专题04大气的受热过程

专题04大气的受热过程考点梳理考点一大气的组成和垂直分层1.大气的主要成分及各种成分的环境意义低层大气组成体积（%）作用干洁工78地球生物体内蛋白质的重要组成部分空气O：21人类和一切生物维持生命活动所必需的物质CO 2—0.033绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用0—3—很少能吸收太阳紫外线，对地球上的生物起着保护作用水汽很少产生石、雨、雾、雪等天气现象固体杂质很少作为凝结核，是成云致雨的必要条件2.大气的垂直分层大气层虽然有数千千米（一般认为有2000〜3000千米），但其质量的3/4以上却分布在离地面十几千米的低层。依据各大气层温度（如图5-1）、密度和运动状况，我们可以将大气层分成对流层、平流层和高层大气。大气层的基本特点垂直分层高度分布主要特点原因对流层低纬17〜18km中纬10~12km高纬8〜9km气温随高度增加而递减，每上升100米降低0.6°C对流运动显著天气现象复杂多变热量绝大部分来自地面，上冷下热，水汽杂质多、对流运动显著平流层对流层顶到50〜55km起初气温变化小，30千米以上气温迅速上升大气以水平运动为主大气平稳，天气晴朗，有利高空飞行臭氧吸收紫外线上热下冷水汽杂质少、水平运动高层大气对流层顶到2000〜3000千米存在若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用太阳紫外线和宇宙射线作用

【例1】图5-2表示大气垂直分层，读图回答（1）〜（3）题。TOC\o"1-5"\h\z（1）图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是 （ ）① B.② C.③ D.④（2）对无线电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（3）2003年10月，我国发射的“神舟”五号飞船运行轨道所在大气层 （ ）A.气温在一50°C〜20°C之间 B.气温随高度增加平稳下降C.低气温约为一80C D.最高气温约为40C【解析】该组题考查了对大气温度垂直变化规律与大气分层的认识，并紧密结合热点，考查了各大气层的大气环境特点及其对人类活动的影响，同时还考查了学生的读图分析能力。由下往上，对流层、平流层、高层大气气温垂直变化表现出不同的变化规律。对流层的热量主要来自地面，因此气温随高度的增加而递减；平流层大气中的臭氧大量吸收紫外线而导致其升温；高层大气变化稍微复杂一点，随高度上升，温度先是下降，然后再上升。值得注意的是在图中曲线相似的情况下，要从其温度值加以判别。电离层位于80〜500千米的高空，主要原因是高层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，它能够反射无线电波。2003年10月，我国发射的“神舟”五号飞船运行轨道是在高层大气中，正确解答第（1）题是回答本题的关键。【答案】（1）B （2）D（3）C考点二 大气的受热过程1.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，有选择性，对可见光吸收得很少南极臭氧层空洞，吸收紫外线少水汽、CO2（对流层）红外线反射云层和较大颗粒的尘埃各种波长同样被反射无选择性，云层越厚，反射越强夏季多云的白天气温不会太高散射空气分子或微小尘埃波长较短的蓝紫色光向四面八方散射，有选择性晴朗的天空呈蔚蓝色颗粒较大的尘埃、雾粒、小水滴各种波长同样被散射无选择性阴天的天空，呈灰白色

大气对地面的保温作用地面辐射是对流层大气热量的直接来源，太阳辐射是根本来源，大气的受热过程具体图解如下:短波辐射I〉长波辐射由图可知大气受热的过程：“太阳暖大地”：太阳辐射能是地球上最主要的能量来源，虽然需要穿过厚厚的大气，但大气直接吸收的太阳辐射能量很少，只有臭氧和氧原子吸收一部分波长较短的紫外线，水汽和二氧化碳吸收波长较长的红外线，而能量最强的可见光被吸收的很少，绝大部分透过大气射到地面，地面因吸收太阳辐射能增温。“大地暖大气”：地面增温的同时向外辐射热量。相对于太阳短波辐射，地面辐射是长波辐射，除少数透过大气返回宇宙空间外，绝大部分被近地面大气中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温。“大气返大地”：大气在增温的同时，也向外辐射热量，既向上辐射，也向下辐射，其中大部分朝向地面，称为大气逆辐射，大气逆辐射把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用。据计算，如果没有大气，地球表面平均温度为一18°C，实际为15°C。大气的保温作用，使地面温度提高了33C多。重难点突破、大气热力作用原理的应用现象原因晴朗天空呈蔚蓝色(天蓝蓝，海蓝蓝)；阴沉的天空呈灰白色晴天，散射有选择性，波长短的蓝紫色光易被空气分子所散射；阴天，散射无选择性，可见光被微小尘埃散射日落前、日落后天空仍然明亮空气分子或微小尘埃的散射作用改变了太阳辐射的方向，使之达到地平线上或者太阳不能直接照射的地方交通信号“红灯停，绿灯行”的科学依据红色光线波长较长，难被散射，穿透力强，以红灯作为停止信号更为醒目白天，多云时气温比晴天低；夜晚多云时气温比晴天高多云时云层反射作用强，到达地面得太阳辐射少夜晚多云时大气逆辐射强，地面散失热量少人造烟雾的防冻原理人造烟雾能大量吸收地面红外线长波辐射，可增强大地逆辐射，提高地面温度晚秋或寒冬，霜冻出现在晴朗夜晚及“十雾九晴”晴朗夜晚，大气逆辐射弱，热量散失快，气温低，易出现霜冻及雾等天气现象对流层中，“高处不胜寒”地面是对流层大气的直接热源，离地面越远，获得的地面热量越少【例2】下图为地球大气受热过程示意图。读图，大气中(反射大气辐射①吸收大气②吸收反射大气辐射①吸收大气②吸收'反射④大气逆辐射地球表面'反射④大气逆辐射地球表面③地面吸收A.臭氧层遭到破坏，会导致①增加B.二氧化碳浓度降低，会使②减少C.可吸入颗粒物增加，会使③增加D.出现雾霾，会导致④在夜间减少【解析】臭氧层破坏会导致大气吸收紫外线能力减弱，①会减少；二氧化碳浓度降低，会使大气吸收地面辐射能力减弱，②会减少；可吸入颗粒物增加，大气反射等削弱太阳辐射能力增加，③地面吸收太阳辐射会减少；出现雾霾天气，会增强大气逆辐射作用，④在夜间会增加。【答案】B二、逆温现象含义在一定条件下，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，称为逆温现象。辐射逆温的发展过程图示：3.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【例3】近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的4种情形。读图完成问题题。图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是A.① B.②C.③D.④【解析】气温随海拔高度升高而降低，空气对流旺盛，有利于雾霾大气污染物的扩散，图中只有①图显示气温随海拔高度的升高而降低，其他图示都出现了逆温现象，对流作用减弱，不利于污染物扩散，故答案选A。【答案】A

巩固练习一、选择题形成“早穿皮袄午穿纱”这一现象的主要原因是（）①白天大气反射作用强②夜间大气逆辐射弱③大气对太阳辐射削弱作用小④大气吸收太阳辐射少A.①②B.②③C.③④D.①④如果从地面热力作用的影响考虑，一天中空气最新鲜的时段出现在（）A.清晨B.中午C.傍晚D.夜晚下图是公园（林草地）、操场（裸地）、 足球场（草坪）三个典型地点的地面温度变化曲线图。①、②、③三条曲线分别对应的地点是（）G。)胃G。)胃8:0010:0012:0014:0016:00时刻B.地面辐射强，地表降温慢D.B.地面辐射强，地表降温慢D.大气逆辐射弱，地表降温快）A.公园、操场、足球场B.足球场、操场、公园C.操场、足球场、公园D.公园、足球场、操场气象谚语有“露重见晴天”的说法。就此现象，下列叙述正确的是（）A.天空云量少，大气保温作用强C.空气中水汽少，地表降温慢下图中，昼夜温差最小的是 （图3是“某城市风向频率图”，图4是“该城市冬季近地面层不同时刻气温随高度变化过程示意图”读图回答6〜7题。图3 图4该城市计划新建以煤为燃料的火力发电厂，最合适的厂址应布局在城市的A.东北方B.西南方C.东南方D.西北方7.该发电厂烟囱的设计高度不低于A.50米 B.75米C.100米D.150米大规模的火山爆发可能造成地表温度下降。其合理的解释是火山爆发导致（）A.大气二氧化碳浓度增加B.高纬度地区极光现象减少C.地球表面长波辐射增强D.到达地面的短波辐射减弱

我国某边防站（海拔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9〜10题。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.太阳辐射强下图为“地球热量平衡示意图”，读图回答11〜14题。11.12.13.y：界窟波辐射宇就辅姑宙下列数字所示环节与大气保温作用直接相关的有（）A.①③B.②③11.12.13.y：界窟波辐射宇就辅姑宙下列数字所示环节与大气保温作用直接相关的有（）A.①③B.②③C.①④D.②④青藏高原与四川盆地纬度相当，关于两地受热状况的比较，正确的是（）青藏高原的年平均气温较低，与④大小有关四川盆地的年太阳总辐射量较小，与①大小有关四川盆地的气温日较差较小，与③大小有关青藏高原的年太阳辐射总量较大，与②大小有关A.B.C.D.青藏高原比长江中下游平原气温日较差较大的原因是①离太阳近③云层厚且夜晚长⑤白天太阳辐射强A.①②④⑤ B.④⑤⑥②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角小④地势高、空气稀薄⑥夜晚大气逆辐射弱C.②④⑤⑥ D.①④⑤⑥我国青藏高原地区小麦高产的主要原因是由于当地A.昼夜温差大，太阳辐射强 B.CO2浓度高C.雨量充沛 D.气温偏低，水分蒸发少图2为北半球中纬度某地某日5次观测到的近地面气温垂直分布示意图。当日天气晴朗，日出时间为5时。读图回答第15题。14.由图中信息可分析出（ ）A.5时、20时大气较稳定由图中信息可分析出（ ）A.5时、20时大气较稳定C.大气热量直接来自太阳辐射12时、15时出现逆温现象D.气温日较差自下而上增大地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐射。读图并结合所学知识，回答16〜17题。黄河流域多年平均年有效辐射总量等值线图（单位:MJ/m2）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由甲地向丙地逐渐减少 D.由丙地向乙地逐渐减少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.空气温度越低，大气逆辐射越弱 D.空气湿度大，云量多，大气逆辐射强二.综合题读“我国年太阳总辐射量分布图”回答：150140/<130130年太阳总辐射量150140/<130130年太阳总辐射量（千卡/平方厘米）（1）据图简述我国年太阳辐射量的分布规律。（2）请分别指出我国年太阳辐射量最强和最弱的地区，并分析影响这两地区太阳辐射差异的