高中地理教案大气的组成垂直分层和大气热状况

高三地理高考第一轮单元复习

大 气

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●考点目标定位

1.大气的组成成分对地理环境的影响，大气各层的特点及对人类活动的影响。

2.大气热力作用的过程及与人类活动的关系。

3.热力环流、气旋、反气旋、三圈环流、季风环流等大气环流形式及成因、地理意义。

4.气温、降水的时空变化及与人类活动的关系，副热带高压脊的时空变化过程对我国降水的影响。

5.气候类型、分布及规律，气候类型的分析和判断。

6.气候在地理环境中的作用和地位，气候对其他自然环境要素的影响，气候与人类活动之间的关系。

7.生活化地理现象的发现、分析、阐释、评价，运用掌握的知识、方法解决实际问题，如南方的梅雨、北方夏季暴雨、江淮地区的伏旱、20XX年黄淮地区的洪涝、20XX年南方部分省份的干旱等。

第一讲 大气的组成、垂直分层和大气热状况

●知识梳理

一、低层大气的组成及各成分的作用

人类活动对大气成分的影响

1.二氧化碳含量增加：人类活动燃烧煤、石油等矿物燃料，不断向大气中排放大量的二氧化碳；大量森林被砍伐，从而使大气中的二氧化碳的含量增加。

2.大气中臭氧总量的减少：随着冰箱、空调的广泛使用，释放出大量的氟氯烃化合物，使大气中的臭氧总量减少。

思考讨论

大气成分的变化能带来哪些危害？

提示：加剧温室效应，使全球变暖；形成臭氧空洞，危害人体健康。

二、大气的垂直分层

1.分层依据：据大气的温度、密度和大气运动状况将大气划分为对流层、平流层和高层大气。

2.各层特点

思考讨论

对流层的高度随纬度有何变化?为什么？

提示：对流层高度随纬度增加而降低。低纬度地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所及高度大，对流层顶高；高纬度相反。

三、大气的热力作用

1.大气对太阳辐射的削弱作用

（1）吸收作用：具有选择性。平流层大气中的臭氧主要吸收紫外线；对流层的水汽和二氧化碳主要吸收红外线。

（2）反射：无选择性。反射量的多少与云层厚度、云量多少有关。

（3）散射：有选择性。散射可以改变太阳辐射的方向，使一部分太阳辐射不能到达地面；波长较短的蓝色、紫色光最易被散射。

经大气对太阳辐射的削弱后，到达地面的太阳辐射主要是可见光部分。

2.大气的保温效应

①太阳辐射使地面增温：地面吸收太阳短波辐射后，温度增高，同时又以长波辐射的形式把热量向外辐射。②地面辐射使大气增温：对流层大气中的水汽和二氧化碳对太阳短波辐射的吸收能力很差，但对地面长波辐射的吸收能力很强，因此地面辐射的绝大部分能量被保留在大气中，使大气增温。③大气逆辐射对地面起保温作用：大气增温的同时，也向外放出长波辐射，其中的大部分向下射向地面，称为大气逆辐射，被地面吸收，补偿了地面的热量损失，起到保温作用。

3.意义：大气对太阳辐射的削弱作用，使得到达地面的太阳辐射减少，从而使得白天气温不至于过高；而大气对太阳辐射的保温作用，使夜晚地面散热不至于过多，从而使夜晚气温不至于过低，对形成适宜于人类生存的温度环境起到了重要作用。

思考讨论

云量的多少对气温有何影响？

提示：云量对气温的影响分白天和夜间两种情况。白天多云，太阳辐射经过大气层时，被削弱的多（吸收、反射、散射多），故气温偏低；夜间多云，大气逆辐射强，对地面的保温作用强，气温较高。

●疑难突破

逆温现象的成因及其危害

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”。

造成逆温现象的原因有很多种：一是地面辐射冷却。在晴朗无云或少云的夜间，地面辐射冷却快，贴近地面的气层也随之降温，离地面愈近，降温愈快，因此形成了自地面开始的逆温（如上图）。这种逆温在大陆上常年都可出现，尤以冬季最强。二是空气平流。当暖空气水平移动到冷的地面或水面上，会发生接触冷却的作用。愈近地表，降温愈快，于是产生逆温现象。三是锋面因素。在锋面上，如果冷暖空气的温度差异比较显著，由于暖空气位于锋面之上，而冷空气位于锋面之下，也会产生明显的逆温现象，如下图。

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。由于逆温层的存在，造成局部大气上热下冷，阻碍了空气垂直运动的发展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在它的下面，使能见度变差。空气污染加重；尤其是城市及工业区上空，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，如光化学烟雾等。

●典例剖析

【例1】 （2000年广东，34）下图中图乙表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为T，3000米高空的实际温度为TS，当TS≥T时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图（图甲）”，回答问题。

（1）若TS稳定在－8 ℃，该城市气温至少要上升到______________℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为_____________________时。

（2）一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到“净化”空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净因素，上午体育锻炼的时间宜选在_____________________时以后。

命题意图：本题考查学生的环境意识，灵活运用各方面知识进行综合分析解决问题的能力。

易错分析：该题图文信息丰富，涉及到的知识点有：对流层气温的垂直变化规律（空间上）、气温的日变化规律（时间上）、逆温的概念等等。设问平淡，实际上深刻，能体现数学思维方法在地理学科中的运用。如不能正确理解上述问题，则易出错。

解题思路：地面以上12千米（平均高度）范围为对流层，对流层大气热量的直接来源是地面，故对流层大气温度随海拔增高而降低，每升高1000米，气温下降6 ℃；由于大气上冷下热，引起大气的垂直对流运动，在此过程中，近地面空气得到净化。按气温垂直递减规律，如果3000米高空气温为－8 ℃，则地面空气温度应为：－8 ℃+3×6 ℃=10 ℃，所以第（1）题中，该城市气温要上升到10 ℃以上时，地面空气才能够膨胀上升，逆温现象才会结束；对照图乙，该城市气温大于10 ℃的时间是一天中的8时至次日2时，（夜间）2时以后地面气温低于10 ℃，开始出现逆温现象，一直延续到早晨8时，逆温现象才结束。如果逆温结束2小时后，近地表对流才能起到“净化空气”的作用。按照题意，上午体育锻炼的时间宜选在早晨8时以后的2小时后，也即10点钟。

答案：（1）10 8 （2）10

【例2】 （20XX年全国卷四，7～9）下图是“大气垂直分层示意图”，读图回答（1）～（3）题。

（1）图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是

A.① B.② C.③ D.④

（2）对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）20XX年10月，我国发射的“神舟”五号飞船运行轨道所在的大气层

A.气温在－50 ℃到20 ℃之间

B.气温随高度增加平稳下降

C.最低气温约为－80 ℃

D.最高气温约为40 ℃

命题意图：本题考查学生对统计图表的数字信息与曲线分布信息的认定能力；具体考查大气垂直分层和各层特点。

易错分析：对各层温度变化不理解及对各层特点掌握不好，易出现错误。

解题思路：第（1）题，初步认定上述图像信息，特别是0 ℃；认定四条曲线在近地面的温度值；认定①③④三条温度曲线的变化趋势和数值与实际不符；而曲线②符合实际情况，故为B选项。第（2）题，回忆短波通信是通过电离层而完成的基础知识，故选择D。第（3）题，明确飞船运行轨道是在外层大气中；读图认定相关信息，逐一筛选四项文字选项；着眼于②曲线Ⅲ层大气气温变化特点，确定C为正确答案。

答案：（1）B （2）D （3）C

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/1059cbf024c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ecef.html