第二章地球上的大气（答案版）

第二章地球上的大气第一节大气的组成和垂直分层一、大气的组成1．大气的组成及作用组成成分占大气体积作用干洁空气氮气78%地球上生物体的基本元素氧气21%人类和其他生物维持生命活动所必需的物质二氧化碳很少①绿色植物进行光合作用的基本原料；②吸收地面辐射的能力强，使气温升高臭氧很少①能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；②减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用水汽很少，因时因地而异水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件2.人类活动对大气的影响：人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。二、大气的垂直分层1．依据：大气在垂直方向上的温度、运动状况和密度。2．各层特征比较垂直分层气温特点大气运动状况与人类关系A对流层随高度升高而递减，顶部气温降至－60℃上部冷、下部热，有利于大气的对流运动最为密切，天气现象复杂多变，人类生活在对流层的底部B平流层随高度升高而升高上部热、下部冷，不易形成对流，以平流运动为主适合航空飞行C高层大气随高度增加先降低后升高有若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用（1）对流层高度范围：低纬：17～18千米中纬：10～12千米高纬：8～9千米。主要特点：气温随高度的增加而降低℃)；空气对流运动显著；天气现象复杂多变。特点成因：地面长波辐射是对流层大气的直接热源；该层大气上部冷、下部热；几乎全部的水汽、杂质和大气中的污染物集中在该层，对流运动易成云致雨。与人类的关系：人类生活在对流层底部，与人类关系最密切。平流层高度范围：从对流层顶部至50～55千米高空。主要特点：气温随高度升高而升高；以平流运动为主；天气晴朗，能见度好。特点成因：该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线；该层大气上部热、下部冷，大气稳定；水汽、杂质含量很少，无云雨现象。与人类的关系：人类生存环境的天然屏障，适合航空飞行。高层大气高度范围：从平流层顶部到3000千米的高空。主要特点：大气密度很小。特点成因：距地面远，受到引力小。与人类的关系：电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。3.逆温及危害(1)逆温现象：正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高100m，气温约下降0.6℃。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，或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。如下图所示。(2)危害①出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至导致交通事故。②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流运动受阻，造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。③对航空造成影响。“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空，则对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。大气受热过程和大气运动一、大气的受热过程1．两个热源(1)地球大气最重要的能量来源：太阳辐射。(2)近地面大气主要的、直接的热源：地面长波辐射。2．两个过程(1)地面增温过程：大部分A太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。(2)大气增温过程：地面被加热，并以B长波辐射的形式向大气传递热量，使大气增温。二、大气对地面的保温作用1．吸收作用：对流层中的水汽、二氧化碳等，吸收长波辐射的能力很强(75%～95%)。2．大气逆辐射：大气在增温的同时，也向外辐射长波辐射。大气辐射大部分向下射向地面，其方向与地面辐射方向相反，故称大气逆辐射。3．保温作用：大气逆辐射把热量传给地面，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。4．大气对太阳辐射的削弱作用作用特点参与作用的大气成分被削弱的辐射形成的自然现象反射作用无选择性云层、较大尘埃各种波长的太阳辐射夏季多云的白天，气温不太高散射作用有选择性大气分子、颗粒微小的尘埃波长较短的蓝、紫色光晴朗天空呈蔚蓝色无选择性颗粒较大的尘埃等各种波长的太阳辐射阴天、黎明天空呈灰白色吸收作用有选择性臭氧、水汽、二氧化碳紫外线、红外线5.大气对地面的保温作用由上图可知，大气对地面保温作用的过程可归纳如下表：图示名称形成机制热量来源Ⅰ太阳暖大地太阳辐射穿过厚厚的大气层，小部分被大气吸收或反射，大部分到达地球表面太阳辐射Ⅱ大地暖大气地面吸收太阳辐射而增温，同时又以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气地面辐射Ⅲ大气还大地大气增温后形成大气辐射，其中向下射向地面的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面大气逆辐射6.大气受热过程原理的应用(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响(2)应用于农业生产实践，提高生产效益利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉如：高海拔地区——空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；内陆地区——晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。三、大气热力环流1．概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为大气热力环流。2．形成过程(1)图a：当地面受热均匀时，空气没有相对上升和相对下沉运动。(2)图b：当A地接受热量多，B、C两地接受热量少时，A地近地面空气膨胀上升，到上空聚积，使上空空气密度增大，形成高气压；B、C两地空气收缩下沉，上空空气密度减小，形成低气压。于是空气从气压高的A地上空向气压低的B、C两地上空扩散。(3)图c：在近地面，A地空气上升向外流出后，空气密度减小，形成低气压；B、C两地因有下沉气流，空气密度增大，形成高气压。这样近地面的空气从B、C两地流回A地，从而形成了热力环流。3．常见形式：城市热岛环流、海陆间大气热力环流。四、大气的水平运动——风1．形成过程地面受热不均→空气上升和下沉→同一水平面上产生气压差(水平气压梯度力)→大气的水平运动(即风由高压区流向低压区)直接原因：水平气压梯度力；根本原因：地面受热不均3．受力分析(北半球近地面)符号F1F2F3类型水平气压梯度力摩擦力地转偏向力方向垂直于等压线，由高压指向低压与风向相反垂直于风向，北半球向右偏转，南半球向左偏转类型受力风向图示(北半球)高空中的风水平气压梯度力和地转偏向力最终与等压线平行近地面的风水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力与等压线斜交【特别提醒】1．热力环流的形成过程(1)温压关系(甲、乙、丙三地)：(2)风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压——①②③④处风向。2．几种常见的热力环流形式(1)海陆风①成因分析：②影响与应用：海陆风使海滨地区气温日较差较小，夏季气温低，空气较湿润，是避暑的好地方。(2)山谷风①成因分析：②影