内容正文:
地球上的大气
课时21 大气的组成与垂直分层
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课标要求 核心素养
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。 1.综合思维:结合示意图,说明大气垂直分层的划分及各层气温的垂直变化、运动状况等主要特点。
2.地理实践力:观察思考生产生活中与大气垂直分层相关的现象。
3.人地协调观:结合资料,分析人类活动对大气成分的影响。
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内容索引
梳理必备知识
探究命题重点
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梳理必备知识
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一、大气的组成
1.低层大气的组成:干洁空气、 和杂质。
水汽
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大气成分 作用
氮气 地球上 的基本成分
氧气 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 绿色植物进行 的基本原料,对地面起着保温作用
臭氧 既能强烈吸收太阳紫外线,保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害,又具有杀菌作用
2.干洁空气的成分和作用
生物体
光合作用
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3.水汽含量的变化特征
(1)在水平方向上:海洋上空高于陆地上空;湿润地区上空高于_____
地区上空。
(2)在垂直方向上:一般自地面向高空逐渐 。
4.杂质的分布特征
通常,在近地面大气中,陆上多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季。
干旱
减少
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垂直分层 气温特点 大气运动状况 与人类的关系
A_______ 随高度的增加而_____ 运动显著 有 等天气现象,与人类的关系最为密切
B_______ 随高度增加而______ 以 运动为主 利于航空飞机飞行;臭氧吸收太阳紫外线,保护地球生物
C________ 随高度升高先下降后又持续______ — 有若干 ,能反射无线电波,对远距离无线电通信有重要作用
二、大气的垂直分层
对流层
平流层
高层大气
递减
上升
上升
对流
水平
云、雾、雨、雪
电离层
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大气层结是否稳定,主要取决于气温直减率
大气层结:大气中温度和湿度随高度的分布状况,即垂直分布状况,称为大气层结。通常情况下,大气层结的温度分布特征,决定了大气内部空气块的垂直运动;大气层结中的湿度分布特征,决定了运动中的空气块是否会发生水相变化,进而产生云、雾、雨、雪等各种天气现象。
高校专业知识
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气温直减率:在对流层中,每上升单位高度气温的降低值,称为气温直减率。它因时、因地、因高度而不同,全球对流层大气的平均气温直减率约为0.65 ℃/100 m。
简单地说,不稳定层结的大气,气温直减率很大,垂直运动强烈,如强对流天气的产生。稳定层结的大气,气温直减率很小,甚至等于零或小于零(出现逆温),抑制垂直运动,容易出现大气污染。
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探究命题重点
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命题点 逆温现象及其影响
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方法规律
一、逆温现象的表现分析
一般情况下,气温随海拔升高而降低,大约每升高1 000 m,气温下降约6 ℃,但有时会出现气温随海拔升高而上升的现象,即出现了逆温现象(如图所示B、C之间),根据其成因分为辐射逆温、锋面逆温、平流逆温和地形逆温等。
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类型 示意图 成因
辐射逆温 地面辐射冷却,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
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
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类型 示意图 成因
锋面逆温
冷暖气团温度差异显著,暖气团位于锋面上部
地形逆温 由于山坡散热快,山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底,从而出现温度的倒置现象
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二、辐射逆温的产生、消失过程分析
1.图a为正常气温垂直分布情况。
在晴朗无云或少云的夜晚,地面很快
冷却,贴近地面的大气层也随之降温。
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b)。
2.随着地面冷却的加剧,逆温逐渐向上扩展,黎明时达到最强(图c)。
3.日出后,太阳辐射逐渐增强,地面很快增温,逆温层便逐渐自下而上消失(图d、图e)。
辐射逆温层的厚度可从数十米到数百米,在陆地上常年都可能出现。夏季夜短,逆温层较薄,消失较快;冬季夜长,逆温层较厚,消失较慢。
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三、逆温现象的影响分析
雾 早晨易出现多雾天气,降低大气能见度,影响人们的出行,易出现交通事故
大气
污染 逆温使空气垂直对流受阻,造成近地面污染物不能及时扩散(如雾霾),从而危害人体健康,如果位于盆地内,将会更加严重
沙尘暴 逆温时不利于沙尘扬起
航空 低空逆温造成的多雾天气给飞机起降带来不利影响,而高空逆温对飞机飞行极为有利。其原因是高空逆温会阻碍空气垂直对流的发展,飞机在飞行中不会有大的颠簸,飞行平稳;同时提高了能见度,使飞行更加安全
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真题研析
(2021·广东卷)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
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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
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[思路导引]
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文: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 第1题,冬季冷空气沿山坡下沉到谷底,有利于底部冷空气堆积,产生下冷上热的逆温现象 逆温形成的基本原理及其成因类型
第2题,近地面大气热量的直接热源是地面辐射,距离地面越近受到地面的影响就越大,地温最低的时刻一般出现在日出之前;晴朗天气,大气逆辐射弱,地面降温快;无风,空气稳定,与周围大气热量交换微弱
第3题,冬季严寒,空气冷却收缩下沉,冷空气在地面聚集;静稳天气易形成逆温
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[我的答案]
(2021·广东卷)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
C
D
B
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题组突破
(2025·河南郑州一模)庐山云海具备较高的旅游价值,其中山前堆积型云海是气流沿山体向上爬升一定高度后,水汽凝结、云雾聚集形成的景观。研究发现山前堆积型云海的发展受到庐山山腰至山顶部位的逆温层(对流层中高层气温高于低层气温的现象,会削弱对流运动)的影响。有时庐山山前堆积型云海可以翻越山顶,形成瀑布云景观。下图示意山前堆积型云海的形成过程。据此完成1—2题。
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1.庐山山前堆积型云海发育为瀑布云的条件是( )
①逆温层较高 ②水汽含量少
③气流强度大 ④地面气温低
A.①③ B.①④
C.②③ D.②④
A
解析:庐山山前堆积型云海要发育为瀑布云,需要逆温层较高,这样云层才能不受抑制地爬升到更高的位置;同时还要气流强度大,才能将云雾从山的一侧推向另一侧,形成瀑布云景观,①③正确;水汽含量少不利于堆积型云海的形成,地面气温低,会使气流上升的程度降低,不利于堆积型云海的形成,②④错误;故选A。
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2.庐山夏季一天中最容易出现山前堆积型云海的时间是( )
A.0—3时
B.6—9时
C.12—15时
D.18—21时
B
解析: 6—9时,气温逐渐升高,山谷中水汽开始增加,暖湿气流沿着山坡向上运动,水汽易凝结,大气对流运动弱,最易在山前堆积,B正确。
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三峡库区的睦和测站位于长江岸边,其东南部地势较高。图1为睦和测站位置图,图2为该测站所在地区逆温条件下风速垂直变化统计图。据此完成3—4题。
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3.秋冬季节,睦和测站逆温现象较少的主要原因是( )
A.地面反射率较高
B.植被覆盖率较低
C.对流活动比较弱
D.受热力差异的影响
D
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解析:秋冬季节睦和测站近地面受长江水体(水的比热容较大,升温、降温速度较慢)的影响,气温相对较高,高空气温相对较低,不易形成逆温现象,D正确;睦和测站所在地属于亚热带季风气候,冬季较温和,不同季节地表反射率、植被覆盖率差异不大,A、B错误;秋冬季节,该地对流活动较弱,但这不是其逆温现象较少的主要原因,C错误。故选D。
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4.推测睦和测站距离地表100 m范围内夜间逆温现象强于白天的主要原因是( )
A.白天谷风的势力较强
B.白天水域与陆地温差大
C.夜晚山风使河谷处气流抬升
D.夜晚水域与陆地温差小
解析:夜间,山坡因辐射冷却迅速降温,冷空气沿山坡下沉至河谷,河谷上方的暖空气被下沉的冷空气抬升,导致河谷近地面气温低于上方大气,形成逆温现象,C正确。故选C。
C
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