1、第二章 自然环境中的物质运动和能量交换第三节 大气环境第1课时 对流层大气的受热过程学习目标高考导航1.了解大气的垂直分层结构及与人类的关系。2.了解大气对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。3.了解影响地面辐射的因素。高考对本节知识的考查频率很高。试题以选择题为主，所占分值一般为48分，主要考查大气的垂直分层及对流层大气受热过程。新知导学 梳理探究课前自主预习一、大气的垂直分层1对流层与人类活动最近、最密切的圈层，气温随高度的增加而_，_运动显著，天气现象复杂多变。2平流层因臭氧吸收太阳辐射而增温，所以气温随高度升高而_，大气稳定，以_运动为主，少水汽、尘埃，天气晴朗，适合飞机飞行。递减对
2、流增高水平3高层大气随高度增高气温先_后_，存在若干电离层，对无线电通信有重要作用。降低增加【自主探究1】结合下图探究大气的垂直分层及特点。(1)观察示意图，探讨大气垂直分层的主要根据是什么？(2)为什么说对流层与人类的关系最为密切？(3)飞机起飞和降落时十分颠簸，其原因是什么？(4)为什么平流层适宜飞机飞行？(1)对流层、平流层和高层大气的温度变化不同，因此，分层的主要根据是大气的温度变化。此外，还有大气密度和大气运动状况。(2)因为人类生活在对流层底部，人类的生产生活基本上都是在对流层进行的。雨、雪、冰雹、霜、露、雾等对流层内的天气现象都对人类的活动有很大影响，对流层空气的清洁程度也直接影
3、响到人类的健康，所以对流层与人类关系最为密切。(3)飞机起飞和降落时均要穿越对流层，对流层空气垂直运动较多，故会颠簸。(4)平流层中大气以水平运动为主，水汽、杂质少，能见度好，故非常适宜飞行。二、对流层大气的受热过程1大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为吸收、反射和_。2对流层大气的主要直接热源是_。3对地面起保温作用的主要是_。4_辐射是短波辐射，地面辐射、大气辐射、_均属于长波辐射。5大气中对地面红外线长波辐射具有强烈吸收作用的物质主要是_和_。散射地面大气逆辐射太阳大气逆辐射二氧化碳水汽【自主探究2】读下图，探究大气的保温作用。(1)大气逆辐射与大气辐射存在怎样的区别和联系？在方向上其又与
4、地面辐射存在怎样的关系？(2)大气的保温作用只在夜晚存在吗，为什么？(3)如果夜间多云，人们是否还需制造烟雾来防止作物冻害？为什么？(4)请用大气受热过程原理解释新疆谚语“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”所呈现的现象。(1)大气逆辐射是大气辐射向下的部分，其与地面辐射的方向相反。(2)大气保温作用并不只在晚上存在。大气的保温作用与大气逆辐射有关，大气逆辐射白天也存在，而且因为白天气温高，大气逆辐射比晚上更强。因此，大气的保温作用白天和晚上都存在，且白天更强。(3)不需要。原因是夜间多云，大气逆辐射增强，气温不会太低，霜冻出现的几率小。(4)新疆地处内陆，气候干旱，晴天多，云量少。白天大气的削弱
5、作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现“午穿纱”的现象；晚上，大气的保温作用弱，地面损失热量多，近地面气温低，故有“早穿棉袄”的现象。讲练结合 透析考点课堂互动研析知识点一|大气的垂直分层地球大气从地面可延伸到数千千米高空。根据温度、密度和大气运动状况，可将其划分为对流层、平流层和高层大气，其主要特点及与人类关系如下表所示：垂直分层高度分布主要特点原因低纬1718 千米中纬1012 千米对流层高纬89 千米气温随高度增加而递减，每上升100米降低0.6；对流运动显著；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、对流运动显著垂直分层高度分布主要特点原因平流层对
6、流层顶到5055 千米起初气温变化小，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、水平运动垂直分层高度分布主要特点原因高层大气对流层顶到2 0003 000千米存在若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用太阳紫外线和宇宙射线作用1对流层中的三个特点之间存在因果关系地面是对流层大气的直接热源 对流层气温随高度增加而递减 对流层大气上部冷，下部热，不稳定 空气对流运动显著 天气现象复杂多变2.大气结构的稳定性上冷下热的空气结构不稳定，垂直运动显著；上热下冷的空气结构稳定，大气以水平运动为主。如下图所示：【巧学妙记】1
7、气温垂直递减率的变化正常情况下，气温随海拔升高而逐渐降低，海拔每升高 100 m，气温下降约 0.6(如图 1)，但是在不同的地点和不同的时间，可能会小于 0.6 或者大于 0.6，如图 2表现为曲线变陡或变缓，在情况下，大气对流运动会更加强烈，在情况下，大气的对流运动会减弱，大气比较稳定。2逆温现象及危害在一定条件下，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”。具体如下表所示：类型成因特点危害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，尤以冬季最强减弱
8、空气对流运动，影响污染物的扩散；易形成雾霾天气，使大气能见度降低，影响交通安全；加剧空气污染，影响人类身体健康类型成因特点危害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，降温愈快减弱空气对流运动，影响污染物的扩散；易形成雾霾天气，使大气能见度降低，影响交通安全；加剧空气污染，影响人类身体健康类型成因特点危害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减弱空气对流运动，影响污染物的扩散；易形成雾霾天气，使大气能见度降低，影响交通安全；加剧空气污染，影响人类身体健康类型成因特点危害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减弱空气对流运动，影响
9、污染物的扩散；易形成雾霾天气，使大气能见度降低，影响交通安全；加剧空气污染，影响人类身体健康【例1】读大气垂直分层示意图，回答(1)(2)题。(1)人造卫星在发射升空的过程中，途经大气层的气温变化为()A减增B增减C减增减增D增减增减(2)大气对太阳辐射的削弱作用中，反射作用最强，这种作用主要发生在()AA层BB层CC层DA、B层【解析】第(1)题，对流层气温随高度升高而降低；平流层气温随高度升高而升高；在高层大气，气温随高度升高先降后升，所以人造卫星升空过程中，途经大气层的气温变化为减增减增。第(2)题，对太阳辐射起反射作用的主要是大气中的云层和较大颗粒的尘埃，而云和尘埃集中在对流层，所以对
10、太阳辐射的反射作用也主要发生在对流层大气中，对应图中A层。【答案】(1)C(2)A 下图表示大气垂直分层，读图回答(1)(2)题。(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()ABCD(2)对无线电通信具有重要意义的电离层位于()A层顶部B层底部C层中部D层解析：由下往上，对流层、平流层、高层大气气温垂直变化表现出不同的变化规律。对流层的热量主要来自地面，因此气温随高度的增加而递减；平流层大气中的臭氧大量吸收紫外线，因此平流层的气温随高度增加不断升高；高层大气气温变化稍微复杂一点，随高度上升，气温先是下降，然后再上升，电离层位于高层大气，在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，它能
11、够反射无线电波。答案：(1)B(2)D知识点二|对流层大气的受热过程1大气对太阳辐射的削弱作用大气对太阳辐射的削弱作用主要包括吸收、散射、反射三种形式，具体如下图和表所示：削弱作用参与的物质表现形式典例吸收对流层大气中的水汽和二氧化碳；平流层大气中的臭氧水汽和二氧化碳吸收红外线，臭氧吸收紫外线(有选择性)平流层中的气温随高度的增加而上升，地面生物免遭过多紫外线的侵害削弱作用参与的物质表现形式典例反射大气中的云层和较大颗粒的尘埃云层愈厚，反射作用愈强(无选择性)夏季天空多云时，白天的气温不会太高散射空气分子或微小尘埃蓝紫光最容易被散射(有选择性)晴朗的天空呈蔚蓝色；日出前的黎明、日落后的黄昏，天
12、空仍然明亮2.大气的受热过程和大气对地面的保温作用大气的增温过程主要包括三个方面，结合下图归纳总结如下：(1)“太阳暖大地”：太阳辐射到达地面，地面吸收太阳辐射后增温。(2)“大地暖大气”：地面增温后产生地面辐射(长波)，大气强烈吸收地面辐射而增温。(3)“大气还大地”：大气产生大气辐射，其中向下的部分称为“大气逆辐射”，它将其中很大部分返还给地面。“大气逆辐射”在很大程度上弥补了地面辐射所损失的热量，从而起到了保温作用。【名师点睛】分析昼夜温差的大小，主要结合大气受热过程原理从地势高低、天气状况、下垫面性质几方面分析。1.地势高低：地势高大气稀薄白天大气的削弱作用和夜晚的保温作用都弱昼夜温差
13、大。2.天气状况：晴朗的天气条件下，白天大气削弱作用和夜晚的保温作用都弱昼夜温差大。3.下垫面性质：下垫面的比热容大地面增温和降温速度都慢昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。【方法技巧】1数字法记忆大气的受热过程一个根本来源：太阳辐射。两种作用：削弱作用、保温作用。三种形式：吸收、反射、散射。三个环节：太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地。四种辐射：太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射。2歌诀法记忆大气对地面的保温作用太阳辐射透大气，削弱作用数量减。绝大部分归地面，吸收辐射大地暖。大气吸收是主要，射向宇宙不过半。空气增温辐射在，逆向辐射能量返。补偿地面热损失，就像棉被温地面。多云天气更
14、强烈，昼夜温差在变暖。【例2】下图为地球大气受热过程示意图，读图，完成(1)(2)题。(1)当前化石燃料的燃烧，排放了大量温室气体，这会导致()A减少B增加C增加D减少(2)我国西北地区昼夜温差大，是因为()A白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，夜晚弱B白天大气对太阳辐射的削弱作用强，夜晚弱C白天大气对太阳辐射的削弱作用强，夜晚弱D白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，夜晚弱【解析】第(1)题，CO2等温室气体主要吸收长波辐射，地面辐射以长波辐射为主，温室气体增加对地面辐射的吸收作用加强。第(2)题，我国西北地区深居内陆，海洋水汽难以到达，云雾少，白天对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射强，近地面
15、气温高；晚上大气对地面辐射的吸收作用弱，大气逆辐射弱，近地面气温低。【答案】(1)B(2)D读地球表面受热过程示意图，回答(1)(2)题。(1)图中字母表示大气逆辐射的是()A B C D(2)近地面大气的热量主要来自()ABCD解析：第(1)题，是到达大气上界的太阳辐射；是被大气削弱后到达地面的太阳辐射；是地面辐射。大部分被大气吸收，使大气增温；是大气逆辐射，补偿地面辐射损失的能量。第(2)题，结合上题的分析。近地面大气的热量主要来自地面辐射，它是近地面大气的主要的直接热源。答案：(1)D(2)C 即时训练 当堂达标随堂达标检测知识点一 大气的垂直分层(2018北京西城区期末)2017年10
16、月4日中秋之夜，我国云南省大理、丽江等地出现“火流星”照亮夜空的奇观。据卫星观测，该小行星因摩擦生热引发爆炸的高度只有37千米，很可能有未燃尽的陨石落到地面。读“大气垂直分层示意图”，回答14题。1大气圈能量的根本来源是()A太阳辐射B太阳活动C地热能D风能解析：大部分太阳短波辐射能穿过大气层使地面增温，地面以长波辐射的形式释放能量，能量大部分被大气吸收，少部分散失到宇宙空间。因此大气圈能量的根本来源是太阳辐射，A项正确。答案：A2小行星爆炸发生在()A对流层B平流层C高层大气D大气层以外解析：从近地面到高空，在垂直方向上将大气层分为对流层、平流层和高层大气，读图可知，平流层顶的高度为50 k
17、m，而小行星爆炸发生在37 km处，故B项正确。答案：B3上题所指大气层的气温()A直接导致小行星的爆炸B随高度逐渐升高而递增C因臭氧吸收红外线而升高D达到大气温度的极大值解析：上题所指大气层为平流层，读图可知，其气温随高度升高而递增，故B项正确；小行星爆炸是因高速运行与大气摩擦生热而引发，而不是因为气温的高低，A项错误；气温随高度逐渐升高而递增是因为臭氧吸收紫外线，而非红外线，故C项错误；读图可知，大气温度的极大值应位于高层大气，故D项错误。答案：B4该事件说明，地球的大气圈能够()A保护地面上生物免受过强紫外线的伤害B提供地球上生物生长所必需的空气C保持地球表面适宜的温度，防止水分散失D减
18、轻宇宙中小天体对地球表面的撞击解析：材料显示，大部分小天体进入大气层后与大气摩擦而燃烧殆尽，很少能陨落到地表，故D项正确；保护地面上生物免受紫外线的伤害是因为臭氧对紫外线的吸收作用，A项错误；提供地球上生物生长所必需的空气，与该事件无关，B项错误；保持地球表面适宜的温度，防止水分散失与小行星的爆炸无关，C项错误。答案：D知识点二 对流层大气的受热过程(2019河南镇平一中检测)根据所学知识，回答57题。5下列关于大气逆辐射的说法，正确的是()A属于长波辐射B属于短波辐射C对地面起减温作用D是针对太阳辐射而言的解析：大气逆辐射属于大气辐射的一种方式，属于长波辐射，对地面起保温作用，A项正确，B、
19、C项错误；大气逆辐射方向与地面辐射方向相反，故是针对地面辐射而言的，D项错误。答案：A6你认为下列哪种地理事物或现象对太阳辐射反射作用较强()A森林B云层C晴朗的天空D空气分子解析：云层对太阳辐射的反射作用最强，B项正确。答案：B7你认为和地球相比，月球上缺失的辐射环节有()A月球表面辐射 B大气辐射C反射D地面辐射解析：月球上因为无大气，所以缺失大气辐射的环节，B项正确。答案：B气球作为一种简易、实用的探空工具，已被广泛使用，完成89题。8同样体积、重量的气球在下列地区进行释放，升空最快的是()A赤道附近地区B中纬度地区C高纬度地区D极地地区解析：由于赤道地区比中高纬地区获热多，同时副热带和极地地区为下沉气流，所以赤道地区空气上升运动最明显，气球升空最快，A项正确。答案：A9如果氢气球充气时接近饱和状态，升空后不久便会爆裂，主要原因是()A由于升空后气温降低，气球收缩而破裂B由于升空后气温升高，气球膨胀而破裂C由于升空后空气密度减小，气压降低，氢气球膨胀而破裂D由于升空后空气密度增大，气压升高，氢气球因外界压力太大而破裂解析：气压在垂直方向上的分布规律是从近地面向高空逐渐减小的，氢气球升空后，随高度增加气压降低，因膨胀而破裂，C项正确。答案：Cword部分：请做：课时跟踪检测考点反馈 熟中见巧点此进入该word板块
