高考地理一轮复习第三章地球上的大气第一节大气的组成和垂直分层大气受热过程课件新人教版

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一、大气的组成和垂直分层读大气垂直分层的划分图,并完成下列内容。
1.大气的组成:(1)干洁空气。
(2)水汽:水的相变产生云、雨、雾、雪等天气现象;伴随着热量的吸收和释放,直接影响着地面和大气的_____。(3)固体杂质:作为_______是成云致雨的必要条件。
二、大气受热过程理解大气受热过程图,并完成下列内容。
(1)能量来源。①根本来源:A_________。②近地面大气热量的直接来源:B_________。(2)两大环节。①_____增温:大部分太阳辐射透过大气射到地面,使地面增温。②_____增温:地面以长波辐射的形式向大气传递热量。
(3)两大作用。①大气的_____作用:大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收和反射作用。②大气对地面的_____作用:C___________对近地面大气热量的补偿作用。(4)影响地面获得太阳辐射的主要因素。①_____因素:纬度不同,年平均正午太阳高度不同。②_______因素:下垫面状况不同,吸收和反射的太阳辐射比例也不同。③_____因素:大气状况不同,影响地面获得的太阳辐射不同。
【图表应用】结合右图根据大气的受热过程,标注图中各箭头的含义。
提示:①太阳辐射　②大气逆辐射　③地面辐射　④反射作用
基础考点1　大气成分与大气垂直分层【研析考题】例1 大气成分的变化(经典高考题)下图为地球大气受热过程示意图,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
【解析】选B。臭氧层破坏,会使到达地面的太阳辐射增加;二氧化碳浓度降低,大气吸收的地面辐射减少;可吸入颗粒物增加,对太阳辐射的削弱作用增强;出现雾霾,大气逆辐射增强。
例2 大气的垂直分层读大气垂直分层示意图,完成(1)、(2)题。
(1)人造天体在升空的过程中,途经大气层的温度变化为(　　)A.减—增B.增—减C.减—增—减—增D.增—减—增—减(2)大气对太阳辐射的削弱作用中,反射作用最强,这种作用主要发生在 (　　)A.①层B.②层C.③层D.④层
【解析】(1)选C,(2)选A。第(1)题,结合大气层气温垂直变化规律可知,人造天体在升空的过程中,途经大气层的温度变化是先减再增,再减再增。第(2)题,对太阳辐射起反射作用的主要是大气中的云层和颗粒较大的尘埃,而云层和尘埃主要集中在对流层中,所以对太阳辐射的反射作用也主要发生在对流层大气中,对应图中①层。
【关联知识】关联1　大气主要成分及其对地理环境的影响
关联2　大气污染的主要原因分析1.自然因素:(1)气象因素。
(2)地形因素:山间盆地、谷地地区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。
2.人为因素:(1)人口因素:人口集聚度越高,经济活动越频繁,环境污染越重。(2)经济因素:第二产业比重越高,对环境的压力越大,空气质量越差;以煤炭为主的能源结构会加重大气污染。(3)技术进步可以提高能源利用效率和环境管理水平,从而降低大气污染,提高空气质量。
【对点训练】　　现代大气的成分主要是氮气和氧气,但地球早期大气的成分却主要是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨。现代大气中的二氧化碳和臭氧含量很少,但却起着十分重要的作用。根据所学知识,回答1、2题。1.现代大气中的氧气,其主要来源一般认为是(　　)A.二氧化碳被微生物分解B.生物分解有机物C.绿色植物的光合作用D.火山喷发
2.下列有关二氧化碳和臭氧的叙述,正确的是(　　)①二氧化碳能够强烈吸收地面辐射,起到保温作用②二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料　③臭氧可以大量吸收波长更短的太阳紫外线　④臭氧吸收紫外线,保护地球生物,被誉为“地球生命的保护伞”A.①②③B.①③④C.①②④D.②③④
【解析】1选C,2选C。第1题,一般认为,现代大气中的氧气主要来源于绿色植物的光合作用。第2题,臭氧吸收的是波长较长的紫外线,波长更短的太阳紫外线被高层大气中的氧原子吸收。
【加固训练】 对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因是:上层实际气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。下图表示四种对流层气温分布状况,据此,回答1、2题。
1.①图表示的气温降低速率在(　　)A.3 000米以下低于垂直递减率B.3 000～6 000米高于垂直递减率C.6 000米以下等于垂直递减率D.6 000米以下均低于垂直递减率2.飞机可以在5 000米高度平稳飞行的是(　　)A.①　　B.②　　C.③　　D.④
【解析】1选B,2选D。第1题,解答本题的关键是必须明确对流层气温的垂直递减率是高度每上升100米,气温降低0.6 ℃。由①图可知,在6 000米、3 000米、地面的气温分别为-35 ℃、-14 ℃、18 ℃。计算气温垂直递减率在3 000米以下为1.1 ℃,高于0.6 ℃。在3 000～6 000米为0.7 ℃,高于0.6 ℃。第2题,对流层的上升气流会使飞行中的飞机颠簸,要使飞机平稳飞行,必须使气流平稳。读图计算比较:①图5 000米高空气温理论值应为-10 ℃,而实际气温约为-30 ℃;②图5 000米高空气温理论值应为-15 ℃,而实际气温约为-20 ℃;③图5 000米高空气温理论值应为-10 ℃,而实际气温约为-25 ℃;④图5 000米高空气温理论值应为-20 ℃,实际气温也约为-20 ℃,故①②③对流旺盛,不利于飞机飞行。
基础考点2　大气受热过程【研析考题】例题 大气受热过程与气温日变化(2020·全国Ⅱ卷)对我国甘肃某绿洲观测发现,在天气稳定的状态下,会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。下图呈现该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化。据此完成(1)～(3)题。
(1)图示观测时段内(　　)A.正午绿洲和沙漠长波辐射差值最大B.傍晚绿洲降温速率大于沙漠C.凌晨绿洲和沙漠降温速率接近D.上午绿洲长波辐射强于沙漠
(2)导致绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的主要原因是绿洲(　　)①白天温度低②蒸发(腾)多③空气湿度大④大气逆辐射强A.①②B.②③C.③④D. ①④(3)这种现象最可能发生在(　　)A.1-2月B.4-5月C.7-8月D.10-11月
【解析】(1)选C,(2)选A,(3)选C。第(1)题,由图可知,凌晨0-6时左右绿洲和沙漠地表温度的变化曲线接近平行,说明降温速率接近;地面长波辐射主要受地温的影响,图中显示地表温度差值最大时接近15时,故15时左右绿洲和沙漠的地表温度差值最大;傍晚沙漠地温曲线较陡,温度下降较快,故绿洲降温速率小于沙漠;上午绿洲地温低于沙漠,故绿洲长波辐射弱于沙漠。
第(2)题,由于沙漠白天温度较绿洲高很多,夜间虽然沙漠降温幅度快于绿洲,但还是会出现绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的现象,①正确;绿洲地表较湿润,蒸发(腾)多,吸收热量多,会使绿洲夜间降温较快,温度较低,②正确;空气湿度大和大气逆辐射强都会导致夜间降温较慢,使绿洲夜间地表温度较高,③、④错误。
第(3)题,由上题分析可知,要出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象,必须使绿洲夜间地表温度仍低于沙漠,则沙漠地区白天温度要远高于绿洲温度,使沙漠积累的余热多,导致夜晚降温后温度仍然高于绿洲,故要出现在沙漠高温时期,应为夏季7-8月;也可以通过读“该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化”图得知,图中出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象时,图中沙漠15时左右的地表最高温已近40度,故最可能发生在北半球夏季7-8月。
【关联原理】关联1　大气保温作用原理的现实应用(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深秋农民利用秸秆燃烧制造烟雾预防霜冻。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。
关联2　利用大气削弱作用原理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)
关联3　大气受热过程原理的综合应用——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→地面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。
【对点训练】　　(2017·全国卷Ⅰ)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。下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.①B.②C.③D.④2.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】1选B,2选C。第1题,双层覆膜是为了保证葡萄植株安全越冬,所以具有保温作用;①、②温度较③、④高,所以①、②为膜内平均温度图;在丰雪年,由于丰厚雪被的保护,双膜内平均温度变幅较小,且平均气温高;在枯雪年,由于没有丰厚雪被的保护,双膜内平均温度变幅较大,且平均气温低。第2题,由图可知,图中给出的平均气温,无法判断最低气温高于-16 ℃;丰雪年与枯雪年气温相差1 ℃左右,所以气温日变化相差不大;丰雪年膜内平均温度变幅较小,而枯雪年膜内平均温度变幅大,所以膜内温度日变化因积雪状况差异较大;从图中可以看出,在枯雪年膜内温度日变化与气温日变化一致,但是丰雪年膜内温度日变化变幅较小,与气温日变化不一致。
【加固训练】(2020·长沙模拟)坚持打好蓝天保卫战,加强对雾霾形成的机理研究,提高应对的科学性、精准性,是社会关注的热点之一。结合所学知识,完成1、2题。1.浓雾天气能见度降低的原因之一是(　　)A.浓雾吸收地面辐射,增强大气逆辐射B.浓雾削弱了地面辐射C.浓雾对太阳辐射有反射作用D.浓雾改变了太阳辐射的波长
2.浓雾天气能见度虽然不是很好,但是交通信号灯却是很醒目。运用地理原理分析大雾期间,红、绿色光仍然很醒目的原因(　　)A.红、绿色光不容易被散射B.红、绿色光最容易被散射C.红、绿色光不容易被遮挡D.红、绿色光不容易被吸收
【解析】1选C,2选A。第1题,浓雾对太阳辐射有反射作用,使到达地面的太阳辐射减少,降低能见度。第2题,红、绿色光的穿透力较强,不容易被散射,即使在能见度较低的情况下(如大雾天)也容易被看见,不易发生交通事故,而其他颜色的光在大雾天很容易被散射。
综合考点3　生活中的逆温现象及其影响【研析考题】例题 逆温现象(经典高考题)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(1)、(2)题。
(1)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
(2)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
【解析】(1)选A,(2)选C。第(1)题,图中显示了我国南方山区谷地10月下旬的逆温数据。从图中数据来看,50 m以下的近地面地区大多是强逆温区,是山坡空气冷却下沉所致,近地面较大,海拔越高则越小,A项正确;从图中来看,逆温强度午夜时分并没有达到最大,B项错误;10时左右,该地早已日出,而逆温层仍然存在,C项错误;从图中数据看,强逆温前半夜斜率大,增速快,D项错误。第(2)题,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空气上下热量传递存在时间差异,故C项正确。
【关联知识】关联1　逆温的含义及类型(1)含义。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米,气温降低0.6 ℃。这主要是因为对流层大气的主要热源是地面,离地面愈高,受热愈少,气温就愈低。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。
(2)逆温类型。①辐射逆温:在晴朗无云的夜间或黎明,由于大气逆辐射较弱,地面辐射散失热量多,近地面气温迅速下降,而高处大气层降温幅度较小,从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温现象黎明前最强,日出后逆温层自下而上消失。
②平流逆温:当暖空气运动到冷的地面上时,暖空气与冷地面之间不断进行热量交换,暖空气下层受冷地面影响大,气温降低较快,上层降温较慢,从而形成逆温。该逆温现象多出现在中纬度沿海地区。
③锋面逆温:锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带,暖气团位于锋面之上,冷气团在下,在冷暖气团之间的过渡带上形成逆温。
④地形逆温:常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快,山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的空气被冷空气抬升,从而出现温度的倒置现象。这样的逆温一般是在一定的地形条件下形成的,所以称为地形逆温。
关联2　逆温的影响(1)不利影响。①出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,它使能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至导致交通事故。②加剧大气污染。由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康。
(2)有利影响。①抑制沙尘暴的发生,因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。②逆温若出现在高空,对飞机的飞行极为有利,使飞机在飞行中不会有大的颠簸,同时也提高了能见度,使飞行更加安全。
【对点训练】1.如图,墨西哥城位于19°N,在海拔约2 250米的盆地中,该市有2 000余万人口,3.5万家工厂,约有300万辆汽车。墨西哥城每年11月至次年4、5月多发生严重光化学烟雾污染,主要原因有(　　)A.汽车尾气和生产、生活废气排放量小B.受温室效应影响C.该期间天气晴朗,光照强;且盆地地形,多逆温D.该期间多气旋活动,影响污染气体的扩散
【解析】选C。光化学烟雾的形成主要是大量汽车尾气,在紫外线作用下发生光化学反应,生成有毒有害气体。故每年11月至次年4、5月多发生严重光化学烟雾污染的原因与当地的气候、地形有关;冬季为当地的旱季,降水少,光照强;而盆地地形,污染气体不易扩散。
2.乌鲁木齐三面环山,北部好似一个朝向准噶尔盆地的喇叭口,冬季多雾,被称为“雾鲁木齐”。下图为乌鲁木齐周围地形图。
(1)乌鲁木齐冬季夜间多逆温现象,试分析原因。(2)分析乌鲁木齐被称为“雾鲁木齐”的原因。(3)乌鲁木齐为减少大雾天数,应采取哪些措施?
【解析】第(1)题,逆温主要是大气下层气温低,上层气温高。其原因主要从两个角度分析,一是温带大陆性气候,夜间保温作用差,地面散热快;二是冷空气来临导致暖空气被抬升。第(2)题,雾是水汽的凝结,其形成主要从三个方面分析,即水汽充足、丰富的凝结核、风力小,联系图示气候和地形进行分析。第(3)题,结合雾的形成条件,减少大雾天气的发生可以采取减少凝结核、减少污染物的排放或加快空气流通等措施。
答案:(1)乌鲁木齐冬季多晴天,夜间地面降温快;乌鲁木齐三面环山,开口向北,北方来的冷空气容易在此积聚;夜间三面山脉的冷空气沿山坡下沉,迫使谷底暖空气抬升,在乌鲁木齐上空形成逆温现象。(2)冬季多(积)雪,空气中水汽充足;冬季燃煤取暖和汽车尾气排放,污染物多;靠近沙漠,沙尘多,凝结核多;冬季多逆温,三面环山的地形,风力小,不利于雾的消散。 (3)工业生产和采暖锅炉作好除尘工作;大力发展公共交通;乌鲁木齐周围地区做好固沙工作;建设城市通风廊道,加强空气流通。
新动向·新情境·新预测
【命题新素材】　　读某日部分城市天气预报表和大气受热过程示意图。
【关键词句】大气受热过程【命题导向】大气的削弱作用、大气的保温作用、昼夜温差。
【高考新命题】【命题示例】(1)该日昼夜温差最小的城市是(　　)A.北京B.上海C.哈尔滨D.西宁(2)该日昼夜温差最小的城市,右图中能反映其产生原因的箭头是(　　)A.①②B.①③C.②④ D.③④给材料 我命题——学以致用【我的命题】(3)(选择题或综合题) __________________________________
答案:(1)B(2)C(3)____________________________________________________
【命题母材料】　　雾的形成和分类　　1.雾的形成　　在水汽充足、微风及大气层稳定的情况下,气温接近露点,相对湿度达到100%时,空气中的水汽便会凝结成细微的水滴悬浮于空中,使地面水平的能见度下降,这种天气现象称为雾。雾形成的条件: 一是冷却;二是加湿,增加水汽含量;三是凝结核。
　　2.分类　　(1)辐射雾:　　辐射雾主要是因为夜间地面辐射冷却,从而靠近地表的空气温度低,当气温降低到露点或露点以下时达到饱和凝结,并形成逆温现象,经过长时间,水汽与凝结核下沉至地表附近,使空气中的水汽达到饱和所致,因此雾多发生在夜晚时间长、气温低的冬季或比较寒冷的冬半年。另外,风速对辐射雾的形成也有影响。如果没有风,就不会使上下层空气发生交换,辐射冷却效应只发生在贴近地面的大气层中,只能生成一层薄薄的浅雾。如风太大,上下层空气交换
很快,流动也大,气温不易降低,则难以达到过饱和状态。只有在1～3米/秒的微风时,有适当强度的交流,既能使冷却作用伸展到一定高度,又不影响下层空气的充分冷却,因而最利于辐射雾的形成。
　　(2)平流雾:　　平流雾是当暖湿空气平流到较冷的下垫面上,下部冷却而形成的雾。多发生在冬春时节,以北方沿海地区居多,能将城市中的建筑物“缠绕”其中,才使身处地面的人们觉得如临仙境。暖湿空气水平流经寒冷地表陆地或海面时,因暖湿空气受冷的地表影响,底层空气迅速降温,上层空气因离地表远降温少,这样就在近地面层形成逆温,这种逆温气象学上称为平流逆温。在逆温层以下,空气冷却而达到饱和,水汽凝结而形成平流雾。
　　(3)蒸发雾:　　冷空气流经温暖水面,如果气温与水温相差很大,则因水面蒸发大量水汽在水面附近的冷空气便发生水蒸汽凝结成雾。这时雾层上往往有逆温层存在,否则对流会使雾消散。所以蒸发雾范围小,强度弱,一般发生在下半年的水塘周围。
　　(4)上坡雾:　　这是潮湿空气沿着山坡上升,气温降低使空气达到过饱和而产生的雾。这种潮湿空气必须稳定,山坡坡度必须较小,否则形成对流,雾就难以形成。
　　(5)锋面雾:　　经常发生在冷、暖空气交界的锋面附近,一般雾后便是持续性的降雨。锋前锋后均有,但以暖锋附近居多。锋前雾是由于锋面上面暖空气云层中的雨滴落入地面冷空气内,经蒸发,使空气达到过饱和而凝结形成;而锋后雾,则由暖湿空气移至原来被暖锋前冷空气占据过的地区,经冷却达到过饱和而形成的。因为锋面附近的雾常跟随着锋面一道移动,军事上就常常利用这种锋面雾来掩护部队,向敌人发起突然袭击。