第12讲 大气的垂直分层和受热过程-【衡中学案】2027年高考地理一轮总复习学案（湘教版）

第四章地球上的大气 第12讲大气的垂直分层和受热过程 研透教材·固基础 一、（一）1.水汽2.生物体生命活动光合作用紫外线 (二)1.温度运动状况 2.8~9递减地面对流天气现象上升少见 航空飞机飞行无线电波 二、（一）云层厚强空气分子二氧化碳红外线臭氧 紫外线 (二)1.(1)太阳辐射(2)地面辐射 2.太阳辐射地面辐射大气逆辐射 研析解难·提素能 考点一 典题精练 例1：(1)D(2)D第(1)题，由图示可知，与10年平均值相比， 广州白云机场2019年4月对流层高度有时高于平均值，有时低 于平均值，变化波动更大。第(2)题，由材料“暴雨发生前，对流 层顶高度出现下降”及图示可知，2019年4月中下旬，广州白 云机场对流层高度下降的幅度最为明显，故2019年4月广州白 云机场强降水集中于中下旬。 对点对题 1.C2.D3.B第1题，由材料“云贵高原的‘谷雾’大多由 般的辐射雾沉入洼地后而形成”及辐射雾是因地表辐射冷却导 致近地面大气层水汽凝结形成的，多出现在晴朗无云、少云的 夜间及清晨可知，拍摄辐射“谷雾”景观最佳的季节和时间是秋 季日出：夏季正午、冬季傍晚不易出现福射“谷雾”，春季子夜时 分不适宜拍摄辐射“谷雾”。第2题，夜晚谷地温度高，气流上 升易形成降水；由材料“云贵高原的‘谷雾’大多由一般的辐射 雾沉人洼地后而形成”可知，谷地地势低，利于冷且重的冷空气 下沉到谷地：夜晚谷地温度高气流上升，形成低压，山坡温度 低，气流下沉，形成高压，夜晚多下山风，夜晚坡面冷空气较重 下沉到谷地，形成逆温现象，形成稳定的大气，故“谷雾”多发生 在低洼谷地的原因有谷地夜晚多发下山风、谷地夜晚易出现逆 温现象、谷地地势低。第3题，云贵高原多石灰岩与“谷雾”形 成无关，云贵高原地貌主要为喀斯特地貌，土层瘠薄，光照充足 不利于“谷雾”形成；云贵高原为亚热带季风气候区，气候湿润， 水汽充沛，较重冷空气沉入山谷，暖空气在山顶经过时易产生 温度逆增，导致“谷雾”形成，故云贵高原能够发育壮观“谷雾 的条件是气候湿润，水汽充沛。 4.B5.A第4题，西伯利亚纬度高，主要受到极地东风的影响， 风向为东北风：读图可知，从西伯利亚移向北冰洋的暖气团，其 方向为向高纬移动，风向为偏南风，和极地东风风向基本相反 需要克服极地东风的阻力，B正确。第5题，根据材料“西伯利 亚的暖气团向北移向北冰洋的过程中，气温的垂直分布发生改 变，出现上暖下冷的逆温层”可知，①对、②错：出现逆温层，大 气垂直运动受阻，③对、④错。选A。 6.D大气逆辐射属于长波辐射，主要影响的是地面保温，与属于 短波辐射的太阳辐射到达地面的强度无直接关系，A错误；题目 强调“其他条件相同”，地面反射与吸收差异较小，且海拔变化 主要影响大气而非地面，B错误；地面长波辐射是地面向外辐射 热量，与太阳辐射的接收无关，C错误：海拔升高会导致大气愈 加稀薄，大气反射、吸收与散射作用减弱，大气对太阳辐射的削 弱作用减弱使更多太阳辐射到达地面，D正确。故选D。 5 考点二 典题精练 例2：(1)B (2)D(3)B第(1)题，框架思维分析如下： 地面反射太阳 丙为地面反 太阳辐射 辐射只出现在 射太阳辐射 像 白天 大气逆辐射 甲为地面长波 小于地面长 辐射，乙为大 波辐射 气逆辐射 第(2)题，框架思维分析如下 第1天小于第4天，大 第一天可能有云 1于第2、3天 但不厚 太阳辐射通量 第2天地面吸收 第2天最小 太阳辐射量最小 第3天比第4天大 第3天小于第4天 气透明度低 第2、3天较小 云层较厚，可能 经历了降水 第(3)题，框架思维分析如下： 我国某地面观测 纬度 站经纬度、海拔 较高 比较4个选项， 最可能是6月1 图中 第1、4天太阳辐 日前后 信息 射大于12小时 对点对题 1.B2.A第1题，据图可知，甲和丁辐射只在白天存在，夜晚为 0,且正午时段甲辐射通量大于丁，说明甲是太阳辐射，丁是地 面反射太阳辐射：乙和丙辐射昼夜变化不大，且乙辐射通量大 于丙，根据地面辐射是大气的直接热量来源，可判断乙为地面 辐射。丙为大气逆辐射。故选B。第2题，根据材料“地面净辐 射量是地面收入与支出的辐射差额”可知，在给定的四类辐射 中，地面辐射收人包括甲（太阳辐射）和丙（大气逆辐射），辐射 支出包括乙（地面辐射）和丁（地面反射太阳辐射），因此地面净 辐射量=甲+丙-乙-丁。A正确。 3.C4.A第3题，根据材料“地面有效辐射是地面辐射与地面 吸收的大气逆辐射之差”，并结合统计图可知，有效辐射是长波 辐射与大气逆辐射之间的空隙部分，5月至10月，该部分对应 的辐射量呈波动下降趋势。C正确。第4题，推广橡胶种植后， 由于树种变单一，林冠层变得更加稀疏。林冠层截留的太阳辐 射减少，到达地面的太阳辐射增多，白天地面辐射增强，①正 确：橡胶林冠层稀疏，蒸腾作用减弱，大气水汽含量减少，大气 逆辐射夜间降低，②正确：橡胶林冠层稀疏，地表枯枝落叶减 少，导致土壤有机质含量下降，地表反射率升高，③正确：橡胶 林冠层稀疏，蒸腾作用减弱，林内湿度降低，昼夜温差趋于增 大，④错误。A正确 第13讲热力环流与大气水平运动 研透教材·固基础 一、1.(1)垂直水平(2)太阳辐射气温 2.(1)冷热不均(2)膨胀上升低气压高气压收缩下沉 高气压低气压B、FADC、E 二、1.水平气压梯度力2.(1)低压 3.水平气压梯度力摩擦力平行 三、1.冷凝2.下降凝结 5第四章 地球上的大气 第12讲」 气的垂直分层和受热过程 [课标要求]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，并解释相关现象。 核心素养解读 知识体系导学 干洁空气 1.区域认知：结合图文材料，掌握不同地区对流层厚度 大气的 水汽 作用 的特点及成因。 组成 杂质 2.综合思维：结合图文材料，综合分析大气各垂直分层 的特点、成因及对人类的影响：理解大气的削弱作用 对流层 大气垂 与人类 和保温作用。 平流层 特点 直分层 关系 3.地理实践力：结合大气对地面的保温作用原理解释 高层大气 生产、生活中的地理现象。 地面辐射 太阳 辐射地面 大气逆辐射 大气 089 研透教材·固县础 一、大气的组成与垂直分层 3.水汽和杂质的分布和作用 (一)大气的组成 水汽 杂质 1.低层大气的组成：干洁空气、 和杂质。 ①在水平方向上：海洋 其含量随时间、地 2.干洁空气的成分和作用 上空高于陆地上空；湿 点、天气条件而变 大气成分 作用 分布 润地区上空高于干旱地 化。通常，在近地面 氮气 地球上 的基本成分 特征 区上空。 大气中，陆上多于海 ②在垂直方向上：一般 上，城市多于乡村， 人类和其他好氧生物维持 必需 自地面向高空逐渐减少 冬季多于夏季 氧气 的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分 解过程 在大气温度变化的范围 使大气能见度变差， 内，可发生固、液、气三 绿色植物进行 的基本原料，对 但作为凝结核，又是 二氧化碳 作用 态的转化，产生云、雾、 地面起保温作用 成云致雨的必要 雨、雪等一系列天气 条件 现象 既能强烈吸收太阳 保护地球 臭氧 上的生物免受过量紫外线的伤害，又具 (二)大气的垂直分层 有杀菌作用 1.划分依据：大气的 密度和 在 垂直方向上的差异。 2.各层特征比较 【名师点津】 高度/km (1)对流层的厚度与对流运动的强弱有关，地面 140 温度越高，对流运动越强，对流层的高度越高。在空间 120 100 上，低纬>中纬>高纬；在季节上，夏季>春季、秋季> 80 冬季。 60 40 厚度 20 B (km) OL A 20 17-18 100-50050100温度/℃ 15 10-12 10-12 8-9 8-9 10 分层 高度范围 主要特点 成因 与人 类关系 N 90° 60°30° 0°30P60 90°s纬度 气温随高度 是对 (2)大气污染的主要原因分析 的增加而流层大气主要 ①自然因素 低纬：17~ 的直接热源 人类生活 风速 风速小，污染物不易扩散；大风天气，利于污 18千米； A 空气 该层上部冷下 在对流层 染物扩散 中纬：10 对 运动显著 部热 流 12千米； 底部，对 流层与人 逆温天气出现时，空气对流运动受阻，污染气 气温 层 高纬： 集中了整个大 类关系最 体不易扩散而大量积聚 气质量的3/4 为密切 千米 复 湿度 一般而言，湿度越低，污染越重 和几乎全部的 杂多变 水汽、杂质；对 a.气象因素 流运动旺盛 b.地形因素：山间盆地、谷地以及三面环山的地 区，大气污染物受地形阻碍，不易扩散，加剧污染。 臭氧集中在 ②人为因素 090 15~35千米的 a.人口因素：人口集聚度越高，经济活动越频繁， 气层中，形成臭 气温随高度增 大气平 环境污染越重。 氧层。该层大 加而 气主要靠臭氧 稳，天气 b.经济因素：第二产业比重越高，对环境的压力越 B 自对流层 大，空气质量越差；以煤炭为主的能源结构会加重大气 吸收太阳紫外 晴朗，有 尖 顶向上至 利于 污染。 线增温 流 50~55 ;臭 c.技术进步可以提高能源利用效率和环境管理水 层 千米 大气以水平该层上部热下 氧层有保 平，从而降低大气污染，提高空气质量。 运动为主 部冷 护地球生 二、大气受热过程 命的作用 (一)大气对太阳辐射的削弱作用 天 现 水汽杂质含量 象 太阳 稀少，大气平稳 辐射 能见度高 高层大气 自平流层顶部 60~500 平流层C 开始，由于没有 千米的高 吸收紫外线的 对流层 空有若干 A 气温随高度臭氧，气温下 电离层， 高 平流层 增加先下降降；随后，由于 电离层能 层 顶以上 后上升 大气吸收了更 反射 削弱 参与的物质 作用特点 典例 大 的大气 短波长的太阳 方式 ,对 气 紫外线，温度 远距离无 云层越低、越 上升 线电通信 夏季天空多 大气中的 有重要 A 和较大颗 云时，白天的 气压很低，密距地面远，受到 量越多，反射 作用 反射 气温相对来 度很小 的引力小 粒的尘埃 越 说不会太高 (无选择性) 1.两个来源 晴朗的天空 呈现蔚蓝色； (1)地球大气最根本的能量来源： 蓝光、紫光容 大气中的 (2)对流层大气主要的直接热源： B 易被空气分子 日出前的黎 或微小 2.保温过程 散射 尘埃 散射（有选择 明，日落后的 性) 黄昏，天空仍 A 透过大气 地面 以B 然明亮 射到地面 增温 形式向大气传递热量 大气 以C 形 补偿地面辐射 对流层大气中 水汽和二氧化 增温 式将热量归还地面 损失的热量 的水汽和 碳吸收 【名师点津】 (有选择性) (1)太阳辐射为短波辐射，地面辐射和大气辐射 为长波辐射。地面长波辐射，除少部分透过大气射向 C 宇宙空间外，绝大部分被近地面大气中的水汽和二氧 吸收 平流层的气 化碳吸收，使大气增温，大气对短波辐射吸收很少。因 温随高度增 此，地面辐射是近地面大气热量的主要、直接来源。 平流层大气中 臭氧吸收 (有选择 加而上升，地 (2)一般情况下，物体温度最高时，其辐射最强。 的 面生物免遭 性) 就某一地区而言，地方时12时时，太阳高度角最大，太 过多紫外线 阳辐射最强；地方时13时时，地面温度最高，地面辐射 的侵害 最强；地方时14时时，大气温度最高，大气辐射（包括 )大气对地面的保温作用 大气逆辐射)最强。 (3)白天也有大气逆辐射。大气逆辐射并非只在 射向宇宙空间刀 晚上存在，白天也存在，而且白天比晚上强；大气逆辐 大气上界 射最强时为大气温度最高时，即14，点左右。 大气吸收 09 大气吸收 (4)大气保温作用的实质是大气以逆辐射的形式 把热量归还给地面，补偿了地面损失的热量，从而起到 地面增 地面 对地面的保温作用。 研析解难·提素能 吉点一 对流层逆温现象及其响 (1)与10年平均值对比，广州白云机场2019年4 月对流层高度 () 典题精练 A.升高 B.下降 C.更平稳D.波动大 例0(206：广东模拟)对流层顶是对流层和平流层 (2)由图示可知广州白云机场2019年4月强降水 () 的过渡层。研究表明，暴雨发生前，对流层顶高度 A.均匀分布 B.集中在上旬 出现下降。2019年4月，广州白云机场受3次强对流天 C.集中在中上旬 D.集中在中下旬 气影响，大量航班延误或取消，严重影响了机场正常运 行。下图为广州白云机场近10年平均及2019年4月对 考点精析 流层顶高度逐日时间序列图。据此完成(1)~(2)题。 1.逆温的类型及成因 类型 示意图 成因 120 地面辐射冷却， 140 T 在晴朗无云或少 写160 辐射 5℃1 射逆温层】 云的夜晚，地面 提180 逆温 10C 底部气温下降 5℃ 辐射冷却快，离 200 0℃ 地面越近，降温 9 1期 2125 29 越快 广州白云机场2019年4月对流层顶高度逐日变 化（实线）及2009一2018年10年平均（虚线） 2.“谷雾”多发生在低洼谷地的原因有 暖空气 暖空气水平移动 ①谷地夜晚多发下山风②谷地夜晚易出现逆温现 平流 5℃ 到冷的地面或水 象③谷地地势低④谷地夜晚多晴朗天气 逆温 10℃ 面上，而发生的 平流逆温层：底部气温下降 A.①③④ B.①②④ 两5℃ 冷接触作用 C.②③④ D.①②③ 3.云贵高原能够发育壮观“谷雾”的条件是() 冷暖气团温度差 A.纬度较低，光照充足B.气候湿润，水汽充沛 锋面 异显著，暖气团 C.地形复杂，多石灰岩 D.土层深厚，植被茂密 逆温 位于锋面上部 (2025·江西南昌期未)西伯利亚的暖气团向北移 向北冰洋的过程中，气温的垂直分布发生改变，出现上 暖下冷的逆温层。北冰洋洋面蒸发提供水汽形成云 由于山坡散热快， 雾，伴随着暖气团北移，云雾的高度也相应发生变化 山坡上的冷空气 地形 (如下图)。据此完成4~5题。 逆温 沿山坡下沉到谷 底，从而出现温度 四条曲线表示不同 的倒置现象 风 地点气温随高度的 北 变化，每一条可以 转化为下图： 2.辐射逆温现象的形成及消失过程 高度1 高度 高度 高度 高度 北冰洋 亚欧大陆 气温 气温 气温 气温 气温 气温 4.从西伯利亚移向北冰洋的暖气团较少，主要受制于 正常气温出现逆温逆温层加厚逆温逐渐消失气温恢复正常 092 逆温现象从近地面大气向高空开始；从近地面大 A.东北信风 B.极地东风 气向高空结束（近地面大气逆温现象开始早，结束早）。 C.西北季风 D.盛行西风 3.逆温的影响 5.西伯利亚的暖气团向北移向北冰洋的过程中，形成 逆温的出现阻碍空气对流，可抑制沙尘暴发生 图示大气层结构时 有 ①近地面气温较低②近地面气温较高 ③大气垂 逆温出现在高空，利于飞机飞行 利 直运动受阻④大气垂直运动顺畅 影 逆温可当成一种气候资源加以利用。例如，伊犁 A.①③ B.①④ 响 河谷逆温出现在10月至次年3月，有效地提高 C.②③ D.②④ 了冬季谷地的温度，果树越冬可免受冻害 6.(2025·浙江6月高考地理)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高度之间的关 对环境 逆温时，大气比较稳定，加重大气污染 系，结果如下表。完成问题。 利 对天气 易产生大雾等不利天气 响 地点 ① ② ③ ④ 对交通 能见度降低，地面湿滑，不利于飞机起降 海拔高度（米） 2200 3700 5000 6325 对点对题 太阳辐射 1.3181.455 1.6321.729 (2026·山东模拟)近些年来，有人开始把“谷雾” (卡/平方厘米·分) 作为一种景观来追逐拍摄。云贵高原的“谷雾”大多 导致四地太阳辐射随海拔高度产生差异的主要因素 由一般的辐射雾沉入洼地后而形成。据此，完成1~ 是 3题。 A.大气逆辐射 1.拍摄辐射“谷雾”景观最佳的季节和时间是( B.地面反射与吸收 A.春季子夜 B.夏季正午 C.地面长波辐射 C.秋季日出 D.冬季傍晚 D.大气反射、吸收与散射 吉点二 大气的受热原理及应用 二、 大气两种作用的实践应用 可减少到达地面的太 大气对太阳辐 典题精练 两 阳辐射，降低近地面 种 射的削弱作用 例吧(2024·安徽地理)下图为我国莱地面观测站 温度 作 大气逆辐射把大部分 (4706'N,87°58E),海拔561m]某月1日前 用 大气对地面的 热量还给地面，对地 后连续4天太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐 保温作用 面起到保温作用 射和大气逆辐射的通量逐小时观测结果。据此完成 ,大气削弱作用原理应用→分析某地区太阳能的 (1)~(3)题 多寡 1000 (1)高海拔地区（如青藏高原地区） 太阳辐射 80 地势高 大气削弱 6 >空气稀薄 太阳能丰富 40 作用弱 (2)内陆地区（如我国西北地区） 气候较 晴天多、阴 大气削弱 太阳能 第1天 第2天 第3天 第4天 为千旱 雨天气少 作用弱 丰富 (1)图中甲、乙、丙三条曲线依次表示 (3)湿润内陆盆地（如四川盆地） A.地面长波辐射、地面反射太阳辐射、大气逆辐射 阴雨天气多， 大气 B.地面长波辐射、大气逆辐射、地面反射太阳辐射 气候较湿润 太阳 污染物不易 削弱 C.大气逆辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射 能缺 盆地地形 扩散，空气 作用 乏 D.大气逆辐射、地面长波辐射、地面反射太阳辐射 密度大 强 (2)观测期间该地 ( 093 2.大气保温作用原理应用→分析生产、生活现象 ①第1天晴朗无云②第2天地面吸收的太阳辐 (1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的 射量最大③第3天比第4天大气透明度低④可能 影响 经历了降水过程 温室气 大气吸收 大气逆辐射 气温升高， A.①② B.②③ 体排放 →地面辐射 增强，保温 全球气候 C.①④ D.③④ 增多 增多 作用增强 变暖 (3)该时段可能为 (2)分析农业实践中的一些现象 A.4月1日前后 B.6月1日前后 ①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。 C.10月1日前后 D.11月1日前后 ②深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。 ③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物 考点精析 种植。 ④干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石，不但能 图解大气的受热过程 防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，利于水果糖分 2>短波辐射 →>长波辐射 积累。 射向宇宙空间 向宇宙空间 气上界 大 三 昼夜温差大小的分析 大气 天气 晴朗天气条件下，白天大气削弱作用和夜晚 地面吸收 射向 Q地面 状况 大气保温作用都弱→昼夜温差大 过程太阳暖大地州 大地暖大气大气还大地 地势 地势高→大气稀薄→白天大气削弱作用和 高低 夜晚大气保温作用都弱→昼夜温差大 大部分太阳 地面增温后形成：大气增温后形成大 辐射到达地 地面辐射，大部 气辐射，其中向下 下垫面比热容大→增温和降温速度都慢→ 面，地面吸 分地面辐射的热：的部分称为大气逆 下垫面 收后增温 量被大气吸收， 辐射，它把大部分 昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于 性质 使大气增温 热量还给地面 陆地 【名师点津】与青藏高原有关的大气热力作用 C.大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射、地面反射太阳 (1)青藏高原太阳辐射强：①纬度较低，太阳高度 辐射 大，太阳辐射强度大；②地势高，空气稀薄，大气削弱的 D.地面反射太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射、太阳 太阳辐射少，到达地面的太阳辐射多：③晴天多，日照 辐射 时间长 2.能正确表示地面净辐射量与其他四种辐射量数值关 (2)青藏高原气温日较差大：地势高，空气稀薄， 系的是 白天削弱的太阳辐射少，到达地面的太阳辐射多，增温 A.地面净辐射量=甲+丙-乙-丁 快，夜晚大气逆辐射弱，地面损失的热量多。 B.地面净辐射量=甲+丁-丙-乙 (3)青藏高原气温年较差小：①地势高，空气稀 C.地面净辐射量=乙+丙-甲-丁 薄，大气保温作用差，因此夏季气温低；②冬季受冷空 D.地面净辐射量=乙+丁-甲-丙 气影响小；③纬度低，冬季太阳高度大，日照时间较长， (2025·江西鹰潭一模)地面有效辐射是地面辐射 因此冬季气温较高。 与地面吸收的大气逆辐射之差，表示地面实际损失的 热量。云南省西双版纳属于热带季风气候区，可分为 (4)青藏高原比同纬度长江中下游平原气温低： 雨季(5月至10月)和旱季(11月至次年4月)。下图 由于地面辐射是近地面大气的直接热源，而青藏高原 示意云南省西双版纳热带季雨林林冠层地面辐射 地势高，空气稀薄，大气对地面长波辐射的吸收能力有 (L↑)及其大气逆辐射(L↓)的月平均变化。据此完 限，不利于热量的积累。且大气逆辐射弱，地面损失的 成3~4题。 热量多，所以年均温较低。 ·一长波辐射L↑)·一大气逆辐射L↓) 对点对题 13007 094 1200 (2026·广东模拟)地面净辐射量是地面收入与支 1100 1000 出的辐射差额。下图示意塔克拉玛干沙漠南缘策勒戈 9001 壁站观测到的某月太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面 800 3456789101112 辐射和大气逆辐射的日变化平均状况。据此完成1~ 月份 2题。 3.雨季(5月至10月)期间，西双版纳地面有效辐射的 800 变化趋势是 () A.持续升高 B.先降低后升高 400 C.波动下降 D.保持稳定 200 净辐射 4.西双版纳热带季雨林区推广橡胶种植后，对地面有 0… 效辐射的长期影响是 () 0时4时8时12时16时20时24时（地方时） ①林冠层截留减少，白天地面辐射增强②蒸腾作 注：辐射通量指在单位时间内单位面积所通过的 用减弱，大气逆辐射夜间降低③土壤有机质下降， 辐射量 地表反射率升高 ④林内湿度降低，昼夜温差趋于 1.图中甲、乙、丙、丁依次表示 缩小 A.太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面辐射、大气逆 A.①②③ B.①③④ 辐射 C.②③④ D.①②④ B.太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射、地面反射太阳 温馨提示：复习至此，请完成练案[12] 辐射