2021版浙江新高考选考地理一轮复习教师用书：第9讲　大气环境——对流层大气的受热过程

第9讲　大气环境——对流层大气的受热过程

对流层大气的受热过程

(1)大气的垂直分层a

(2)大气对太阳辐射的削弱作用b

(3)大气对地面的保温作用b

(4)影响地面获得太阳辐射大小的主要因素c

　对流层大气的受热过程

1．大气的垂直分层

地球大气层可分为对流层、平流层和高层大气。

2.大气对太阳辐射的削弱作用

3.大气对地面的保温作用

通过大气逆辐射实现。

4．影响地面获得太阳辐射大小的主要因素

(1)纬度因素：通过影响太阳高度和太阳辐射经过大气的路程长短进而影响到达地面的太阳辐射量。

(2)天气状况：影响到达地面的太阳辐射。

(3)下垫面因素：不同性质的下垫面对太阳辐射的反射率不同。

1．大气受热过程原理

地球最重要的能量来源是太阳辐射能，大气的受热过程实质是太阳辐射能在地面、大气间的转换过程，在此过程中伴随着地球大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。其原理如图所示：

根据大气受热过程原理，图解太阳辐射、地面辐射及大气辐射之间的关系如下：

(1)大气的受热过程是大气吸收少量太阳短波辐射和大量地面长波辐射而增温的过程。

(2)大气在增温的同时，也向外辐射热量，其中向下的大气逆辐射弥补了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。

2．大气受热过程原理的实际应用

(1)运用大气热力作用解释自然现象

(2)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响

(3)在农业中的应用：利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果糖分积累。

(2020·宁波测试)下图为太阳辐射、地面辐射和大气辐射关系示意图。读图回答1～2题。

1．对流层大气热量主要直接来源于(　　)

A．① B．②

C．③ D．④

2．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

解析：第1题，由示意图可以直接看出对流层大气中的热量主要直接来源于地面辐射。第2题，深秋时节，用烟熏防御霜冻，主要是因为烟雾可增强大气逆辐射，从而起到对地面的保温效果。

答案：1.C　2.B

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10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。回答3～4题。

3．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

4．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：本题组主要考查(对流层)气温垂直分布及其影响因素。第3题，解题的关键是理解对流层热量的直接来源及气温垂直变化规律。对流层热量直接来自地面(辐射)，也就是地面温度的剧烈变化会影响其近地面上空的大气温度，逆温现象的日变化体现地面温度的日变化。地面温度变化越剧烈，逆温强度越大(垂直递增越快)；地面温度越低，逆温层越厚。据图可知，强逆温层上界低于逆温层上界，逆温强度接近地面较大，向上减小。第4题，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地面辐射是大气的主要直接热源，空气上下热量传递存在时间差异。

答案：3.A　4.C

(2020·杭州检测)读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图，完成1～2题。

1．关于图中内容的叙述，正确的是(　　)

A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化

B．随高度增加气温渐高，气压渐低

C．距地面20 km处气压降为地面的一半

D．对流层垂直方向上温度变化范围是－60～20 ℃

2．关于图中①②层大气的正确叙述是(　　)

A．①层大气厚度随纬度增加而增厚

B．②层因氧原子吸收紫外光而增温

C．①层大气与人类关系最密切

D．②层复杂的天气现象不利于飞机飞行

解析：第1题，大气垂直分层的依据是温度随高度的变化；不同大气层，其温度的变化不同；距地面20 km处气压不到地面的一半。第2题，对流层厚度与纬度呈负相关；平流层升温是因为臭氧吸收紫外光；平流层天气晴朗，空气以水平运动为主，有利于飞机飞行。

答案：1.D　2.C

下图为大气保温作用示意图。读图回答3～4题。

3．一次强烈的火山喷发可能导致图中(　　)

A．b增强 B．d增强

C．e增强 D．c增强

4．图中b的最大值不在赤道，而在北回归线附近是因为(　　)

A．赤道地区的阴雨天气比北回归线附近多

B．赤道上b经过的大气路程比北回归线附近长

C．赤道正午太阳高度比北回归线附近小

D．赤道上的白昼时间比北回归线附近长

解析：第3题，做好该题的关键是要明确图中各字母的含义：a表示大气逆辐射，b表示被大气削弱之后的太阳辐射，c表示未被大气削弱的太阳辐射，d表示地面辐射，e表示大气反射的太阳辐射，f表示大气吸收的太阳辐射。火山喷发会产生大量的烟尘，而烟尘能够强烈地反射太阳辐射，即导致图中的e增强。第4题，由上面的分析可知，b表示被大气削弱之后的太阳辐射，它的强弱不仅与纬度有关，也与大气状况有关。在赤道地区尽管一年中的平均太阳高度大，但由于阴雨天气多，大气的削弱作用强；而在北回归线附近，平均太阳高度尽管比赤道小，但由于受副热带高气压带的控制，盛行下沉气流，所以阴雨天气少，大气的削弱作用弱，故太阳实际辐射量比赤道还多。

答案：3.C　4.A

意大利的实验性农业项目“尼莫花园”创立于2012年，其主体是海底农场，占据的水域面积约为100 m2，由5个透明塑料材料制作的充气“生物圈”组成，用绳索固定在海底，悬浮在水面以下6至10 m的海中。启动时作物所需淡水由潜水员带入，之后完全可以自给。据此完成5～6题。

5．“生物圈”内作物生长所需水分完全可以自给，推测其原因是(　　)

A．利用海水淡化水 B．利用内壁的冷凝水

C．叶片直接吸收水汽 D．直接利用海水

6．实验初期，尼莫花园项目只在每年的5－9月进行，其原因可能是(　　)

①海上风浪小  ②昼夜温差大

③光照充足  ④陆地水资源短缺

A．①② B．②③

C．①③ D．③④

解析：第5题，因为塑料球的保温作用，所以“生物圈”内温度要比海水的温度高，蒸发出来的水分容易在“生物圈”壁上凝结成为水滴，从而提供给作物生长需要的水分；“生物圈”外壁为塑料，不具有透水性，并非利用海水，故A、D错误；植物通过根茎输送水分，叶片不会吸收水分，故C错误。选B。第6题，根据材料可知，尼莫花园位于地中海海域，夏季受副热带高气压带的影响，气候炎热干燥；5－9月海上盛行下沉气流，风浪小；降水少，光照强，故①③正确。该“生物圈”内昼夜温差较小，②错误；该项目需要的淡水由外界带入，所以陆地淡水短缺，不利于该项目的实施，④错误。选C。

答案：5.B　6.C

1．有“地球生命保护伞”之称的臭氧层位于地球大气分层结构中的(　　)

A．平流层　　　　　　 　 B．对流层

C．高层大气 D．电离层

答案：A

2．某研究小组认为，在冰雪覆盖的高纬度地带植树造林可能加剧全球气候变暖。造成这种结果的原因可能是在该地带植树造林(　　)

A．增加了对CO2的吸收 B．降低了地面反射能力

C．降低了大气相对湿度 D．增加了土壤有机质含量

解析：选B。森林的作用是吸收CO2，减缓气候变暖，但是在冰雪覆盖的高纬度地带植树造林，浓密的森林可能会阻碍地面上的积雪反射阳光，使得地面对阳光的反射率降低，增加了对热量的吸收，可能加剧气候变暖。

(2020·金丽衢名校联考)下图为地球大气的垂直分层图(部分)。读图回答3～4题。

3．①②③④四条曲线中，正确表示大气层气温垂直分布状况的是(　　)

A．① B．② 

C．③　　　　 D．④

4．有关该大气层的叙述，正确的是(　　)

A．有电离层，对无线电通信有重要作用

B．天气晴朗，对流旺盛，有利于高空飞行

C．上部冷下部热，空气以平流运动为主

D．顶部与底部的气温相差50 ℃左右

解析：第3题，根据图中大气层距地面的高度可知该大气层是平流层，平流层下层气温随高度变化很小，30 km以上气温随高度增加而迅速上升，故选A。第4题，平流层上热下冷，大气以水平运动为主，大气平稳，天气晴朗，有利于高空飞行，图中大气层的温差约为50 ℃。

答案：3.A　4.D

下图为温室效应模拟实验图。读图，完成5～6题。

5．甲、乙两端管内的气体可能分别为(　　)

A．都是空气 B．都是二氧化碳

C．二氧化碳和空气 D．空气和二氧化碳

6．实验效果(　　)

A．阴天比晴天好

B．石蜡上铺砂石比不铺砂石好

C．早晚比中午好

D．管内二氧化碳浓度低比高好

解析：第5题，读图，阳光照射后，甲管气体吸热快，体积膨胀快，品红溶液向乙管方向移动。两管内气体一定不同，A、B错误。甲、乙两端管内的气体可能分别为二氧化碳和空气，因为二氧化碳是温室气体，比空气吸热快，体积膨胀快，C正确，D错误。第6题，实验效果阴天比晴天差，晴天时太阳光照充足，A错误。石蜡上铺砂石比不铺砂石好，砂石吸热快，管内升温快，效果更明显，B正确。早晚光照较弱，不如中午光照好，C错误。管内二氧化碳浓度低比高差，浓度越高，吸热、保温效果越强，D错误。

答案：5.C　6.B

(2020·温州十校联考)每年冬天，浙江省农业厅专家都要为西湖龙井茶树防冻支招。以下是两种常见的防冻措施：覆盖防寒(寒潮来前，用网纱等覆盖茶树蓬面，以保护茶树，如图1)；熏烟驱霜(晚霜来前，气温降至2 ℃左右时点火生烟，以减轻晚霜冻害，如图2)。读图回答7～8题。

7．图1中的网纱在冬季主要能够(　　)

A．防太阳暴晒

B．阻隔霜冻直接接触叶面

C．防病虫害

D．防洪、防涝

8．图2中的熏烟能够减轻霜冻，是因为烟雾能够(　　)

A．使二氧化碳浓度增加，大气逆辐射增强

B．使水汽含量增加，太阳辐射增强

C．使地面温度增加，地面辐射增强

D．使大气温度增加，大气逆辐射增强

解析：第7题，覆盖防寒，即阻断寒潮、霜冻直接接触茶树叶面。第8题，熏烟能使大气中二氧化碳浓度增加，使大气吸收地面辐射的能力增强，大气逆辐射增强，从而起到保温作用。

答案：7.B　8.A

读表和图，完成9～10题。

9．表中信息显示(　　)

A．5月4日气温高，对流强烈，阴雨

B．5月5日西北风强劲，空气质量好

C．5月6日昼夜温差大，需预防寒潮

D．该地天气变化可能为冷锋过境造成

10．5月6日与5月5日相比，图中(　　)

A．①减弱 B．②减弱

C．③增强 D．④减弱

解析：第9题，读表可知，5月4日气温高，为多云天气，不是阴雨天气，A错误；5月5日西北风强劲，出现沙尘天气，空气质量差，B错误；5月6日昼夜温差大，但最低气温较高为12 ℃，未达到5 ℃及以下，不会出现寒潮天气，C错误；该地5月5日出现降温、大风天气，可能为冷锋过境造成，D正确。故选D。第10题，读图可知，图中①为太阳辐射，②为到达地面的太阳辐射，③为大气逆辐射即射向地面的大气辐射，④为射向宇宙空间的大气辐射。5月6日是晴朗天气，比5月5日沙尘天气能见度高，云量减少。太阳辐射①不随地球的变化而变化，①不变，A错误；云量减少，则大气对太阳辐射的削弱作用减少，到达地面的太阳辐射增强，故②增强，B错误；5月6日是晴朗天气，比5月5日沙尘天气到达地面的太阳辐射多，地面辐射增强，近地面大气吸收的热量较多，大气辐射增强，5月6日最低温比较高，大气逆辐射较强，③增强，C正确；云量减少，射向宇宙空间的④大气辐射增强，D错误。故选C。

答案：9.D　10.C

11．(2020·浙江省“七彩阳光”联盟联考)阅读材料，回答下列问题。

材料一　为增强学生体质，锻炼学生意志，教育部、国家体育总局及共青团中央，每年冬季都要下文组织广大中学生开展冬季长跑活动。

材料二　如图。

(1)若下图为北京、南京、哈尔滨和海口四城市气温年变化曲线图，那么北京、南京、哈尔滨和海口四城市对应的气温年变化曲线分别是(　　)

A．①②③④ B．①④③②

C．③②④① D．③④①②

(2)若甲图表示的大气层是人类生存环境的天然屏障，则该层是________层，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

若甲图表示的大气层对无线电通信有重要作用，则该层是____________；若人类活动导致其成分增加或减少，则该层可能是________或________。

(3)根据乙图简要分析逆温层变化的规律。

(4)根据材料二分析，居住在我国北方某重工业城市的学生在清晨跑步是否科学？请分析原因，并说明在什么时候跑步最适宜。

答案：(1)C

(2)平流　此层臭氧含量最多，臭氧大量吸收太阳紫外光，保护地球生物免受伤害　高层大气　对流层

平流层

(3)日出以后随着地面温度的升高，逆温层变薄减弱，直至消失。

(4)不科学。清晨，大气逆温层存在，大气对流运动微弱，大气中的污染物不易向高空扩散，污染物浓度高；同时日出前绿色植物光合作用弱而呼吸作用强，大气中此时二氧化碳含量较高。　应该在下午或傍晚跑步最适宜。

12．南京某校地理研究性学习小组针对晴天和阴天的气温日变化情况进行了观测，并绘制了气温日变化曲线图。读图，回答下列问题。

(1)A、B两条曲线中，表示晴天时气温曲线的是________，理由为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)下图表示的情景中，昼夜温差最大的是________图，其原因是什么？

(3)利用所学原理分析新疆的瓜果为什么特别甜。

解析：(1)晴天时，白天由于大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温比阴天高，夜晚大气对地面的保温作用弱，气温比阴天低。(2)晴天与多云天相比，多云天时昼夜温差小；陆地与海洋相比，海洋昼夜温差小。(3)新疆多晴朗的天气，白天太阳辐射强，光合作用强，夜晚气温低，呼吸作用弱，有利于糖分的积累。

答案：(1)A　晴天时，白天大气对太阳辐射削弱的少，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚，大气逆辐射弱，保温作用弱，气温比阴天时低

(2)C　与晴天相比，多云的白天，大气对太阳辐射削弱强，气温低，夜晚，大气的保温作用强，气温高；再加上海洋的热容量比陆地大，升温、降温慢，所以陆地晴天昼夜温差大。

(3)新疆多晴朗的天气，白天太阳辐射强，光合作用强；夜晚大气逆辐射弱，气温低，呼吸作用弱，有利于糖分的积累。