序幕。下图示意大气层垂直分层。“天问一号”探测器在上升过程中，途经大气层的温度变化为（   ） A．递减→递增→递减 B．递增→递减→不变 C．递增→递减→递增→递减 D．递减→递增→递减→递增 【答案】D 【详解】根据所学知识可知，图中①为对流层，②为平流层，③为高层大气，据图可知，在对流层，海拔越高，气温越低；在平流层，海拔越高，气温越高；在高层大气，随着海拔升高，气温先递减后递增。所以“天问一号”探测器在上升过程中，途经大气层的温度变化为递减→递增→递减→递增，D正确，ABC错误。 气象气球携带探空仪器升空，就像是一个“CT扫描仪”，从低空到高空进行逐层扫描，把不同高度的温度、气压、空气湿度、风向、风速等数据通过信号发回地面。2024年10月，某科考队在赤道某地区放飞的探空气球中，最高的升至45km高空。下图为刚放飞的氦气探空气球和大气垂直分层示意图。据此完成下面小题 7．探空气球升空过程中体积变化及原因是（   ） A．变小，大气压强升高 B．变大，大气湿度升高 C．变小，大气温度降低 D．变大，大气密度降低 8．探空气球飞升至最高处，主要是为了探测（   ） A．二氧化碳 B．水汽 C．臭氧 D．电离层 【答案】7．D 8．C 【详解】7．随着海拔的增加，大气的密度逐渐减小，气压逐渐降低，使得探空气球在上升的过程中，气球内的气压逐渐大于外界大气压，导致探空气球的体积会变大，D正确，ABC错误。 8．由材料可知，最高的升至45千米高空，因此探空气球穿过了对流层（甲）和平流层（位于对流层以上，12km高度至50km高度处），并未进入高层大气。平流层大气的气温虽然随海拔的升高而升高，然而平流层的下层气温随高度变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速上升，这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温，将探空气球最高的升至45千米高空，正好可以探测臭氧层，以进一步分析臭氧的作用，C正确；平流层的大气中水汽和二氧化碳含量很少，探空气球飞升至最高处并不是为了探测水汽和二氧化碳，AB错误；电离层存在于高层大气，D错误。 探空气球是把探空仪器带到高空进行测量温度、大气压力、湿度、风速、风向等气象要素的气球。常规探空气球升速一般为6—8m/s，约上升到30km高空后自行爆裂。完成下面小题。 9．常规探空气球自行爆裂的大气层位于（   ） A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．电离层 10．常规探空气球在升空过程中，会探测到大气（   ） A．氧气和臭氧含量减少 B．水汽含量先减少，后增加 C．紫外线强度逐渐减小 D．固体杂质含量逐渐减少 【答案】9．B 10．D 【详解】9．平流层位于对流层之上，范围是12km到50-55km左右，气球上升到30km爆裂，这个高度在平流层范围内，B正确；对流层平均厚度约12km，高层大气位于平流层以上，电离层位于高层大气，均与探空气球爆裂的高度不符，ACD错误。 10．大气中的固体杂质主要集中在对流层底部，随着高度升高，固体杂质含量会逐渐减少，D正确；氧气含量在对流层、平流层都是随高度增加而减少；臭氧在平流层随高度增加先增加后减少（平流层中有臭氧层），不是一直减少，A错误；水汽几乎全部集中在对流层，平流层水汽含量极少，所以气球升空过程中水汽含量是一直减少的，不是先减后增，B错误；随着海拔的升高，大气层越稀薄，紫外线强度会增强，C错误。 放飞的大气球，官方名称是“高空探测气球”，2025年8月，我国某科研单位在西藏林芝鲁朗镇开展青藏高原大气观测试验，累计完成多次夜晚气球升空飞行试验，气球最高可升至海拔5500m。下图示意大气垂直分层。据此完成下面小题。 11．该气球飞行的最高高度所处的大气层是（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 12．下列关于该气球飞行的最高高度所处的大气层的叙述，正确的是（   ） A．天气现象多 B．电离层能反射无线电波 C．臭氧含量高 D．大气以平流运动为主 【答案】11．D 12．A 【详解】11．题干说明气球最高升至海拔5500m（即5.5km），5.5km位于0~12km的丁（对流层），D正确。 12．该高度位于对流层：对流层集中了大气几乎全部的水汽和杂质，对流运动旺盛，几乎所有天气现象都发生在此层，A正确；电离层位于高层大气，B错误；臭氧主要分布在平流层，C错误。平流层才以平流运动为主，D错误。 2021年9月29日，科研人员在我国华南地区发现了生活于4.3亿年前的海生无脊椎动物—混翅鲎（hòu）化石，并将这一新属新种命名为秀山恐鲎，相关研究成果以封面论文的形式发表于国际学术期刊《科学通报》。据此完成下列小题。 13．秀山恐鲎生存的地质年代是（   ） A．元古宙 B．古生代 C．中生代 D．新生代 14．秀山恐鲎生存的地质年代（   ） A．气候冷暖交替 B．叠层石开始出现 C．重要成铁时代 D．形成联合古陆 15．该化石发现地我国华南地区与东北地区相比，大气层结构（   ） A．对流层高度更高 B．航空飞行高度更低 C．大气对流更弱 D．臭氧层高度更低 【答案】13．B 14．D 15．A 【详解】13．古生代距今5.41亿年-2.52亿年，题干中秀山恐鲎生活在4.3亿年前，正好处于古生代的时间范围内，B正确。元古宙为5.41亿年之前，中生代为2.52亿年-6600万年前，新生代为6600万年前至今，均不是秀山恐鲎生存的地质年代，ACD错误。 14．秀山恐鲎生存的地质年代是古生代，古生代形成了联合古陆，D正确。气候冷暖交替是新生代第四纪的特征，A错误。叠层石主要形成于元古宙（前寒武纪），B错误。前寒武纪是地球上重要的成铁时代，C错误。 15．对流层厚度随纬度升高而降低，纬度越低，气温越高，对流运动越旺盛，对流层高度越大。华南纬度低于东北，气温更高，对流更强，对流层高度更高，A正确、C错误。航空飞行多位于平流层，华南对流层顶高度更高，适合航空飞行的高度也更高，B错误。臭氧层位于平流层，低纬度平流层整体高度更高，臭氧层高度也更高，D错误。 二、综合题 16．阅读图文材料，回答下列问题。 材料一　大气垂直分层气温变化曲线示意图(图不完整)。 材料二　小李一家乘坐飞机从广州去北京，起飞时恰逢小雨，不久后，飞机上显示的飞行高度为15千米，小李发现机舱外晴空万里、阳光普照，而飞机下方乌云滚滚。 (1)“机舱外晴空万里”，说明飞机已飞行在大气层的______层，“机身下方乌云滚滚”的原因是________。 (2)在材料一图中补绘B层的气温变化曲线。 (3)B层大气中存在________层，其能够强烈吸收太阳光中的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”；太阳活动爆发时会引起C层中的________层扰动，造成通信信号衰减或中断。 (4)结合材料和有关知识，简述15千米所在大气层有利于飞机飞行的条件。 【答案】(1) 平流 机下为对流层，几乎集中了大气层中全部的水汽和杂质；该层空气以对流(上升)运动为主，水汽容易遇冷成云 (2)如图 (3) 臭氧 电离 (4)该层为平流层，大气上部热下部冷，不易形成对流，空气运动以水平运动为主，大气结构平稳；该层无云雨现象，天气晴朗，能见度好。 【详解】（1）对流层平均高度约12km（低纬度更厚、高纬度更薄），12~50km左右为平流层。材料中飞机飞行高度为15km，且“机舱外晴空万里”，符合平流层的特征，因此第一空填平流。 乌云成因推导：乌云是水汽冷却凝结的产物，而水汽、凝结核（杂质）几乎全部集中在对流层；同时对流层空气以对流上升运动为主，水汽在上升过程中温度降低，极易冷却凝结成云致雨，因此飞机下方的乌云都分布在对流层中。 （2）首先先明确A、B对应的分层：A是对流层（0~12km），B是平流层（12~50km）。B层（平流层）曲线规律：平流层的热量主要来自上层臭氧吸收紫外线增温，因此气温随海拔升高而递增。从12km处的低温（约-50℃~-60℃起步），随高度上升到50km时，气温回升至0℃左右，绘制出随高度上升气温逐渐升高的上升曲线即可。 （3）平流层（B层）的核心特征是存在臭氧层，臭氧可以强烈吸收太阳短波辐射中的紫外线，减少到达地面的紫外线强度，保护地球生物不受过量紫外线伤害，因此被称为“地球生命的保护伞”。C层是高层大气，高层大气中存在若干电离层，电离层的气体分子在太阳辐射作用下被电离，可以反射无线电短波；当太阳活动爆发时，释放的带电粒子流会扰动电离层，干扰无线电短波通信，导致信号衰减甚至中断，因此第二空填电离。 （4）从飞行的平稳性、能见度两个核心角度推导：飞行平稳性角度：平流层的热量来自上层臭氧吸收紫外线，形成“上热下冷”的温度结构，空气无法产生对流运动，整体以水平运动为主，大气流动状态非常稳定，飞机飞行过程中颠簸极少。能见度角度：平流层的水汽、杂质含量极少，不会出现对流层的云雨、大雾等天气现象，天气常年晴朗，视野能见度极佳，能大幅提升飞行的安全性。 17．阅读图文材料，完成下列要求。 2026年1月2日8时，我国气象工作者在海南海口市和吉林省长春市两地的国家高空气象观测站同时施放搭载北斗探空仪的探空气球，两探空气球均在30km高空自行爆裂。如图为在海口市施放的探空气球在Ⅰ、Ⅱ层大气上升过程中检测到的气温垂直变化数据统计，该地平流层顶部海拔高度为50km，图中①②③④中的其中一点为该地平流层顶部的气温。 (1)指出在海南海口市施放的探空气球在Ⅰ层大气上升过程中检测到的空气密度和气压的总体变化。 (2)在图中用平滑的实线绘制出海口市上空30—50km高度的气温变化曲线，并说出图中Ⅱ和Ⅲ层气温随高度升高的总体变化趋势。 (3)若长春和海口两探空气球上升速度一致，试推测探空气球先到达对流层顶的城市，并说明理由。 【答案】(1)空气密度减小；气压降低。 (2)绘图如下，用平滑曲线连接图中的②⑤两点。 变化趋势：气温随高度升高而升高。 (3)长春。理由：对流层高度在低纬度为17—18km，在中纬度为11—12km；长春市的对流层厚度比海口市的对流层厚度小。 【详解】（1）Ⅰ层为对流层，随着海拔升高：空气密度减小。因为大气质量主要集中在低层，海拔越高，空气越稀薄，单位体积内的空气质量越少；气压降低。气压本质上是单位面积上空气柱的重量，海拔升高，空气柱变短，重量减轻，气压随之降低。 （2）平流层因臭氧吸收紫外线增温，整体呈现 “气温随高度升高而升高” 的趋势。绘图：用平滑曲线连接图中②和⑤两点，即可表示平流层（30—50km）的气温变化。 （3）对流层厚度存在纬度差异，低纬度（海口）对流层厚度为 17—18km，中纬度（长春）对流层厚度为 11—12km。长春的对流层厚度比海口薄，在上升速度一致的情况下，长春的探空气球会先到达对流层顶。 18．阅读图文材料，完成下列要求。 2024年9月10日13时，中国国际航空股份有限公司（以下简称“国航”）CA1523航班从北京首都国际机场飞抵上海虹桥机场，这标志着国航首架C919飞机成功首航，并正式投入运营。下面左图示意在平流层飞行的C919飞机，右图示意大气的垂直分层。 (1)指出飞机由起飞到在云顶上端平稳飞行过程中气温和气压的变化特点。 (2)从北京到上海，对流层高度变________（填“高”或“低”），试说明理由________。 (3)简述飞机多在平流层飞行的原因。 【答案】(1)气温：先降低，后升高。气压：逐渐减小。 (2) 高 理由：从北京到上海，纬度降低，近地面气温升高，空气对流更加旺盛，对流层高度增高。 (3)平流层的大气上部热、下部冷，不易形成对流，以平流运动为主；该层大气中水汽和杂质含量较少，无云雨现象，能见度高，利于飞机飞行。 【分析】本题以大气的垂直分层为背景材料设置试题，涉及了大气的垂直分层等知识，考查学生获取和提取地理信息，描述和阐述地理事物，论证讨论地理知识的能力，旨在培养学生综合思维等核心素养。 【详解】（1）飞机由起飞到在云顶上端平稳飞行过程是从对流层飞行到平流层，根据所学知识可知，对流层气温随海拔升高而递减，平流层气温随海拔升高而递增。随着海拔升高，空气越来越稀薄，‌气压会降低。 （2）对流层厚度和纬度有显著关系，低纬度地区的对流层厚度通常比高纬度地区厚。‌在低纬度地区，由于太阳辐射更为强烈，地面受热显著增加，空气对流更加旺盛，对流层高度增高。相比之下，高纬度地区的对流层厚度较薄。‌因此从北京到上海，纬度降低，对流层厚度增大，对流层高度增高。 （3）地球大气的平流层水汽和固体杂质极少，天气比较晴朗，光线比较好，能见度很高，便于高空飞行。平流层的大气上暖下冷，大气不易对流，以水平运动为主，飞机在其中受力比较稳定，便于飞行员操纵驾驶。 公司2 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $