大气的组成、垂直结构及受热过程（讲义）-2025年高考地理一轮复习（新教材新高考）

第06讲大气的组成、垂直结构及受热过程

考点分布教学目标核心素养命题趋势

大气受热2023浙江1月，25题，2分区域认知：能运用图表掌握大近年来以大气组分和

过程2022浙江1月，24-25题，4分气圈层的空间结构。垂直分布示意图为背

2022浙江6月，24-25题，4分人地协调观：说明大气的物质景，考查大气各组分的

2021浙江卷，6-7题，4分组成及人类活动对大气环境的作用及区域差异，分析

2021辽宁卷，4-5题，6分影响。大气垂直分层的特点

2021北京卷,6-7题，6分综合思维：说明各层大气的特及与人类活动的关系。

气温与逆

2021广东卷，12-14题，9分征及成因；理解大气的削弱作多以统计图、示意图为

温

2021全国乙卷，7题，3分用和保温作用；理解大气受热背景，考查大气受热过

2021江苏卷，4-5题，4分过程原理并学会解释相关地理程原理。

2020浙江1月，24-25,6分现象。

地理实践力：结合大气对地面

的保温作用原理解释生产、生

活中的地理现象。

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考点一大气的组成和垂直分层

・夯基•必备基础知识梳理

知识点1大气的组成(基础)

低层大气由干洁空气、水汽和杂质组成。

(1)干洁空气

干洁空气组成氧气：

人类和一切生物维持生命活动必需的物质

其他气体：

二氧化碳是绿色植物进行光合作用基本

原料，温室气体。

氮气：

地球上生物体的基本元素，其化合物可用肥料。

在25千米以下的干洁空气中，氮气、氧气占总体积的99%

(2)水汽和杂质

作用：水汽是成云致雨的必要条件，影响地面和大气的温度，水的相变产生一系列的天气现象。杂质

会使大气的能见度变差，也是成云致雨的必要条件。

降水（成云致雨）的条件：

①充足的水汽；②遇冷凝结；③凝结核

大气中杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。

雨后空气是清新的：

杂质作为凝结核随降雨降落到地面

大气组成主要作用；

1

I

氮气氮是地球上生物体的基本元素

干氧气氧是入不和其砥生物维持生命活动康需的物质

洁

二氧

空绿色植物进行光合作用的基本原料；吸收地面辐射的能力强，使气温升高

化碳

气

臭氧吸收紫外线，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用

「水汽成云致雨的必要条件；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

典题练习

甲烷是仅次于二氧化碳的重要温室气体，主要由沉积物中的微生物产生。青藏高原多热喀斯特地

貌，大气甲烷以自然来源为主，夏季甲烷浓度最高。受周边地区的影响，青藏高原西南部对流层上层

甲烷汇集形成高值区。据此完成下面小题。

1.青藏高原大气甲烷自然来源主要包括（）

①沼泽②放牧③湖泊④高山草原

A.①③B.②③C.②④D.①④

2.青藏高原大气甲烷夏季浓度最高，其影响因素是（）

A.地质活动

B.气温

C.台风

D.植被类型

3.青藏高原西南部对流层上层甲烷汇集的动力是（）

A.西南季风B.东北季风

C.印度低压D.副热带高压

【答案】1.A2.B3.A

【解析】1.结合材料和所学，湿地是永久性或季节性积水区，过饱和的土壤水分提供了良好的无氧环

境，青藏高原沼泽、湖泊较多，①③正确，放牧属于人为来源，②错误；高山草原能吸收甲烷，④错

误，A正确，BCD错误，故选A。

2.结合材料和所学，青藏高原多热喀斯特地貌，大气甲烷以自然来源为主，夏季甲烷浓度最高。夏季

温度升高造成冰川、冻土的融化形成了众多热喀斯特地貌，产生了更多的甲烷排放源，B正确，该区

一年四季地质活动都较为频繁，A错误；青藏高原地区无台风，C错误；夏季植被茂密，对于甲烷有

吸收净化作用，浓度应该降低，与题干不符，D错误，故选B。

3.结合材料和所学，南亚夏季风将印度地区产生的甲烷传输至对流层上层，并在青藏高原西南部汇集形

成高值区，A正确，该区海拔高，北部山脉阻挡，受东北季风影响较小，B错误；夏季印度半岛形成

低气压，但是随气压带风带移动，该区主要盛行西南季风，C错误；受副热带高气压带影响气流会下

沉，不会聚集到对流层的上层，D错误，故选A。

知识点2大气的垂直分层（基础）

分层依据：根据地球大气的温度、密度和运动状况，可将其划分为对流层、平流层和高层大气。

高

低

小

AA层

大

气

平

流

层

对

流

层

多

水汽

尘埃

8~18千米，因纬度和季节

厚度变化的不同而不同。低纬17~

18km,高纬度8〜9km

大气热量主要来自地面辐射,

大气运动

对流显著

水汽尘埃含量多，天气和气

天气状况候变化显著

随高度增加而递减；上冷下

气温变化

热（热量源自地面）

随季节变化：夏季：厚冬季：薄

随纬度变化:

对流层顶至50-55千米；臭

厚度变化

氧层在15-35千米处

大气运动水平运动，大气平稳

水汽杂质少，天气晴朗，

天气状况

能见度好

臭氧吸收太阳辐射，气温随

气温变化

高度增加而上升（上热下冷）

-100-50050100温度（℃）

高度（千米）

120

100

80

60

50-55

40

20

电离层：在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大气分子被分解为离子，使大气处于高度电离状态，所

以称为电禺层。

作用：电离层反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用

小结:

垂直分层气温变化与人类关系

大气卜热上冷，空气上升，对流现象显

对流层随高度升高而盟既

著，与人类关系最密切

平流层随高度升高而大气平稳，天气晴朗，适合飞机飞行

存在若干电离层，对无线电通信后重要

局）层人q随高度增加先降后增

作用

典题练习

国产大飞机C919在一次测试飞行中，巡航高度达到8km。下图为“试飞区域气温随高度变化曲线示意

图”。据此完成下面小题。

海拔高度/km

A.对流层B.平流层C.臭氧层D.高层大气

2.飞机从地面飞到8km高空的过程中（）

A.气温先升高后下降B.空气密度降低

C.气流做水平运动D.气压一直升高

【答案】LA2.B

【解析】1.读图可知，图中对流层气温随海拔高度升高而降低，对流层的平均高度为12km,且图示显

示，气温随高度降低的高度达到16km,此地对流层高度大约为16km,此次飞行中巡航高度达到8km,

位于对流层，A正确，BCD错误，故选A。

2.飞机从地面飞到8km高空的过程中，一直位于对流层，气温随海拔升高而降低，A错误；空气密度

降低，B正确；空气对流显著，C错误；气压随海拔升高逐渐降低，D错误。故选B。

2022年1月15日，汤加首都附近的海底火山剧烈喷发，火山灰与蒸汽在太平洋海面形成“蘑菇云”

云柱（下图），高度可达30多千米。据此完成下列各题。

3.云柱顶端大气层的特征是（）

A.大气的能见度高B.能反射无线电短波

C.气温随高度升高而降低D.吸收波长更短的紫外线而增温

4.此次火山喷发（）

A.可能引发海啸、台风B.可能导致当地气温下降

C.短期内的太阳辐射减弱D.导致全球气温显著升

【答案】3.A4.B

【解析】3.火山灰云柱最高达30多千米已到平流层，平流层以平流运动为主，大气能见度高，A正确;

平流层不能反射无线电短波，是高层大气，B错误；平流层随着高度的增加而增加，C错误；大气中

的臭氧层，在20-25千米，所以33千米不是臭氧层，吸收紫外线D错误；故选A。

4.火山灰长期滞留在大气中，一方面由于火山灰的颗粒较大，能反射太阳光线，另一方面火山灰为水汽

凝结提供大量的凝结核，使云量增加，对太阳辐射的削弱作用增强，使地表获得的太阳辐射减少，地

面辐射是近地面大气的直接热源，进而导致气温下降，B正确。

考点二大气的受热过程与逆温现象

・夯基•必备基础知识梳理

知识点1大气的受热过程（重点）

太阳屋大地H大地施大气H大W还大地

大

气增

后

成

温后形成温

大

气辐

滨

射

大部分太阳辐射射,大部分翦

下

的部

称

到达地面，地面地面辐射的热里分

辐射

逆

吸收太阳辐射后它M

被大气吸收，使大，

热量

分

给

面

增温气增温还

［热量

来源

太阳辐射地面辐射大气辐射

大气的受热过程:

大气的削弱作用：吸收、反射、散射

大气最根本的能量来源：太阳辐射能

近地面大气主要直接热源：地面

大气的保温作用：大气逆辐射

云层越厚云量越大，大气逆辐射越强

名称参与辐射直接热量来源具体过程

大部分太阳辐射穿过大气射到地面，

太阳暖大地太阳辐射太阳辐射

地面吸收后增温

地面增温后以长波辐射的形式向大气

大地暖大气地面辐射地面辐射

传递热量，大气吸收后增温

大气辐射大气增温后形成大气辐射，其中大气

大气返大地太阳辐射大气辐射逆辐射射向地面，对近地面大气热量

(大气吸收)起补偿作用。

【拓展延伸】

(1)物体温度越低，辐射波长越长，因此太阳辐射、地面辐射、大气辐射温度越来越低，波长越来越长。

⑵地面长波辐射，除少部分透过大气射向宇宙空间外，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。

(3)同样是“高处不胜寒”，不同地形的原因不同。平原高空气温低是离地面较远,接受到的地面辐射较

少造成的；高山地区气温低是地面热源太小而“供热不足”以及高空风力和云雾较多、削弱作用强造成

的；高原上气温低是太阳辐射和地面辐射强而大气保温作用弱造成的。

(4)任何物体温度最高时，其辐射最强。就某一地区而言，地方时12点时，太阳辐射最强；地方时

13点时，地面温度最高，地面辐射最强；地方时14点时，大气温度最高，大气辐射(包括大气逆辐射)

最强。

1.能量来源：

(1)根本来源：太阳辐射。

⑵直接来源：地面辐射。

2.两个环节

(1)地面增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。

⑵大气增温：地面以长波辐射的形式向大气传递热量。

3.影响地面获得太阳辐射的主要因素

①天气因素：天气晴朗，云量少，空气能见度高，大气对太阳辐射的削弱量少，到达地面的太阳辐射

多，地面辐射强阴天多，则到达地面的太阳辐射量少。

②下垫面因素:下垫面表面光滑则反射率高，地面辐射量少，吸收少；地面粗糙，则反射率低，吸收量

多。

③纬度因素：纬度越低，太阳高度角越大，穿过大气路径短，太阳辐射被大气削弱少，到达地面辐射

量多；纬度高，太阳高度角小，经过大气路径长，削弱作用强，到达地面辐射量少。

④海拔因素：海拔高，空气稀薄，对太阳辐射削弱少，到达地面的太阳辐射多；反之，海拔低，则到

达地面的太阳辐射量少。

3.大气的两大作用

（一）削弱作用

①表现形式：吸收、反射和散射。

②削弱强度：对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。

吸收：大气对太阳辐射中能量最强的可见光却吸收得很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上来。

平流层大气中的臭氧（03）,主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽（H2O）和

二氧化碳（CO2）等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。

反射：云的反射作用最为显著

云层越低、越厚，云量越多，反射越强。

散射：当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分便以这些质点为中心，向

四面八方弥散，这种现象称为大气的散射。

大气散射有时无选择性，有时具有选择性。

大气散射无选择性时，如树荫下以及室内没有太阳光直接照射也能看到光亮；阴雨天没有见到太阳依

然有光亮；高纬度地区的白夜现象；晨昏蒙影；曙光和暮光等。

【拓展】在日出之前（黎明）和日没以后（黄昏）的一段时间，天空仍然明亮，处于半光明状态。这

段时间，既不是真正的白昼，也不是真正的黑夜，是昼夜交替的过渡时期。天文学称之为晨昏蒙影。

晨昏蒙影是由于大气散射形成的，日出前和日落后太阳光虽然不能直接照射到地面，但可以射到地球

的大气层。高空大气能够对太阳起散射作用，从而引起晨昏蒙影。在高纬度地区，每年有一段时间，

当天的晨昏蒙影与前一天的晨昏蒙影相接，出现白夜现象。纬度越高，白昼持续时间越长。

大气对太阳辐射的散射作用具有选择性。其散射强度与入射光的波长的四次方成反比。

入射光的波长越短越容易被散射，波长越长，越不容易被散射（穿透性强）。

蓝紫光最易被散射，红黄光最不易被散射

案例：红橙色的朝霞；火红色的晚霞；蔚蓝色的天空；红绿灯原理等。

（5）大气对太阳辐射的削弱作用随纬度、时间而变化

图1图2

1）随纬度变化：

纬度越低，太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，到达地面的太阳辐射

越多；纬度越高，太阳辐射被大气削弱得越多，到达地面的太阳辐射越少。

2）随时间变化：

正午太阳高度越大，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，辐射作用越强；反之，被大

气削弱得越多，辐射作用越弱。

作用形式参与作用的大气成分被削弱的光线作用和特点

臭氧（平流层）红外线对可见光吸收得很少，故

吸收太阳辐射不是对流层大气

水汽、二氧化碳（对流层紫外线主要的直接热源。

云层越低、越厚，云量越

云层（作用最显著）、尘多，反射越强。

反射全部光线

埃（较大颗粒的）反射没有选择性，因而反

射光呈白色。

有选择性可见光中

空气分子、微小尘埃晴朗的天空呈蔚蓝色

波长较短的蓝紫光

散射

无选择性各种波长的

较大颗粒的尘埃等阴天的天空呈灰白色

太阳辐射

（二）大气的保温作用：大气逆辐射对地面辐射损失的热量有补偿作用。

案例：月球基本上没有大气，赤道处中午高达127℃,晚上最低达-183℃o月球表面昼夜温差大于

地球表面。

夜昼夜昼

太

阳大

辐辐气

射辐

射射

月月

太球

蜃阳表

面辐面地收吸

辐吸

射太面大

醺射辐

阳r

射

辐a

射辐

射

表面

地球

面

求表

月壬

。

有关

含量

水汽

2和

中CO

与大气

强，

用越

温作

气保

强，大

射越

逆辐

大气

晴

现在

多出

，霜冻

季节

早春

二年

至第

深秋

关；