必修1第 8 讲 大气的组成、垂直分层和热力状况

必修1第8 讲大气的组成、垂直分层和热力状况双基回归一、大气的组成1．大气的组成及其作用：低层大气是由干洁空气、水汽和杂质组成的。

干洁空气又是由氮、氧、二氧化碳和臭氧等物质组成的。

它们在大气中的作用是各不相同的。

2．人类对大气成分的影响：①改变大气成分的比例――人类活动导致二氧化碳含量增加；②增加大气的成分，改变大气成分的比例――氟氯烃物质的增加，导致大气中臭氧的含量减少。

二、大气的垂直分层及其对人类活动的影响说明：①自地面向上到大气上界，随高度的增加空气密度减小，大气压力降低。

②大气垂直分层的主要依据是气温的垂直分布特点，不同大气层气温垂直分布不同，因而空气的运动也不同，对人类的影响也不一样。

③对流层集中了几乎全部的水汽和固体杂质，这是天气现象多变的条件。

④对流层的高度因时因地而异。

一般来说，地面温度高，对流层厚度就大。

即低纬大于高纬，夏季大于冬季。

⑤电离层大气中的氧分子和氮分子在太阳紫外线和宇宙射线的作用下被分解为离子，大气处于高度电离状态，故能反射无线电短波。

三、大气的受热过程1．大气的受热过程：太阳→地面→大气→地面，即太阳暖大地，大地暖大气，大气返大地。

对流层大气受热状况主要表现在“大气对太阳辐射的削弱作用和对地面辐射的保温作用”上，其实质是一个热量的连续传输过程（如下图所示）。

理解“地面是大气主要的直接的热源”的含义，并在此基础上理解大气的热力作用包括削弱作用（反射作用、散射作用和吸收作用）和保温效应（大气对地面辐射的吸收作用和大气逆辐射）两大方面。

2．大气的热力作用包括大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的温室效应，它们是一个连贯的能量转换过程，因此要运用综合图表法学习这部分内容，抓住主干，化繁为简。

注意：在学习大气的热力作用时，一定要结合实例来理解掌握。

例如：反射作用——在夏季，多云的白天气温不会太高；散射作用——晴朗的天空呈现蔚蓝色；吸收——臭氧层因吸收太阳紫外线而升温；大气逆辐射——有云的夜晚比晴天温暖。

记住并理解了这些典型例子后就可以迁移应用。

例如晚秋或寒冬，霜冻多出现在晴朗的夜晚(大气逆辐射弱)，人造烟幕防御霜冻(加强大气逆辐射)，教室无太阳直接光线但明亮(散射)。

3．全球的热量平衡：从多年平均来看，地球（地面和大气）热量收支平衡，因此全球气温稳定。

人类活动使热量收支失去平衡，可能导致全球气候变暖。

细说例话例1：图为我国局部地区沿30°N的地形剖面图（图中杭州、重庆和拉萨均位于30°N附近），读图回答问题。

（1）在同等天气条件下，杭州、重庆和拉萨三地中太阳辐射最强的是_________，其原因是________________________________________。

（2）在同等天气条件下，杭州、重庆和拉萨三地中夜间气温较高的是________________，其原因是________________________________________。

（3）杭州和拉萨两地气温年较差较大的是________，其原因是______________________。

（4）计算杭州到重庆的距离约是________________千米。

（5）根据对流层气温垂直变化规律，拉萨的气温要比杭州低约________℃，但实际上拉萨气温要比此计算值________（填高或低），理由是________。

解析：本题考查了杭州、重庆和拉萨三地太阳辐射、气温年较差和气温的垂直变化、两地距离计算等主干知识。

气温的垂直变化规律是每上升1000米，气温约平均降低6℃。

答案：（1）拉萨空气稀薄，对太阳辐射的削弱作用较弱。

（2）重庆地势低，盆地效应，接受的地面辐射多。

（3）杭州杭州受冬、夏季风影响，气温年较差大；拉萨因地势高，夏季气温低，冬季不受冬季风影响，气温不太低。

（4）1300 （5）21 高拉萨上空大气的直接热源是青藏高原的地面辐射，不是离地面3500米的自由大气。

例2：下图是“大气对地面的保温作用示意图”，图中①②③④代表太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆福射（次序已打乱），分析回答下列问题：（1）图中表示短波辐射的序号是______。

（2）表示对地面有保温作用辐射的序号是_____。

（3）运用上述示意图分析塔里木盆地昼夜温差大的原因。

解析：该题主要使学生熟悉热力作用过程中，从太阳辐射到大气逆辐射按顺序排序的关系是太阳辐射→地面吸收→地面增温→地面辐射→大气吸收→大气辐射→大气逆辐射，并且会运用所学知识解决实际问题。

阅读图示，结合大气受热过程可知，①为大气逆辐射、②为大气辐射、③为地面辐射、④为太阳辐射。

答案：（1）④（2）①（3）塔里木盆地距海洋远，水汽很难进入，云层少，白天，大量太阳辐射到达地面，气温高。

晚上，大气逆辐射弱，地面辐射大量射向宇宙空间，气温低。

例3：读某地近地面多年平均热量收入状况图分析回答：（1）阴影①反映近地面空气热量________，所以此段时间气温呈________趋势。

（2）曲线A表明了________年内的变化，这种变化与________的年变化基本一致。

（3）曲线B 表明了________年内的变化，这种变化与________的年变化基本一致。

（4）该地位于________半球。

最高气温可能出现在________________。

解析：本题只有联想课本中上海七月份的大气热量收入与气温日变化平均状况图，经过推理分析才有可能正确解答。

竖坐标表示热量变化。

横坐标表示月份，A 曲线6 月份达最高值，这可能是地面辐射带来的大气热量收入。

而B 曲线最高值的出现时间相对后推，应该是代表大气热量支出的大气逆辐射，而图中D 可能因为收入大于支出而热量盈余。

气温才有可能上升。

这样分析后反过来再分析一遍，就可确定正确答案。

答案：（1）盈余，上升；（2）热量收入，太阳辐射；（3）热量支出，地面辐射；（4）北，7 月低或8月初。

方法归纳1．对流层温度的时空分布规律对流层的高度取决于空气对流运动的强度，空气对流运动的强度又取决于近地面空气温度的高低和空气上下层温差的大小，近地面温度的高低又取决于纬度高低、季节变化、天气变化等。

一般，近地面大气温度越高对流层刻度就越高。

⑴纬度低，对流层高度大；纬度高，对流层高度小⑵同一纬度地区，夏季（或白天）对流层高度大；冬季（或夜晚）对流层高度小。

⑶夏季（或白天）陆地上的对流层高度大于同一纬度的海洋；冬季（或海洋）相反。

⑷同纬度地区暖流流经的地区对流层高度大于寒流流经的地区。

总结:气温越高，对流运动越强，对流层的刻度越高2．逆温现象与大气污染一般情况下，对流层温度上冷下暧，对流显著。

但有时在对流层底部会出现气温随高度增加而升高的现象，气象上称为“逆温”。

一旦逆温出现，将严重阻碍空气垂直运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成，加剧了大气污染的程度。

一般清晨逆温层达到最厚，日出后地面温度上升，逆温层近地面处于首先破坏，从下而上逐渐变薄，最后完全消失。

逆温常见如下三种情况：总结：气温随高度增加而升高，则为逆温，加剧大气污染程度；气温递减率过大，对流旺盛，引起飞机颠簸。

感受高考例1：(07 广东卷)如果H1、H2 分别表示在拉萨和上海地区空中打开降落伞的最低安全高度，可以判断A．H1＞H2 B．H1＜H2 C．H1＝H2 D．H1、H2 之间关系无法确定解析：拉萨海拔比上海高，空气稀薄，且近地面平均气温比上海低，大气对流运动比上海弱。

大气越稀薄，对流运动越弱的地方，大气的顶托作用越小，因此打开降落伞的安全高度应越高。

答案：A例2：(07广东卷)四季如春的“春城”最可能出现在A．高纬度、低海拔地区B．高纬度、高海拔地区C．低纬度、低海拔地区D．低纬度、高海拔地区解析：通过调用知识或同已知的“春城”昆明、巴西利亚等进行类比，即可得出低纬度、高海拔的特征。

答案：D例3：（2007 年高考文科综合全国Ⅰ）我国某边防站（海4900 米）的驻防官兵在艰苦的条件下，为改善生活试种蔬菜。

他们先盖起简易阳光房，但种的蔬菜仍不能生长。

后来，他们又在简易阳光房中搭架，架上盆栽，终于有了收获。

回答⑴～⑵题。

⑴盖简易阳光房改造的自然条件主要是A．热量B．水分C．土壤D．光照⑵在简易阳光房中再搭架盆栽，蔬菜才能生长，解决的问题是A．蒸发量大B．多虫害C．地温低D．太阳辐射强解析：本组题以一段文字创设了试题情景：一是我国某边防站（海拔4900米）官兵为了改善生活试种蔬菜。

二是官兵试种蔬菜的过程：盖起简易阳光房，蔬菜不能生长；再到在简易阳光防中搭架，架上盆栽，终于有收获。

第⑴题：首先获取大题干中的有用信息：边防站的海拔为4900米，海拔高气温低，但光照条件好，且温差大。

所以盖简易阳光房的首要目的是要改善气温条件（热量条件），所利用的原理是“温室效应”原理。

选项A 正确。

第⑵题：抓住“在房中搭架，架上盆栽”思考为什么，再整合海拔高的地区，空气稀薄，大气的保温效益低等，确定地温低是影响蔬菜生长的重要因素之一。

也可以根据所给四个选项，用排除的方法来验证所选答案的正确性。

正确答案为C。

答案：⑴A ⑵C好题狂练一、单项选择题读下图，完成1～2题。

1．图中的曲线表示的是( )A．臭氧层的高度B．对流层的高度C．对流层气温的变化规律D．平流层气温的变化规律2．对图中甲、乙两处的正确叙述是( )A．热量主要来自短波辐射的是甲处B．乙处的气温高于甲处C．甲处的水汽含量高于乙处D．甲、乙两处同为下沉气流导致对流层气温出现逆温现象的原因是：上层实际气温低于理论气温（按垂直递减率计算的气温）。

下图为某地四个不同时刻大气气温垂直变化情况，回答3—5题。

3．图中表示非逆温现象的是（）A．①B．①②C．①②③D．①②③④4．四个时刻中，最容易导致近地面大气污染物聚集的是（）A．①B．②C．③D．④5．如图所示大气气温除④外，总体趋势随高度的增加而递减，其原因是（）A．大气热量主要来自地面B．大气稳定，不发生上下垂直对流C．没有臭氧，难以吸收太阳热量D．多水汽、尘埃易成云致雨气球作为探索高空的工具已经被广泛运用，请完成6～8题。

6．如果用相同的气球在不同的纬度进行释放，升空最快的释放地区是( )A．赤道地区B．副热带地区C．副极地地区D．极地地区7．如果氢气球充气达到或者接近饱和状态时，释放后便会破裂，其主要原因是( ) A．升空后由于气温上升导致气球膨胀而破裂B．升空后气温下降，氢气在低温状态下易爆炸，使气球破裂C．高空空气稀薄，气压低，气球因膨胀而破裂D．高空太阳辐射强，强烈的光照使气球破裂8．若不考虑气球破裂，在下列地点释放时，高度升到最大的是( )A．新加坡B．拉萨C．南极点D．北极点2007 年12 月，武汉遭遇入冬以来的第一场浓雾天气，天河机场能见度不足100 米。