第三章 地球上的大气第一节 大气的组成与垂直分层 - 1 -第二节 大气受热过程 - 12 -第三节 大气热力环流 - 24 -第一节 大气的组成与垂直分层一、大气的组成1.干洁空气:成分作用氮地球上生物体的基本成分氧人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质,并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程二氧化碳绿色植物进行光合作用的基本原料,对地面起着保温作用臭氧强烈吸收太阳紫外线,对地球生物起保护作用2.水汽:(1)分布规律:在水平方向上,海洋上空高于陆地上空,湿润地区上空高于干旱地区上空;在垂直方向上,一般自地面向高空逐渐减少2)影响:在大气温度变化的范围内,水汽可发生固、液、气三态的转化,产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象3.杂质:(1)分布规律:随时间、地点、天气条件而变化通常,在近地面大气中,陆上多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季2)影响:使大气能见度变差,但作为凝结核,又是成云致雨的必要条件二、大气的垂直分层根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异,大气自下而上可划分为对流层、平流层和高层大气1.对流层:(1)位置:大气最低层2)组成:整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质,大气中污染物多集中在这一层。
3)厚度:低纬度地区17～18千米,高纬度地区8～9千米4)特征①气温随高度升高而递减②大气对流运动显著③天气现象复杂多变5)与人类活动关系:与人类的关系最为密切2.平流层:(1)位置:对流层顶向上至50～55千米高空2)组成:15～35千米含有大量臭氧3)特征①气温随高度增加而迅速上升②大气以水平运动为主③无云雨现象,能见度好4)与人类活动关系:适合高空飞行3.高层大气:(1)位置:平流层顶以上的大气2)特征①气压很低,密度很小②空气高度电离,形成若干电离层3)与人类活动关系:电离层反射无线电波,对无线电通信具有重要作用判断下列说法的正误1.干洁空气主要成分是氮和氧 (√)2.大气圈中最多的成分是氧 ()3.臭氧对人类和动物是无害的 ()4.二氧化碳是光合作用的基本原料,对地表气温没有影响 ()结合大气垂直分层示意图1.写出A、B、C三层分别代表哪一层?提示:A层对流层,B层平流层,C层高层大气2.据图说出A层的气温变化特点?提示:气温随高度升高而递减3.天气现象复杂多变的是哪一层?提示:对流层(A层)判断下列说法的正误1.全球各地对流层的高度是一样的 ()2.对流层的厚度低纬度地区大于高纬度地区,夏季大于冬季。
(√)3.高层大气气温随高度的升高而升高 ()4.对流层的高度受地面影响很大 (√)能力一 大气的垂直分层与人类关系大气的垂直分层与人类关系:垂直分层高度分布主要特点与人类关系对流层高度因纬度而异:低纬17～18 km;中纬10～12 km,高纬8～9 km①气温随高度增加而递减;②大气下热上冷,空气上升,对流现象显著;③天气复杂多变与人类关系最密切:人类生活在该层底部平流层对流层顶向上到50～55 km①气温随高度升高而迅速上升;②大气下冷上热,以平流运动为主①天气晴朗,适合高空飞行;②O3吸收紫外线,是人类生存环境的天然屏障高层大气平流层顶到大气上界①在60～500 km高空,存在若干电离层;②温度随高度增加先降低后升高对无线电通信有重要作用下图为大气垂直分层示意图读图,回答(1)、(2)题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【思路点拨】解答该类问题的思路如下:(1)依据高度判断Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是哪个大气层2)依据各层的气温变化特征确定垂直方向气温变化曲线。
3)依据各层大气的特点及其与人类的关系知识分析回答问题解析】(1)选B,(2)选D第(1)题,对流层中,气温随高度的增加而降低,高度每增加1 000米,温度下降6℃;平流层中,地球大气中臭氧集中的地方,尤其是在其下部臭氧浓度最大,由于臭氧层能大量吸收紫外线而使空气温度大大升高,因而温度随高度的上升而升高,到顶部温度升高到最大值高层大气分为中间层、热层和散逸层,中间层中气温随高度增加而降低,热层中气温随高度增加而升高,散逸层中温度高,但温度变化小,近似等温根据各层温度变化,可推知变化曲线为②第(2)题,电离层是地球大气的一个电离区域由于受地球以外射线(主要是太阳辐射)对中性原子和空气分子的电离作用形成的 【补偿训练】(2020西宁高一检测)2017年4月20日晚,中国首单“太空快递”正式发出,两天后到达离地面380 km的天宫二号读大气垂直分层示意图,完成(1)、(2)题1)关于大气各层特点的叙述正确的是 ( )A.大气质量约75%都在a层B.纬度越高a层层顶越高C.b层是臭氧吸收红外线而增温D.高层大气对流明显,天气多变(2)下列是“太空快递”升空新闻上部分网友的弹幕,没有道理的是 ( )A.我晕,越来越缺氧B.经历了风吹雨打,前途晴空万里C.小哥不易啊,一阵冷一阵热地往上飞D.我要飞得更高,离地300千米去见我的彩虹妹妹【解析】(1)选A,(2)选D。
第(1)题,据图可知,a为对流层,大气质量约75%都在对流层,故A项正确;纬度越低,热量越丰富,对流层高度越高,纬度越高,对流层的高度越低,故B项错误;b为平流层,大气以平流运动为主,臭氧吸收紫外线放热而增温,故C项错误;对流层的大气对流明显,天气多变,不是高层大气第(2)题,“太空快递”由对流层上升到高层大气,随着高度的升高引力减小,大气越来越稀薄,氧气越来越少,所以越来越缺氧;在对流层会出现风雨雷电等天气现象,在平流层大气以平流运动为主,会出现晴空万里的现象;在对流层气温随着高度的升高而下降,在平流层气温随着高度的上升而上升,会出现一阵冷一阵热地往上飞;彩虹出现在对流层中,300千米的高空不会有彩虹出现 能力二 对流层大气的逆温现象1.气温垂直递减率的变化:正常情况下,气温随海拔升高而逐渐降低,海拔每升高100m,气温下降0.6 ℃(如图1),但是在不同的地点和不同的时间,可能会小于0.6 ℃或者大于0.6 ℃,如图2表现为曲线变陡或变缓,在①情况下,大气对流运动会更加强烈,在②情况下,大气的对流运动会减弱,大气比较稳定2.逆温现象:(1)类型类型成因特点辐射逆温地面辐射冷却,在晴朗无云或少云的夜晚,地面辐射冷却快,离地面越近,降温越快大陆上常年均可出现,尤以冬季最强平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或水面上,而发生的冷接触作用愈近地表,降温愈快锋面逆温冷暖气团温度差异显著,暖气团位于锋面上部出现于锋面附近地形逆温冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动出现于山谷或盆地(2)逆温的形成消失过程。
3.逆温的影响:(1)有利影响①逆温可提高谷地在冬季的温度,冻害得以避免或减轻;②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③逆温出现在高空,有利于飞机的飞行2)不利影响①逆温时大气结构比较稳定,容易加重大气污染②对天气的影响:容易产生大雾等不利天气③对交通的影响:能见度降低,地面湿滑 一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,可是在某些天气条件下,地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象,气象学上称之为“逆温”,发生逆温现象的大气层称为“逆温层” 由于“逆温层”的存在,大气很稳定,对流作用减弱,空气中水汽、尘埃和其他污染物不易向高空扩散,只能滞留在近地面张华居住在某重工业城市,他习惯于在清晨的林荫道上跑步1)画出对流层大气(正常情况下)气温的垂直变化图,当近地表大气出现逆温时,画出大气的气温垂直变化图地理实践力:搜集、处理地理信息和画图的能力)提示:(2)根据上图说明他选择的锻炼时间是否科学?请你帮他分析原因综合思维:要素的综合)提示:不科学清晨,大气逆温层存在,大气对流运动微弱,城市空气中的水汽、尘埃和其他污染物不易向高空扩散,大气污染物浓度较高。
日出前绿色植物以呼吸作用释放二氧化碳为主,造成清晨林荫道上的空气中二氧化碳含量较高晴朗无风的夜晚,地面因辐射而失去热量,近地面大气冷却强烈,高空大气冷却较慢,气温从地面开始向上递增,称为辐射逆温读下图,回答(1)、(2)题1)图中a表示辐射逆温形成前的气温垂直分布,一般出现在午后;b表示辐射逆温形成后,一般出现在黎明以前则c出现的时间最可能是 ( )A.上午 B.正午 C.傍晚 D.凌晨(2)逆温的影响有 ( )①利于污染物的扩散 ②利于雾的形成 ③抑制沙尘暴的发生 ④减轻山区农作物冻害A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②④【解析】(1)选A,(2)选B第(1)题,c表示逆温逐渐消失,故c出现的时间是在黎明之后,午后之前即上午时间第(2)题,逆温出现后近地面温度低,高空温度高,气体不易发生对流运动,不利于污染物的扩散,故①错误;由于近地面的温度较低,有利于水汽凝结成雾,故②正确;逆温出现后,大气运动会减弱,可以抑制沙尘暴的发生,故③正确;山区农作物分布海拔较高,如处于逆温层,温度较高可以减轻冻害,故④正确 2019年入冬以来,雾霾天气在我国频繁出现,空气质量问题已引起全社会关注。
下图示意气温垂直分布的4种情形读图完成(1)、(2)题1)假设四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程,则正确反映雾霾天气生消过程的是 ( )A.①→②→③→④ B.④→①→②→③C.③→④→①→② D.②→③→④→①(2)图中最有利于大气污染扩散的情形是 ( )A.① B.② C.③ D.④【解析】(1)选D,(2)选A第(1)题,雾霾的形成与逆温有密切的关系,故雾霾的生消过程与逆温过程大体一致图中②→③→④→①的顺序是逆温由出现到消失的过程第(2)题,读图可知,①情形时气温随高度的增加而降低,利于空气对流运动及大气污染物的扩散②③④情形时均存在气温随高度的增加而升高的情况,即大气中均存在逆温层逆温层底部气温低、顶部气温高,不利于空气的对流运动,大气污染物不易扩散 【补偿训练】读某地气温垂直分布图,读图回答(1)、(2)题 (1)甲、乙、丙、丁四图中最不利于大气污染物扩散的是 ( )A.甲 B.乙 C.丙 D.丁(2)若该地气温由甲逐渐演变到丁,则造成气温垂直变化的原因可能是 ( )①台风过境 ②晴朗无云的夜晚③冷空气南下 ④热带海洋气团影响⑤暖锋过境 ⑥连续阴雨A.①④ B.③⑥C.②③ D.⑤⑥【解析】(1)选C,(2)选C。
第(1)题,从图中可以看出只有甲图气温是随海拔上升而不断递减,因此甲不存在逆温现象,有利于大气对流运动,有利于大气污染物扩散;乙、丙、丁存在逆温现象,不利于大气对流运动,不利于大气污染物扩散丙的逆温最严重。