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- 2021-05-13 发布
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第2节 大气的垂直分层与对流层大气的受热过程
本节复习脉络:
考点一| 对流层大气的受热过程
(对应学生用书第42页)
[识记—基础梳理]
1.大气的垂直分层
垂直分层
气温变化
与人类关系
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作用
(1)对流层在不同纬度厚度不同,低纬度为17~18 km,中纬度为10~12 km,高纬度为8~9 km;
(2)平流层的22~27 km处存在臭氧层,是地球生命的天然屏障。
2.对流层大气的受热过程
读大气的受热过程示意图,填写下列内容。
16
(1)能量来源
①根本来源:A太阳辐射。
②近地面大气热量的直接来源:B地面辐射。
(2)两大环节
①地面增温: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大气的削弱作用:大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收和散射作用。
②大气对地面的保温作用:C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。
(4)影响地面辐射的主要因素
①纬度因素:纬度不同,年平均正午太阳高度不同。
②下垫面因素:下垫面状况不同,吸收和反射的太阳辐射比例也不同。
③气象因素:大气状况不同,影响地面获得的太阳辐射不同。
大气逆辐射是大气辐射的一部分,是始终存在的,并且白天大气逆辐射更强。
阳伞效应原理:
悬浮在大气中的烟尘,一方面将部分太阳辐射反射回宇宙空间,削弱了到达地面的太阳辐射能,使地面接收的太阳能减少;另一方面吸湿性的微尘又作为凝结核,促使周围水汽在它上面凝结,导致低云、雾增多。这种现象类似于遮阳伞,因而称“阳伞效应”。
[理解—要点突破]
1.解读大气受热过程示意图时应注意三个方面
16
(1)大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收,实现了受热过程,而大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续。
(2)自近地面向上,大气获得的地面辐射逐渐减少,因此近地面大气温度随海拔升高而降低。
(3)影响大气逆辐射的因素主要有:空中的云量的多少、空气的洁净度、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。
2.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。
3.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)
→→→
4.逆温成因及其影响
在一定条件下,对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温,甚至是气温随高度的增加而升温的现象,称为逆温。
(1)逆温现象的形成及消失过程如下图所示:
16
① ② ③ ④ ⑤
(2)逆温对地理环境的影响主要有:
成雾
早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系,它使能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至出现交通事故
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
对航空造
成影响
逆温多出现在低空,多雾天气对飞机起降带来不便。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,飞行中不会有较大颠簸
[运用—考向通关]
考向1 大气受热过程
(2018·湖南雅礼中学质检)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1~3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
3.雾霾天气,空气中的PM2.5对人体的呼吸系统危害较大。作为中学生,下列做法有利于减少雾霾天气发生的是( )
A.早晨起床去晨跑
B.乘坐公共交通工具去上学
C.去医药超市买一副可隔离PM2.5的口罩
D.去郊区外婆家休假以远离雾霾
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1.C 2.A 3.B [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,C正确。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,A正确。第3题,乘坐公共交通工具,可以减轻汽车尾气排放,有利于减轻城市大气污染,从而减轻雾霾的影响,B正确;晨跑、买口罩、远离雾霾区去旅行可减轻对自身的危害,而不会解决雾霾问题。]
考向2 大气受热过程原理的应用
(2018·华中师大附中测试)“水寒效应”是指由于水汽蒸发而引起体感温度低于实际温度的现象;“风寒效应”是指因风引起体感温度较实际气温低的现象。据此完成4~5题。 【导学号:92040028】
4.下列关于水寒效应、风寒效应的理解中,正确的是( )
A.“水寒效应”是通过潜热输送将热量释放到大气中,体温并不一定降低
B.“水寒效应”与“温室效应”一样,都是关注大气温度
C.“风寒效应”通过大气运动将身体周围热空气带走,体温并不一定降低
D.“风寒效应”与“水寒效应”一样,都会使人体温下降
5.对下列现象解释正确的是( )
A.身体潮湿时散失的体热比干燥时多,是因为风寒效应在起作用
B.冲锋衣与羽绒服都能防寒,是因为克服了水寒效应
C.初到上海生活的东北人冬季会感觉更冷,是因为水寒效应
D.印尼坦博拉火山1816年大爆发致使当地这一年无夏天,是因为有风寒效
应
4.C 5.C [第4题,根据材料,“水寒效应”是指由于水汽蒸发而引起体感温度低于实际温度的现象。不是通过潜热输送将热量释放到大气中,A错。“水寒效应”与“温室效应”都是关注大气温度,但结果是相反,并不一样,B错。“风寒效应”通过大气运动将身体周围热空气带走,体温并不一定降低,C对。“风寒效应”人的体温不一定降低,D错。第5题,身体潮湿时散失的体热比干燥时多,是因为水寒效应在起作用,A错。冲锋衣与羽绒服都能防寒,是因为克服了风寒效应,B错。初到上海生活的东北人冬季会感觉更冷,是因为水寒效应,C对。印尼坦博拉火山1816年大爆发致使当地这一年无夏天,是因为大气中火山灰削弱太阳辐射,D错。]
考向3 分析某地气温的日变化
(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6~7题。
16
6.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
7.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
6.B 7.C [第6题,B对,A错:丰雪年阴天多,加之积雪覆盖薄膜,膜内平均温度日变化较小,为曲线①;枯雪年晴天较多,薄膜覆盖积雪少,膜内平均温度日变化较大,为曲线②。C、D错:③④曲线表示的温度较低,为膜外温度。第7题,C对:根据图中①②两条曲线可以看出,积雪的多少影响了膜内温度的日变化。A错: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℃。B错:图中曲线③④基本平行,说明积雪的多少并没有明显地影响到膜外气温的日变化。D错:对比曲线①②和③④,其变化明显不同。
昼夜温差大小的分析技巧
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。
考点二| 热力环流及大气的水平运动
(对应学生用书第44页)
[识记—基础梳理]
1.热力环流
(1)形成原因:太阳辐射在地表的差异分布。
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(2)形成过程:地面间冷热不均→空气的上升或下沉→同一水平面上的气压差异→大气中的水平运动。具体如下图所示,探究下列问题:
读上图,探究下列问题。
①近地面冷热与气流垂直运动有何关系?
提示:近地面热,气流上升;近地面冷,气流下沉。
②近地面与高空的气压高低有何关系?
提示:近地面气压总是大于高空的气压。
③近地面的气压高低与冷热有何关系?
提示:近地面热,形成低压;近地面冷,形成高压。
④气流的水平运动流向有何特点?
提示:总是从高压指向低压。
1.巴山多夜雨的原因:
“巴山夜雨”是因为四川盆地多夜雨而得。四川盆地潮湿,云层厚,夜晚大气的逆辐射较强,低层空气容易升温,加之四周沿山坡下沉的气流多,造成盆地底部夜晚气流上升较旺,形成夜雨。
2.室内空调多布置在高处,而暖气则在低处的原因:
热空气密度小,易向上流动,促进房间内空气流通,使房间气温升高。冷空气密度大,易向下流动,使室内热空气会相对向上升浮,空气的自然循环会使室内温度均衡。
2.大气的水平运动
(1)形成风的直接原因:水平气压梯度力。
(2)风的受力状况与风向
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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
[理解—要点突破]
1.掌握热力环流要抓住一个过程、两个方向、三个关系
(1)一个过程
(2)两个方向
垂直方向
与冷热差异有关,热上升,冷下降
水平方向
与气压差异有关,从高气压流向低气压
(3)三个关系
①近地面和高空气压相反关系
②温压关系:(如上图中甲、乙、丙三地所示)热低压、冷高压
③风压关系:水平方向上,风总是从高压吹向低压。(如上图中①②③④处风向所示)
2.常见的热力环流及其应用
类型
示意图
应用
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山谷风
由于夜晚吹山风,谷底气流上升,出现著名的“巴山夜雨”现象;夜晚,当冷空气在谷底集聚时,容易出现上热下冷的稳定空气结构,即逆温现象
海陆风
海陆风加速海陆间水分和热量的交换,白天的海风使近海岸湿润,夜晚的陆风使陆地凉爽
热岛
效应
热岛效应强弱反映城乡温差大小,如夏季城郊温差大,热岛效应最显著,热力环流最强。有污染的企业要远离居民区,并布局在绿化带以外,避免热力环流中污染物进入市区
3.风力、风向的判断方法
(1)风向的判断与绘制
按照以上方法可绘出风向,如下图所示(以北半球为例):近地面风:
高空风:
16
(2)风力的判读
①风力的大小取决于水平气压梯度力的大小,因此,等压线密集处,水平气压梯度力大,风力大,反之则小,如下图,风力:A>B>C>D
②要注意不同图幅上的气压梯度和比例尺两种情况的变化。在不同地图中,相同图幅、相同等压距的地图相比,比例尺越大,表示单位距离间的等压线就越密集,则风力越大;比例尺越小,表示单位距离间的等压线就越稀疏,则风力就越小。如下图A、B、C、D处风力的大小是A>B>C>D。
4.影响风向的因素
影响风向的主要因素:大气的受力状况、地转偏向力及其存在位置。具体表现是:
(1)同一平面气流总是从高压流向低压,若只考虑水平气压梯度力对风向的影响,则风向与等压线垂直;若只考虑水平气压梯度力和地转偏向力对风向的影响,则风向最终与等压线平行;若考虑水平气压梯度力、摩擦力及地转偏向力对风向的影响,则风向应该是斜穿等压线,且从高压吹向低压。
(2)近地面的风运动过程中往往受到水平气压梯度力、摩擦力和地转偏向力的影响,而高空的风一般只受到水平气压梯度力和地转偏向力的影响。
(3)风向与摩擦力的方向总相反;地转偏向力的方向总与风向、摩擦力的方向垂直;地转偏向力与摩擦力的合力方向总与水平气压梯度力的方向相反。
(4)高空和近地面没有明确规定的高度,但是一般以1 500米为参考数值。
[运用—考向通关]
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考向1 热力环流的形成过程
(2018·河北衡水中学月考)下图表示甲、乙、丙、丁四地之间的热力环流。读图完成1~2题。 【导学号:92040029】
1.能够正确表示环流方向的是( )
A.甲→乙→丙→丁→甲 B.甲→丙→丁→乙→甲
C.乙→甲→丁→丙→甲 D.乙→丁→丙→甲→乙
2.关于图示热力环流的叙述正确的是( )
A.若表示海陆间的热力环流,甲为海洋
B.若表示山谷间的热力环流,乙为山顶
C.若表示特大城市热力环流,甲为郊区
D.热力环流使沿海地区气温日较差增大
1.A 2.C [第1题,读图可知,甲、乙两地海拔相同,为近地面,甲地的气压比乙地高,丙丁两地位于高空,丙地的气压比丁地高,所以在近地面大气运动的方向是甲流向乙,高空中为丙流向丁,垂直方向上为乙流向丙,丁流向甲。第2题,如表示海陆间的热力环流,甲为夜间的陆地或白天的海洋;若表示山谷间的热力环流,乙为夜间的山谷;若表示特大城市热力环流,甲为郊区;热力环流使沿海地区气温日较差减小。]
考向2 常见热力环流的形式与应用
下图为北半球某平原城市冬季等温线分布图。读图,回答3~4题。
3.该城市可能位于( )
A.回归线附近大陆西岸
B.40°N附近大陆西岸
C.回归线附近大陆东岸
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D.40°N附近大陆东岸
4.市中心与郊区的气温差异导致市中心( )
A.降水的可能性较郊区大
B.降雪的可能性较郊区大
C.大气污染物不易扩散至郊区
D.不易受郊区燃烧秸秆烟雾的影响
[思维流程]
3.D 4.A [第3题,根据图中所给等温线信息,判断该地冬季气温在0℃以下,对照选项中所给地区的气候特点综合分析即可解答。回归线附近,纬度较低,冬季气温不可能在0℃以下,A、C项错误;40°N附近的大陆西岸,气候类型是温带海洋性气候,冬季气温也应该在0℃以上,B项错误;40° N附近的大陆东岸,应为温带季风气候或温带大陆性气候,冬季气温较低,低于0℃,D项正确。 第4题,市中心与郊区的气温差异形成城市环流。城市环流方向是市中心气流上升,在郊区下沉后,沿近地面从郊区流回城市。在此过程中,市区的大气污染物会扩散到郊区,C项错误;郊区燃烧秸秆,烟雾会在近地面因大气环流流向城市,D项错误;市中心盛行上升气流,而且比郊区的大气污染物多,降水的可能性比郊区大,A项正确;虽说时间是冬季,但从图中可以看出,市中心的气温较高,所以市中心降雪的可能性较小,而郊区的气温低于0℃,市区和郊区比较,降雪的可能性更小,B项错误。]
拉萨河流域拥有丰富的物质文化和非物质文化资源,拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧。下图为拉萨7月降水量日平均变化图。完成第5题。
5.有关拉萨7月降水日变化成因的叙述,正确的是( )
A.夜晚地面降温迅速,近地面水汽易凝结成雨
B.夜晚近地面形成逆温层,水汽易凝结成雨
C.白天盛行下沉气流,水汽不易凝结成雨
D.白天升温迅速,盛行上升气流,水汽不易凝结成雨
C
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[本题考查山谷风热力环流对降水的影响。从图中可以看出拉萨的降雨主要集中在夜间。根据文字材料,“拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧”及所学知识可知,受山谷热力环流的影响,夜间谷地降温速度不及两侧山坡,气温相对较高,盛行上升气流,易形成降雨;白天谷地升温速度不及两侧山坡,气温相对较低,盛行下沉气流,不易形成降雨。]
根据山谷风的应用可知,夜间谷地既有可能形成逆温,又有可能形成降雨,但是两者不会同时发生。逆温发生之后,大气层稳定,对流运动弱,不会形成降雨。
考向3 大气的水平运动
下图示意我国某地区14日6时的气压形势,L为低压。图中天气系统以200千米/天的速度东移。读图,完成第6题。 【导学号:92040030】
6.图中甲地14日6~9时的风向为( )
A.偏东风 B.偏南风
C.东北风 D.西北风
B [图中甲地东南侧气压高于西北侧,气流在气压梯度力作用下由东南向西北流动,在地转偏向力影响下向右偏转成偏南风,故排除A、C、D三项,选择B项。]
7.读图,在图中所示的时段内,风向由东南变为东北的城市是( )
海平面等压线分布图(单位:百帕)
A.台北 B.上海
C.首尔 D.北京
D [根据等压线图可以判断出5月6日14时:北京为东南风、首尔为西南风、上海为东南风、台北为东北风。5月7日02时:北京为东北风、首尔为偏南风、上海为东南风、台北为东北风。故选D。]
地理图表专攻(六)| 等压面图的判读
(对应学生用书第47页)
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等压面是空间气压相等的各点所组成的面。由于同一高度,各地气压不相等,等压面在空间不是平面,而是像地形一样起伏不平。采用绘制地形图的方法,用等高线将起伏不平的等压面投影到平面图上,就构成了等压面图。常见的等压面图有以下三种:用高度数轴反映等压面高度分布的图示(图1);用不同等压线的空间分布反映等压面剖面的图示(图2);结合等压面反映等高线空间分布的图示(图3)。
[识记—常考图示]
图1 等压面分布图 图2 等压面剖面图
图3 等压面上等高线分布图
[领悟—判读技巧]
1.判读此类图应知应会的基础知识
(1)在垂直方向上,高度越高,气压值越低(如下图)。
地表受热均匀时的等压面状况 地表受热不均时的等压面状况
图A 图B
(2)若海拔相同、冷热均匀,等压面与等高线重合且与地面平行(如图A)。
(3)若地面冷热不均,等压面发生弯曲,等压面向上凸的地方为高压区,向下凹的地方为低压区(如图B)。
(4)同一地区,高空和近地面气压高低相反,等压面凹凸方向相反(如下图所示)。
2.此类图的判读技巧(以图1为例)
(1)判读气压高低
①同一垂直方向上,高度越高,气压越低。如图1中PA>PC、PB>PD。
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②作一辅助线即可判定同一水平面(同一高度)上的气压高低,如图1中C处比D处气压高;同理,A处气压低于B处。即PC>PD、PB>PA。
③综上PB>PA>PC>PD。
(2)判读气流流向
①同一水平面,气流总是从高气压流向低气压。图1中近地面B处空气流向A处。高空气流方向与近地面相反。
②图1中A处气压低,说明该地受热,空气膨胀,气流上升;而B处气压高,说明该地较冷,空气收缩,气流下降。
③图1热力环流呈顺时针方向。
(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:裸地同陆地,绿地同海洋。
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
等压面下凹地区,多阴雨天气,日较差小,如图1中A地;等压面上凸地区,多晴朗天气,日较差大,如图1中B地。
[运用—母题迁移]
[母题] 下图为甲地所在区域某时刻高空两个等压面P1和P2的空间分布示意图,图中甲、乙两地经度相同。此时甲地近地面的风向为( )
A.东南风 B.西南风
C.东北风 D.西北风
[解图流程]
[答案] B
[迁移应用]
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下图为某区域某时刻高空等压面(P1和P2)空间分布示意图,据此回答1~2题。
1.图中P1等压面空间分布形成的根本原因是( )
A.海拔差异 B.气压带的移动
C.海陆热力性质 D.洋流增温增湿
2.此时,图中甲地的河流( )
A.可能会发生凌汛现象
B.径流量达一年最大值
C.以冰雪融水补给为主
D.航运繁忙货运量巨大
1.C 2.A [第1题,根据图中经纬度可判断该区域为亚欧大陆与太平洋之间,P1等压面发生倾斜,是由于海陆热力性质差异导致海陆出现气压差异而造成的,所以选C。
第2题,根据高空P1等压面倾斜情况,可推断太平洋上出现低压,亚欧大陆上出现高压,应该为北半球冬季,因此甲地位于我国东北地区的河流可能出现凌汛现象。]
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