(高三一轮补课用)第二章第一课时大气垂直分层与逆温(学案)

-1-第二章第一课时:大气的垂直分层和逆温【高考考点说明】（1）大气垂直分层及各层对人类活动的影响。(2)逆温与大气污染【高考考点讲解】一、大气的组成和垂直分层1、地球外部的四大圈层：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。大气圈的作用：保护作用（阻挡来自宇宙和太阳的有害辐射）；提供生命活动需要的气体；促使水循环；雕塑地表形态；对生物界和人类影响更为深刻。例1、读地球外部圈层图，回答：（1）图中代表大气圈的是；地球外部圈层是指（）+（）+（）（填字母）。（2）A层对自然环境的意义有：、。2、大气（低层大气）的组成：氮：含量最多（78%）是生物体的基本成分干洁氧：含量第二（21%）是人类和一切生物维持生命活动必需的物质空气二氧化碳：光合作用的基本原料，对地面有保温作用组成臭氧：大量吸收紫外线——地球生命保护伞；少量紫外线有杀菌作用水汽成云致雨的必要条件——雨后的空气是清新的。固体杂质（4）人类活动对大气成分的影响：①对对流层大气成分的影响：燃烧矿物燃料：二氧化碳——“温室效应”；硫氧化物和氮氧化物——“酸雨”；粉尘——“雨岛效应”滥伐森林，滥垦草原：水汽含量减少，冬春季节固体杂质增多，加剧“沙尘暴”发生交通工具：碳氢化合物和氮氧化合物——光化学烟雾修水库：水汽含量增加，调节局部小气候②对平流层的影响：致冷剂的使用：氟氯烃从无到有——破坏臭氧层——出现臭氧层空洞例2：下列叙述中，正确的是()A.大气中的氮是植物进行光合作用的重要原料，对地面还有保温作用ABCDE地球外部圈层示意图-2-B.大气中的臭氧能大量吸收太阳光线中的紫外线，使地面上的生物免受紫外线的伤害C.水汽、固体尘埃和氧是成云致雨的必要条件D.氧是地球上生物体的基本成分3、垂直分层①依据：温度、密度和大气运动状况在垂直方向上的差异大气热状况决定大气垂直运动状况②各层的特点及原因：层次特点原因对流层①气温随高度增加而递减，每上升100米降低0.6℃②对流动动显著（低纬17~18、中纬10~12、高纬8~9千米）③天气现象复杂多变热量绝大部分来自地面上冷下热，差异大，对流强水汽杂质多、对流运动显著平流层起初气温变化小，30千米以上气温迅速上升大气以水平运动为主大气平稳天气晴朗有利高空飞行臭氧吸收紫外线上热下冷水汽杂质少、水平运动高层大气底部温度垂直递减，上部垂直递增底部对流运动，上部平流运动存在若干电离层（80~500千米），能反射无线电波，对无线电通信有重要作用氧原子吸收紫外线太阳紫外线和宇宙射线作用大气热状况差异——即大气温度随高度变化曲线：③大气层次与人类活动对流层是直接贴近地面的大气最底层。该层厚度只有十几千米，是大气各层中最薄的一层，但却集中了大气质量的3／4和几乎全部的水汽及固体杂质。由于此层大气的热量主要来自地面，又因为地球形状、海陆分布、地形起伏等因素的影响，使该层的温度在垂直方向上自下而上递减、水平方向上各处受热不均，从而形成显著的对流运动。此层由此得名。对流层是大气中最活跃、对人类活动影响最大的层次。这是因为人类就生活在此层的底部，一个人可以整天不喝水，几天不吃饭，生命仍然能够延续，但是，如果我们几分钟内呼吸不到空气，就要危及生命，真可谓是息息相关。丰沛的水汽和固体杂质，在对流运动中成云致雨，对流层为天气变化提供了辽阔的舞台，复杂多变的天气也深刻地影响着人们的生产和生活。平流层是对流层之上的层次。该层虽然不贴近地面，不是人类生存必需的自然地理环境，但与人类的关系也极为密切。首先，该层底部聚集了大气中大部分的臭氧，它大量吸收太阳辐射中的紫外线，为地表生物撑起了天然“保护伞”。其次，平流层内大气多作水平运动，对流运动微弱，再加之此层中水汽、固体杂质含量极少，晴空万里，能见度很好，是对流层平流层高层大气-80ºC-50ºC-10ºC20ºC温度/ºC20ºC20ºC20ºC20ºC5012高度/Km-3-航空飞行的理想层次。现在，人们乘坐的大型飞机多在该层飞行。高层大气:电离层能反射无线电波,对人类无线通讯意义重大.例3：气球作为探空的工具已经被广泛应用，据此回答1-----3小题：（1）、如果用相同的气球在不同的纬度进行施放，升空最快的地区是（）A.赤道地区B.副热带地区C.副极地地区D.极地地区例4：飞机在万米高空高度保持不变，由南极飞往赤道，途中穿越的大气层是（）A．始终在对流层B．从对流层进入平流层C．始终在平流层D．从平流层进入对流层例5：某地区近地面气温为28℃，这里对流层的厚度为17千米，此时对流层顶的气温是()A.—102℃B.—74℃C.—130℃D.—158℃例6：300千米以上的大气层，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，卫星从中吸收的及与之摩擦产生的热量都有限D.该层大气密度很大，有利于卫星散热例7：读“大气的垂直分层图”，回答下列问题。(1)大气垂直分层的依据是。(2)A层是层，B层是层，C层是。(3)A层气温随高度，因为；B层气温随高度，原因是。(4)对流运动强烈的是层，有利于飞机飞行的是层，对无线电短波通讯有影响的是层，发射的人造卫星在层中运行。(5)某波音飞机起飞时，机场风雨交加，飞机起飞后，迅速做爬升运动，结合所学知识，解释这是为什么?-4-二.逆温与大气污染一般情况下，对流层温度上冷下暖。海拔每上升1000米，气温下降6°C。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，①海拔上升，气温升高；②海拔上升1000米，气温下降幅度小于6°C。这种气温逆转的现象就是逆温。-2020高度温度①②高度温度③④高度温度-2020⑤1。逆温(一)常见逆温现象:①对流层辐射逆温机制：晴朗无云或少云的夜晚大气逆辐射减弱，对地面保温作用减少，而地面辐射很强帖近地地面的气层随之降温当地面进一步冷却，逆温层逐渐向上扩展，厚度加大日出前（黎明时）达最强，即逆温层厚度最大日出后，太阳辐射逐渐加强地面迅速增温，逆温层自下而上逐渐变薄，最后消失。②地形逆温机制：在盆地或谷地中，山坡散热快，冷空气沿斜坡向下在盆地或谷地中聚积，较暖的空气被抬升，形成地形逆温。③产生后果：逆温的存在对大气和大气污染的扩散有相当大的影响：它阻碍空气垂直运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成，并使能见度变坏，使大气污染更为严重。(二)逆温形成原因总结:逆温形成的因素很多，根据其成因可分为辐射逆温、地形逆温、平流逆温、锋面逆温.①辐射逆温辐射逆温是夜间因地面、雪面或冰面、云层顶部等的强烈辐射冷却，使紧贴其上的气层比上层空气有较大的降温而形成的。近地层的辐射逆温，一般是在日落前后由地面开始形成，夜间随着辐射冷却的加强，逆温层逐渐加厚，黎明前达到最大厚度。日出后从地面开始逐步消失。②地形逆温。在低洼地区（谷地、盆地）因辐射冷却，冷空气沿斜坡下沉流入低洼地区形成逆温。这种逆温称为地形逆温。③平流逆温-5-平流逆温是由暖空气平流到冷地面上，贴近地面的空气层受冷地面的冷却作用，比上层空气有较大的降温而形成。④锋面逆温锋面逆温是由于锋面上下冷暖空气的温度差异而形成的逆温。例8：下图表示，近地面空气若上升到3000米高度，理论温度为T0,3000米高空的实际温度为Ts。当Ts≥T0,近地面空气上升受阻，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°C，该城市气温至少要上升到°C以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为时。（2）一般逆温结束后两小时，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在以后。例9：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：上居实际气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。图3表示四种对流层气温分布状况，分析下图回答1—2题。（1）．①图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（2）．飞机可以在5000米高度平稳飞行的是（）A．①B．②C．③D．④例10：形成沙尘暴的条件主要是干旱、大风、较旺盛的上升流，若大气对流层中出现逆温现象，可抑制沙尘暴。读图，完成：（1）．若E处的高度为1000米，气温为－10℃，要抑制沙尘暴的发生，F地的气温至少应降到（）A．16℃B．－6℃C．4℃D．－4℃（2）．右图是F地某日气温变化曲线图，该地最有可能出现沙尘暴的时段是（）A．①时段B．②时段C．③时段D．④时段（3）．若只考虑风力与沙源因素，我国北方地区的沙尘暴以冬春季最多，若再考虑地面状况及空气对流因素，则尤以初春最多，原因主要有（）-6-①初春与冬季比较，初春的土质更加松软干燥②初春与冬季比较，初春的大风天气显著增多③初春与冬季比较，初春出现逆温现象的时数增加④初春与冬季比较，初春出现逆温现象的时数缩短A．①③B．②④C．①②④D．②③例11：下图是某地气温垂直分布图，读后回答：（1）．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（2）．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台风过境②晴朗无云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．⑤⑥