2020版高中地理第二单元从地球圈层看地理环境2 14页

课时1　大气圈的组成与结构　大气的受热过程 ‎[学习目标]　1.了解大气的垂直分层结构、各层的主要特征及与人类的关系。2.阅读示意图，了解大气受热过程，理解大气保温作用的基本原理。‎ 一、大气圈的组成与结构 ‎1．低层大气的组成及作用 ‎(1)干洁空气 ‎①氮：含量最多，是地球生物体内蛋白质的重要组成部分。‎ ‎②氧：含量次多，是人类和一切生物维持生命活动必需的物质。‎ ‎③二氧化碳 ‎④臭氧：强烈吸收太阳辐射中的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”。‎ ‎(2)水汽和固体杂质是成云致雨的必要条件。‎ ‎2．大气圈的垂直分层 ‎(1)依据：大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况。‎ ‎(2)分层 ‎(3)与人类的关系 ‎①A层：与人类关系密切，风、云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。‎ ‎②B层：大气以水平运动为主，气流平稳，有利于高空飞行。‎ ‎③C层：有若干电离层，对无线电通信有重要作用。‎ 14‎ ‎二、大气的受热过程 ‎1．两个热源 ‎(1)地球上最主要的能量来源：太阳辐射。‎ ‎(2)低层大气主要的直接热源：地面。‎ ‎2．两个过程 ‎(1)地面增温过程：大部分A太阳短波辐射透过大气到达地面，使地面增温。‎ ‎(2)大气增温过程：地面增温后以B地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量，使大气增温。‎ ‎3．两个作用 ‎(1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对少部分太阳辐射的吸收、反射和散射作用。‎ ‎(2)保温作用：大气逆辐射对地面辐射损失热量的补偿作用。‎ 判断 ‎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。( × )‎ 探究点一　大气的垂直分层 根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，可将大气层分为对流层、平流层和高层大气。下图为大气的垂直分层示意图。‎ 14‎ ‎1．臭氧层位于图中大气的哪一层？为什么被誉为“地球生命的保护伞”？目前人类对它有怎样的影响？‎ 答案　平流层。臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。目前人类大量使用制冷设备，排放的氟氯烃增多，它能破坏大气中的臭氧，使臭氧总量减少，两极地区甚至出现臭氧层空洞。‎ ‎2．图中的平流层为什么适合高空飞行？‎ 答案　平流层的气温下低上高，空气难以对流，大气以水平运动为主，飞机飞行时不会上下颠簸；平流层少水汽和尘埃，天气晴朗少变，能见度高，利于飞机飞行。‎ ‎3．在高层大气中，部分地区温度可达数千摄氏度，可飞行器却不会被烧毁，为什么？‎ 答案　高空大气中空气稀薄，航天飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。‎ ‎4．为什么对流层的天气复杂多变？‎ 答案　对流层集中了大气几乎全部的水汽和杂质，有成云致雨的必要条件。近地面的水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，所以对流层天气复杂多变。‎ ‎1．大气的垂直分层 分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类 的关系 对 流 层 低纬：17～18千米 中纬：10～12千米 高纬：8～9千米 气温随高度的增加而降低(每升高‎100米，气温大约降低‎0.6℃‎)‎ 地面是对流层大气的直接热源 人类生活在对流层底部，与人类关系最密切 空气对流运动显著 该层上部冷，下部热 天气现象复杂多变 14‎ 几乎全部的水汽、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨 平流层 从对流层顶至50～55千米 气温随高度增加而增加 该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线 人类生存环境的天然屏障，利于高空飞行 以水平运动为主 该层大气上热下冷，大气稳定 天气晴朗 水汽、杂质少，气流平稳 高 层 大 气 从平流层顶到3 ‎000千米的高空 大气密度极小 距地面远，受到引力小 电离层能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用 ‎2.逆温及危害 ‎(1)逆温现象：正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高‎100 m，气温约下降‎0.6 ℃‎。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。如图所示。‎ ‎(2)危害 ‎①出现多雾和晴朗天气。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，造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。‎ ‎③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，飞行中不会有较大的颠簸。‎ 下图为“大气垂直分层示意图”。读图回答1～3题。‎ 14‎ ‎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 ‎3．‎2017年4月20日我国发射的“天舟一号”飞船的运行轨道所在的大气层(　　)‎ A．气温在－‎50 ℃‎到‎20 ℃‎之间 B．气温随高度增加平稳下降 C．最低气温约为－‎‎80 ℃‎ D．最高气温约为‎40 ℃‎ 答案　1.B　2.D　3.C 解析　第1题，根据大气的密度、温度和运动特征，自下而上可将大气层分为对流层、平流层和高层大气，从温度变化趋势看，①②正确，但①曲线的气温值出现错误，故只有②正确。第2题，高层大气(Ⅲ层)中存在若干电离层，对无线电短波通信有重要作用。第3题，“天舟一号”飞船运行于高层大气中。‎ 探究点二　大气的受热过程 根据中国已经确定的探月工程计划，整个探月工程分为三个阶段，一期工程为“绕”，二期工程为“落”，2017年进行的三期工程为“回”。顺利的话，2025年将开启我国的载人登月活动。月球表面昼夜温差很大，白天，在阳光垂直照射的地方温度高达‎127 ℃‎；夜晚，温度可降到－‎183 ℃‎。下图是人类登月时穿着的厚厚航天服。据此思考下列问题。‎ ‎1．与地球相比，月球上的气温变化为什么会如此剧烈呢？‎ 答案　地球上有大气层，白天，大气层削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射减少，温度上升缓慢；夜晚，大气层对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。月球上没有大气层，不能对昼夜温度进行调节。‎ 14‎ ‎2．请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐射、大气逆辐射，来说明能量在地表附近的传递过程。‎ 答案　‎ ‎1．大气的受热过程和保温作用 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”，具体图解如下：‎ ‎2．大气受热过程原理的应用 ‎(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响 14‎ ‎(2)应用于农业生产实践，提高生产效益 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地区太阳能的丰歉。如：高海拔地区——空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；内陆地区——晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。‎ 雾霾，雾和霾的统称，二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分。回答4～5题。‎ ‎4．雾霾天气可能使当地夜晚气温升高，其原理反映在上图中相应的数字是(　　)‎ A．① B．② C．③ D．④‎ ‎5．党的十九大报告提出“绿水青山就是金山银山”，倡导低碳生活，减少CO2排放。这样可以使(　　)‎ A．①增强 B．②增强 C．③减弱 D．④减弱 答案　4.C　5.C 解析　第4题，仔细读图，图中①为大气反射的太阳辐射，②为大气吸收的太阳辐射，③为大气逆辐射，④为地面辐射，雾霾天气的污染气体使大气密度增大，吸收的地面辐射增加，大气逆辐射增强，对地面保温作用增强。第5题，CO2吸收地面辐射使大气增温，大气逆辐射增强，减少CO2排放可减弱大气逆辐射。‎ 下图为“地球大气的垂直分层图(部分)”。回答1～2题。‎ 14‎ ‎1．①②③④四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是(　　)‎ A．① B．② C．③ D．④‎ ‎2．有关图示大气层的叙述正确的是(　　)‎ A．有电离层，对无线电通讯有重要作用 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约‎50 ℃‎左右 答案　1.A　2.D 解析　第1题，从图中看出，该层大气高度范围‎12千米～‎50千米，应是平流层。平流层气温随高度的增加而升高，①曲线符合平流层的特征。第2题，由图中看出，①曲线顶部与底部的温差约‎50 ℃‎左右。‎ ‎(2017·兖州高一检测)读图，完成3～4题。‎ ‎3．利用人造烟雾来防御霜冻的原理是(　　)‎ A．减弱① B．增强② C．减弱③ D．增强④‎ ‎4．人类通过低碳经济和低碳生活，能使图中变化相对明显的是(　　)‎ A．①增强 B．②增强 C．③减弱 D．④减弱 答案　3.D　4.D 解析　图中①～④的含义分别为太阳辐射、被大气削弱后的太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射。第3题，人造烟雾中含有大量的二氧化碳，它能够吸收地面辐射中的红外线，从而增强大气逆辐射。第4题，人类通过低碳经济和低碳生活减少碳排放量，使得大气中的二氧化碳浓度降低，大气逆辐射减弱。‎ ‎5．下图为“昼夜太阳辐射示意图”。读图回答下列问题。‎ 14‎ ‎(1)图中B是________作用，D是________辐射。‎ ‎(2)白天多云时，由于云层对太阳辐射的__________作用增强，到达地面的太阳辐射强度__________，所以地面温度比晴天时__________(高或低)。‎ ‎(3)夜间多云时，由于云层__________地面长波辐射，并使大气的__________作用增强，所以地面温度比晴天时__________(高或低)。‎ ‎(4)若北京某月5日一天24小时多云，4日一天24小时晴朗，则全天温差小的是________日。‎ 答案　(1)反射　大气逆　(2)反射　减弱　低　(3)吸收　逆辐射　高　(4)5‎ 解析　第(1)题，由图知，B是云层的反射作用，D是大气逆辐射。第(2)题，白天多云时，由于云层对太阳辐射的反射，减少了到达地面的太阳辐射，地面温度比晴天时低。第(3)题，夜间多云时，由于云层增强了大气逆辐射，所以气温较高。第(4)题，根据以上分析，多云时白天气温比晴天低，夜晚气温比晴天高，昼夜温差比晴天小。‎ 气球作为探空的工具已被广泛使用，如图所示，一探空气球由地面上升至高空‎100 km处。据其可能探测到的现象完成1～2题。‎ ‎1．探空气球记录的随高度增加而气温变化的规律可能是(　　)‎ A．一直递减 B．一直递增 C．递增→递减→递增→递减 D．递减→递增→递减→递增 ‎2．探空气球探测到水汽集中在(　　)‎ A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．电离层 14‎ 答案　1.D　2.A 解析　第1题，从图中看到该气球所在高度约为‎100 km，处于高层大气中，所以该探空气球飞越了对流层、平流层、高层大气，气温变化符合D项描述。第2题，大气总质量的四分之三集中在对流层，对流层以上云雨绝迹，故几乎所有的水汽和固体杂质集中在对流层。‎ ‎(2017·天津静海高一月考)读“地球大气的垂直分层(部分)示意图”，回答3～4题。‎ ‎3．从大气垂直分层看，图示大气层是(　　)‎ A．低纬度的对流层 B．中纬度的平流层 C．高纬度的对流层 D．高纬度的平流层 ‎4．该层大气(　　)‎ A．随高度增加，温度增幅变小 B．能够大量吸收紫外线长波辐射 C．以水平运动为主，有利于飞机高空飞行 D．受强烈的太阳辐射呈电离状态 答案　3.B　4.C 解析　第3题，图示大气层从‎12千米高空向上气温逐渐升高，故图示大气层是中纬度的平流层，B正确。第4题，该层大气以水平运动为主，有利于飞机高空飞行，C正确。随高度增加，温度增幅先变小后变大；有臭氧层能够大量吸收紫外线短波辐射；呈电离状态的是电离层，属高层大气。‎ ‎(2017·滨州期末)下图为“大气保温作用示意图”。读图回答5～6题。‎ ‎5．一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 ‎6．图中b的最大值不在赤道，而在北回归线附近是因为(　　)‎ 14‎ 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 答案　5.C　6.A ‎(2017·哈尔滨高一期末)浙江省山地丘陵广布，适宜茶树的生长，但春季易受霜冻天气影响。为此，当地茶园引进了“防霜冻风扇”(如图甲)。当夜晚温度降到‎4℃‎时，风扇会自动打开，从而减轻霜冻对茶树的伤害。图乙示意茶园某时气温垂直分布。读图，完成7～8题。‎ ‎7．“防霜冻风扇”最适宜的安装高度为(　　)‎ A．9～‎10米 B．7～‎‎8米 C．6～‎7米 D．‎4米以下 ‎8．关于风扇的作用原理，正确的是(　　)‎ ‎①风扇可以把高处的暖空气往下吹到茶树上　②风扇吹出的热风可以使茶树免受霜冻影响　③风扇的转动可以增强近地面空气对流运动程度　④风扇转动可带动空气流动，阻止上层冷空气下压 A．①③ B．②④ C．②③ D．①④‎ 答案　7.B　8.D 解析　第7题，读图乙，在‎8米高度附近，气温最高，“防霜冻风扇”安装高度为7～8米时，风扇启动后，可把该处暖空气吹到茶树上，从而减轻霜冻对茶树的伤害。第8题，结合前面分析，风扇启动后，可把高处的暖空气吹到茶树上，①对；风扇吹出的并不是热风，②错；近地面(0～4米)存在空气对流运动，风扇吹下来的暖空气会削弱近地面的对流运动，③错；风扇的转动使下层空气循环，阻止了上层冷空气下压，④对。选D正确。‎ ‎(2018·沈阳高一检测)某年12月，山东、山西、河南、陕西、江苏、北京、内蒙古自治区局部以及重庆中西部等多地遭遇了大雾天气，一些地方能见度还不足‎50米。据此完成9～10题。‎ ‎9．由材料可知，深秋初冬时节是该地区大雾的多发期，这其中的原理是(　　)‎ 14‎ A．昼夜温差较小，水汽易凝结，但风力微弱，水汽不易扩散 B．昼夜温差较小，水汽不易凝结，直接悬浮于大气中 C．昼夜温差较大，水汽不易凝结，直接附着在地面上 D．昼夜温差较大，水汽易凝结，且该季节晴朗天气多，有利于扬尘的产生 ‎10．白天的大雾天气使空气能见度降低的原因之一是(　　)‎ A．大雾削弱了地面辐射 B．大雾对太阳辐射具有反射作用 C．大雾改变了太阳辐射的波长 D．大雾增强了大气逆辐射 答案　9.D　10.B 解析　第9题，深秋初冬时节降水少，气候干旱，昼夜温差大，水汽易凝结；晴天多，表层土壤松散干燥，易产生扬尘，凝结核较多。第10题，雾的反射作用较强，可使白天空气能见度降低。‎ 下表为我国2017年10月四城市的实测气温数据及该日天气状况。读表回答11～12题。‎ 城市 纬度 海拔(m)‎ 最高气温(℃)‎ 最低气温(℃)‎ 天气 北京 ‎39.8°N ‎54‎ ‎18‎ ‎3‎ 晴 杭州 ‎30.2°N ‎40‎ ‎17‎ ‎11‎ 多云 海口 ‎20.0°N ‎14‎ ‎27‎ ‎23‎ 雨 拉萨 ‎29.7°N ‎3 649‎ ‎19‎ ‎6‎ 多云 ‎11.该日最低气温拉萨比杭州低，主要原因是拉萨(　　)‎ A．太阳辐射弱 B．大气削弱作用强 C．大气保温作用弱 D．大气反射作用弱 ‎12．该日北京比海口气温日较差(一天中最高气温与最低气温的差)大，主要原因是北京地区(　　)‎ A．纬度高 B．白昼短 C．大气吸收能力强 D．天气晴朗 答案　11.C　12.D 解析　第11题，拉萨位于我国的青藏高原，海拔高，空气稀薄，大气的保温作用较弱。第12题，从表中可以看出，该日北京为晴天，而海口为雨天。白天大气削弱作用弱，夜晚保温作用弱，所以，该日北京比海口气温日较差大。‎ ‎13．当地时间‎2017年1月6日，哥斯达黎加的图里亚尔瓦火山喷发，火山灰形成巨大的“蘑菇云”进入大气层，形成火山灰云。结合“大气的受热过程示意图”，回答下列问题。‎ 14‎ ‎(1)火山喷发形成的“蘑菇云”，削弱了到达地表的太阳辐射，该作用对应图中箭头________和________。‎ ‎(2)“蘑菇云”增强了射向地面的大气逆辐射，该作用对应图中箭头________。‎ ‎(3)从理论上讲，“蘑菇云”会使当地白天地面温度不至于__________，晚上温度不至于__________，昼夜温差会变________。‎ 答案　(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，使地面温度不至于过低，当地昼夜温差会变小。‎ ‎14．阅读下列材料，完成问题。‎ 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(　　)‎ 14‎ 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，臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球生物免受辐射伤害　高层大气　对流层　平流层 ‎(3)日出以后随着地面温度升高，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。‎ 考点 题点 题号 大气圈的组成与结构 大气圈的组成与结构 ‎1～2,3～4‎ 大气的受热过程 大气的受热过程 ‎5～6,7～8,9～10，11～13‎ 大气圈的组成与大气的受热过程综合 大气的受热过程与大气的运动综合 ‎14‎ 14‎