高考地理一轮复习第三单元天气与气候第一节大气垂直分层及大气的受热过程课件

第三单元天气与气候第一节大气垂直分层及大气的受热过程必备知识·导学思练一、大气的组成和垂直分层读干洁空气的组成图,并完成下列问题。1.大气的组成成分及其作用:组成成分占大气体积比作用干洁空气氮78%地球生物体内_______的重要组成部分氧21%人类和一切生物维持生命活动必需的物质二氧化碳很少绿色植物进行_________的原料,并能调节地表温度臭氧极少能强烈吸收_______,使生物免受过多紫外线的伤害水汽很少,因时因地而异水的相变产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象,直接影响地面和大气温度固体杂质作为_______,是成云致雨的必要条件蛋白质光合作用紫外线凝结核2.大气的垂直分层:(1)分层依据:大气在垂直方向上的温度、密度及_____状况的差异。(2)垂直分层。运动主要特点特点成因与人类的关系对流层气温随高度增加而__________是低层大气主要的直接热源人类生活在对流层底部,该层与人类关系最密切空气_____运动显著该层上部冷、下部热天气现象复杂多变集中了大气质量的四分之三和几乎全部的水汽与固体杂质;对流运动易成云致雨降低地面对流主要特点特点成因与人类的关系平流层气温随高度增加而_____臭氧吸收太阳紫外线水平运动有利于高空飞行;________有保护地球生命的作用_____运动为主上热下冷,大气稳定天气晴朗水汽杂质少,气流平稳高层大气气温随高度增加_____________;大气密度极小距地面远,受到引力小80～500km有若干_______,能反射无线电短波,对无线电通信有重要作用升高水平臭氧层先降低后增加电离层【图表应用】在下图中绘制大气垂直方向的温度变化曲线,并填写大气垂直分层名称。说明各层大气与人类活动的关系。提示:如下图。二、大气受热过程读大气受热过程示意图,并完成下列问题。1.两个能量来源:(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_________。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。太阳辐射地面辐射地面地面辐射3.两大作用:(1)对太阳辐射的削弱作用:大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、_____和散射作用。(2)大气对地面的保温作用:___________(图中C)将部分热量还给地面,对近地面大气热量的补偿作用。4.主要影响:大气的受热过程影响着大气的冷热状况、温度分布和变化,制约着大气的运动状态。反射大气逆辐射【探索应用】如图所示,投射到地面的太阳辐射,并不能全部被地面所吸收,其中又有一部分被地面反射回宇宙空间。地面对太阳辐射的反射率大小,取决于地面的性质,如颜色、干湿状况、粗糙程度等。不同性质的地面,反射率的差异较大。(1)比较不同性质地面的反射率,说一说哪些种类地面的反射率较高,哪些种类地面的反射率较低。提示:新雪反射率最高,冰、城市水泥路面的反射率较高,赤道附近海洋反射率最低。(2)分析地面性质与反射率之间的关系。提示:颜色越浅、湿度越大、地面越光滑,反射率越大;反之越小。关键能力·层级突破基础考点1大气受热过程分析及其应用【研析考题】例1大气的增温效应(2020·浙江7月选考)氧化亚氮(N2O)在百年尺度内的增温效应是等量二氧化碳的近300倍。农田是氧化亚氮的第一大排放源。氧化亚氮具有增温效应,主要是因为 (

)A.大气辐射总量增加 B.大气吸收作用增强C.地面辐射总量增加 D.地面反射作用增强【思路分析】材料解读氧化亚氮(N2O)在百年尺度内的增温效应是等量二氧化碳的近300倍→大气吸收太阳辐射和地面辐射引起增温我的思路___________________________________________________

【解析】选B。类比二氧化碳可知,氧化亚氮具有更强的吸收地面长波辐射的能力,从而使大气增温,B正确。例2气温的日变化(2017·全国卷Ⅰ)我国某地为保证葡萄植株安全越冬,采用双层覆膜技术(两层覆膜间留有一定空间),效果显著。如图中的曲线示意当地寒冷期(12月至次年2月)丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。据此完成(1)、(2)题。(1)图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是(

)A.① B.② C.③ D.④(2)该地寒冷期(

)A.最低气温高于-16℃B.气温日变化因积雪状况差异较大C.膜内温度日变化因积雪状况差异较大D.膜内温度日变化与气温日变化一致【思路分析】材料解读曲线示意当地寒冷期气温日变化→膜内温度要高于膜外温度平均气温→不能确定该地寒冷期的最低气温数值图像解读①②曲线→当地寒冷期丰、枯雪年的膜内平均温度日变化,差异较大③④曲线→当地寒冷期丰、枯雪年的平均气温日变化,差异较小①②曲线和③④曲线变化差异明显我的思路(1)__________________________________________(2)__________________________________________【解析】(1)选B,(2)选C。第(1)题,双层覆膜是为了保证葡萄植株安全越冬,所以具有保温作用;①、②温度较③、④高,所以①、②为膜内平均温度图;在丰雪年,由于丰厚雪被的保护,双膜内平均温度变幅较小,且平均气温高;在枯雪年,由于没有丰厚雪被的保护,双膜内平均温度变幅较大,且平均气温低。第(2)题,由图可知,图中给出的平均气温,无法判断最低气温高于-16℃;丰雪年与枯雪年气温相差1℃左右,所以气温日变化相差不大;丰雪年膜内平均温度变幅较小,而枯雪年膜内平均温度变幅大,所以膜内温度日变化因积雪状况差异较大;从图中可以看出,在枯雪年膜内温度日变化与气温日变化一致,但是丰雪年膜内温度日变化变幅较小,与气温日变化不一致。【备选例题】(2017·浙江选考)1960年以来,青藏高原的积雪厚度呈现出大-小-大的年际变化。下列地理过程因果关系正确的是 (

)A.积雪厚度大-大气反射量少-年平均气温低B.积雪厚度大-地面吸收量多-年平均气温高C.积雪厚度小-大气吸收量少-年平均气温低D.积雪厚度小-地面反射量少-年平均气温高

【思路分析】材料解读积雪厚度大(小)→太阳辐射的反射率大(小)→地面接收到的太阳辐射少(多)→地面热量吸收少(多)→近地面的大气温度低(高)我的思路________________________________________________【解析】选D。积雪厚度大,反射太阳辐射多,地面吸收热量少;地面辐射弱,大气吸收热量少,大气逆辐射弱,年平均气温低。反之,则年平均气温高。【关联知识】关联1大气受热过程原理及其应用1.大气受热过程原理:2.大气受热过程原理的应用:(1)利用大气的削弱作用原理分析某一地区太阳能的多少。①高海拔地区:(如青藏高原地区)②内陆地区:(如我国西北地区)③湿润内陆盆地:(如四川盆地)(2)大气保温作用原理应用→分析生产、生活现象。①解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响:②分析农业实践中的一些现象:a.我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。b.深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。c.华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。d.干旱半干旱地区的果园中铺鹅卵石,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。关联2昼夜温差大小的探究分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。天气状况晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大地势高低地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大下垫面性质下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小,如海洋的昼夜温差一般小于陆地【知识拓展】阴天昼夜温差小阴天的时候,白天的云层厚实,太阳辐射不容易直接到达地面,从而使地面辐射减少,因此气温就不会很高。所以多云的白天气温较低。就好比大中午的时候打伞,遮阳隔热。阴天的时候,晚上的云层厚实,地面辐射依然不断地把热量从地面带走,但因为云层能吸收大量的地面辐射,且能把地面辐射转化成大气逆辐射,重新返回给地面,所以这时气温会比较高。就好比晚上你盖了一层棉被,所以不觉得冷。综上,白天气温不高,夜晚气温不低,从而温差就小。【对点训练】

(2019·全国卷Ⅱ)积云为常见的一类云,其形成受下垫面影响强烈。空气在对流过程中,气流携带来自下垫面的水汽上升,温度不断下降,至凝结温度时,水汽凝结成云。水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度。据此完成1、2题。1.大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布,因此积云常常呈(

)A.连续层片状 B.鱼鳞状C.间隔团块状 D.条带状2.在下垫面温度决定水汽凝结高度的区域,积云的云底高度低值多出现在(

)A.日出前后 B.正午 C.日落前后 D.午夜【解析】1选C,2选A。第1题,根据材料可知云是空气在对流过程中,水汽随气流上升,温度下降,凝结形成,可知云的形成和大气对流中的上升气流有关。而大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布,上升气流可形成云,但下沉气流不能形成云,因此积云应呈上下间隔的团块状,而并非连续层片状;条带状与鱼鳞状并非上下分布,而应呈水平层状。第2题,水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度,近地面气温越低,水汽开始凝结的高度越低。一般一天中最低气温出现在日出前后,所以积云的云底高度低值多出现在此时。【加固训练】

(2021·青岛模拟)最新研究发现,鸟粪可以降低北极的气温。每年迁徙至北极地区的鸟类产生的鸟粪被微生物分解后,会释放约4万千克的氨,氨与海水浪花喷洒出的硫酸盐及水分子混合后,形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒。这些尘埃颗粒物不仅集中在鸟群附近,在整个北极均有分布。左图示意大气受热过程,右图示意北极地区海鸟。据此完成1、2题。1.鸟粪对北极地区气温的影响主要环节是 (

)A.①增强 B.②增强C.③增强 D.④增强2.该影响最明显的季节是 (

)A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季【解析】1选A,2选B。第1题,据材料可知,鸟粪被微生物分解后,会释放出氨,氨与海水浪花喷洒出的硫酸盐及水分子混合后,形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒,这些颗粒会增强大气的削弱作用,使得到达地面的太阳辐射量减少,从而降低北极的气温。第2题,夏季气温较高,微生物数量较多,鸟粪被微生物分解的量较多,形成悬浮在空气中的尘埃颗粒较多,对降温影响最明显。综合考点2运用综合思维,探究逆温的成因与影响【研析考题】例1逆温现象的成因

(经典高考题)逆温是在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象。某校气象兴趣小组在10月下旬晴朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定。如图为该小组多次观测所得的逆温时空变化平均结果。据此读图完成(1)、(2)题。(1)下列关于该地逆温特征的描述,正确的是 (

)A.逆温强度近地面较大,向上减小B.逆温强度午夜达到最大,后减弱C.逆温现象日落前出现,日出前消失D.强逆温前半夜增速慢,后半夜降速快(2)逆温层上界峰值在时间上滞后强逆温层上界峰值的主要原因是 (

)A.大气吸收地面辐射存在昼夜差异B.大气散射、反射在高度上存在差异C.空气上下热量传递存在时间差异D.下垫面反射率在时间上存在差异【思路分析】材料解读10月下旬晴朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定→该地逆温是近地面辐射冷却而形成图像解读①实线表示强逆温层的分布,虚线表示逆温层的分布→强逆温层的上界主要分布在50m以下→逆温强度近地面较大,向上减小②逆温现象消失的时间在10时左右③强逆温的时间分布曲线,前半部分相对较陡,后半部分相对较缓→前半夜增速快,后半夜降速慢我的思路(1)___________________________________________________(2)___________________________________________________【解析】(1)选A,(2)选C。第(1)题,首先,读图例,实线表示强逆温层的分布,虚线表示逆温层的分布。实线即强逆温层的上界主要分布在50m以下,故逆温强度近地面较大,向上减小;逆温是因为近地面降温太快,导致出现下冷上暖的大气结构,一天中气温最低时在日出前后,此时逆温强度达到最大,后减弱;逆温现象消失的时间在10时左右,我国南方在此季节10时早已日出;根据强逆温的时间分布曲线可知,前半部分相对较陡,后半部分相对较缓,故前半夜增速快,后半夜降速慢。第(2)题,该地逆温是近地面辐射冷却而形成。近地面的空气首先辐射冷却,而热量传递需要时间过程,故离近地面越远,逆温出现的时间越晚;逆温峰值在时间分布上的差异主要在夜间(23时和5时),昼夜差异不是导致其出现的原因;大气的散射与反射作用主要影响地面对太阳短波辐射的吸收,与逆温没有关系;下垫面反射的是太阳短波辐射,与逆温的形成无关。例2逆温现象的影响大气污染物,特别是PM2.5一般都集中在对流层低层,也就是距离地面1～1.5km的位置,这一层也叫作边界层。在一天中,下午2时边界层最高,距离地面1.5～2km,晚上可能降低至200～300m。据此完成(1)、(2)题。(1)据材料分析影响雾霾边界层高度的直接因素是 (

)A.太阳辐射 B.地温C.气温 D.污染物的浓度(2)下图为某市某日不同时间气温垂直变化图,如果只考虑温度的影响,雾霾层高度最低的时间为 (

)A.5时 B.20时 C.15时 D.8时【思路分析】材料解读在一天中,下午2时边界层最高,距离地面1.5～2km,晚上可能降低至200～300m→气温是影响雾霾边界层高度的直接因素图像解读20时逆温现象最严重→不利于污染物的扩散,雾霾最严重我的思路(1)___________________________________________________(2)_____________________________________________________【解析】(1)选C,(2)选B。第(1)题,据材料可知,在一天中,下午2时边界层最高,距离地面1.5～2km,晚上可能降低至200～300m,说明气温是影响雾霾边界层高度的直接因素。第(2)题,据图可知,20时逆温现象最严重,不利于污染物的扩散,雾霾最严重。

【关联原理】关联1抓原理——逆温的类型及成因(1)类型。类型发生的条件出现的地区辐射逆温经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面有效辐射很强,近地面大气层气温迅速下降,而高处大气层降温较慢中高纬度大陆冬季黎明前平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或气团上中纬度沿海地区类型发生的条件出现的地区地形逆温主要由地形造成,由于山坡散热快,冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升盆地和谷地夜间锋面逆温锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著锋面活动地区(2)逆温的形成与消失过程:晴朗无云的夜间或黎明,由于大气逆辐射较弱,地面辐射散失热量多,从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温现象黎明前最强,日出后逆温层自下而上逐渐消失。关联2析应用——逆温的影响(1)有利方面。①逆温的出现阻碍了空气对流,因此可以抑制沙尘暴的发生。②逆温出现在高空,有利于飞机的飞行。③和其他天气现象一样,逆温可当成一种气候资源加以利用。例如,在我国新疆伊犁河谷,逆温出现在10月至次年3月,长达半年之久,有效地提高了冬季谷地的温度,多年生果树越冬可以免受冻害等。(2)不利方面。①逆温时大气结构比较稳定,容易加重大气污染。②对天气的影响:容易产生大雾等不利天气。③对交通的影响:能见度降低,地面湿滑。【构建模型】【对点训练】(2021·苏州模拟)读南京北郊秋季某日垂直温度梯度时空变化图(单位:℃/100m),完成1～3题。1.该日,此地发生大气逆温现象的时段是 (

)A.8时-16时30分 B.17时-23时C.16时30分-次日6时 D.23时-次日5时2.发生大气逆温现象的最大高度约为 (

)A.500m B.100m C.350m D.150m3.当某地大气发生逆温现象时 (

)A.空气对流更加显著B.抑制污染物向上扩散C.有利于大气成云致雨D.减少大气中臭氧的含量【解析】1选C,2选C,3选B。第1题,图中所给垂直温度梯度(℃/100m)并不是气温,而是上升一个单位高程后气温的变化值,正负表示温度升高或降低,只要垂直温度梯度等于或大于零,说明随高度的增加温度上升,就属于逆温现象。据此可知,该地16时30分至次日6时发生逆温现象。第2题,只要垂直温度梯度等于或大于零,就属于逆温现象,其中垂直温度梯度等于0处对应的海拔为发生大气逆温现象的最大高度,约为350m。第3题,当某地大气发生逆温现象时,空气对流减弱;抑制污染物向上扩散,污染程度加重。一般不利于成云致雨,对大气中臭氧的含量无影响。【加固训练】(2021·郴州模拟)逆温是指某高度大气实际温度高于理论温度的现象,河流和湖泊中有时也会出现逆温现象。读阿根廷某湖泊不同季节垂直水温变化图,回答(1)、(2)题。(1)图中能反映逆温现象的曲线及其出现的月份是 (

)A.①

7月 B.②

7月C.①

1月 D.②

1月(2)此时该湖泊出现逆温的原因是 (

)A.处于夏季,湖泊水温上升过快B.处于冬季,表层湖水受外界降温影响大C.湖底在此时因为有火山喷发,从底部释放大量热能D.该季节湖水运动频率过高【解析】(1)选A,(2)选B。第(1)题,河流和湖泊出现逆温现象,说明随深度增加水温出现升高现象。读图可知,曲线①随深度增加水温出现升高现象,所以曲线①反映逆温现象;曲线①湖泊水面温度为0℃,应该为当地冬季,阿根廷为南半球国家,当地冬季为7月。第(2)题,出现逆温的季节为当地冬季;湖泊出现逆温的原因应该是当地冬季湖面降温快,而湖底降温慢,所以形成逆温;火山喷发是偶然现象,此图反映的是不同季节垂直水温变化图,是一个平均状况,不是偶然发生的;湖水运动频率过高不是发生逆温的原因。新动向·新情境·新预测【命题新素材】材料一银川市主城区在全年各季中均有逆温层存在。据统计,银川市2013-2015年逐月平均逆温强度和厚度如图所示。材料二受区域静温、逆温及高湿等不利气象因素综合影响,2019年9月25日起,京津冀及周边地区出现了一次区域性大气污染过程,影响范围包括京津冀大部分地区、河南省全境、山东省大部分地区以及江苏省、安徽省北部部分城市。2019年9月25日24时,北京市启动空气重污染橙色预警。在此期间,北京中小学、幼儿园、少年宫及校外教育机构停止户外课程及活动。【关键词句】逆温、逆温强度和厚度、空气重污染【命题导向】逆温的产生原因、银川市逆温的时间分布特征、逆温的不利影响等。【高考新命题】【命题示例】(1)据如图概括银川市逆温时间分布特征。(2)据材料分析逆温所产生的影响。给材料我命题——学以致用【我的命题】(3)(选择题或综合题)___________________________答案:(1)冬半年逆温强度和厚度大于夏半年;逐月逆温强度变化差异较大,在1月、7月、10月、11月20时逆温强度大于8时的逆温强度,在其他月份相反;8时逆温厚度始终大于20时逆温厚度。(2)加剧大气环境污染;危害人体健康;逆温易导致雾霾天气,从而影响交通。(3)_________________________________________________________【命