专题10 大气的分层与受热过程（精品讲义）-备战高考地理一轮复习全考点精讲练（浙江专用）

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【课程标准】
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，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。
【核心素养】
人地协调观：结合资料，了解大气成分和垂直分层对人类的影响；结合环保案例，说明大气环境保护的必要性和重要性。
区域认知：结合示意图，区分太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射，理解大气的受热过程、大气对地面的保温作用；
综合思维：从时空综合的角度分析热力环流的形成过程。
地理实践力：结合热力环流在实际生活中的应用，学会观察并能设计实验分析热力环流的形成过程。
二、必备知识当堂清
考点1. 大气的组成
考点2. 大气的垂直分层
考点3. 大气的受热过程
1、大气对太阳辐射的削弱作用
2.大气对地面的保温作用：
考点4. 热力环流
考点5. 大气的水平运动——风
关键能力看拓展
拓展1. 大气的垂直分层及各层与人类的关系
拓展2. 逆温现象
1、逆温现象的几种情况
在对流层中，气温是随着海拔的升高而逐渐降低的，但在某些特殊的情况下，对流层气温会出现下列情况：
①海拔上升，气温升高。
②海拔每上升1 000米，气温下降幅度小于6 ℃，这就是逆温现象。
如右图所示，图中甲属于情况②，乙、丙、丁属于情况①。
2、逆温现象的形成条件
3、辐射逆温的形成及消失过程
4、逆温现象对人类生产、生活的影响
(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。
拓展3. 大气受热过程的影响因素
(1)大气成分
①大气中的云层、较大颗粒的尘埃对太阳辐射具有反射作用，云量大，尘埃多，反射作用强。
②大气中的二氧化碳、水汽等对地面辐射具有吸收作用。大气中的二氧化碳、水汽含量大，对地面辐射的吸收作用大。
③大气中的二氧化碳、水汽、云量等也会影响大气逆辐射。
(2)地面状况：地面是近地面大气的直接热源，地面状况的差异影响大气受热过程，进而影响气温状况。一般规律：颜色越浅的物体，其反射作用就越强(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，其反射作用就越弱(反射太阳辐射越少)，吸收就越强，地面辐射越强。例如，对太阳辐射的反射率：新雪＞冰＞沙土＞草地。
拓展4. 大气保温作用原理应用
(1)温室气体大量排放带来全球气温升高。
(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。

拓展5. 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)
拓展6. 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。
拓展7. 常见的热力环流形式
海陆风：
影响：使滨海地区气温日较差减小，降水增多
2、山谷风：
影响：在山谷和盆地常因夜间的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染。
3、城市热岛环流：
影响：一般将绿化带布置于气流下沉处及下沉距离以内，将卫星城或大气污染较重的工厂布局于下沉距离之外。
拓展8. 热力环流示意图的判读方法
(1)判断空气流动方向。首先，确定地面“冷”“热”；再画垂直气流，地面“冷”则空气下沉，“热”则空气上升；最后，顺垂直气流方向画出水平气流方向。
(2)判断气压高低。地面“冷”或空气下沉为高压，“热”或空气上升为低压。高空与对应的近地面气压高、低相反。
(3)判断气温高低。热力环流中，在地面气压高则“冷”，气压低则“热”。
拓展9. 等压面图的判读方法
等压面是空间气压值相等的点组成的面，等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况，等压线图表示气压的水平分布状况。
(1)在同一地点不同海拔上，海拔越高，气压越低。如图PA>PE。
(2)在近地面，气温越高，气压越低；气温越低，气压越高。如图PA(3)无论是低空还是高空，高压区等压面都向高空凸起，低压区等压面都向低空凹陷，即“凸高凹低”。
拓展10. 风向的判定方法
第一步：在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。
第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力的方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°～45°角(近地面风向可依此角度偏转，若为高空，则偏转90°)，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示(以北半球近地面气压场为例)。
拓展11. 风力大小的分析与描述
高考真题回头看
（2022年1月浙江·高考真题）下图为某地近地面等压线图，图中箭头表示甲地风向及受力情况。完成下面小题。
1．表示摩擦力的箭头是（ ）
A．aB．bC．cD．d
2．乙天气系统的气流运动方向是（ ）
①顺时针②逆时针③上升④下沉
A．①③B．①④C．②③D．②④
【答案】1．D 2．A
【解析】
1．根据图示信息可知，a垂直于等压线切线，应为水平气压梯度力；b与水平气压梯度力相差约30°，由高压指向低压，为风向；c垂直于风向，应为地转偏向力；d与风向相反，应为摩擦力。表示摩擦力的箭头是d，D正确，ABC错误。所以选D。
2．根据上题分析可知，a为水平气压梯度力，乙为低压中心，垂直方向上为上升气流，③正确，④错误；根据上题分析可知，c为地转偏向力，向左偏，则该地位于南半球，乙水平方向气流为顺时针辐合，①正确，②错误。所以选A。
【点睛】气旋在垂直方向上为上升气流；水平方向上，北半球为逆时针辐合，南半球为顺时针辐合。
（2022年1月浙江·高考真题）大气散射辐射的强弱和太阳高度、大气透明度有关。下图为我国某城市大气散射辐射日变化图。完成下面小题。
3．有关该城市大气散射辐射强弱的叙述，正确的是（ ）
①夏季大于冬季②郊区大于城区③冬季大于夏季④城区大于郊区
A．①②B．①④C．②③D．③④
4．下列现象与大气散射作用密切相关的是（ ）
①晴天天空多呈蔚蓝色②朝霞和晚霞往往呈红色③深秋晴天夜里多霜冻④雪后天晴阳光特别耀眼
A．①②B．①④C．②③D．③④
【答案】3．B 4．A
【解析】
3．据材料可知，大气散射辐射的强弱和太阳高度、大气透明度有关。又据图可知，北京时间12-14时，正午太阳高度角大，大气散射辐射强，说明大气散射辐射与正午太阳高度正相关，故大气散射辐射夏季大于冬季，①正确，③错误；又据图可知，阴天云层厚，大气透明度低，大气散射辐射强，说明大气散射辐射与大气透明度反相关，城区比郊区污染较严重，大气透明度低，大气散射辐射城区大于郊区，故②错误，④正确。综合起来①④正确，故A、C、D错误，B正确；故选B。
4．在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝色光最容易被散射，所以晴朗的天空呈现蔚蓝色，①正确；日出和日落的时候，太阳光要穿过较厚的大气层才能到达地面，波长较短的蓝光、青光、紫光大部分已被上层大气散射掉了，到达近地面大气时主要只有波长较长的红光、橙光、黄光了，故朝霞和晚霞往往呈红色，②正确；秋冬季节出现霜冻，与晴朗的夜晚云量少、大气逆辐射弱有关，与大气散射无关，③错误；雪后天晴阳光特别耀眼是因为云层少，大气透明度高，大气对太阳辐射的反射、散射、吸收作用少，不只是散射作用，④错误。综合起来，①②正确，B、C、D错误，A正确；故选A。
【点睛】秋冬季节气温较低，晴朗的夜晚，云量少，大气逆辐射弱，保温作用弱，降温明显，当温度低到0°C以下时，就会出现霜冻。
（2021年1月浙江·高考真题）秀珍菇生产需避光遮阳。浙江某地在秀珍菇生产大棚上搭建光伏发电系统，实现了棚内种菇、棚顶发电.形成了“农业+新能源"生态高效生产方式。完成下面小题。
5．该生产方式会使棚内（ ）
A．太阳辐射减弱B．地面辐射增加
C．大气吸收增加D．地面反射增加
6．与原秀珍菇生产方式相比，该生产方式的优势有（ ）
①增加经济效益②增加土壤肥力③减少土壤污染④提高土地利用率
A．①③B．②④C．①④D．②③
【答案】5．A 6．C
【解析】
5．本题考查大气受热过程。大棚顶部搭建光伏发电系统（有光伏板），会使到达棚内的太阳辐射进一步减弱，从而使棚内的地面辐射、大气吸收、地面反射等也随之减弱。A正确，BCD错误，故选A。
6．本题考查区域农业可持续发展。与原秀珍菇生产方式相比，该生产方式在几乎同样的土地面积上既种植了秀珍菇，还实现了光伏发电，增加了经济效益，提高了土地利用率，①④正确。对土壤肥力和污染没有影响，②③错误。故选C。
【点睛】本题考查通过农业发展新模式考查大气的受热过程，大气受热过程重点要了解大气对太阳的削弱作用与保温作用。
（2020年7月浙江·高考真题）氧化亚氮（N2O）在百年尺度内的增温效应是等量二氧化碳的近300倍。农田是氧化亚氮的第一大排放源。完成下面小题。
7．氧化亚氮具有增温效应，主要是因为（ ）
A．大气辐射总量增加B．大气吸收作用增强
C．地面辐射总量增加D．地面反射作用增强
8．农田排放的氧化亚氮，主要来源于（ ）
A．作物生长时的排放B．大气中氮气的转化
C．秸秆燃烧时的产生D．生产中氮肥的施用
【答案】7．B 8．D
【解析】
7．氧化亚氮是最重要的温室气体之一，氧化亚氮能够强烈吸收地面反射的太阳辐射，使大气吸收作用增强，并且重新发射辐射，从而具有增温效应，B正确，A错误。氧化亚氮并不能使地面辐射总量增加；也不能使地面反射作用增强，CD错误。故选B。
8．我国是农业大国，由农业产生的氧化亚氮量约占全球总排放量的1.0％-1.5％，这其中约72％来自农田排放。而农田生态系统中大部分的氧化亚氮源于土壤的排放，主要是农业生产中氮肥的大量施用造成，D正确。作物生长时的排放、大气中氮气的转化和秸秆燃烧时的产生均不是农田排放的氧化亚氮的主要来源，ABC错误。故选D。
【点睛】温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水汽、二氧化碳、氧化亚氮、氟利昂、甲烷等是地球大气中主要的温室气体。
（2020年7月浙江·高考真题）在中纬度地区五千至一万米高空盛行着波状的西风气流。我国华北某气象测站放飞探空气球进行大气观测，并记录气球从地面上升到万米高空时与气象测站之间水平漂移距离，下图为多年平均水平漂移距离统计图。完成下面小题。
9．测站在冬季冷锋过境后进行一次放飞气球观测，记录气球从地面上升到万米高空过程中的漂移轨迹。下图最接近此次气球放飞过程的地面投影轨迹是（ ）
A．B．
C．D．
10．符合该测站万米高空冬、夏季气球漂移方向及水平气压场的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】9．A 10．B
【解析】
9．我国华北地区冬季冷锋一般是西北季风南下造成。冬季冷锋过境后，风向以西北风为主，气球应该飘向东南方向，A正确，CD错误。B图先向西北后向东南，应该是冷锋过境前至过境后的变化，B错误。故选A。
10．万米高空气流运动方向和等压线平行，AC两图风向和等压线斜交，因此AC错误。图中等压线数值a>b>c>d>e，北半球高空风向向右偏后与等压线平行，风向的右侧为高压、左侧为低压，因此B正确，D错误。故选B。
【点睛】在纬向上气球漂移均以向东漂移为主，7 月气球漂移均表现出随高度增加先东漂后西漂，表现出低层西风，高层东风。冬季月份气球漂移距离随高度增加明显，为较强的平均西风所控制。在经向上，700hPa 以下对流层低层表现出季风特征，夏季月份北漂，其他月份南漂；100hPa以上的平流层低层则表现出和对流层低层相反的特征，夏季南漂，冬季北漂。平均水平漂移距离也存在明显的季节变化，7、8 月份整层最大平均漂移距离在 30km以内，而冬季在70hPa 以上，漂移距离达到100km 左右。
11．（2020年1月浙江·高考真题）茶树是一种喜温好湿、耐阴性较强、多年生的经济作物。浙江盛夏高温少雨时，有茶农给茶树撑起了黑色的遮阳棚，其目的是（ ）
A．减少阳光直接照射，根治病虫害B．遮光，阻止杂草生长
C．避免阳光直接照射，减少茶树蒸腾D．减少空气对流，防止热量散失
【答案】C
【解析】根据材料可知，“茶树喜温好湿，耐阴性较强”，浙江盛夏高温少雨时，日照强，不利于茶树生长。黑色的遮阳棚，可以遮挡太阳光，避免阳光直接照射，从而减少茶树水分蒸腾，C正确。不可能根治病虫害，A错误。可以遮光，但不能阻止杂草生长，B错误。黑色的遮阳棚不能减少空气对流，防止热量散失，D错误。故选C。
典型例题随堂练
2021年12月11日，山西、内蒙古、北京等地天空出现了怪异的发光云带（见下图），这是一种最稀有的云——夜光云。夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，通常位于80～85千米的高空，薄如蝉翼。据此完成下面小题。
1．夜光云被称为最稀有的云，主要是由于（ ）
A．仅出现于高纬地区B．只山区可见C．形成于高层大气中D．持续时间短
2．人们观察夜光云的最佳时机是（ ）
A．阴雨天B．黎明C．午夜D．白天
【答案】1．C 2．B
【解析】
1．根据材料和所学知识，80～85千米的高度位于高层大气层中，而高层大气中水汽和杂质相当稀少，冰晶难以形成，所以夜光云十分少见，因此选项C正确，同时排除A、B、D。故选C。
2．夜光云出现在高层大气，而对流层的阴雨天气会影响对夜光云的观察，A错；傍晚或黎明时分，高空依然被阳光照亮，因而人们可以看到高空的冰晶散射阳光形成发光的云带，B对；夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，午夜缺乏光照，难以形成夜光云，C错；夜光云薄如蝉翼，由于白天光线充足，容易被穿透，而不易被观察到，D错误。
【点睛】什么是夜光云？
夜光云是地球大气层中最高的云，不同于一般的云形成在对流层，夜光云形成于大气层的中间层，也就是距地球表面约80 公里的地方。这种奇特的云层被认为是由中间层少量的水汽在细尘颗粒凝结成冰晶而形成的云，它们只有在温度非常低的情况下才能形成冰晶从而组成大范围可见的夜光云。科学家称夜光云为“地球上最高、最干燥、最冷、最稀有的云”。但夜光云本身并不会发光，只是因为当太阳刚好低于地平线，但仍能将大气高层的冰晶照亮，便会使它们在黑暗的夜空中发光。
某学校地理兴趣小组做了如下实验：做两个相同规格的玻璃箱（如下图），甲底部放一层土，乙底部不放土，中午同时把两个玻璃箱放在日光下，十五分钟后，同时测玻璃箱里的气温，结果发现底部放土的甲箱比没放土的乙箱足足高了3℃。据此完成下面小题。
3．甲箱气温比乙箱气温高的原因是（ ）
A．太阳辐射强弱差异B．地面辐射强弱差异
C．大气削弱作用差异D．大气辐射强弱差异
4．该实验主要目的是测试近地面（ ）
A．大气的温室效应B．大气的组成C．大气的削弱作用D．大气的直接热源
【答案】3．B 4．D
【解析】
3．甲底部放一层土，土层吸收太阳辐射增温，地面辐射增强，玻璃箱内空气又吸收地面辐射增温，气温高；而乙底部没有放土，玻璃对太阳辐射还有一定的反射作用，地面辐射弱，气温低，所以气温的差异是地面辐射强弱的差异，B正确。太阳辐射以及大气削弱作用相同，AC错。近地面大气的直接热源是地面辐射，其气温的差异并非大气辐射强弱差异导致，D错。故选B。
4．通过控制下垫面性质的差异，从而得出气温的差异，由此可知，该实验的主要目的是测试近地面大气的直接热源，D正确。玻璃箱内的空气组成相同，该实验并非测大气的温室效应或大气的削弱作用，AC错。该实验无法测大气的组成，B错。故选D。
【点睛】太阳辐射为短波辐射，近地面大气对短波辐射的吸收少，地面吸收太阳辐射后使得地面辐射增强，近地面大气中的水汽和二氧化碳等强烈吸收地面长波辐射而增温，导致气温升高，所以地面辐射是近地面大气的主要和直接热源。
云瀑指暖湿气团遇冷凝结形成雾后从高处往低处倾泻，形成瀑布的景观。云瀑在下降过程中逐渐变淡，直至消失。据此完成下面小题。
5．云瀑一般发生在（ ）
A．早晨山口B．正午山崖C．傍晚山腰D．午夜峡谷
6．云瀑在下降过程中逐渐消失的主要原因是（ ）
A．风速加快B．风速降低C．气压升高D．温度升高
【答案】5．A 6．D
【解析】
5．湿气团遇冷凝结，需要气温较低的条件，排除正午和傍晚，BC错。一天中气温最低出现在日出前后，早晨和午夜相比，早晨的气温更低，水汽易凝结成雾，在山口处雾气沿山坡向下倾泄，形成云瀑，结合云瀑的定义可知，峡谷地形难以形成“从高处往低处倾泻”的条件，D错，A正确。故选A。
6．云瀑在下降过程中，海拔降低，温度升高，凝结的小水珠受热蒸发，雾气消散，D正确。海拔降低，风速大致降低，但风速降低不利于水滴蒸发，AB错。海拔降低，气压升高，但与小水滴蒸发关系不大，排除C。故选D。
【点睛】雾形成的主要条件：一是冷却；二是加湿，即增加水汽含量。雾消散的主要原因：一是由于下垫面增温，雾滴蒸发；二是风速增大，将雾吹散或抬升成云。
7．阅读图文材料，完成下列要求。
湖陆风包括湖风和陆风，是较大湖泊与陆地之间形成的以24小时为周期的地方性风，其影响范围小，易受背景风（如当地盛行风）的干扰。岳阳市位于洞庭湖东北部，受湖陆风影响较明显。据多年观测发现，该地冬季湖陆风较弱。近些年，岳阳市城市建成面积扩张，当前建成面积比40年扩大了10多倍。下面左图示意洞庭潮与岳阳市的位置，右图示意岳阳市某日6～14时的气温与湿度变化。
(1)据图判断岳阳市该日湖陆风转换的时间，并说明判断依据。
(2)分析岳阳市冬季湖陆风较弱的原因。
(3)说明岳阳市大规模城市建设对该地湖风和陆风强弱产生的影响。
【答案】(1)10时-11时。湖风由湖泊吹向陆地，岳阳市空气湿度变大；相反则为陆风，岳阳市空气湿度逐渐减小。
(2)冬季风（背景风）强，干扰了湖陆风，湖陆风弱；洞庭湖面积小，湖陆温差小。
(3)在湖边进行大规模城市建设，会形成城市的热岛效应。白天增大了湖陆之间的温差，使湖风加强；晚上减弱了湖陆之间的温差，使陆风减弱。
【解析】本题考查水循环类型和过程、热力环流及其应用，难度中等，考查学生获取和解读信息能力及综合思维能力，培养学生的人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力等地理核心素养。
(1)由于湖水比热容大，陆地比热容小，湖陆热力性质差异，导致湖陆受热不均。依据热力环流原理可知，白天陆地气温高、湖泊气温低，则陆地为低压区、湖泊为高压区，风由湖泊吹向陆地，即湖风。夜天陆地气温低、湖泊气温高，则陆地为高压区、湖泊为低压区，风由陆地吹向湖泊，即陆风。读图可知，图中6时到10时30左右，该地湿度不断下降，风由陆地吹向湖泊；大约10时30后至11时湿度突然上升，风应该由湖泊吹向陆地，岳阳市空气湿度变大，图中10—11时是湿度明显变化的时间段说明10时-11时是湖陆风转化时刻。
(2)冬季南北温差大，南北气压差大，风力大，冬季风（背景风）强，湖陆风响范围小，易受背景风（如当地盛行风）的干扰；冬季洞庭湖面积小，湖陆热力差异小，温差小；所以冬季湖陆风弱。
(3)结合所学知识可知，在湖边大规模兴建城市会使陆地气温发生变化。在湖边大规模兴建城市，受城市的热岛效应影响，形成高温中心，白天增大了湖陆之间的温差，使湖风加强。晚上减弱了湖陆之间的温差，使陆风减弱。
序号
辐射名称
辐射类型
辐射方向
作用
a
太阳辐射
短波辐射
射向地面
地面的直接热源
b
地面辐射
长波辐射
射向大气和宇宙空间
对流层大气主要的直接热源
c
大气辐射
长波辐射
射向宇宙空间
大气逆辐射会使地面增温
d
大气逆辐射
长波辐射
射向地面
风力大小影响因素
常考分析语句
水平气压梯度力大小
冬季南北温差大，气压梯度力大，西风强，降水多
距高压远近
距离亚洲高压(冬季风源地)近，风力大
摩擦力大小
地面平坦开阔，风力大海面上风力大
植被多少
冬季植被少，风力大
地形起伏大小
高原起伏和缓，风力大山谷口，狭管效应，风力大
地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致