高三(大气组成和垂直分层)

1/8必修一讲义（大气的组成和垂直分层）一、低层大气的组成大气的组成各种气体的作用干洁空气氧体积分数约占21%，人类和一切生物维持生命活动所必需的物质氮体积分数约占78%、组成生物体的基本成分二氧化碳绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用臭氧吸收紫外线（地球生命的保护伞），影响平流层气温水汽三种相态变化，成云致雨的必要条件（凝结核），强烈吸收长波辐射，含量变化大固体杂质成云致雨的必要条件，影响大气温度和质量思考：1.大气中CO2含量增加的原因？2.为什么臭氧层被誉为“地球生命的保护伞”？3.大气中臭氧含量减少的原因？二、大气的垂直分层2/8垂直分层高度分布（Km）主要特点与人类关系气温垂直变化空气运动特点对流层平均高度12km随高度增加而降低对流运动显著天气现象复杂多变，与人类密切平流层对流层顶到50-55km随高度增加而增高以平流运动为主天气晴朗，人类生存的天然屏障，气流平稳有利于高空飞行高层大气平流层顶至2000到3000km空气密度小，在80-500千米高空有若干电离层无天气现象，反射无线电波短波通讯；探索宇宙的高度1.划分依据依据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分为对流层、平流层和高层大气。2.垂直分层（1）对流层①包含整个大气质量的3/4，和几乎全部的水汽、杂质②气温随高度的增加而递减，气温垂直递减率：—0.6℃/100m原因：地面是对流层大气的主要直接热源③对流运动显著（下热上冷对流运动旺盛）中纬度厚度约为12千米低纬：17——18千米中纬：10——12千米高纬：8——9千米对流层受纬度和季节影响：低纬度厚高纬度薄，夏季后冬季薄④天气现象复杂多变（2）平流层①范围：自对流层顶至50——55千米②气温随高度增高22——27千米高空有臭氧层，吸收紫外线而升温③气流以平流运动为主，天气晴朗下冷上热，大气以平流运动为主，大气稳定利于高空飞行（3）高层大气①范围：平流层顶至2000—3000千米高空②气压低、密度小③80—500千米高空，若干电离层，影响无线电短波通信④美丽耀眼的极光多发生在这一层课堂练习1.关于干洁空气组成成分作用的叙述，正确的是①氮是绿色植物光合作用的原料②氧是组成地球生物体的基本成分③二氧化碳可以对地面起保温作用④臭氧能大量吸收太阳辐射中的紫外线A．①②B．①③C．②④D．③④2．同一季节，下列城市上空对流层高度从高到低正确的是①新加坡②北京③漠河④摩尔曼斯克A．①②③④B．①③②④C．②③①④D．②④①③3.臭氧层位于A.对流层顶部B.对流层与平流层的交界处3/8C.平流层中D.高层大气中4.臭氧层能够大量吸收A.太阳辐射中的紫外线B.太阳辐射中的红外线C.地面辐射D.大气辐射5.保护臭氧层的有效对策是A.建立大范围的热带雨林自然保护区B.各国共同行动，联合治理酸雨和汽车尾气污染C.各国共同行动，禁止氟氯烃化合物的排放D.严格控制发达国家CO2的排放量6.破坏臭氧层的最主要物质是A．碳氢化合物B．氟氯烃化合物C．氮氧化合物D．二氧化碳7.某地对流层顶气温为﹣50℃，近地面气温为11℃，该地对流层厚度为A．10．17kmB．9．34kmC．11．47kmD．12．02km下图示意大气垂直分层，读图作8—11题：8．图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是A．①B．②C．③D．④9．对短波通讯有重要意义的电离层和有“地球生命的保护伞”之称的臭氧层分别位于A．Ⅰ层顶部、Ⅲ层B．Ⅱ层底部、Ⅲ层C．Ⅰ层顶部、Ⅱ层中部D．Ⅲ层、Ⅱ层中部10．2005年我国发射的“神州六号”载人飞船运行轨道所在的大气层是A．气温在—50℃到20℃之间B．气温随海拔增加而平稳下降C．最低气温约为—80℃D．最高气温约为40℃11.载人飞船的返回舱内必须设有环境控制和生命保障系统，该系统应有①气压控制②温度、湿度控制③气体成分控制④生活支持设施⑤食品制造系统A．①②③④B．①②④⑤C．①③④⑤D．②③④⑤12.东京飞往旧金山的班机，航行在8000m的高空，突遇雷暴天气，下列几种应急措施中最可行的是A．迅速着陆B．保持原高度C．降低飞行高度D．拉升飞行高度对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸，导致对流层气流上升的原因是：上层实际气温低于理论气温（按垂直递减率计算的气温）。下图表示四种对流层气温分布状况，分析后回答13—15题：13．①表示的气温降低速率在A．3000米以下低于垂直递减率B．3000---6000米高于垂直递减率C．6000米以下等于垂直递减率D．6000米以下均低于垂直递减率14．飞机可以在5000米以下平稳飞行的是A．①B．②C．③D．④4/815.300km以上的大气层，气温高达1000℃以上，但在其中运行的人造卫星不会烧毁，主要是因为A．卫星与大气处于相对静止状态B．卫星在大气中高速运行，能很好地散热C．该层大气稀薄，卫星从中吸收及与之摩擦产生的热量十分有限D．该层大气密度很大，有利于卫星散热16.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，最容易导致大气污染物聚集的是17.如果H1、H2分别表示在拉萨和上海地区空中打开降落伞时离地面最低安全高度，由此可以判断A．H1＞H2B．H1＜H2C．H1＝H2D．H1、H2之间关系无法确定18.热岛温度为城区与郊区气温之差，其值高低反映了热岛强度的大小。从图中可得到的正确信息是，某市热岛强度A．夏季大于冬季B．午后大于夜晚C．冬、夏季的差异在午后最小D．冬、夏季的差异在日出前后最小19.读“大气垂直分层局部图”回答下列问题。(1)A层主要直接热源是，该层气温随高度增加而。(2)B层部冷，部热，空气以运动为主。(3)A、B、C三层中，与人类关系最密切的是层，现代飞机多在层飞行；因为该层、、(4)层中80～500千米高空的若干电离层对无线电通讯有重要作用。5/8逆温现象1.逆温含义对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂直递减率为-0.6℃/100米。一般情况下，对流层的温度下热上冷。但在一定条件下，对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象（即下冷上热），这称为逆温现象。如果出现气温随高度增加垂直递减率小于0.6℃/100米或者随高度增加气温上升都可以看作是逆温现象。影响阻碍空气垂直运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成，使大气污染更加严重。2．逆温的类型（1）辐射逆温在晴朗无风或微风的夜晚，地面辐射很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；离地面愈高，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温（见下图）。随着地面辐射冷却速度加快，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。（2）平流逆温当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响而迅速降温，上层空气因距离较远，降温较慢，于是产生逆温。逆温的强弱，主要由暖空气和地面的温差决定。温差越大，逆温越强。冬半年，在中纬度的沿海地区，因为那里海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常出现平流逆温。（3）地形逆温常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的，所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有两百多天出现逆温现象。（4）锋面逆温对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区即锋面。在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较显著，也可形成逆温。(1)T实际温度≥T理论温度（即正常温度）(2)下冷上热(3)气温垂直递减率小于0.6℃/100m6/83.逆温产生的影响利：由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展，所以逆温的好处有：①可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。②逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。弊：不管是何种原因形成的逆温，对天气和大气污染的扩散都有相当大的影响，都会对空气质量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使能见度变差，使大气污染更为严重。课堂练习1．就平均状况而言，在对流层中距地面3000米高度温度高于何值时，空气垂直运动受阻A．-5℃B．-2℃C．0℃D．2℃近地面逆温层常出现在晴朗夜晚，至日出前后最厚。下图为我国某地清明时的气温垂直分布图。据此作题：2．图中近地面气温下冷上热，称为逆温。下列现象与逆温有关的是A．清明时节雨纷纷B．大漠孤烟直，长河落日圆C．清晨，炊烟袅袅，笼罩着村D．人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开如果对流运动强，将有利于沙尘天气的出现，而逆温能抑制沙尘天气的出现，读图后回答3—5题：3．若右图中B处（1000M）为﹣10℃，当A地气温降到多少度时，开始起到抑制风沙的作用A．4℃B．0℃C．-4℃D．-6℃4．根据右图中气温变化曲线判断该地最有可能出现沙尘暴的时段A．①B．②C．③D．④5．一年中，综合考虑风力和地面气温及空气对流因素，我国北方沙尘暴天气以何季节为多A．春季B．夏季C．秋季D．冬季6.右图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。回答：(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；仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选时以后。7/8下图是某地气温垂直分布图,读图回答7—9题。7.甲、乙、丙、丁四图中最有利于大气污染物扩散的是A.甲B.乙C.丙D.丁8.若该地气温由甲逐渐演变到丁，则造成气温垂直变化的原因可能是①风过境②晴朗无云的夜晚③冷空气南下④热带海洋气团影响⑤暖锋过境⑥连续阴雨A.①④B.③⑥C.②③D.⑤⑥9.下列哪种地形易造成该地气温由甲到丁的演变A.山地B.谷地C.平原D.丘陵雾是近地面大气层中出现大量微小水滴而形成的一种天气现象。当暖湿空气经过寒冷的下垫面时，就易形成雾。图中，S市附近海域夏季多雾，并影响S市。据此完成10—12题。10．S市附近海域夏季多雾的主要原因是A．沿岸暖流提供了充足的暖湿空气B．沿岸寒流的降温作用较强C．海陆间气温差异较大D．半岛东侧海湾海水温度较低11．S市夏季常被雾笼罩，是因为A．降水较少B．气温较高C．风力较弱D．光照较强12．冬季，S市主要受A．季风影响B．西风带影响C．低压控制D．高压控制读南京北城郊秋季某日垂直温度梯度（0°C/100米）时空变化图。完成下列13—15题。8/813.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——7时D．23时——5时14.发生大气逆温现象的最大高度约为A．500米B．100米C．350米D．150米15.当某地大气发生逆温时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16.在风速大致相同，气温垂直分布为A、B、C、D四种情况下，最有利于某工厂68米高的烟囱灰尘扩散的是20m40m60m80m100mA16.3℃16.6℃16.8℃17.0℃17.1℃B21.0℃21.0℃20.9℃20.9℃21.0℃C20.9℃20.8℃20.6℃20.2℃20.0℃D15.2℃14.8℃14.7℃14.9℃15.2℃某城市某日清晨低层大气纵剖面图，读图完成17—18题。17.图中气温分布异常的层次是A．①②B．②C．③D．①③18.