高考一轮复习大气垂直分层讲义含解析

高考一轮复习大气垂直分层讲义含解析

大气垂直分层 ‎【考纲要求】‎ ‎1.了解大气的垂直分层结构及与人类的关系。‎ ‎2.了解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。‎ ‎3.了解影响地面辐射的因素。‎ ‎【知识框架】‎ ‎【课前测试】‎ ‎(2019·烟台模拟)下图为“甲、乙两地 10～12 月正午太阳高度折线图”。读图完成 1～2题。‎ ‎1．有关甲、乙两地所处温度带的描述，正确的是( )‎ A．甲地位于北半球热带 B．乙地位于南半球热带C．甲地位于南半球温带 D．乙地位于北半球温带 ‎2．图示时期( )‎ A．甲地正午太阳高度不断减小B．两地正午太阳高度之差不变 C．乙地白昼时长先缩短后延长 D．两地白昼长度差值先增后减 ‎【知识精讲】‎ 考点一 大气的垂直分层 思维导图：‎ 划分依据 对流层 对流层大气的受热过程 ‎大气的垂直分层 垂直分层 平流层 高层大气 大气对太阳辐射的削弱作用对流层大气的受热过程 地面辐射和大气辐射 影响地面辐射的主要因素 一、大气的垂直分层 示意图 分层 气温特点 C ‎ 气温随高度升高 ‎ B ‎ 气温随高度升高而 ‎ A ‎ 气温随高度升高而 ‎ 二、对流层大气的受热过程 ‎1．大气对太阳辐射的削弱作用：主要有 、散射和反射三种方式。‎ ‎2．地面辐射、大气辐射及其影响因素 ‎(1)概念比较 序号 辐射名称 辐射类型 辐射方向 作用 Ⅰ 短波辐射 射向地面 地面的直接热源 Ⅱ 地面辐射 ‎ 辐射 主要射向 ‎ 对流层大气的直 接热源 Ⅲ 大气辐射 长波辐射 射向高层大气和宇宙空间 大气逆辐射会使 地面 ‎ Ⅳ 大气逆辐射 射向 ‎ ‎(2)影响大气逆辐射的因素云层：增厚 湿度：增大 ‎大气逆辐射 ‎ ‎(3)影响地面辐射的主要因素 ‎①纬度因素：同样性质的地表，纬度越低，年平均正午太阳高度越大，太阳辐射经过大气的 路程越短，地表受到的太阳辐射的强度就越大，地面辐射也就 。‎ ‎②下垫面因素：下垫面状况不同，吸收和 的太阳辐射比例也不同。‎ ‎③气象因素：同纬度地区， 的长短，会影响地面获得的太阳辐射。‎ 读下面“大气气温垂直分布示意图”，回答问题。‎ ‎(1)图 a～e 中，最能恰当表示大气垂直分布一般规律的是 a，其特点是随高度增加气温降低， 每升高 100 米，气温降低约 0.6℃。‎ ‎(2)图 a～e 中，具有明显逆温表现的是 b、c、d。‎ ‎(3)逆温具有一个产生和消亡的过程，如果将上面五图，按照无逆温到逆温生成、发展直至消失进行排列，那么正确的顺序是 a—b—c—d—e。‎ ‎(4)图中最有利于雾霾大气污染物扩散的是 a。‎ ‎3．大气的保温作用 ‎(1)地面辐射释放能量的绝大部分被截留在 大气中。‎ ‎(2)大气逆辐射直接补偿地面的热量损失。‎ 判 ‎ ‎1．地面是近地面大气主要、直接的热源。( )‎ ‎2．大气对太阳辐射的吸收具有选择性。( )‎ ‎3．白天没有大气逆辐射。( )‎ ‎【经典例题】‎ 考点一 各层大气的特点及意义 下图为“大气的垂直分层示意图”。‎ 读图，回答下列问题。‎ ‎(1)对流层的气温在垂直方向上的分布有何特点？该层的厚度随纬度如何变化？为什么？‎ ‎(2)平流层的气温分布有何特点？原因是什么？飞机为什么选择在平流层飞行？‎ ‎(3)臭氧层位于图中大气的哪一层？为什么臭氧被誉为“地球生命的保护伞”？‎ ‎(4)高层大气对人类生活有什么影响？‎ ‎【总结】各层大气的分布及特点 垂直分层 高度分布 主要特点 与人类关系 对流层 高度因纬度而异：低纬度 ‎17～18km，中纬度 10～‎ ‎12km，高纬度 8～9km ‎①气温随高度增加而递 减；②空气对流运动显著；③天气现象多变 与人类关系密切，人类就生活在对流层底部 平流层 由对流层顶部到 50～ 55km ‎①气温随高度增加迅速 上升；②大气以水平运动为主，气流平稳 是人类生存环境的天然屏障 高层大气 由平流层顶部到大气上界 在 80～500km 高空，大 气处于高度电离状态 影响无线电通信 下图为“大气垂直分层示意图”。读图完成 1～2 题。‎ ‎1．图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( ) A．① B．② C．③ D．④‎ ‎2．对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于( )‎ A．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部 C．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层 考二 大气的受热过程 ‎2019 年 12 月 27 日，国务院新闻办公室发表《2019 中国的航天》白皮书。白皮书指出，到 ‎2019 年年底，我国将发射“嫦娥五号”月球探测器，实现区域软着陆及采样返回，全面实现月球探测工程“三步走”战略目标。‎ 但民间热议的“月球移民”难度依然较大。这是因为月球表面昼夜温差很大，白天阳光垂直 照射的地方温度高达 127 ℃；夜晚温度可降到－183 ℃。‎ ‎(1)请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳辐射)、反射(大气对太阳辐射)、地面辐射、大气逆辐射。‎ ‎(2)月球上的气温变化为什么会如此剧烈呢？‎ ‎(3)地球、月球与太阳的距离相当，为什么地球上的气温比较稳定呢？‎ ‎(4)运用“大气的受热过程”原理，分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。‎ ‎【总结】大气的受热过程和保温作用 大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现了受热过程，而大气对地面的保温作 用是大气受热过程的延续。具体图解如下：‎ ‎(2019·昆明期末)下图为“太阳辐射、地面辐射和大气辐射关系示意图”。读图完成 3～4 题。‎ ‎3．对流层大气热量主要直接来源于( ) A．① B．② C．③ D．④‎ ‎4．深秋时节，用烟熏防御霜冻，主要是因为烟雾可增强( ) A．① B．② C．③ D．④‎ ‎【知识精讲】‎ 考点二 大气受热过程和逆温 一、大气的受热过程 ‎1．读“大气受热过程示意图”，回答下列问题。‎ ‎(1)写出图中字母代表的含义：‎ a．太阳辐射；b.地面辐射；c.大气吸收；d.大气逆辐射。 (2)描述大气的受热过程：‎ ‎①部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温，即图中的 a。‎ ‎②地面以长波辐射的方式向大气传递热量，使大气增温，即图中的 b－c。‎ ‎③大气以大气逆辐射的形式将热量返还给大地，从而起到保温作用，即图中的 d。‎ 提 大气的受热过程和保温作用可形象地概括为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”，具体过程如下面流程图所示：‎ ‎【拓展提升】‎ ‎1．解释温室气体大量排放对全球变暖的影响 ‎2．分析农业实践中的一些现象 ‎(1)我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜；‎ ‎(2)深秋利用烟雾防霜冻； (3)干旱半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石，不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，‎ 有利于水果的糖分积累等。‎ ‎3．利用大气的削弱作用原理分析某一地区太阳能的多寡 如：‎ ‎(1)高海拔地区：‎ ‎(2)内陆地区：‎ ‎(3)四川盆地：‎ ‎4．昼夜温差大小的分析 分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理，主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几 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。‎ ‎5．逆温成因及其影响 在一定条件下，对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温，甚至是气温随高度的增加 而升高的现象，称为逆温。 (1)逆温现象的形成及消失过程 ‎(2)逆温对地理环境的主要影响 成雾 早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系，它使能见度降低，给人们的 出行带来不便，甚至出现交通事故 大气污染 由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会使近地面污染物不能及 时扩散，从而危害人体健康 对航空造成影响 逆温多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空， 对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大 颠簸 ‎【经典例题】‎ 考向一 结合自然要素示意图考查大气受热状况 ‎(2019·安徽文综)通过海面的热收支方式主要有辐射、蒸发和传导。下图示意世界大洋海面年平均热收支随纬度的变化。读图完成第 1 题。‎ ‎1．图中表示海面热量总收支差额、辐射收支差额、蒸发耗热量、海—气热传导差额的曲线， 依次是( )‎ A．Q4、Q1、Q3、Q2 B．Q3、Q4、Q2、Q1‎ C．Q3、Q1、Q2、Q4 D．Q2、Q3、Q1、Q4‎ ‎(2019·北京文综)下图为“地球大气受热过程示意图”。读图，回答第 2 题。‎ ‎2．大气中( ) A．臭氧层遭到破坏，会导致①增加 B．二氧化碳浓度降低，会使②减少 C．可吸入颗粒物增加，会使③增加 D．出现雾霾，会导致④在夜间减少 考向二 利用大气受热过程解释自然现象 ‎(2019·北京文综)下图为“某山地气象站一年中每天的日出、日落时间及逐时气温(℃)变化图”。读图，回答第 3 题。‎ ‎3．气温日较差大的月份是( )‎ A．1 月 B．4 月 C．7 月 D．10 月 ‎(2019·四川文综)雾是悬浮在近地面空气中的大量微小水滴或冰晶。下图为“中国年平均雾日空间分布图”。据材料回答 4～5 题。‎ ‎4．下列地区中，年平均雾日最少的是( )‎ A．福建沿海 B．黄海沿岸 C．准噶尔盆地 D．柴达木盆地 ‎5．与四川盆地内秋、冬季节多雾直接相关的是( ) A．秦岭阻挡冷空气南下 B．气流受地形阻挡抬升 C．受暖湿的东南季风影响显著 D．晴朗的夜间地面辐射冷却强 考向三 逆温的产生及其影响 逆温是在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象。某校气象兴趣小组在十月下旬晴 朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定。下图为该小组多次观测所得的逆温时空变化平 均结果。完成 6～7 题。‎ ‎6．下列关于该地逆温特征的描述，正确的是( ) A．逆温强度近地面较大，向上减小 B．逆温强度午夜达到最大，后减弱 C．逆温现象日落前出现，日出前消失 D．强逆温前半夜增速慢，后半夜降速快 ‎7．造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是( )‎ A．大气吸收地面辐射存在昼夜差异 B．大气散射反射在高度上存在差异 C．空气上下热量传递存在时间差异 D．下垫面反射率在时间上存在差异 近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直 分布的 4 种情形。读图完成第 8 题。‎ 8． 图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是( ) A．① B．② C．③ D．④‎ 大气垂直分层解析 ‎【答案】1．B 2.C ‎【解析】图中显示的大气层高度在 12～50 千米之间，且温度随高度的增高而增加，因此可判断为中纬度平流层，该层大气以水平运动为主，有利于飞机高空飞行；该层大气能够大量吸收紫外线。‎ ‎【答案】3．B 4.A 5.D ‎【解析】第 3 题，由图可直接读出，①是太阳辐射，②是地面辐射，③是大气逆 辐射，④是大气反射、散射的太阳辐射。第 4 题，地面是近地面大气的主要、直 接的热源。第 5 题，大气逆辐射在一定程度上能够补偿地面由于辐射损失的热量， 对地面有保温作用。‎ ‎【答案】6．(1)① ② (2)③ (3)过高 过低 小 ‎【解析】 第(1)题，读图判断①表示大气反射作用，②表示吸收作用，③表示大气逆辐射，④表示地面辐射。“蘑菇云”对太阳辐射的削弱作用主要表现为反射作用和吸收作用，即①和②。第(2)题，由上题分析知，表示大气逆辐射的箭头为③。第(3)题，理论上，“蘑菇云”白天对太阳辐射有反射和吸收作用，使地面温度不至于过高，夜晚对地面具有保温作用，使晚上气温不至于过低，当地昼夜温差会变小。‎