大气的垂直分层受热过程及运动

第2课大气环境——大气的垂直分层、受热过程及运动1、大气垂直结构散逸层对流层平流层中间层热层(电离层)臭氧层气温变化厚度大气运动状况对流层⑴对流层主要特点天气状况

8-18千米.因纬度和季节的不同而不同。随高度增加而递减（下热上冷）；上升1000米，下降6.5度。对流显著天气和气候变化显著。原因水汽尘埃含量多原因热量主要来自地面辐射2、各层主要特点讨论：对流层气温上低下高，原因是什么？会引起哪些现象？根据对流运动的规律，其厚度的时空分布有何规律？对流层厚度的变化纬度17~1810~1210~128~98~9N90°60°30°0°30°60°90°S厚度（KM)5101520夏季：厚冬季：薄随季节变化随纬度变化上海：夏季16千米冬季11千米对流层的厚度为什么存在时空差异？地表气温差异导致对流强度不同。地面对流层顶8～9KM17~18KM8～9KM赤道北极南极

一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？平流层——对流层——平流层平流层臭氧层气温变化天气状况对流层⑵平流层主要特点范围大气运动状况对流层顶至50-55千米；臭氧层在20-30千米处.随高度增加而上升(上热下冷).大气水平流动晴朗原因臭氧吸收太阳紫外线为何有利于高空飞行？水平运动，大气平稳；天气晴朗，能见度好。中间层范围气温变化大气运动状况平流层对流层⑶中间层主要特点平流层顶至85千米随高度增加而降低（下热上冷）高空对流⑷热层主要特点范围中间层顶至800千米气温变化随高度增加而上升（上热下冷）原因氧原子吸收太阳紫外线。大部分气体以离子态存在，能反射无线电波。热层3、大气各层对人类活动影响名称对人类活动的影响对流层平流层热层水汽、尘埃最集中——天气和气候变化最显著臭氧层(吸收太阳紫外线)；航空最佳飞行层电离层反射无线电波——对电讯通讯工程建设有意义4、逆温现象的成因及其危害（1）逆温含义一般情况下，对流层温度上冷下暖。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，这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。常温情况：气温直减率为6℃／1000m（2）逆温的类型及成因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（3）辐射逆温的生消过程（4）逆温的危害无论哪种条件造成的逆温，都会对大气质量造成很大的影响。这是因为逆温层的存在，造成局部大气上热下冷，阻碍了空气对流运动的发展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在它的下面，能见度变差，空气污染加重，尤其是城市及工矿区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件。针对训练

1.(上海文综卷)气温随高度变化会影响大气的稳定性，从而影响大气污染物的聚集和扩散。下图所示气温与高度关系的四种情况中，最容易导致大气污染物聚集的是

解析：当对流层大气出现上热下冷时，大气对流运动受到抑制，风力较小，污染物难以稀释。在四个选项中，A选项随着海拔的升高气温也升高，是明显的“逆温”现象，也最容易导致大气污染物的聚集。答案：A二、大气的热力作用

1）能量来源:太阳辐射

二、大气的受热过程大气吸收地面地面增温射向宇宙空间CB地面吸收大气吸收A1．两个来源(1)大气最重要的能量来源：A

。(2)近地面大气热量的主要、直接来源：B

。太阳辐射地面辐射2．两大过程(1)地面的增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使

增温。(2)大气的增温：地面以

的形式向大气传递热量。地面长波辐射3．两大作用(1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的

和散射作用。(2)保温作用：C

对近地面大气热量的补偿作用。反射、吸收大气逆辐射大气对太阳辐射的削弱作用作用形式参与作用的大气成分波长段作用特点实例吸收臭氧(平流层)紫外线吸收强烈,有选择性,对可见光吸收得少平流层气温随海拔增加而上升水汽、CO2(对流层)红外线反射较大颗粒,云层各种波长无选择性多云的白天气温不高散射空气分子、微小尘埃波长较短的可见光(蓝紫光)有选择性蔚蓝色的天空颗粒较大的尘埃雾粒小水滴各种波长无选择性灰蒙蒙的天空;太空的背景;黎明、黄昏时明亮的天空；云层上的亮光图解大气对太阳辐射的削弱作用影响大气对太阳辐射削弱作用的因素:1、太阳高度（最主要）2、气象因素：（1）、大气的透明度（云雾量的多少）（2）、日照时数3、海拔（地势）2.大气的保温效应太阳辐射大气削弱作用(吸收、散射、反射)地面大气逆辐射宇宙空间大气辐射地面辐射保温效应Max:地方时12时气温最高:14时1、下图是“北半球中纬度某地连续三天的天气状况示意图”，下列叙述正确的是（）A．10月4日平均气温最高 B．10月5日昼夜温差最大C．10月6日最易出现霜冻 D．10月5日恰逢冷锋过境10月4日昼夜10月5日昼夜10月6日昼夜B针对训练2．根据下图所给内容，完成下列要求。(1)图中①、②、③各表示什么辐射：①________辐射；②________辐射；③________辐射。太阳

地面

大气逆

(2)图中④表示大气对太阳辐射的________作用。(3)大气能吸收地面辐射的________%～________%，对地面起到________作用。削弱

75

95

保温

(4)影响图中①的强度的最主要因素是________，这是因为________，

。(5)地面增温主要来自图中的________，大气受热主要来自图中的________。(填代号)太阳高度角

太阳高度角越大，单位面积地面获得的热量越多太阳高度角越大，经过大气层的路程越短，被削弱得越少①

②3、长江中下游平原比华北平原纬度低，但年太阳辐射总量却比华北平原小。其原因主要与图中的哪个因素数值大有关（）A．①B．②C．④D．⑤A太阳地面大气宇宙①②③④⑤③三、热力环流1．热力环流的形成由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流，其形成过程如下图所示：注：空间气压值相等的各点所组成的面，称为等压面。等压面凸起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。热量差―→大气上升或下降―→同一水平面上的气压差异―→大气水平运动。注意:①热力环流产生的先后次序②气压的比较一定要在同一水平面上③气压与高度、温度的关系—成反比④等压面的判读(高高、低低的原则)⑤低压中心和低压槽(天气状况:阴雨)

高压中心和高压脊(天气状况:晴朗)⑥对比分析几种常见的热力环流

(海陆风、山谷风、城市风、焚风效应)这几种风产生的根本原因是一致的：即地面冷热不均

ABC高低低高高低冷热不均引起的热力环流空气垂直运动同一水平面气压差空气水平运动—风地区间的冷热不均太阳辐射差异造成引起热力环流导致促使因果因果大气运动最基本的、最简单的运动形式学法指导等压面的判读(1)在垂直方向上，高度越高，气压越低。(如图A)(2)若地面海拔相同，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。即“凸高(气压)为低(气压)，凸低为高”。(如图B)(4)近地面的气压与高空气压高低值相反,体现出“热胀冷缩”的原理.(5)判断陆地与海洋、城市与郊区冬季，近地面等压面凹(高空凸)是海洋。夏季，近地面等压面凹(高空凸)是陆地。城市，近地面等压面凹(高空凸)。郊区，近地面等压面凸(高空凹)。2．常见的热力环流热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同、山谷山顶冷热不均、人类活动都有可能导致热力环流的形成。(1)海陆风：白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气膨胀上升，高空气压比原来气压升高，空气由大陆流向海洋；近地面陆地形成低气压，而海洋上因气温低，加之因有空气流入形成下沉空气，形成高气压，使近地面空气由海洋流向大陆，形成海风；夜间与白天大气的热力作用相反形成陆风。如图：

近地面与600米高空垂直气压差(百帕)

某沿海地区海陆风形成的热力环流剖面图1．有关气压分布状况的叙述，正确的是

A．①地气压低于②地

B．③地气压高于④地

C．近地面同一等压面的分布高度①地比②地低

D．高空同一等压面的分布高度④地比③地高2．下列说法正确的是

A．a的风向为东南风B．b为上升气流

C．c的风向为西南风D．d为上升气流(2)山谷风：白天因山坡上的空气增热强烈，于是暖空气沿坡上升，形成谷风；夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山风。如下图：易形成夜雨(3)城市风：由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放出大量的人为热，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。当大气环流微弱时，由于城市热岛的存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，在城市和郊区之间形成了小型的热力环流，称为城市风。如下图：例：下图表示某研究小组实测的上海市某日14时气温分布状况。读图完成下列要求：（1）在图中补绘35.0℃、35.5℃的两条等温线。（2）简述上海市此时气温的分布特点。城区高、郊区低（由市区向郊区递减）。偏南风（东南风）偏北风（西北风）（3）图中P点夏季的盛行风向为_____________。若仅考虑当地的气温分布，P点此时近地面的风向应为__________________。●

图1阴影部分表示林地，空白部分表示均质裸地。若此时反映的是北半球中纬度某地区的冬季情况，据图分析完成

1、图中B、D两处的风向分别是（

）

A．西北风和东南风

B．西风和东风

C．东南风和西北风

D．西南风和东北风A2、图2是图1中A、B、C、D四点对应的四种等压面的画法，正确的是C图解气温、气压、气流的关系针对训练(2010·广州模拟)读下图，回答(1)～(2)题。不同地形的气温日变化(黑龙江)(1)下列叙述正确的是(

)A．一天中最高气温出现在谷地

B．山顶气温日变化最小

C．山顶冬季日温差大于夏季日温差

D．山谷冬季日温差远大于夏季日温差(2)导致一天中最低温出现在山谷的主要原因是(

)

A．山谷地形闭塞，降温快

B．夜间吹谷风，谷地散热快

C．夜间吹山风,冷空气沿山坡下沉集聚在谷地

D．谷地多夜雨，降温快解析：从图中可以看出，山顶冬季气温最低值比谷地和陡崖高，最高气温介于谷地和陡崖之间，气温日较差最小；夏季，山顶最低气温最高，最高气温最低，气温日较差最小，所以，山顶气温日变化最小。导致一天中最低温出现在山谷的主要原因是夜间吹山风，冷空气沿山坡下沉集聚在谷地，同时山谷近地面空气受地面影响大，夜晚地面降温，空气的降温幅度也会相应增大。四、

大气的水平运动规律图示高空与低空产生的风向特点例:下图箭头表示北半球某地高空大气的运动方向,图中哪条虚线为槽线A.甲B.乙C.丙D.丁答案:C针对训练（课本P36左下角“例3”）(2007·海南卷)下图为某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。回答(1)～(3)题。(1)若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为(

)A．⑥或⑦B．②或⑥C．④或⑧D．③或④(2)若此图表示高空等高面，PM<PN，则O点风向为(

)

A．③或④B．②或⑧C．③或⑦D．⑥或⑦(3)近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向(

)

A．与空气运动方向成180°角

B．与空气运动方向成90°角

C．与气压梯度力方向成90°角

D．与气压梯度力方向成180°角命题视角1主要考查地面辐射和大气逆辐射概念理解例1(2009·广东)地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐射。读下图并结合所学知识，回答

(1)～(2)题。（课本P37“高考集锦”）黄河流域多年平均年有效辐射总量等值线图（单位：MJ/m2）(1)关于甲、乙、丙三地多年平均年有效辐射总量的空间分布，下列叙述正确的是(

)

A．由甲地向乙地急剧增加B．由乙地向丙地急剧增加

C．由甲地向丙地逐渐减少D．由丙地向乙地逐渐减少解析：(1)读图可知，由甲地向乙地变化不大，由甲地、乙地向丙地均逐渐减少。(2)关于地面辐射和大气逆辐射，下列叙述不正确的是(

)

A．地面辐射与下垫面性质有关

B．地面温度越高，地面辐射越弱

C．空气湿度越低，大气逆辐射越弱

D．空气湿度大、云量多，大气逆辐射强解析：(2)物体的温度越高，其辐射越强。规律方法总结：等值线图的解题思路：判读等值线时，一般要从以下几方面入手：(1)读出或判断出等值线的名称，明白图中是什么类型的等值线；(2)读出等值线的延伸方向并分析原因；(3)找出等值线的极值；(4)判断等值线的密度；(5)找出图中等值线比较特殊的地方，并分析其产生的原因，如等高线图中可能会出现几条线交会的地方，这表示悬崖；等压线非常稠密且气压较低的环形区域，可能存在着台风。命题视角2主要考查等压线图判断及风向画法例2(2009·全国文综Ⅰ)右图示意某区域某月一条海平面等压线，图中N地气压高于P地。读右图，完成(1)～(2)题。(1)N地风向为(

)

A．东北风B．东南风C．西北风D．西南风(2)M、N、P、Q四地中，阴雨天气最有可能出现在(

)

A．M地B．N地C．P地D．Q地解析：(1)由题意可知，P地气压低于N地，则N地的气压梯度力垂直于N处的等压线，由北指向南，根据纬度确定该地位于北半球，在地转偏向力影响下，风向右偏，因而N地风向为东北风。(2)四地中P地气压最低，且位于低压槽部位，易形成气旋或锋面，因而P地最有可能出现阴雨天气。规律方法总结：等压线图的判读1．基本气压场(1)低压：由闭合等压线构成，气压值由中心向外增大。(2)高压：由闭合等压线构成，气压值由中心向外减小。(3)低压槽：由低压延伸出来的狭长区域，简称槽。低压槽中各条等压线上弯曲最大处的连线叫做槽线。(4)高压脊：由高压延伸出来的狭长区域，简称脊。高压脊中各条等压线上弯曲最大处的连线叫做脊线。(5)鞍形气压场：简称鞍，是两个高压和两个低压交错分布的中间区域。气压场的几种基本形式2．等压线的判读与应用(1)判断气压场：高气压中心——中心气压高，周围气压低；高压脊——等压线由高气压中心向外凸出的部分；低气压中心——中心气压低，周围气压高；低压槽——等压线由低气压中心向外凸出的部分。(2)判断各种气压场的天气情况高气压中心——晴朗；高压脊——晴朗；低气压中心——阴雨，低压槽——阴雨。3．确定风向第一步，在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并不一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。第二步，确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或左(南半球)偏转30°～45°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示。4．确定风力同一等压场中风力的大小确定，关键在于等压线的密集程度，等压线密集，水平气压梯度力大，风力就大，相反风力就小。不同等压场中，首先看数值，然后判定同上。2009年12月19日下午，被称为“抑制全球变暖，拯救人类的最后一次机会”全球气候大会在丹麦首都哥本哈根沉重落幕，会议通过的《哥本哈根协议》，《协议》维护了《联合国气候变化框架公约》及其《京都议定书》确立的“共同但有区别的责任”原则，就发达国家实行强制减排和发展中国家采取自主减缓行动作出了安排，并就全球长期目标、资金和技术支持、透明度等焦点问题达成广泛共识。据此回答1～2题。1．关于全球气候变暖的相关原因解释，正确的是(

)

A．二氧化碳阻挡了地面长波辐射

B．二氧化碳强烈吸收地面长波辐射

C．二氧化碳强烈反射地面短波辐射

D．二氧化碳强烈吸收太阳短波辐射

答案：B2．关于气候变暖的危害，说法正确的是(

)

A．使寒带变得温暖湿润，适合人类活动

B．使南极冰川消融，增加淡水供应

C．使我国西北地区蒸发量增大，绿洲面积不断缩小

D．使大气中的二氧化碳的浓度增加，大气的保温效果增加

答案：C下面为亚洲东部某区域两个时刻的等压线图(单位：百帕)，读图回答3～5题。3．上左图中A处等压线的数值可能为(

)A．1004

1006B．1006

1008C．1008

1010D．1004

1008

解析：A处等压线与1006、1008两等压线相邻。

答案：B4．在上右图中，上海市的风向是(

)

A．偏东风B．偏北风C．偏西风D．偏南风

解析：可在图中上海的位置，在等压线图上画风向的方向，画出风向。

答案：D5．在两图间隔的6个小时中，风力明显加大的是(

)

A．台湾岛B．珠江口C．黄河口D．辽东半岛解析：两图相比较，珠江口等压线变密，说明风力变大。

答案：B6．读材料和图，根据所学知识完成下列问题。

材料一图1是济南近地面多年平均气温分布图(单位：°C)；图2是济南城郊热力环流模式图。材料二

济南市1999年、2005年国民经济和社会发展统计公报部分数据

材料三

在积极地进行2009年全运会筹备中，大力开展环境治理，大搞植树造林活动。2005年，全市共完成绿化造林16万亩，植树179