第一节 大气的组成和垂直分层

4. 锋面逆温： 对流层中，冷暖空气相遇，形成锋面。 在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较 显著，也可出现逆温。 由于锋面是从地面向冷空气上方倾斜 的，逆温层也随锋面的倾斜而呈倾斜状 态。因此逆温现象只能在冷空气所控制 的地区内观察到。 千米
℃
试一试:请画出锋面附近垂直方向气温随高度变化曲线图。
逆温现象
逆温现象
逆温现象
一、含义:一般情况下，对流层的某一高度出现气温随 高度增加而递增的现象，这种气温逆转的现象就是逆 温现象。
对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。 离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减， 平均垂直递减率为-0.6℃/100米。
如果出现气温随高度增加垂直递减率小于 0.6℃/100米或者气温上升都可以看作是逆温现象。
例4.图甲表示近地面空气若上升到3000米高度时，理 论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TS ≥T时， 近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某 城市春季气温日变化图”(图乙)。回答下列问题。 TS ＜T (2000年广东) 非逆温 TS =－8℃ T ＞ －8℃ (TS)
18℃
对流运动显著
——上冷下热，有利于空气的对流； 对流层的高度因纬度而异，低纬度地面受热多，对流旺盛， 对流层高度可达17～18千米；高纬度地面受热少，对流运动弱， 对流层高度仅8～9千米。
知识应用
高 度 千 米
(
④ ③ ② ① 温度(℃) 以上属对流层的是( ① ) (3)
)
12
对流层
对流层
特点： 气温随高度的增加而递减 对流运动显著 天气现象复杂多变
（2）1000米 1000米附近以下云雨天气，以上天气 晴朗 （3）迎风坡多云雨；背风坡天气多晴朗 （4）海拔越高，空气越稀薄，虽然太阳辐射较强，但 空气保温作用较弱，地面失去的热量较获得的热量 多，所以海拔越高气温越低 （5）中国：大兴安岭、贺兰山等阻挡东南季风进入， 是我国季风气候与非季风气候的分界线.世界：如科 迪勒拉山系，阻挡海洋水汽进入，形成南、北美洲 大陆西岸与东岸、中部气候类型的差异.
二、大气的垂直分层
依据温度、密度和大气运动状况，将 大气自下而上依次划分为对流层、平流层 和高层大气。
电 离 层
高层大气
臭氧层
平流层
对流层
对流层
对流层
特点： • 气温随高度的增加而递减
——地面是对流层大气的主要的直接热源 （-6°C）/1000M
对流层
对流层
特点： • 气温随高度的增加而递减
例4.图甲表示近地面空气若上升到3000米高度时，理 论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TS ≥T时， 近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某 城市春季气温日变化图”(图乙)。回答下列问题。 (2000年广东)
(1)若TS稳定在－8℃，该城市气温至少要上升 到______℃以上时，逆温现象才会结束，这 10 8 时。 时的时间约为_____
• 解析: • 主要通过看78米高度以上气温的垂直分布 状况，上冷下热即呈正常分布时有利于气 流的扩散，上热下冷即呈逆温分布时不利 于气流的扩散。对照ABCD四项气温的垂直 分布情况，可以得知在ABD三项60-100米 高度存在着逆温，故只有C项才有利于工厂 灰尘的扩散。 • 答案:C
例题．下列四种气温垂直变化状况最有利于 非典型肺炎扩散的是 （ C）
1.①图表示的气温降低速率在( ) A．3000米以下低于垂直递减率 B．3000～6000米高于垂直递减率 C．6000米以下等于垂直递减率 D．6000米以下均低于垂直递减率
1.①图表示的气温降低速率在( ) A．3000米以下低于垂直递减率 B．3000～6000米高于垂直递减率 C．6000米以下等于垂直递减率 D．6000米以下均低于垂直递减率
三、逆温产生的影响:
利： 弊：
弊：不管是何种原因形成的逆温，对天气和大 气污染的扩散都有相当大的影响，都会对空气质 量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动， 妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于 雾的形成并使能见度变差，使大气污染更为严重。
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利：由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展， 所以逆温的好处有： ①可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件 是大风、沙尘、强对流运动。 ②逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为 飞机在飞 行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时， 万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。
平流层
平流层
臭氧层
特点： • 气温随高度增高。
——该层大气主要靠臭氧吸收大量紫外线而增温。
平流运动为主
——上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以平 流运动为主，利于飞行
高层大气
高层大气
电 离 层
特点： 气压很低，密度很小。
——2000~3000千米的高空为地球大气的上界。
• 电离层反射无线电短波
第二单元 自然环境中的物质运动和能量交换
第二讲
大气环境
长沙市周南中学 李瑶
知识结构
一、组成和垂直分层
二、热力作用 大 气 三、大气运动 四、全球气压带、风带 五、气候类型
六、常见的天气系统
第一节 大气的组成和垂直分层
一、大气的组成
气体成分 作用 体积分数
干 N2 洁 O2
O3
水汽
生物体的基本成分 维持生命活动必需的物质 植物光合作用的原料；对地面保温
例5
读某城某日清晨低层大气剖面图,回答： （1）图中气温分布异常部分是①②③中的 ② ，判断的理由是 。 气温随高度增加而上升（逆温层） （2）该城市工业高度集中，汽车数以百万计，当天发生了重大的烟雾事件， 造成这一事件的人为原因是 汽车尾气与工业废气的大量排放 ； 气象原因是 出现逆温层，大气污染物不易扩散 ； 近郊工业区 地形原因是 盆地地形，易出现逆温现象 （3）在商业区、居民区、近郊工业区、农田区域中，烟雾浓度最大的是
例4.图甲表示近地面空气若上升到3000米高度时，理 论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TS ≥T时， 近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某 城市春季气温日变化图”(图乙)。回答下列问题。 (2000年广东)
(1)若TS稳定在－8℃， 该城市气温至少要上 升到______℃以上时， 10 逆温现象才会结束， 这时的时间约为_____ 时。 8 (2)一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到净化空气的作 用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体 10 时以后 育锻炼的时间宜选择在_____
B
－35℃
－14℃
例2.对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对 流层气流上升的原因是：上层实际气温低于理论气温 (按垂直递减率计算的气温)。图3表示四种对流层气温 分布状况，分析图回答1～2题。(04高考)
2.飞机可以在5000米高度平稳飞行的是( A.① B.② C.③ D.④
D )
例3.读下列相关材料，回答问题 13 ℃
二、形成：
1、辐射逆温： 在晴朗无风或微风的夜晚，地面辐射很快冷却，贴近地面的大气 层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以， 离地面愈近，降温愈多；离地面愈高，降温愈少，因而形成了自 地面开始的逆温（见下图）。随着地面辐射冷却速度加快，逆温 逐渐向上扩展，黎明时达最强。一般日出后，太阳辐射逐渐增强， 地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。夏季夜短，逆温层较 薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。
0.5℃/100米 1℃/100米
18 ℃
22 ℃ 0.8℃/100米 材料二：在考察过程中，起初空气潮湿， 18 饱和 ？ 气温每百米降0.8℃。某一高度后，空气逐渐干爽，气 凝结 温每百米降低0.5℃。翻过山顶往山下走，气温每百米 升高1 ℃。
(1)计算同一海拔高度A、B两地的气温。
22 28
（2）在爬山过程中，在什么高度附近气温的垂直递减率发生了 明显的变化？并描述此高度附近的天气差异。 （3）描述在考察过程中，山坡两侧天气的明显差异。 （4）运用所学原理，分析为什么他们越往高处走，海拔越越高， 气温越低。 （5）山地阻挡了海洋气流的深人，山地常成为气候类型的分界 线。试各举中国和世界的一个例子加以说明。
• 伦敦多雾的原因分析。
• 暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触 冷却的作用，越近地面降温越多。
暖空气
冷 地
较暖空气
面
3. 地形逆温： 常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上 的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬 挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定 的地形条件下形成的，所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因 周围三面环山，每年有两百多天出现逆温现象。
例1. 读焚风示意图，判断下列说法正确的是(
B
)
A.降水量一般随高度增加而减少 B.据图计算可知，乙坡气温垂直递减率大于一般的气温垂直 递减率 C.由于乙坡比甲坡热量充足，所以对农业生产有利 D.若图示山峰冬季出现积雪，则甲坡雪线高于乙坡
例题2 对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。 导致对流层气流上升的原因是：上层实际气温低于理 论气温(按垂直递减率计算的气温)。图3表示四种对流 层气温分布状况，分析图3回答1～2题。(04高考)
例题：读下表，在风速大致相同，而气温垂直分布 不同的A、B、C、D四种情况中，最有利于该地某工 厂78米高的烟囱烟尘扩散的是（ C ）
20米 A B C D 16.3℃ 21.0℃ 20.9℃ 15.2℃ 40米 16.6℃ 21.0℃ 20.8℃ 14.8℃ 60米 16.8℃ 20.9℃ 20.6℃ 14.7℃ 80米 17.0℃ 20.9℃ 20.2℃ 14.9℃ 100米 17.1℃ 21.0℃ 20.0℃ 15.2℃
4）若该城市众多工厂、汽车大量排放CO2、SO2、NO2，产 生的大量环境污染主 要有什么？（3分） CO2;温室效应，气候变暖；SO2与NO2;产生酸雨O2等在紫外线作用下， 发生光化学反应，产生光化学烟雾。
〖解析〗（1）从图中可以看出随高度的上升①、③两处气温 都是下降的；②处气温是上升的即可得出结论。（2）工厂排 放的大气污染物、汽车排放的尾气是产生烟雾的物质来源； 逆温的存在象盖子一样阻止了向上的湍流扩散，对污染物的 扩散会造成很不利的影响，加重了低层大气的污染；低洼的 地形不利于气流的扩散，高空的风对污染物的稀释作用不明 显。（3）商业区和居民区是汽车尾气的主要发生地，近郊工 业区是工业大气污染物的排放地，逆温的存在使污染物不易 被扩散，且近郊工业区又处商业区、居民区的下风地带，所 以烟雾浓度为最大。 〖答案〗(1)②，②处的温度随高度增加而上升。（2）工 厂排放大量煤烟、粉尘，汽车排放的尾气，使凝结核增多， 烟雾弥漫；②处的气温下部低于上部即逆温的存在，抑制了 气流的上升，不利于扩散，加重了低层大气的污染；商业居 民区位于低洼地，气流不易扩散，加重了污染程度。（3）近 郊工业区
——80~500千米的高空，有若干电离层。
高三地理复习的思路与方法
小中见大
习题 归纳 总结
大中见小
应用 解决 有关 地理问题
地理规律和原理
回顾： 对流层中气温的垂直分布 ①气温随海拔升高而降低(0.6℃/100m) 地面为对流层大气的直接热源 越向上空气密度越小，水汽、CO2越少 气温垂直递减率大小与水汽含量有关(水汽 含量越多，递减率越小) ②对流层底部受地面影响最大，中上层受影 响较小
• 冬季强于夏季；低谷盆地强于山顶。
2、平流逆温： 当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空 气因受下垫面的影响而迅速降温，上层空气因距离较远，降温 较慢，于是产生逆温。逆温的强弱，主要由暖空气和地面的温 差决定。温差越大，逆温越强。冬半年，在中纬度的沿海地区， 因为那里海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常 出现平流逆温。
T地
=10℃
T地＞ 10℃
(1)若TS稳定在－8℃，该城市气温至少要上升 到______℃以上时，逆温现象才会结束，这 10 时的时间约为_____时。
T实际温度 ≥ T理论温度(即正常温度)时,
出现逆温,近地面空气运动受阻
-8℃
3000米
℃度以上时,逆温层才会消失。 地面温度至少上升到10 -------
78.09% 20.95% 0.003%
空 气 CO2
0.00006% 吸收紫外线（“地球生命的保护伞”） 天气变化的重要角色 成云致雨的必要条件 因时因地 而异
固体杂质
人类活动影响着大气的成分和含量
燃烧矿物燃料、大肆砍伐热带雨林→CO2增加 →“温室效应”
制冷工业发展→氟氯烃含量增加→破坏O3层， 使大气中臭氧含量减少