1、第三章 自然环境中的物质运动和能量交换第二节 大气的热力作用和水平运动考点集训 知能提升 核心考点 回归教材 01 02 03 04 Contents 目录一、大气垂直分层大气圈厚约2 0003 000千米，根据大气的温度、密度和大气运动状况(大气热力性质)将大气划分为对流层、平流层和高层大气三层。垂直分层 主要特点 与人类的关系 高层大气 密度小、气压低；有若干电离层 电离层能反射无线电波；适宜卫星、飞船等运行 平流层 气温随高度增加而 ；以 运动为主；天气晴朗 层吸收紫外线；利于高空飞行 对流层 气温随高度的增加而 ；空气 运动显著；天气现象复杂多变 与人类关系最密切 上升 平流 递减 对
2、流 臭氧 回归教材 二、对流层大气受热过程 1大气对太阳辐射的削弱作用：主要表现为 、和 。2地面辐射和大气辐射(1)地面辐射：大气增温的直接能量来源。(2)大气辐射：部分射向 和宇宙空间。使地面增温。选择性吸收 散射 反射 大气逆辐射 对流层 高层大气 三、影响地面辐射的主要因素 影响因素 影响的原理 具体影响 纬度因素 纬度低，年平均正午太阳高度 ，太阳辐射经过大气的路径 ，太阳辐射强度 ，地面辐射 ；反之则弱 太阳辐射强度由低纬向两极 .下垫面因素 下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例不同 各地地面辐射的变化，不完全与纬度的变化相一致 气象因素 同纬度地区，年日照时数长短不同 同纬度
3、地区，地面获得的太阳辐射 .大 短 大 强 递减 不同 四、热力环流的形成原理 1概念：在地表的差异分布，造成不同地区 不同，并导致水平方向上各地间的 差异，引起大气运动。2形成过程 太阳辐射 气温 气压 五、大气的水平运动风 1形成风的直接原因：。2风的受力状况与风向(以北半球为例)类型 受力示意图 风向 高空风 F为 力；v为风向，于等压线 近地面风 F为 力，P为 力，f为 力，风向与等压线 .水平气压梯度力 水平气压梯度 平行 水平气压梯度 地转偏向 摩擦 斜交 1 微专题一 对流层大气受热过程 2 微专题二 大气的水平运动风 3 微专题三 热力环流 4 微专题四 对流运动和逆温 核心
4、考点【微专题一】对流层大气受热过程1大气对太阳辐射的削弱作用 特点 吸收 有选择性；臭氧吸收紫外线；水汽和COCO2吸收红外线；对可见光吸收少 散射 有选择性；散射波长较短的蓝色光，故晴朗天空呈蔚蓝色 反射 无选择性；云层越厚，反射越强 2.大气对近地面的保温作用 大气保温作用的产生可归纳为三个物理过程：(1)“太阳暖大地”：太阳辐射(短波辐射)到达地面，地面吸收太阳辐射后地面增温。(2)“大地暖大气”：地面增温后产生地面辐射(长波辐射)，大气强烈吸收地面辐射而增温。(3)“大气还大地”：大气在增温的同时产生大气辐射(长波辐射)，它将其中很大部分返还给地面(即大气逆辐射)，弥补地面辐射所损失的
5、热量。这就是大气保温作用。大气保温作用的意义主要有两个：缩小了气温日较差；提高了地表平均气温。3大气受热过程的应用(1)分析区域太阳辐射能的多寡 如青藏高原因其地势高，空气稀薄，且多晴天，大气对太阳辐射的削弱作用小，故太阳辐射能多。(2)分析昼夜温差的大小 晴朗的天气条件下，白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱；导致昼夜温差大。(3)分析农业实践的现象 天空中有云，特别是有浓密的低云，或空气中湿度较大时，大气逆辐射就会增强。据此可利用人造烟雾在深秋季节防霜冻。【例题1】(2017福建格致中学月考)读到达地球太阳辐射量的分布图，图中曲线分别表示地表吸收太阳辐射量、地表反射太阳辐射量、大气上
6、界太阳辐射量、云层反射太阳辐射量。读图，回答(1)(3)题。(1)图中曲线中()A表示云层反射的太阳辐射量B表示大气上界的太阳辐射量 C表示地表吸收的太阳辐射量D表示地表反射的太阳辐射量(2)影响、曲线变化的主要因素为()A云量厚度 B地势高低C太阳高度 D植被状况(3)近50年来，曲线在高纬度的数值有减少的趋势，其主要的原因()A云量增加 B气候变暖C环境污染 D人口增加 B DC解析：第(1)题，读图，并结合所学的知识可知，大气上界太阳辐射量是四类辐射量中最大的，其次是地表吸收太阳辐射量，所以表示大气上界的太阳辐射量，表示地表吸收的太阳辐射量；南北回归线附近由于晴天多，所以云层反射太阳辐射
7、量小，表示云层反射太阳辐射量；两极地区多冰雪覆盖，地表反射太阳辐射量多，表示地表反射太阳辐射量。第(2)题，据上题分析，表示大气上界的太阳辐射量，表示地表吸收的太阳辐射量，而且两条分布曲线均为自低纬度向高纬度递减，故影响曲线变化的主要因素为太阳高度，选C。第(3)题，表示地表反射太阳辐射量，曲线在高纬度的数值减少是因为全球变暖，高纬度冰层减少。【跟踪训练1】(2016泉州市七校月考)2014年10月8日下午，今年中国唯一可见的月全食就要上演，川东北地区南充(约31N，106E)、达州等地，成为观看“红月亮”上佳地点，爱好者临时决定组团南充“追月”。到晚上7点24分，大家期待已久的月亮终于冲破云
8、层遮挡，在南充上空露出月牙儿，泛着微微红光。据此，回答(1)(2)题。(1)爱好者在南充看到“红月亮”时，当地的时间为()A6：28 B7：24 C18：28D20：20(2)“红月亮”的形成主要是()A月亮反射太阳光中大量红光 B黄昏时受落日余光的影响 C大气辐射使月光泛红 D大气吸收了更多比红外光短的光 CD 解析：第(1)题，我国采用北京时间，故北京时间晚上7点24分对应106E的地方时为18：28。第(2)题，比红外光波长短的紫外光、可见光等被高层大气、臭氧层、水汽、云和浮尘等阻挡、吸收、散射，只有波长较长的红外光被吸收、散射得少，故可穿透大气层折射到地球影子后面的月亮上，使月全食期间
9、的月亮变成红色，即所谓的“红月亮”。【研题悟法】第(2)题亦可采用排除法。月亮反射没有选择性；10月8日北半球昼短夜长，地方时18：28已日落，故红月亮的形成不是受落日余光的影响；月球本身不发光，从而排除A、B、C选项。【跟踪训练2】由于月球表面昼夜温差非常大，白昼时温度高达127，黑夜时低至183。为适应极端环境，“玉兔号”月球车不得不遵守“日出而作，日入而息”的作息规律。下面图1为“玉兔号”月球车沉睡了一个月夜后首次醒来。专家这样形容它：肩插“太阳翼”，脚踩“风火轮”，身披“黄金甲”，腹中“秘器”多。“玉兔号”月球车使命大、本领强。据此，回答(1)(2)题。(1)材料中提到的“太阳翼”接收
10、到的辐射对应图2中的()AB CD(2)月球表面昼夜温差能达到300多摄氏度的主要原因是()A强，强 B强，弱 C强，强 D强，弱 BD解析：第(1)题，月球表面没有大气，也就没有大气对太阳辐射的削弱作用，所以“太阳翼”接收到的辐射应为。第(2)题，月球表面昼夜温差大的主要原因是月球表面没有大气，白天没有大气对太阳辐射的削弱作用，到达地面的太阳辐射多，气温高；而夜晚地面辐射强，没有大气逆辐射，气温低，选D。【考向预测】该考点的考查方式主要有两种：(1)直接考查对流层大气受热过程的原理和环节，重点理解大气的直接、根本热源。(2)考查对流层大气受热过程在生产生活中的应用，如分析同一区域阴、雨天日温
11、差大小；分析温室大棚的工作原理等。【微专题二】大气的水平运动风1风向判断(1)绘制水平气压梯度力：水平气压梯度力从高压指向低压，与等压线垂直。(2)判断南北半球，确定地转偏向力方向：北半球往右偏，南半球往左偏。(3)判断是高空的风还是近地面风，确定风向：高空的风向与等压线平行，近地面的风向与等压线斜交。2风速分析(1)水平气压梯度力：(同一幅图中，)等压线越密集，水平气压梯度力越大，风速越大；(2)摩擦力：地表越粗糙，摩擦力越大，风速越小；(3)地形：如果山脉与风向垂直，会削弱风速；如果山脉与风向平行，会增强风速，即狭管效应；(4)距风源地距离：如我国南方地区距冬季风源地远，冬季风风速明显减弱
12、。3风能分析【例题2】(2016浙江省十校联考)读世界某区域略图及甲、乙两地降水柱状和风力曲线图，完成下题。根据上图，比较甲、乙两地冬夏季节风力大小，并分析原因。夏季甲地风力大于乙地。原因：夏季甲地接近西风带，受西风带影响长。冬季乙地风力大于甲地。原因：冬季甲地距海较远，且受地形阻挡，风力较小；乙地位于沿海，气压梯度力大，且摩擦阻力小，风力大。【名师指津】以区域地图为情境的自然地理试题，通常应遵循的思路是：该区域的独特区位状况该区域内填充了哪些地理要素该区域内这些地理要素的组合配置状况是怎样的这种配置与组合状况起到了怎样的作用。【研题悟法】在试题情境未给出更具体地理数据的前提下，一般我们默认研
13、究对象处于理想状况，如本题未说明各高度水平气压梯度力的情况，则我们默认各高度水平气压梯度力相等。在此前提下，北半球自地面向上一定高度内，风速加大，风向顺时针方向偏转。【跟踪训练3】(2016苏州市质检)风电占丹麦总发电量的20%，萨姆斯小岛是丹麦的新能源样板区，岛上能源自给自足，几乎实现“碳的零排放”。读下图，完成(1)(3)题。(1)丹麦风能资源丰富，主要因为该地区()A飓风频繁登陆B极地东风强盛 C季风环流旺盛D盛行西风强盛(2)与萨姆斯小岛新能源样板区相比，我国西北地区发展新能源的劣势是()A风力资源匮乏B土地资源短缺 C劳动力资源短缺D科技水平较低(3)影响丹麦农业区分布差异的主导因素
14、是()A光热B水源C洋流D土壤 DDA解析：第(1)题，据图可知丹麦地处40N60N之间的盛行西风带，且丹麦临海、地势低平，故其境内盛行西风强盛。第(2)题，与丹麦这类发达国家相比，我国经济发展水平相对落后的西北地区发展新能源的劣势是科技水平较低。第(3)题，据海陆位置、纬度位置可知丹麦为温带海洋性气候，终年温和多雨导致光热不足，使其小麦区只能分布在纬度相对较低的国土南部。【考向预测】该考点的考查方式主要有三种：(1)借助等压线图等情境考查风向、风速的判断。(2)给出区域地图分析该区域风能资源丰富的原因。(3)利用风向判断南北半球、近地面或高空、气压高低等。【微专题三】热力环流 1热力环流的形
15、成过程 2“热力环流”的应用(1)同一地点在垂直方向上，海拔与气压成反相关；即海拔高则气压低，海拔低则气压高。(2)高压区、低压区的比较是以同一水平面为前提。(3)近地面的同一水平面，气温高则大气上升，气压低，易成云致雨；气温低则大气下沉，气压高，易晴朗干燥。(4)同一水平面，大气总是从高压区流向低压区。3常见的热力环流(1)海陆风：成因分析海陆热力性质差异是前提和关键。影响与应用：海陆风使海滨地区气温日较差减小，夏季气温低，空气较湿润，是避暑的好地方。(2)山谷风：成因分析山坡的热力变化是关键。影响与应用：山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，大气稳定，易造成大气污染
16、。所以，山谷地区不宜布局有污染的工业。(3)市区与郊区之间的热力环流：成因分析“城市热岛”的形成：影响与应用：一般将绿化带布置在气流下降处以及下降距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布置在下降距离之外。【例题3】(2016东北三省二模)用实验模拟某一大气运动形式(见下图)：在密封的长方体容器内放入两个碗，一个碗内放入热水，另一个碗内放入冰块，从容器上方一小孔放入一支点燃的香。据此，完成(1)(2)题。(1)该实验模拟的大气运动形式为()A气旋 B热力环流 C季风环流 D反气旋(2)关于该实验模拟的大气运动形式的叙述，正确的是()A近地面气温低，空气下沉且气压较低 B近地面气温高，空气上升且气压
17、较高 C近地面气温低，该地近地面等压面向高空凸出 D近地面气温高，该地的高空等压面向地面凸出 C B解析：第(1)题，由图可知，该实验模拟近地面和高空由气温差异形成的大气运动，即热力环流。第(2)题，由图可知，近地面冰块处气温低，高空点燃的香处气温高。近地面气温低则空气下沉且气压较高；近地面气压较高，则等压面向高空凸出。【名师指津】第(1)题，关键在于了解实验容器中是两个碗内不同温度物体导致的大气运动。第(2)题，要了解大气热力环流的一般运动规律以及等压面的分布。【跟踪训练4】(2016浙江省联考)读某地构成热力环流的近地面和高空四点气压图(单位：hPa)，回答(1)(2)题。(1)该热力环流
18、的流动方向为()AOMNPOBMNOPM CMNPOMDNMOPN(2)下面图中正确表示N地在垂直方向上等温面与等压面配置正确的是()B D解析：第(1)题，据图可知M、N位于近地面的同一水平面，O、P位于高空的同一水平面；同一水平面的大气总是由高压区流向低压区，故近地面由M流向N，高空由O流向P；又因近地面等压面与高空等压面关于某一水平面对称，故O、P分别对应N、M上空；M地气压高，说明是近地面气温较低处，气流由P下沉至M；N地气压低，说明是近地面气温较高处，气流上升至O；综上所述，B选项正确。第(2)题，在热力环流中，近地面的气温与气压呈反相关，排除A、C；据上题可知N地为近地面热低压区，
19、故气温高于两侧、气压低于两侧同一高度，选D。【研题悟法】解题一定要注意前提条件，如第(2)题要求判断的是热力环流下的等温面和等压面，因热力环流中的气温与气压呈反相关，故等温面和等压面弯曲方向相反。但对于因大气被迫下沉、上升而形成的副热带高气压带、副极地低气压带则不能套用热力环流原理，如第(2)题中的A图对应副热带高气压带，C图对应副极地低气压带。【跟踪训练5】湖陆风包括湖风(出湖风)和陆风(进湖风)，是在较大湖泊和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性风。下图示意位于洞庭湖东北部岳阳市某日614时的气温与湿度变化。读图，回答(1)(2)题。(1)该日，湖陆风有明显转变及对应的时刻是()A陆风转
20、湖风8：309：30B陆风转湖风10：0011：00 C湖风转陆风12：0013：00 D湖风转陆风13：0014：00(2)与夏季相比，冬季()A陆风转湖风提前B湖陆风转变均提前 C湖风转陆风提前D湖陆风转变均推迟 BC解析：第(1)题，白天湖泊和陆地都接受太阳辐射升温，因湖陆热力性质差异，湖泊升温慢，陆地升温快，湖泊气温偏低形成高压，陆地形成低压，因此形成湖风，湖风吹向陆地时湿度变大；读图可知，1011点之间湿度明显变大(610：40湿度降低)，说明此时风向转换。第(2)题，冬季昼长时间比夏季短，日出更迟，日落更早。白天刮湖风，晚上刮陆风，那么，湖风转陆风提前，陆风转湖风推迟。【微专题四】
21、对流运动和逆温 1对流运动的地理意义 空气对流是指因空气受热不均导致的大气垂直运动，即空气受热膨胀上升，空气遇冷收缩下沉。垂直温度差异(或对应此地区与周边地区温度差异)越大，大气对流越明显。(1)对流运动旺盛，有利于大气污染物扩散。(2)对流运动旺盛，易形成对流雨，若伴有雷电，则称为雷阵雨；若上升运动过于强烈，则可能形成冰雹。2逆温的地理意义逆温是一种对流层气温垂直分布的反常状态，即对流层中出现气温随高度增高而升高的现象。(1)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，利于飞机飞行。(3)加重大气污染。(4)易产生大雾天气，使能见度降低；冻雨天气。(
22、5)在一些山坡或河谷地区作为气候资源而加以利用。【例题4】(2016河北衡水中学高三调考)读山东烟台附近某山区村庄某时刻等压面示意图，回答(1)(2)题。(1)下列关于图中时刻的叙述，正确的是()图中等压面一般出现在夜晚 图中等压面一般出现在白天 此时风向由Q到P 此时风向由P到Q AB C D(2)在晴朗的夜晚该谷地上空会出现逆温现象，逆温层产生的原因是()A山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底的较暖空气被冷空气抬升 B山顶接受的太阳辐射多，山谷接受的太阳辐射少 C山顶离太阳近，山谷离太阳远 D在对流层，气温随高度增加而递减 A D解析：第(1)题，读图，根据图中山谷中的等压面形态，同一高度
23、山谷中部比两侧山坡气压高。根据海陆热力差异原理，白天，同一高度的山坡地面比谷中的空气升温快，气压低。图中等压面一般出现在白天，错，对。此时吹谷风，风向由P到Q，错，对，选D。第(2)题，在晴朗的夜晚，大气保温效应差，该谷地上空会出现逆温现象，逆温层产生的原因是同一海拔高度的山坡比谷地的空气降温快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底的较暖空气被冷空气抬升，选A。【名师指津】考查热力环流，山谷风，逆温现象形成的原因。【跟踪训练6】(2016北京市朝阳区一模)晴朗无风的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地大气层冷却强烈，较高大气层冷却较慢，气温从地面开始向上递增，称为辐射逆温。读下图，回答(1)(2)
24、题。(1)图中a表示辐射逆温形成前的气温垂直分布，一般出现在午后；b表示辐射逆温形成后，一般出现在黎明以前。则c出现的时间最可能是()A上午B正午 C傍晚 D凌晨(2)逆温的影响有()利于污染物的扩散利于雾的形成 抑制沙尘暴的发生减轻山区农作物冻害 AB C D AB解析：第(1)题，据辐射逆温定义可知，逆温最强时即为地面气温最低时，即日出前后；此后，地面逐渐升温，逆温现象逐渐减弱并由地面向高空方向消失；直至午后完全恢复。图c显示逆温现象尚存，但近地面气温已经恢复正常；结合题干中对a、b图形成时刻的描述，可知c图出现在日出之后、午后之前；再结合正午太阳辐射最强，地面温度较高，可知c图更接近日出
25、，故c图应出现在上午。第(2)题，逆温抑制大气对流运动，不利于大气污染物扩散，亦不利于沙尘飞扬，从而抑制沙尘暴的发展，错误，正确。近地面气温低，大气稳定度高，容易使空气中的水汽在近地面凝结成雾；同时也增强了大气逆辐射，保温作用更强，从而减轻山区农作物冻害，正确。【研题悟法】试题是知识点的体现，故解题不仅仅是知识点的运用，还应从解题过程中进一步完善自身的知识结构。如解答本组试题后，我们应归纳、总结出逆温的利弊表现。【跟踪训练7】(2017长沙市一中月考)通常对流层的气温是近地面较高，且随高度增加而递减，在一天中的不同时段会有差异，有时甚至出现高层气温反而高于低层气温的现象，这种现象称为逆温。下图
26、为“同一地点在某日清晨、上午、午后及夜间四个不同时段的近地面大气垂直气温分布曲线图”。读图，完成(1)(2)题。(1)图中丁曲线越接近地面气温越高的主要原因是()A越接近地面风速越小，大气热量不易散失 B越接近地面空气尘埃越多，尘埃能吸收太阳辐射 C越接近地面空气密度越大，大气吸收太阳辐射越多 D越接近地面大气吸收的地面辐射越多(2)如果该日形成大雾，则使四条曲线表示的时段水平能见度最低的是()A甲曲线B乙曲线 C丙曲线 D丁曲线 DA 解析：第(1)题，大气的主要直接热源是地面，越接近地面，吸收的地面长波辐射越多，气温越高。第(2)题，能见度低说明大气稳定无风，不能吹散大雾。图中四条曲线中，
27、甲曲线所示时段温度最低，空气中的水汽饱和度高，且此时出现逆温现象，不利于大雾消散，故此时的大气能见度最低。【考向预测】该考点的考查方式主要有三种：(1)给出逆温概念的材料，考查考生现场学习能力，多侧重逆温成因分析。(2)给出相关材料，要求考生从成因角度区分辐射逆温、平流逆温、锋面逆温和地形逆温。(3)结合生产生活实际情境分析逆温利弊。【典例图示】等压面剖面图的判读知能提升【名师析图】1判读技巧(1)“高压上凸，低压下凹”：高空和近地面的等压面，均是高压区的等压面往高处凸，低压区的等压面往低处凹。(2)同一地点，其高空等压面的弯曲方向与近地面等压面的弯曲方向相反，即高空等压面往高处凸，则近地面等
28、压面往低处凹；高空等压面往低处凹，则近地面等压面往高处凸。2应用(1)判断气压高低如图中四点气压值从高到低依次是：PPPP。(2)判断近地面的冷热状况等压面的弯曲状况近地面气压高低根据温压关系判断出气温高低。如图中近地面处等压面往下凹，为低压，说明处气温较周边高。(3)判断下垫面性质 在判断近地面冷热状况的前提下，根据不同下垫面的热力差异，进而判断出下垫面的性质。判断陆地与海洋(湖泊)夏季：等压面往下凹为陆地，往上凸为海洋(湖泊)。冬季：等压面往下凹为海洋(湖泊)，往上凸为陆地。判断裸地与绿地 裸地同陆地，绿地同海洋。判断城区与郊区 等压面往下凹为城区，往上凸为郊区。(4)判断近地面天气状况和
29、气温日较差 等压面的弯曲状况近地面气压高低判断出天气状况判断气温日较差。等压面往下凹，为低压区，多阴雨天气，日较差较小，如图中地；等压面往上凸，为高压区，多晴朗天气，日较差较大，如图中地。【迁移应用】【例题】(2016湖北华中师大一附中高三期中考试)下图为某区域某时刻海平面与相应6 000m高空等气压差图。据此，完成(1)(2)题。(1)此时，丙处近地面的风向最有可能为()A东北风 B东南风C正南风 D西北风(2)若不考虑其他因素，此时该地区出现雾霾天气()A甲处风力较大，雾霾持续时间较短 B甲处有下降气流，雾霾持续时间较短 C乙处风力较小，雾霾持续时间较长 D乙处有上升气流，雾霾持续时间较短
30、 DD思维点拨：第(1)题，气压随海拔的增高而降低。由图可知，甲处海平面与相应6 000m高空等气压差大于乙地，可推知甲地近地面气压较高、高空气压较低，乙地则相反(即近地面气压较低，高空气压较高)。水平气压梯度力由高压指向低压，且与等压线垂直，近地面还受到地转偏向力与摩擦力的影响，风向发生一定偏转(南半球左偏、北半球右偏)，所以图示情况下，近地面水平气压梯度力由甲地指向乙地(即自西向东)，风向偏转后为偏西北或西南，选D。第(2)题，气压随海拔的增高而降低。据上题分析可推知，甲地盛行下沉气流、乙地盛行上升气流，但两地风力大小无从判断。下沉气流处，颗粒物被压制在近地面，雾霾不易扩散，持续时间较长；上升气流处，颗粒物随气流上升扩散，且一般伴随降水，使得颗粒物沉降，所以雾霾持续时间较短，选D。温馨提示：课后完成同步训练第二节
