大气的垂直分层受热过程及运动

第2课大气环境——大气的垂直分层、受热过程及运动一、大气的垂直分层2、各大气层的基本特征：随高度增加而递减下层变化很小，30千米以上，迅速升高地面是大气直接热源臭氧吸收太阳紫外线增温对流运动显著平流运动为主，大气稳定复杂多变天气晴朗与人类关系最密切人类免受紫外线伤害；利于高空飞行。有电离层，能反射无线电波，利于无线电通信无1、分层依据：大气分层气温垂直变化规律原因空气运动天气现象与人类的关系对流层平流层高层大气温度、密度和大气运动状况垂直变化地面8～9KM17~18KM8～9KM赤道北极南极一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？平流层——对流层——平流层按照气温垂直变化规律，下图中反映了有永久性积雪的山脉是（）B重难点剖析:1、需把握的主线:气温变化(从气温入手分析每层的特点)2、对流层和平流层气温变化特点的形成原因(热源来自哪里?)对流层------来自地面(所以温度递减6℃／1000m)平流层-------来自太阳辐射3、对流层高度的时空分布纬度分布----随纬度升高而降低季节分布----同一地区,夏季高于冬季4、逆温现象的成因及其危害（1）逆温含义一般情况下，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”。常温情况：气温直减率为6℃／1000m（2）逆温的类型及成因类型成因特点辐射逆温地面辐射冷却，在晴朗无云或少云的夜晚，地面辐射冷却快，离地面越近，降温越快大陆上常年均可出现，尤以冬季最强平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或水面上，而发生的冷接触作用愈近地表，降温愈快锋面逆温冷暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部出现于锋面附近地形逆温冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动出现于山谷或盆地辐射雾。形成原因：①水汽充足（空气湿润）；②夜晚地面辐射强（夜晚温度低或夜晚降温快）；③空气比较稳定（近地面水汽积存）；④尘埃多，凝结核多。（3）辐射逆温的生消过程（4）逆温的危害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。这是因为逆温层的存在，造成局部大气上热下冷，阻碍了空气对流运动的发展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在它的下面，能见度变差，空气污染加重，尤其是城市及工矿区上空，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。针对训练1.(2007·上海文综卷)气温随高度变化会影响大气的稳定性，从而影响大气污染物的聚集和扩散。下图所示气温与高度关系的四种情况中，最容易导致大气污染物聚集的是解析：当对流层大气出现上热下冷时，大气对流运动受到抑制，风力较小，污染物难以稀释。在四个选项中，A选项随着海拔的升高气温也升高，是明显的“逆温”现象，也最容易导致大气污染物的聚集。答案：A1.大气的热力作用1）能量来源:太阳辐射特点:短波辐射光谱:紫外线区可见光区红外线区二.大气的热状况2)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)紫外线吸收强烈,有选择性,对可见光吸收得少平流层气温随海拔增加而上升水汽、CO2(对流层)红外线反射较大颗粒,云层各种波长无选择性多云的白天气温不高散射空气分子、微小尘埃波长较短的可见光(蓝紫光)有选择性蔚蓝色的天空颗粒较大的尘埃雾粒小水滴各种波长无选择性灰蒙蒙的天空;太空的背景;黎明、黄昏时明亮的天空；云层上的亮光图解大气对太阳辐射的削弱作用影响大气对太阳辐射削弱作用的因素:1、太阳高度（最主要）2、气象因素：（1）、大气的透明度（云雾量的多少）（2）、日照时数3、海拔（地势）2.大气的保温效应太阳辐射大气削弱作用(吸收、散射、反射)地面大气逆辐射宇宙空间大气辐射地面辐射保温效应Max:地方时12时气温最高:14时大气的温室效应大气上界地面地面增温射向宇宙空间大气吸收“太阳暖大地”“大气还大地”“大地暖大气”大气辐射射向地面太阳辐射大气吸收地面吸收短波辐射长波辐射大气逆辐射1、下图是“北半球中纬度某地连续三天的天气状况示意图”，下列叙述正确的是（）A．10月4日平均气温最高B．10月5日昼夜温差最大C．10月6日最易出现霜冻D．10月5日恰逢冷锋过境10月4日昼夜10月5日昼夜10月6日昼夜B针对训练2．根据下图所给内容，完成下列要求。(1)图中①、②、③各表示什么辐射：①________辐射；②________辐射；③________辐射。太阳地面大气逆(2)图中④表示大气对太阳辐射的________作用。(3)大气能吸收地面辐射的________%～________%，对地面起到________作用。削弱7595保温(4)影响图中①的强度的最主要因素是________，这是因为________，。(5)地面增温主要来自图中的________，大气受热主要来自图中的________。(填代号)太阳高度角太阳高度角越大，单位面积地面获得的热量越多太阳高度角越大，经过大气层的路程越短，被削弱得越少①②3、长江中下游平原比华北平原纬度低，但年太阳辐射总量却比华北平原小。其原因主要与图中的哪个因素数值大有关（）A．①B．②C．④D．⑤A太阳地面大气宇宙①②③④⑤③三、热力环流1．热力环流的形成由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流，其形成过程如下图所示：注：空间气压值相等的各点所组成的面，称为等压面。等压面凸起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。热量差―→大气上升或下降―→同一水平面上的气压差异―→大气水平运动。注意:①热力环流产生的先后次序②气压的比较一定要在同一水平面上③气压与高度、温度的关系—成反比④等压面的判读(高高、低低的原则)⑤低压中心和低压槽(天气状况:阴雨)高压中心和高压脊(天气状况:晴朗)⑥对比分析几种常见的热力环流(海陆风、山谷风、城市风、焚风效应)这几种风产生的根本原因是一致的：即地面冷热不均ABC高低低高高低冷热不均引起的热力环流空气垂直运动同一水平面气压差空气水平运动—风地区间的冷热不均太阳辐射差异造成引起热力环流导致促使因果因果大气运动最基本的、最简单的运动形式学法指导等压面的判读(1)在垂直方向上，高度越高，气压越低。(如图A)(2)若地面海拔相同，冷热均匀，等压面与等高线重合且与地面平行。(如图A)(3)若地面冷热不均，等压面发生弯曲，等压面向上凸的地方为高压区，向下凹的地方为低压区。即“凸高(气压)为低(气压)，凸低为高”。(如图B)(4)近地面的气压与高空气压高低值相反,体现出“热胀冷缩”的原理.(5)判断陆地与海洋、城市与郊区冬季，近地面等压面凹(高空凸)是海洋。夏季，近地面等压面凹(高空凸)是陆地。城市，近地面等压面凹(高空凸)。郊区，近地面等压面凸(高空凹)。2．常见的热力环流热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同、山谷山顶冷热不均、人类活动都有可能导致热力环流的形成。(1)海陆风：白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气膨胀上升，高空气压比原来气压升高，空气由大陆流向海洋；近地面陆地形成低气压，而海洋上因气温低，加之因有空气流入形成下沉空气，形成高气压，使近地面空气由海洋流向大陆，形成海风；夜间与白天大气的热力作用相反形成陆风。如图：近地面与600米高空垂直气压差(百帕)某沿海地区海陆风形成的热力环流剖面图1．有关气压分布状况的叙述，正确的是A．①地气压低于②地B．③地气压高于④地C．近地面同一等压面的分布高度①地比②地低D．高空同一等压面的分布高度④地比③地高2．下列说法正确的是A．a的风向为东南风B．b为上升气流C．c的风向为西南风D．d为上升气流(2)山谷风：白天因山坡上的空气增热强烈，于是暖空气沿坡上升，形成谷风；夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山风。如下图：易形成夜雨(3)城市风：由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放出大量的人为热，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。当大气环流微弱时，由于城市热岛的存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，在城市和郊区之间形成了小型的热力环流，称为城市风。如下图：例：下图表示某研究小组实测的上海市某日14时气温分布状况。读图完成下列要求：（1）在图中补绘35.0℃、35.5℃的两条等温线。（2）简述上海市此时气温的分布特点。城区高、郊区低（由市区向郊区递减）。偏南风（东南风）偏北风（西北风）（3）图中P点夏季的盛行风向为_____________。若仅考虑当地的气温分布，P点此时近地面的风向应为__________________。●图1阴影部分表示林地，空白部分表示均质裸地。若此时反映的是北半球中纬度某地区的冬季情况，据图分析完成1、图中B、D两处的风向分别是（）A．西北风和东南风B．西风和东风C．东南风和西北风D．西南风和东北风A2、图2是图1中A、B、C、D四点对应的四种等压面的画法，正确的是C图解气温、气压、气流的关系针对训练(2010·广州模拟)读下图，回答(1)～(2)题。不同地形的气温日变化(黑龙江)(1)下列叙述正确的是()A．一天中最高气温出现在谷地B．山顶气温日变化最小C．山顶冬季日温差大于夏季日温差D．山谷冬季日温差远大于夏季日温差(2)导致一天中最低温出现在山谷的主要原因是()A．山谷地形闭塞，降温快B．夜间吹谷风，谷地散热快C．夜间吹山风,冷空气沿山坡下沉集聚在谷地D．谷地多夜雨，降温快解析：从图中可以看出，山顶冬季气温最低值比谷地和陡崖高，最高气温介于谷地和陡崖之间，气温日较差最小；夏季，山顶最低气温最高，最高气温最低，气温日较差最小，所以，山顶气温日变化最小。导致一天中最低温出现在山谷的主要原因是夜间吹山风，冷空气沿山坡下沉集聚在谷地，同时山谷近地面空气受地面影响大，夜晚地面降温，空气的降温幅度也会相应增大。四、大气的水平运动规律图示高空与低空产生的风向特点例:下图箭头表示北半球某地高空大气的运动方向,图中哪条虚线为槽线A.甲B.乙C.丙D.丁答案:C针对训练（课本P36左下角“例3”）(2007·海南卷)下图为某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。回答(1)～(3)题。(1)若此图表示北半球，PMPN，则O点风向为()A．⑥或⑦B．②或⑥C．④或⑧D．③或④(2)若此图表示高空等高面，PMPN，则O点风向为()A．③或④B．②或⑧C．③或⑦D．⑥或⑦(3)近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向()A．与空气运动方向成180°角B．与空气运动方向成90°角C．与气压梯度力方向成90°角D．与气压梯度力方向成180°角命题视角1主要考查地面辐射和大气逆辐射概念理解例1(2009·广东)地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐射。读下图并结合所学知识，回答(1)～(2)题。（课本P37“高考集锦”）黄河流域多年平均年有效辐射总量等值线图（单位：MJ/m2）(1)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C．由甲地向丙地逐渐减少D．由丙地向乙地逐渐减少解析：(1)读图可知，由甲地向乙地变化不大，由甲地、乙地向丙地均逐渐减少。(2)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．空气湿度越低，大气逆辐射越弱D．空气湿度大、云量多，大气逆辐射强解析：(2)物体的温度越高，其辐射越强。规律方法总结：等值线图的解题思路：判读等值线时，一般要从以下几方面入手：(1)读出或判断出等值线的名称，明白图中是什么类型的等值线；(2)读出等值线的延伸方向并分析原因；(3)找出等值线的极值；(4)判断等值线的密度；(5)找出图中等值线比较特殊的地方，并分析其产生的原因，如等高线图中可能会出现几条线交会的地方，这表示悬崖；等压线非常稠密且气压较低的环形区域，可能存在着台风。命