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文档介绍
2020届高考地理一轮复习讲义:模块一第二章第二讲对流层大气的受热过程及大气运动教案(湘教版)
第二讲对流层大气的受热过程及大气运动 一、大气的垂直分层 大气垂直分层 气温变化 与人类活动的关系 对流层 随高度升高而降低 大气下热上冷,空气上升,对流现象显著;与人类活动最密切 平流层 随高度升高而上升 大气平稳,天气晴朗,适合飞机飞行 高层大气 随高度增加先降低后升高 存在若干电离层,对无线电通信有重要影响 二、对流层大气的受热过程 1.两个来源 (1)大气最重要的能量来源:A太阳辐射。 (2)近地面大气热量的主要、直接来源:B地面辐射。 2.两大过程 (1)地面的增温:大部分太阳辐射透过大气射到地面,使地面增温。 (2)大气的增温:地面以地面辐射的形式向大气传递热量。 3.两大作用 (1)削弱作用:大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用。 (2)保温作用:C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。 4.主要影响 大气的受热过程影响着大气的热状况、温度分布和变化,制约着大气的运动状态。 三、热力环流 1.形成原因:地面冷热不均。 2.形成过程 具体如下图所示(在图中填出近地面的冷热状况和气压高低。) 四、大气的水平运动 1.形成的直接原因:水平气压梯度力。 2.风的受力状况与风向 类型 高空风 近地面风 图示 (北半球) 受力 F1(水平气压梯度力)和F2(地转偏向力)共同影响 F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(摩擦力)共同影响 风向 与等压线平行 与等压线斜交 【记1】 气温垂直递减率是表征气体随高度增加其气温的变化程度的物理量。在对流层大气中平均每上升100 m,气温下降约0.6 ℃。 【注1】 太阳辐射为短波辐射,地面辐射为长波辐射,大气吸收的热量主要为长波辐射,对短波辐射吸收很少。因此,地面辐射是近地面大气热量的主要、直接来源。 【联1】 (1)地面对太阳辐射的吸收能力强。 (2)大气对地面辐射的吸收能力强。 (3)地面吸收太阳辐射与地面状况有关,一般规律:颜色越浅的物体,其反射就越强(反射太阳辐射越多),吸收就越弱,地面辐射越弱;颜色越深的物体,其反射就越弱(反射太阳辐射越少),吸收就越强,地面辐射越强。比如,对太阳辐射的反射率:新雪>冰>沙土>草地。 【注2】 太阳辐射强≠温度一定高 青藏高原所处的纬度较低,海拔较高,空气稀薄,大气透明度好,大气对太阳辐射的削弱作用弱,因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射热量的能力小,通过大气逆辐射返还地面的热量少,造成青藏高原地表热量散失多,温度较低。 【点】 (1)大气逆辐射在白天和夜晚都存在,而且白天比晚上还要强烈,最强时为大气温度最高时,即午后两小时(14时)左右。 (2)影响大气逆辐射的因素主要有:空中的云量多少,大气的洁净度、干燥度。一般情况下,云量越多、空气越浑浊、湿度越大,大气逆辐射越强。 【记2】 掌握热力环流,需把握: (1)“一个关键”:冷热判断(根据热容量大小判断)。 (2)“四个步骤”: ①热上升,冷下沉;②热低压,冷高压(近地面);③近地面与高空气压相反;④水平气流从高压流向低压。 【注3】 关于热力环流,具有“气温越高,气压越低”的规律,切记该规律只适用于热力条件下的下垫面,受动力因素影响的大气环流或者高空不适用于该规律。 【联2】 (1)近地面摩擦力越大,风向与等压线之间的夹角愈大;反之,夹角愈小。 (2)风向与半球位置及气压分布有密切关系。无论高空还是近地面,风的来向为高压一侧的方向;风向向右偏的处于北半球,向左偏的处于南半球。 【记3】 风压定律 在北半球,背风而立,高气压在右后方,低气压在左前方;在南半球,背风而立,高气压在左后方,低气压在右前方。 考点一 大气的受热过程 (一)图解大气的受热过程 (二)大气两种作用的实践应用 1.大气削弱作用原理应用→分析某地区太阳能的多寡 (1)高海拔地区:(如青藏高原地区) →→→ (2)内陆地区:(如我国西北地区) (3)湿润内陆盆地:(如四川盆地) 2.大气保温作用原理应用→分析生产、生活现象 (1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响: →→→ (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种植。 ④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。 (三)昼夜温差大小的分析 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 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 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 [典题精研] [典例] (2017·全国卷Ⅰ·节选)我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间),效果显著。如图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。据此完成(1)~(2)题。 (1)图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是( ) A.① B.② C.③ D.④ (2)该地寒冷期( ) A.最低气温高于-16 ℃ B.气温日变化因积雪状况差异较大 C.膜内温度日变化因积雪状况差异较大 D.膜内温度日变化与气温日变化一致 [解析] 第(1)题,双层覆膜具有良好的保温作用,膜内气温应高于当地实际温度,排除③④。丰雪年降水多,云层厚,加之积雪覆盖薄膜,膜内平均温度几乎无变化,排除①。故选B。第(2)题,由图并结合上题分析可知,该地寒冷期丰雪年膜内平均温度日变化很小,而枯雪年膜内平均温度日变化较大,因此膜内温度日变化因积雪状况差异较大。该题的统计数据是“平均气温”,因此不能确定该地寒冷期最低气温高于-16 ℃。由于地膜的保温作用,膜内温度日变化相对较小,与实际气温的日变化不一致。 [答案] (1)B (2)C 1.(变设问) 图中表示丰雪年平均气温日变化的曲线是( ) A.① B.② C.③ D.④ 解析:选D 双层覆膜具有保温作用,膜内温度高于当地实际温度,故排除①②。丰雪年积雪覆盖,反射率大,地面吸热少,地面长波辐射少,故气温较枯雪年更低。 2.(变题型) 图中表示丰、枯雪年膜内平均温度日变化的曲线分别是______,其中膜内气温日变化较大的是________年,原因是____________________________________________ __________________________________________________________________________。 解析:双层覆膜起到保温作用,故表示丰、枯雪年膜内平均气温日变化的曲线分别是①②。枯雪年膜内气温日变化较大,主要是枯雪年阴天少,积雪少,夜间到上午热量散失多,膜内温度低,下午获得太阳辐射多,膜内温度高。 答案:①② 枯雪 枯雪年阴天少、积雪少,夜间到上午散失热量多,下午获得热量多 [集训冲关] (2019·株洲检测)由于月球表面昼夜温差非常大,白昼时温度高达127 ℃,黑夜时低至-183 ℃。为适应极端环境,“玉兔号”月球车不得不遵守“日出而作,日落而息”的作息规律。专家这样形容它:肩插“太阳翼”,脚踩“风火轮”,身披“黄金甲”,腹中“秘器多”。图a示意“玉兔号”月球车沉睡了一个月夜后首次醒来。据此回答1~2题。 1.材料中提到的“太阳翼”接收到的辐射对应图b中的( ) A.① B.③ C.⑤ D.⑦ 2.月球表面昼夜温差超过300 ℃,主要原因是其表面( ) A.①强,②强 B.②强,③弱 C.④强,⑤强 D.①强,③弱 解析:1.D 2.D 第1题,月球表面没有大气层,不会有大气削弱太阳辐射,“太阳翼”接收到的辐射应是未被削弱的太阳辐射,对应图中的⑦。第2题,月球表面没有大气层,白天没有大气对太阳辐射的削弱作用,到达月球表面的太阳辐射多,①强;而夜晚月球表面辐射强,没有大气逆辐射,③弱,也就没有大气的保温作用,因此昼夜温差大。 如图中①②③④四条曲线表示30°N某大陆与某大洋不同海拔上1月、7月的气温,读图完成3~4题。 3.大陆1月、大陆7月,大洋1月、大洋7月对应的四条曲线分别是( ) A.①④②③ B.①③②④ C.②④①③ D.②③①④ 4.下列对图中内容描述正确的是( ) A.随着海拔的增加,海陆热力差异变大 B.7月份,在海拔3 000 m上海陆热力差异最大 C.7月温差大于1月,因为夏季风强于冬季风 D.1月大陆作为冷源、海洋作为热源在不同海拔上总是存在的 解析:3.A 4.D 第3题,图中四条曲线表示的是30°N地区,1月份为冬季,7月份为夏季,同一海拔7月气温高于1月,由图中数据可知,①②为1月,③④为7月。同纬度地区夏季大陆气温比海洋高,冬季大陆气温比海洋低,从而得出①为大陆1月,②为大洋1月,③为大洋7月,④为大陆7月。故A项正确。第4题,由图可知,在不同海拔上1月大陆气温总比海洋低,所以1月大陆作为冷源、海洋作为热源在不同海拔上总是存在的,故D项正确。由图中数据可知,随着海拔的增加,温差变化有大有小,趋势表现不明显,故A项错误;由上题分析可知,③④表示7月份,在海拔1 500 m左右海陆温差最大,海陆热力差异最大,故B项错误;7月温差大于1月,冬夏季风的强弱与气压差有关,冬季风一般强于夏季风,故C项错误。 考点二 逆温现象 (一)逆温现象产生的机理 在对流层,气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低,大约每升高100 m,气温降低0.6 ℃,这主要是由于对流层大气的主要热源是地面,离地面越高,受热越小,气温就越低。但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,称为逆温现象。 (二)逆温的类型、过程及其影响 1.逆温的类型及成因 类型 成因 特点 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 大陆上常年均可出现,尤以冬季最强 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 愈近地表,降温愈快 锋面 逆温 冷暖气团温度差异显著,暖气团位于锋面上部 出现于锋面附近 地形 逆温 冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动 出现于山谷或盆地 2.逆温的形成及消失过程 3.逆温的影响 (1)有利方面 ①逆温的出现阻碍了空气对流,因此可以抑制沙尘暴的发生。 ②逆温出现在高空,有利于飞机的飞行。 ③和其他天气现象一样,逆温可当成一种气候资源加以利用。例如,在我国新疆伊犁河谷,逆温出现在10月至次年3月,长达半年之久,有效地提高了冬季谷地的温度,多年生果树越冬可以免受冻害等。 (2)不利方面 ①逆温时大气结构比较稳定,容易加重大气污染。 ②对天气的影响:容易产生大雾等不利天气。 ③对交通的影响:能见度降低,地面湿滑。 [集训过关] 霾的形成与水平方向的静风现象、垂直方向的逆温现象、悬浮颗粒物的增加有关。当大气湿度增加时,霾可以转化为雾,因而霾与雾常常相伴而生,统称雾霾。据此回答1~2题。 1.四图中容易出现严重雾霾的天气状况及其原因是( ) A.①——湿度大,降水多 B.②——气压高,气温低 C.③——逆温层,风力小 D.④——风力小,湿度大 2.雾霾天气对下列相关产业直接影响最大的是( ) A.果林园艺及乳畜业 B.环境保护及文教事业 C.钢铁及汽车制造业 D.旅游业及交通运输业 解析:1.C 2.D 第1题,读图,①图中有降水天气,空气中的悬浮颗粒物会随降水落到地面,使大气中悬浮颗粒物减少,不易出现严重雾霾,A错误;②图表示某地不同气压状况的天数,不是某一天的天气情况,B错误;③图中近地面气温随海拔增高而升高,出现逆温现象,不利于空气对流运动,有利于雾霾形成,C正确;④图所示风速较大,不利于雾霾的形成,D错误。第2题,出现雾霾天气时,大气能见度降低,直接影响到旅游业及交通运输业,但是对其他选项中的产业影响较小。 逆温是指某高度大气实际温度高于理论温度的现象,河流和湖泊中有时也会出现逆温现象。读阿根廷某湖泊不同季节垂直水温变化图,回答3~4题。 3.图中能反映逆温现象的曲线及其出现的月份是( ) A.① 7月 B.② 7月 C.① 1月 D.② 1月 4.此时该湖泊出现逆温的原因是( ) A.处于夏季,湖泊水温上升过快 B.处于冬季,表层湖水受外界降温影响大 C.湖底在此时因为有火山喷发,从底部释放大量热能 D.该季节湖水运动频率过高 解析:3.A 4.B 第3题,河流和湖泊出现逆温现象,说明随深度增加水温出现升高现象。读图可知,曲线①随深度增加水温出现升高现象,所以曲线①反映逆温现象;曲线①湖泊水面温度为0°,应该为当地冬季,阿根廷为南半球国家,当地冬季为7月,故A正确。第4题,出现逆温的季节为当地冬季,A错误;湖泊出现逆温的原因应该是当地冬季湖面降温快,而湖底降温慢,所以形成逆温,B正确;火山喷发是偶然现象,此图反映的是不同季节垂直水温变化图,是一个平均状况,不是偶然发生的,C错误;湖水运动频率过高不是发生逆温的原因,D错误。 考点三 热力环流 [整体感知] 热力环流是由于地面冷热不均而形成的一种环流形式,结合等压面示意图对其形成过程分析如下。 [具体分析] 1.海陆风 (1)成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键 (2)影响与应用 海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,是避暑的好地方。 2.山谷风 (1)成因分析——山坡的热力变化是关键 (2)影响与应用 山谷(小盆地)常因夜间冷的山风吹向谷底(盆地),使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷(小盆地)地区不宜布局产生污染的工业。 3.城市热岛效应 (1)成因分析——“城市热岛”的形成是突破口 ⇨ (2)影响与应用 一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。 [集训过关] 湖泊与湖岸之间存在着局部环流。下图为我国南方某大湖(东西宽约90 km)东湖岸7月份某时刻实测风速(m/s)垂直剖面图。据此完成1~2题。 1.若将该图西湖岸的实测风速补绘完整,则下图正确的是( ) 2.图示时刻最可能为地方时( ) A.2时 B.8时 C.14时 D.20时 解析:1.A 2.C 第1题,由图可知,东湖岸风是由湖泊吹向湖岸的偏西风,而高空是偏东风,产生该现象的原因主要是由湖泊和湖岸的热力差异导致的。根据热力环流原理可知,湖泊两侧的风向应正好相反,故A项正确。第2题,由图可知,东湖岸风是由湖泊吹向湖岸的偏西风,说明近地面湖泊形成高压,陆地形成低压。根据热力环流原理可知,此时湖泊气温较低,湖岸陆地气温较高,说明此时应是白天太阳辐射较强、气温较高的时候,故C项正确。 (2019·石家庄检测)城市热岛强度是指城市中心区平均气温与周围郊区(乡村)平均气温的差值。下图为北京市城市热岛强度四季日变化的平均状况图。读图完成3~5题。 3.图中表示北京市冬季热岛强度的曲线是( ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 4.影响北京市热岛强度的最主要因素是( ) A.大气环流 B.硬化路面 C.人为热源 D.纬度位置 5.2018年在对北京市中心区热岛强度进行观测时发现,春节期间的城市热岛强度在冬季内最低。产生该现象的原因最可能是( ) A.寒潮突然降临 B.产业大量转移 C.市区人口减少 D.气候突然变化 解析:3.D 4.C 5.C 第3题,夏季城市与郊区普遍高温,城市热岛强度的日变化不大;冬季城区集中供暖,排放的废热较多,而且冬季易出现逆温天气,不利于城区散热,故冬季时市区与郊区温差最大,热岛效应最明显,图中丁曲线表示的城市热岛强度最大,热岛效应最强,应为冬季情况。第4题,市区人口集中,工业生产、居民生活等都需要排放大量的热;市区车辆多且拥堵严重,也产生大量的废热。因此影响北京市热岛强度的最主要因素是人为热源,C正确。第5题,春节期间,大量人口回乡过年,导致城市人口数量减少,排放的人为热减少,因此城市热岛强度在冬季内最低,C正确;寒潮突然降临对城市及城郊均有影响,A错;产业大量转移、气候突然变化持续时间应该较长,仅“春节期间”不符合实际情况,B、D错。 考点四 等压面图的判读 1.判断气压高低 (1)气压的垂直递减规律。由于对流层大气密度随高度增加而降低,在垂直方向上随着高度增加气压降低,如图,在空气柱L1中,PA′>PA,PD>PD′;在L2中,PB>PB′,PC′>PC。 (2)同一等压面上的各点气压相等。如图中PD′=PC′、PA′=PB′。 综上分析可知:PB>PA>PD>PC。 2.判读等压面的凸凹 等压面凸向高处的为高压,凹向低处的为低压,可形象记忆为“高凸低凹”。另外,近地面与高空等压面凸起方向相反。 3.判断下垫面的性质 (1)判断陆地与海洋(湖泊):夏季,等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋(湖泊)。冬季,等压面下凹者为海洋(湖泊)、上凸者为陆地。 (2)判断裸地与绿地:裸地类似陆地,绿地类似海洋。 (3)判断城区与郊区:等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。 4.判断近地面天气状况和气温日较差 (1)等压面下凹者,多阴雨天气,日较差较小。 (2)等压面上凸者,多晴朗天气,日较差较大。 [集训过关] (2019·烟台适应性考试)读城市中心与郊区垂直方向上的气压分布图(图1)及城郊间高空等压面示意图(图2),完成1~2题。 1.根据热力环流的原理,城郊之间正确的环流方向是( ) A.E→F→H→G→E B.G→E→F→H→G C.G→E→H→F→G D.G→H→F→E→G 2.下列关于城区与郊区大气状况的叙述,正确的是( ) A.EF代表城区气压垂直变化规律 B.各点间的热力环流,昼夜方向相反 C.甲处位于郊区高空,气流下沉 D.乙、丙间气流流动方向如箭头所示 解析:1.D 2.C 第1题,读图可知,G、E位于近地面,且气压E>G,而郊区相对于城区气温较低,气压较高,故E为郊区,G为城区,因此近地面空气从E流向G;F为郊区的上空,气压较低,H为城区的上空,气压较高,所以高空气流从H流向F。垂直方向,城区近地面空气上升,空气由G流向H;郊区空气下沉,空气从F流向E,由此判断环流的方向为G→H→F→E→G。第2题,由上题分析可知,近地面城区的温度高于郊区,所以城区近地面形成低压,而图中E处的气压较高,对应的为郊区,EF代表郊区气压垂直变化规律,A错误;无论昼夜,近地面温度都是城区大于郊区,因此热力环流的方向没有昼夜的变化,B错误;由图中甲地等压面向下弯曲,丙处等压面向上拱起可知,甲处气压小于丙处气压,而郊区空气下沉,高空为低压,所以甲处为郊区的高空,气流下沉,C正确;乙、丙之间的气流应该由高压流向低压,不会沿等压面流动,D错误。 下图为我国某山间河谷某时段等温面和等压面分布剖面示意图。完成3~4题。 3.下列能正确反映图示情况的是( ) ①该时段为夜间 ②该时段为白天 ③该时段吹谷风 ④该时段吹山风 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 4.该山间河谷此时段多雨。下列四幅图中,能解释此现象的是( ) 解析: 3.B 4.D 第3题,由图可知,该时段河谷等温面向高处凸,等压面向低处凹,说明该时段河谷温度高,气压较低,根据“山谷风”的热力环流原理,可以判断该时段为夜间,吹山风,故选B。第4题,结合上题分析可知,两边山坡气流下沉,为夜间吹山风,河谷气流上升过程中,遇冷凝结,容易成云致雨,因此夜雨较多,故选D。 等压线图是等值线图的一种,表示在同一海拔高度上气压水平分布状况的图。常见的等压线图有气压场类型图(图1)、某时地面气压等值线图(图2)、某日地面等压线图(图3)。在同一水平面上,每一条等压线上的气压值相等。等压线图的判读和应用是高考中经常出现的考查要点,判读的关键是抓住等压线数值特征、分布特征及组合特征。 [常见图示] 图1 气压场类型图 图2 亚洲东部某日某时地面气压等值线图(单位:hPa) 图3 北美某地区某日等压线图 [判读技巧] 等压线图是等值线图中非常重要的一种类型,它同样具有等值线图的一般特征和基本判读方法。 1.判读气压形式 (1)低压中心(如图1中乙处):等压线呈闭合曲线,中心气压比四周气压低(中心为上升气流)。 (2)高压中心(如图1中甲处):等压线呈闭合曲线,中心气压比四周气压高(中心为下沉气流)。 (3)高压脊(如图1中丙处):高气压延伸出来的狭长区域,弯曲最大各点的连线叫脊线。 (4)低压槽(如图1中丁处):低气压延伸出来的狭长区域,弯曲最大各点的连线叫槽线。 (5)鞍:两个低压和两个高压交汇处,其气压值比高压中心低,比低压中心高。 2.判断风向 首先明确高低气压;其次确定水平气压梯度力的方向;最后根据南、北半球画出偏向风(如图2中A地吹偏南风)。 3.判断南、北半球 (1)风向在水平气压梯度力的右侧——北半球。 (2)风向在水平气压梯度力的左侧——南半球。 4.判断风力(风速)大小 (1)等压线密集——水平气压梯度力大——风力大(如图3中乙地)。 (2)等压线稀疏——水平气压梯度力小——风力小(如图3中甲地)。 5.判断季节 (1)夏季(北半球7月、南半球1月):大陆内部一般为低压。 (2)冬季(北半球1月、南半球7月):大陆内部一般为高压。 6.判断天气状况 (1)由高纬吹向低纬的风——寒冷干燥。 (2)由低纬吹向高纬的风——温暖湿润。 (3)低气压过境时,多阴雨天气;高气压过境时,多晴朗天气。 (4)低压中心和低压槽控制区多阴雨天气,如图1中乙处和丁处;高压中心和高压脊控制区多晴朗天气,如图1中甲处和丙处。 [应用体验] [典例] (2016·江苏高考·节选)2016年1月24日,一股强大的寒潮影响我国。如图为该日8时亚洲部分地区海平面气压形势图。读图,判断此时我国( ) A.各地均受强大高压脊控制 B.北方普遍降温降雪 C.三亚风力大于昆明 D.北京、上海风向基本相同 [审题析题] (在“____”上填关键点) 1.从文字材料中获取信息 从季节看,我国此时是冬季,寒潮为冷空气活动,其影响地区气压状态为高压。 2.从图表中获取信息 [答案] D查看更多