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大气的垂直分层受热过程大气运动读书内容(适用于选必一)
第一部分:大气的垂直分层
1、对流层
①高度范围:低纬约 1718km,中纬约 1012km,高纬约 89km;纬度越低,对流层厚度越大。
②热量来源:热量主要来自地面长波辐射。
③气温变化:气温随高度升高而降低,垂直递减率约 6℃/1000 米。
④大气运动:对流运动显著;上冷下热,空气垂直对流。
⑤天气现象:几乎全部水汽、杂质集中在此层;云、雨、雾、雪等绝大多数天气现象发生在对流层。
⑥人类关系:人类生活在对流层底部,天气变化直接影响人类生产生活。
⑦特殊现象:出现逆温时,上热下冷,抑制对流,大气稳定,易加剧雾霾污染。
2、 平流层
①高度范围:对流层顶至 5055km。
②热量来源:臭氧吸收太阳紫外线增温。
③气温变化:下层气温变化小;2227km 处臭氧浓度最大(臭氧层);随高度升高气温升高(上热下冷)。
④大气运动:以平流运动(水平运动)为主,大气稳定。
⑤天气状况:水汽杂质极少,天气晴朗,少云雨。
⑥人类关系:利于航空飞机高空飞行;臭氧层吸收紫外线,保护地球生物免受强紫外线伤害。
3、 高层大气
①主要特征:空气极其稀薄;存在电离层(60 千米以上),大气在太阳紫外线、宇宙射线作用下电离,能反射无线电短波,利于无线电通信。
②特殊现象:极光多出现在高层大气;流星体在此层燃烧。
第二部分:大气的受热过程
1、太阳辐射属于短波辐射,地面辐射和大气辐射属于长波辐射。
2、大气对太阳辐射的削弱作用三种形式:吸收、反射、散射。
3、大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线;二氧化碳和水汽主要吸收红外线;大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收很少。
4、反射作用无选择性,云层越厚,反射作用越强。
5、散射作用具有选择性,波长较短的蓝紫光易被散射,所以晴朗天空呈蔚蓝色。
6、大气受热的根本能量来源:太阳辐射;大气直接的主要热源:地面长波辐射。
7、大部分地面辐射被大气截留,大气以大气逆辐射的形式,把热量还给地面,对地面起到保温作用。
8、昼夜温差大小原理:
①多云的白天,云层反射太阳辐射,到达地面太阳辐射少,气温较低;
②多云的夜晚,大气逆辐射强,保温作用强,气温较高;
因此多云天气昼夜温差小;晴朗天气昼夜温差大。
9、霜冻多出现在晴朗的夜晚,原因:夜晚云量少,大气逆辐射弱,地面热量散失多,气温低。
10、人造烟雾防霜冻原理:增加大气中颗粒物与二氧化碳,增强大气逆辐射,提升地面保温效果。
11、影响到达地面太阳辐射多少的因素:纬度、天气状况、海拔高度。
海拔越高,空气越稀薄,大气削弱作用弱,到达地面太阳辐射多;但大气保温作用弱,所以昼夜温差大。
纬度越低,太阳高度角越大,太阳辐射经过大气路径越短,被大气削弱越少,地面获得太阳辐射越多。
12、大气受热完整过程:太阳辐射→大气削弱→地面增温→地面辐射→大气增温→大气逆辐射→地面保温。
13、大棚保温原理:大棚阻挡地面长波辐射散失;允许太阳短波辐射进入,实现保温。
第三部分:热力环流
1. 根本原理
根本原因:地面冷热不均(注意:不是太阳辐射的差异,太阳辐射是根本热源,冷热不均是直接启动热力环流的动力)
大气垂直运动成因:受热地区空气膨胀上升;冷却地区空气收缩下沉。
气压变化规律
近地面:热低压、冷高压;高空气压状况和近地面相反
气压随海拔升高降低;高压、低压只针对同一水平面比较,垂直方向永远低处气压>高处气压
等压面弯曲口诀:高凸低凹(同一水平面,高压处等压面向高处凸,低压处向低处凹)
气流方向:水平方向,高压→低压;垂直方向受热上升、冷却下沉,形成闭合环流。
2. 常见热力环流实例
海陆风(海陆热力性质差异)
白天:陆地升温快,陆低海高,风从海洋吹向陆地 → 海风
夜晚:陆地降温快,陆高海低,风从陆地吹向海洋 → 陆风
山谷风(同一水平面比较温度)
白天山坡空气距地面近,受热快,气流上升;山谷上方空气距地面远,升温慢,空气下沉 → 谷风(山谷吹向山坡)
夜晚山坡空气距地面近,冷却快,冷空气沿坡下滑,流入山谷 → 山风(山坡吹向山谷)
拓展:夜间山风将冷空气汇集谷底,谷底暖空气抬升,易形成夜雨。
城市风(城市热岛环流)
成因:城市人口、产业集中,人为热排放多,形成城市热岛,城区气温高于郊区。
气流:城区气流上升,郊区下沉;近地面风郊区吹向城区。
注意:有大气污染的工厂、卫星城布局在城市风环流圈之外;绿化带布置在城区与郊区之间,净化进入城区的气流。
第四部分:大气的水平运动 —— 风
1. 风的形成
直接原因:水平气压梯度力(根本原因仍然是地面冷热不均)
水平气压梯度力
方向:垂直于等压线,由高压指向低压
特点:是形成风的原动力,决定初始风向,影响风速大小;等压线越密集,水平气压梯度越大,风速越大。
2. 影响风的三个力
水平气压梯度力:影响风向、风速
地转偏向力
方向:垂直于风向;北半球向右偏,南半球向左偏,赤道为 0
特点:只改变风向,不改变风速;纬度越高,地转偏向力越大
摩擦力
方向:与风向相反
特点:减小风速;也会影响风向;近地面摩擦力大,高空摩擦力可忽略。
3. 两种风向(高考核心区分)
高空风(高空大气,摩擦力忽略不计)
受力:水平气压梯度力 + 地转偏向力,二力平衡
风向:平行于等压线(北半球右偏,南半球左偏)
近地面风(我们日常感受到的风)
受力:水平气压梯度力 + 地转偏向力 + 摩擦力,三力平衡
风向:斜穿等压线,由高压指向低压,北半球向右偏,南半球向左偏。
4. 风速大小判断
同一幅等压线图:等压线越密集,水平气压梯度力越大,风速越大
不同图幅对比:要看比例尺、气压差值,不能只看疏密。
5. 风向判读答题步骤
画出水平气压梯度力:垂直等压线,高压指向低压
根据南北半球,沿梯度力方向偏转(近地面偏转 30°~45°;高空偏转至平行等压线)
风向描述:风的来向(例:从西北吹向东南为西北风)
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