2019-2020学年高中地理 第二单元 从地球圈层看地理环境 第二节 大气圈与天气、气候 课时1

1课时1大气圈的组成与结构大气的受热过程[学习目标]1.了解大气的垂直分层结构、各层的主要特征及与人类的关系。2.阅读示意图，了解大气受热过程，理解大气保温作用的基本原理。一、大气圈的组成与结构1．低层大气的组成及作用(1)干洁空气①氮：含量最多，是地球生物体内蛋白质的重要组成部分。②氧：含量次多，是人类和一切生物维持生命活动必需的物质。③二氧化碳错误!④臭氧：强烈吸收太阳辐射中的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”。(2)水汽和固体杂质是成云致雨的必要条件。2．大气圈的垂直分层(1)依据：大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况。(2)分层错误!(3)与人类的关系①A层：与人类关系密切，风、云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。②B层：大气以水平运动为主，气流平稳，有利于高空飞行。③C层：有若干电离层，对无线电通信有重要作用。二、大气的受热过程1．两个热源(1)地球上最主要的能量来源：太阳辐射。(2)低层大气主要的直接热源：地面。2．两个过程2(1)地面增温过程：大部分A太阳短波辐射透过大气到达地面，使地面增温。(2)大气增温过程：地面增温后以B地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量，使大气增温。3．两个作用(1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对少部分太阳辐射的吸收、反射和散射作用。(2)保温作用：大气逆辐射对地面辐射损失热量的补偿作用。判断1．地面是近地面大气主要、直接的热源。(√)2．大气对太阳辐射的吸收具有选择性。(√)3．白天没有大气逆辐射。(×)探究点一大气的垂直分层根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，可将大气层分为对流层、平流层和高层大气。下图为大气的垂直分层示意图。1．臭氧层位于图中大气的哪一层？为什么被誉为“地球生命的保护伞”？目前人类对它有怎样的影响？3答案平流层。臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。目前人类大量使用制冷设备，排放的氟氯烃增多，它能破坏大气中的臭氧，使臭氧总量减少，两极地区甚至出现臭氧层空洞。2．图中的平流层为什么适合高空飞行？答案平流层的气温下低上高，空气难以对流，大气以水平运动为主，飞机飞行时不会上下颠簸；平流层少水汽和尘埃，天气晴朗少变，能见度高，利于飞机飞行。3．在高层大气中，部分地区温度可达数千摄氏度，可飞行器却不会被烧毁，为什么？答案高空大气中空气稀薄，航天飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。4．为什么对流层的天气复杂多变？答案对流层集中了大气几乎全部的水汽和杂质，有成云致雨的必要条件。近地面的水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，所以对流层天气复杂多变。1．大气的垂直分层分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系对流层低纬：17～18千米中纬：10～12千米高纬：8～9千米气温随高度的增加而降低(每升高100米，气温大约降低0.6℃)地面是对流层大气的直接热源人类生活在对流层底部，与人类关系最密切空气对流运动显著该层上部冷，下部热对流层低纬：17～18千米中纬：10～12千米高纬：8～9千米天气现象复杂多变几乎全部的水汽、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨人类生活在对流层底部，与人类关系最密切平流层从对流层顶至50～55千米气温随高度增加而增加该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线人类生存环境的天然屏障，利于高空飞行以水平运动为主该层大气上热下冷，大气稳定4天气晴朗水汽、杂质少，气流平稳高层大气从平流层顶到3000千米的高空大气密度极小距地面远，受到引力小电离层能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用2.逆温及危害(1)逆温现象：正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高100m，气温约下降0.6℃。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或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。如图所示。(2)危害①出现多雾和晴朗天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至导致交通事故。②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。③对航空造成影响。“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空，对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。下图为“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．①B．②C．③D．④2．对无线电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5C．Ⅱ层中部D．Ⅲ层3．2017年4月20日我国发射的“天舟一号”飞船的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℃答案1.B2.D3.C解析第1题，根据大气的密度、温度和运动特征，自下而上可将大气层分为对流层、平流层和高层大气，从温度变化趋势看，①②正确，但①曲线的气温值出现错误，故只有②正确。第2题，高层大气(Ⅲ层)中存在若干电离层，对无线电短波通信有重要作用。第3题，“天舟一号”飞船运行于高层大气中。探究点二大气的受热过程根据中国已经确定的探月工程计划，整个探月工程分为三个阶段，一期工程为“绕”，二期工程为“落”，2017年进行的三期工程为“回”。顺利的话，2025年将开启我国的载人登月活动。月球表面昼夜温差很大，白天，在阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，温度可降到－183℃。下图是人类登月时穿着的厚厚航天服。据此思考下列问题。1．与地球相比，月球上的气温变化为什么会如此剧烈呢？答案地球上有大气层，白天，大气层削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射减少，温度上升缓慢；夜晚，大气层对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。月球上没有大气层，不能对昼夜温度进行调节。2．请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐射、大气逆辐射，来说明能量在地表附近的传递过程。答案61．大气的受热过程和保温作用大气的受热过程和保温作用可形象地概括为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”，具体图解如下：2．大气受热过程原理的应用(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响(2)应用于农业生产实践，提高生产效益利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或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。(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉。如：高海拔地区——空气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富；内陆地区——晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。7雾霾，雾和霾的统称，二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分。回答4～5题。4．雾霾天气可能使当地夜晚气温升高，其原理反映在上图中相应的数字是()A．①B．②C．③D．④5．党的十九大报告提出“绿水青山就是金山银山”，倡导低碳生活，减少CO2排放。这样可以使()A．①增强B．②增强C．③减弱D．④减弱答案4.C5.C解析第4题，仔细读图，图中①为大气反射的太阳辐射，②为大气吸收的太阳辐射，③为大气逆辐射，④为地面辐射，雾霾天气的污染气体使大气密度增大，吸收的地面辐射增加，大气逆辐射增强，对地面保温作用增强。第5题，CO2吸收地面辐射使大气增温，大气逆辐射增强，减少CO2排放可减弱大气逆辐射。下图为“地球大气的垂直分层图(部分)”。回答1～2题。1．①②③④四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是()A．①B．②C．③D．④82．有关图示大气层的叙述正确的是()A．有电离层，对无线电通讯有重要作用B．天气晴朗，对流旺盛，有利于高空飞行C．上部冷下部热，空气以平流运动为主D．顶部与底部的气温相差约50℃答案1.A2.D解析第1题，从图中看出，该层大气高度范围12千米～50千米，应是平流层。平流层气温随高度的增加而升高，①曲线符合平流层的特征。第2题，由图中看出，①曲线顶部与底部的温差约50℃。读图，完成3～4题。3．利用人造烟雾来防御霜冻的原理是()A．减弱①B．增强②C．减弱③D．增强④4．人类通过低碳经济和低碳生活，能使图中变化相对明显的是()A．①增强B．②增强C．③减弱D．④减弱答案3.D4.D解析图中①～④的含义分别为太阳辐射、被大气削弱后的太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射。第3题，人造烟雾中含有大量的二氧化碳，它能够吸收地面辐射中的红外线，从而增强大气逆辐射。第4题，人类通过低碳经济和低碳生活减少碳排放量，使得大气中的二氧化碳浓度降低，大气逆辐射减弱。5．下图为“昼夜太阳辐射示意图”。读图回答下列问题。(1)图中B是________作用，D是________辐射。9(2)白天多云时，由于云层对太阳辐射的__________作用增强，到达地面的太阳辐射强度__________，所以地面温度比晴天时__________(填“高”或“低”)。(3)夜间多云时，由于云层__________地面长波辐射，并使大气的__________作用增强，所以地面温度比晴天时__________(填“高”或“低”)。(4)若北京某月5日一天24小时多云，4日一天24小时晴朗，则全天温差小的是________日。答案(1)反射大气逆(2)反射减弱低(3)吸收逆辐射高(4)5解析第(1)题，由图知，B是云层的反射作用，D是大气逆辐射。第(2)题，白天多云时，由于云层对太阳辐射的反射，减少了到达地面的太阳辐射，地面温度比晴天时低。第(3)题，夜间多云时，由于云层增强了大气逆辐射，所以气温较高。第(4)题，根据以上分析，多云时白天气温比晴天低，夜晚气温比晴天高，昼夜温差比晴天小。气球作为探空的工具已被广泛使用，如图所示，一探空气球由地面上升至高空100km处。据其可能探测到的现象完成1～2题。1．探空气球记录的随高度增加而气温变化的规律可能是()A．一直递减B．一直递增C．递增→递减→递增→递减D．递减→递增→递减→递增2．探空气球探测到水汽集中在()A．对流层B．平流层C．高层大气D．电离层答案1.D2.A解析第1题，从图中看到该气球所在高度约为100km，处于高层大气中，所以该探空气球飞越了对流层、平流层、高层大气，D项描述符合气温变化。第2题，大气总质量的四分之三集中在对流层，对流层以上云雨绝迹，故几乎所有的水汽和固体杂质集中在对流层。10读“地球大气的垂直分层(部分)示意图”，回答3～4题。3．从大气垂直分层看，图示大气层是()A．低纬度的对流层B．中纬度的平流层C．高纬度的对流层D．高纬度的平流层4．该层大气()A．随高度增加，温度增幅变小B．能够大量吸收紫外线长波辐射C．以水平运动为主，有利于飞机高空飞行D．受强烈的太阳辐射呈电离状态答案3.B4.C解析第3题，图示大气层从12千米高空向上气温逐渐升高，故图示大气层是中纬度的平流层，B正确。第4题，该层大气以水平运动为主，有利于飞机高空飞行，C正确。随高度增加，温度增幅先变小后变大；有臭氧层能够大量吸收紫外线短波辐射；呈电离状态的是电离层，属高层大气。下图为“大气保温作用示意图”。读图回答5～6题。5．一次强烈的火山喷发可能导致图中()A．b增强B．d增强C．e增强D．c增强6．图中b的最大值不在赤道，而在北回归线附近是因为()A．赤道地区的阴雨天气比北回归线附近多B．赤道上b经过的大气路程比北回归线附近长C．赤道正午太阳高度比北回归线附近小D．赤道上的白昼时间比北回归线附近长答案5.C6.A11浙江省山地丘陵广布，适宜茶树的生长，但春季易受霜冻天气影响。为此，当地茶园引进了“防霜冻风扇”(如图甲)。当夜晚温度降到4℃时，风扇会自动打开，从而减轻霜冻对茶树的伤害。图乙示意茶园某时气温垂直分布。读图，完成7～8题。7．“防霜冻风扇”最适宜的安装高度为()A．9～10米B．7～8米C．6～7米D．4米以下8．关于风扇的作用原理，正确的是()①风扇可以把高处的暖空气往下吹到茶树上②风扇吹出的热风可以使茶树