1、第二节大气圈与天气、气候第1课时大气圈的组成与结构大气的受热过程学习目标明目标、知重点了解低层大气的组成及各成分的作用。掌握大气各层的气温和气流运动特征，并理解各层与人类的关系。运用图表分析说明大气的受热过程及大气保温作用的基本原理。,学生用书P38)一、大气圈的组成与结构1大气的组成及作用大气成分作用干洁空气氮地球生物体内蛋白质的重要组成部分氧人类和一切生物维持生命活动所必需的物质二氧化碳绿色植物进行光合作用的原料臭氧能吸收太阳紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”水汽产生云、雨、雪、雾等天气现象，影响地面和大气温度固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件2.大气的垂直分层(1)分层依据：大气在
2、垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。(2)垂直分层气温垂直变化大气运动状况与人类关系A对流层随高度增加而降低对流运动显著天气现象复杂多变，与人类关系最密切B平流层随高度增加而增加水平运动为主有利于高空飞行，臭氧层有保护作用C高层大气随高度增加先降低后增加80500千米有若干电离层，对无线电通信有重要作用二、大气的受热过程1能量来源(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大气对太阳辐射的吸收作用(1)平流层臭氧和氧原子主要吸收紫外线。(2)对流层水汽和二氧化碳主要吸收红外线。(3)可见光被吸收得很少，绝大部分可到达地面。3大气对地面的保温作用(1)A太阳
3、辐射透过大气射到地面地面增温，并以B地面辐射的形式射向大气大气增温。(2)C大气逆辐射把热量还给地面，起保温作用。一、判断题1对流层的厚度由赤道向两极递增。()2对流层大气的直接热源是太阳辐射。()3太阳辐射为短波辐射，大气辐射和地面辐射为长波辐射。()4同样性质的地表，受到太阳辐射的强度越大，所产生地表辐射也就越强。()5太阳辐射中的紫外线绝大部分被臭氧层吸收。()答案：1.2.3.4.5.二、选择题6晴天昼夜温差大的原因是()白天大气削弱作用强白天大气削弱作用弱夜晚大气保温作用强 夜晚大气保温作用弱A BC D答案：B7大气对地面有保温作用，主要是因为()A大气能大量吸收地面辐射B近地面大
4、气吸收太阳辐射C大气逆辐射把热量还给地面D大气散射把热量还给地面答案：C8大气逆辐射最强的时间为()A日出前后 B子夜C午后2时左右 D正午答案：C9青藏高原与同纬度其他地区相比太阳辐射强，但气温低，主要是因为()A大气吸收大气上界的太阳辐射少B大气吸收地面辐射少C地面吸收大气逆辐射少D地面吸收到达地面的太阳辐射少解析：选B。地面是近地面大气主要、直接的热源，距地面越远，大气得到的热量越少，气温越低。青藏高原地势高，空气稀薄，大气吸收的地面辐射少，因而气温低。大气圈的组成与结构学生用书P39【合作探究】读大气的垂直分层示意图(见教材P36图222)，探究下列问题。(1)臭氧层位于图中大气的哪一
5、层？为什么臭氧层被誉为“地球生命的保护伞”？目前人类对它有怎样的影响？(2)图中的平流层为什么适合高空飞行？(3)在高层大气中，部分地区可达数千摄氏度，可飞行器却不会被烧毁，为什么？(4)为什么对流层的天气复杂多变？提示：(1)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。(2)平流层的气温下低上高，空气难以对流，大气以平流运动为主，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)高层大气中空气稀薄，航天飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。(4
6、)对流层集中了几乎全部的水汽和杂质，就有了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。【核心归纳】地球大气从地面向上可延伸到数千千米高空，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。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：1718千米中纬：1012千米高纬：89千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就生活在对流层底部，与人类关系最密切空气对流运动显著该层上部冷，下部热天气现象复杂多变几乎全部的
7、水汽、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨平流层从对流层顶至5055千米气温随高度增加而增加该层中的臭氧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，大气稳定天气晴朗水汽、杂质少，气流平稳高层大气从平流层顶到3 000千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逆温现象及危害(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100 m，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
8、”。如图所示。(2)危害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，甚至出现交通事故。加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。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。【跟踪训练】下图为大气垂直分层示意图。读图，完成(1)(3)题。(1)图中能正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()ABC D(2)对无线电短波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(3
9、)2015年12月29日0时04分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将遥感卫星二十二号送入太空。遥感二十二号卫星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 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，正确，但曲线在层上半部气温变化出现错误，故只有正确。第(2)题，高层大气(层)中存在若干电离层。第(3)题，遥感二十二号卫星位于高层大气中。答案：(1)B(2)D(3)C大气的受热过程学生用书P40【合作探究】读大气的保温作用示意图(见教材P
10、37图224)和温室保温原理示意图(见教材P37图225)，探究下列问题。(1)地面和对流层大气的主要热量来源是否相同，为什么？(2)图224中有几种辐射？真正对地面起保温作用的是哪一种辐射？(3)为什么青藏高原的太阳辐射强，气温却很低？(4)图225中温室保温的关键是什么？提示：(1)不同。地面的热量主要来自太阳辐射。太阳辐射是地球(地面和大气)能量的根本来源。对流层大气通过吸收少量太阳辐射和大量地面辐射而实现受热过程，即地面辐射是对流层大气主要的、直接的热源。(2)太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射。对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。(3)青藏高原海拔高，大气稀薄，水汽、尘埃少，晴天多，到达
11、地面的太阳辐射多，太阳辐射强，但由于空气稀薄，大气吸收的太阳短波辐射和地面长波辐射很少，大气的保温作用差，且海拔高，故气温低。(4)温室保温的关键是玻璃或塑料膜，能使太阳短波辐射透进来，而地面长波辐射却不能透出去。【核心归纳】1大气的受热过程太阳辐射是大气热量的根本来源，热量在地面与大气之间的传递过程如下图所示：由图可知，大气对地面保温作用的过程可归纳如下表：过程名称具体过程热量来源太阳暖大地太阳辐射到达地面，地面吸收后增温太阳辐射大地暖大气地面增温后形成地面辐射，大气吸收后增温地面辐射大气还大地大气增温后形成大气辐射，其中向下的部分称为大气逆辐射，它将大部分热量还给地面大气辐射2影响地面辐射
12、的因素主要因素主要影响纬度因素纬度越高，年平均正午太阳高度角越小，太阳辐射经过大气的路径越长，大气的削弱作用越大；太阳光线射到地面的角度越小，单位面积地面吸收的热量越少，所产生的地面辐射越少季节因素夏季，地面获得的太阳辐射多，地面辐射强；冬季，地面获得的太阳辐射少，地面辐射也较少地势因素地势越高，空气越稀薄，大气的削弱作用和保温作用越差，地面辐射昼夜差别越大地形因素阳坡接收太阳辐射多，地面辐射强；坡面与太阳光线越垂直，地面辐射就越强地面性质下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例不同。例如，硬化地面、冰雪反射率较高，水体、植被反射率较低，导致各地地面获得的热量、辐射不同气象因素同纬度地区，天气
13、状况不同，日照时数长短不同，地面获得的太阳辐射不同，导致地面辐射强度不同3保温作用原理在生产中的应用(1)采用塑料大棚发展农业，玻璃温室育苗等。原理：塑料薄膜、玻璃能让太阳短波辐射透射进入，而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻璃散失，从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。(2)秋冬季节，北方农田常用人造烟幕的办法来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。【跟踪训练】下面是大气对地面的保温作用示意图。读图，回答(1)(2)题。(1)图中太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的数码代号按顺序依次是()ABC D(2)青藏高原比长江中下游平原气温日较差大的原因是()离太阳近青藏高原比长江中下游平原
14、太阳高度角小云层厚且夜晚长地势高、空气稀薄白天太阳辐射强夜晚大气逆辐射弱A BC D解析：第(1)题，该题主要是熟悉热力作用过程中太阳辐射到大气逆辐射按顺序排列的关系：太阳辐射地面吸收地面增温地面辐射大气吸收大气辐射大气逆辐射。第(2)题，长江中下游平原：地势低平，水域面积大，大气层厚，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，晚上大气逆辐射较强，所以气温日较差较小。青藏高原：海拔高，空气稀薄，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射量大，晚上大气逆辐射弱，所以气温日较差较大。答案：(1)C(2)B,学生用书P42)大气热力过程关联图的判读【典图示例】 【判读技巧】1理清关联图反映出来的信息(
15、1)太阳辐射是地球最主要的能量来源。(2)大气“透明”(直接吸收太阳辐射少)，所以太阳辐射直接加热地面。(3)地面辐射是近地面大气主要的直接热源(因水汽、二氧化碳大量吸收地面辐射)。(4)大气逆辐射将热量还给地面，起到了保温作用。2大气保温作用强弱的影响因素对流层大气中水汽和温室气体(二氧化碳为主)的含量越大，对地面辐射吸收的程度越大，大气温度就越高，大气逆辐射就越强。因此天空中的云层和烟雾对大气逆辐射的强弱影响较大，如使用烟雾防霜冻即利用了此原理。【针对练习】电视剧闯关东中的场景：主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害，在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草结合大气受热过程示
16、意图，完成(1)(2)题。(1)关于图中a、b、c所代表的内容，叙述正确的是()Aa代表大气的直接热源Ba、b所代表的辐射波长的大小关系是abCb代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收Dc代表的辐射与天气状况无关(2)朱开山一家燃烧柴草防御霜冻的做法，有利于()A增强a辐射B增强b辐射C增强c辐射 D改变b的辐射方向解析：第(1)题，从图中箭头方向可判断出，a表示太阳辐射，b表示地面辐射，c表示大气逆辐射。其中b是低层大气热量的直接来源，其辐射的热量主要被大气中的水汽、二氧化碳等吸收。 阴天时，c辐射增强。第(2)题，燃烧柴草可释放出大量二氧化碳及烟尘，增强大气逆辐射(c)，使大气对地面的保温作用增
17、强，从而保护作物少受霜冻影响。答案：(1)B(2)C,学生用书P42) 对点练一大气圈的组成与结构谷歌副总裁尤斯塔斯曾完成了一次冒险挑战，他乘坐氦气球升到41 419 m高空后，从太空舱里跳下，15分钟后成功落地。据此，回答12题。1尤斯塔斯跳出时的高度处在()A对流层B平流层C电离层 D高层大气2从跳出到落地，尤斯塔斯经历的大气温度变化是()A逐渐降低B逐渐升高C先升高后降低D先降低后升高解析：尤斯塔斯在距离地面41 419 m处跳出，该处属于平流层。从平流层至对流层至地面，气温先降低后升高。答案：1.B2.D 对点练二大气的受热过程下图为大气保温作用示意图。读图回答34题。3一次强烈的火山
18、喷发可能导致图中()Ab增强 Bd增强Ce增强 Dc增强4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解析：第3题，做好该题的关键是要明确图中各字母的含义：a表示大气逆辐射，b表示被大气削弱之后的太阳辐射，c表示未被大气削弱的太阳辐射，d表示地面辐射，e表示大气反射的太阳辐射，f表示大气吸收的太阳辐射。火山喷发会产生大量的烟尘，而烟尘能够强烈地反射太阳辐射，即导致图中的e增强。第4题，由上面的分析可知，b表示被大气削弱之后的太阳辐射，它的强弱不仅
19、与纬度有关，也与大气状况有关。在赤道地区尽管一年中的平均太阳高度大，但由于阴雨天气多，大气的削弱作用强；而在北回归线附近，平均太阳高度尽管比赤道小，但由于受副热带高气压带的控制，盛行下沉气流，所以阴雨天气少，大气的削弱作用弱，故太阳实际辐射量比赤道还多。答案：3.C4.A每年冬天，浙江省农业厅专家都要为西湖龙井茶树防冻支招。以下是两种常见的防冻措施：覆盖防寒(寒潮来前，用网纱等覆盖茶树蓬面，以保护茶树，如图1)；熏烟驱霜(晚霜来前，气温降至2 左右时点火生烟，以减轻晚霜冻害，如图2)。读图回答56题。5图1中的网纱在冬季主要能够()A防太阳暴晒B阻隔霜冻直接接触叶面C防病虫害D防洪、防涝6图2
20、中的熏烟能够减轻霜冻，是因为烟雾能够()A使二氧化碳浓度增加，大气逆辐射增强B使水汽含量增加，太阳辐射增强C使地面温度增加，地面辐射增强D使大气温度增加，大气逆辐射增强解析：第5题，覆盖防寒，即阻断寒潮、霜冻直接接触茶树叶面。第6题，熏烟能使大气中二氧化碳浓度增加，使大气吸收地面辐射的能力增强，大气逆辐射增强，从而起到保温作用。答案：5.B6.A, 学生用书P129(单独成册)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100 km处，据其可能探测到的现象完成12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
21、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电离层解析：第1题，从图中看到该气球所在高度约为100 km，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，气温变化符合D项。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。答案：1.D2.A下图为太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射关系示意图。据此回答35题。3图中、三个箭头所表示的辐射依次是()A大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射B太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射C地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射D太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射4近地面大气的主要直接热源是()A地面辐射 B太
22、阳辐射C大气辐射 D大气逆辐射5大气对地面的保温作用以及它们在图中对应字母的组合，正确的是()A太阳辐射B大气的反射作用C大气的吸收作用 D大气的逆辐射作用解析：根据图中箭头的指向关系，为太阳辐射，为地面辐射，为大气逆辐射。大气中的水分和二氧化碳能强烈吸收红外光长波辐射，从而使大气增温，所以近地面大气的主要直接热源是地面辐射。大气逆辐射把热量还给地面，对地面起保温作用。答案：3.B4.A5.D下图为在东北地区某蔬菜大棚里所拍摄的照片。据图完成67题。6冬春季节，菜农常在大棚内墙上悬挂光亮镜面膜，对其悬挂位置及作用的叙述正确的是()A南墙，提高棚内温度 B北墙，增加棚内光照C南墙，增加棚内光照
23、D北墙，提高棚内湿度7在夏季，菜农有时会给大棚覆盖黑色尼龙网，这样做的目的是()A增加大气逆辐射，降低棚内温度B阻止地面辐射，防止夜间温度过低C削弱太阳辐射，减少农作物水分蒸腾D增强地面辐射，提高农作物存活率解析：第6题，冬春季节，太阳光照条件差，在北墙悬挂光亮镜面膜，可通过反射阳光增加棚内光照，促进光合作用。第7题，夏季光照强，黑色尼龙网可削弱过强的太阳辐射，并减少作物水分蒸腾。答案：6.B7.C8南京某校地理研究性学习小组针对晴天和阴天的气温日变化情况进行了观测，并绘制了气温日变化曲线图。读图，回答下列问题。(1)A、B两条曲线中，表示晴天时气温曲线的是_，理由为_。(2)下图表示的情景中
24、，昼夜温差最大的是_图，其原因是_。(3)利用所学原理分析新疆的瓜果为什么特别甜。解析：(1)晴天时，白天由于大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温比阴天高，夜晚大气对地面的保温作用弱，气温比阴天低。(2)晴天与多云天相比，多云天时昼夜温差小；陆地与海洋相比，海洋昼夜温差小。(3)新疆多晴朗的天气，白天太阳辐射强，光合作用强，夜晚气温低，呼吸作用弱，有利于糖分的积累。答案：(1)A晴天时，白天大气对太阳辐射削弱的少，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚，大气逆辐射弱，保温作用弱，气温比阴天时低(2)C与晴天相比，多云的白天，大气对太阳辐射削弱强，气温低，夜晚，大气的保温作用强，气温高；再加上海洋的热容
25、量比陆地大，升温、降温慢，所以陆地晴天昼夜温差大(3)新疆多晴朗的天气，白天太阳辐射强，光合作用强；夜晚大气逆辐射弱，气温低，呼吸作用弱，有利于糖分的积累。下图为地球大气的垂直分层图(部分)，读图回答12题。1、四条曲线中，正确表示大气层气温垂直分布状况的是()A BC D2有关该大气层的叙述，正确的是()A有电离层，对无线电通信有重要作用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50 左右解析：第1题，根据图中大气层距地面的高度可知该大气层是平流层，平流层下层气温随高度变化很小，30 km以上气温随高度增加而迅速上升，故选A。第2题，平流层上
26、热下冷，大气以水平运动为主，大气平稳，天气晴朗，有利于高空飞行，图中大气层的温差约为50 。答案：1.A2.D下表为我国2016年10月四城市的实测气温数据及该日天气状况，读表回答34题。城市纬度海拔(m)最高气温()最低气温()天气北京39.8N54183晴杭州30.2N401711多云海口20.0N142723雨拉萨29.7N3 649196多云3该日最低气温拉萨比杭州低，主要原因是拉萨()A太阳辐射弱 B大气削弱作用强C大气保温作用弱 D大气反射作用弱4该日北京比海口气温日较差(一天中最高气温与最低气温的差)大，主要原因是北京地区()A纬度高 B白昼短C大气吸收能力强 D天气晴朗解析：第
27、3题，拉萨位于我国的青藏高原，海拔高，空气稀薄，大气的保温作用较弱，故该日的最低气温比杭州低。第4题，从表中可以看出，该日北京为晴天，而海口为雨天，所以，该日北京比海口气温日较差大，是由于天气晴朗造成的。答案：3.C4.D齐民要术中有这样一段描述：“凡五果，花盛时遭霜，则无子。天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜。此时放火作煴，少得烟气，则免于霜矣。”(煴yn：无焰的微火)据此完成56 题。5“天雨新晴，北风寒彻”造成“是夜必霜”，其原因是()A雨后的夜晚气温必定很低B受冷气团影响，加之晴朗的夜晚，大气逆辐射较弱C晴朗的夜晚，地面辐射减弱D晴朗的夜晚，地面辐射加强6“放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”的
28、原因是()“烟气”使得大气逆辐射增强，地面温度不至于降得过低“烟气”主要成分为二氧化碳，对地面有明显的保温作用“放火作煴”将地面直接烤暖“放火作煴”将大气直接熏暖A BC D解析：晴朗的夜晚，因为无云，大气逆辐射较弱，近地面气温低，易出现霜冻。若放火则增加了排放到大气中的烟雾，使大气逆辐射增强，对地面起到了保温作用。答案：5.B6.A太阳辐射经过大气的路程愈短，其能量被大气削弱的愈少，到达地面的太阳辐射愈多，太阳辐射强度愈大。读图回答第7题。7产生乙现象的原因可能有()A天空多云 B天空晴朗C地势较低 D地势平坦解析：选A。读图可知，该坐标图纵坐标表示太阳辐射强度，越向上表示太阳辐射强度越大，
29、横坐标表示太阳辐射经过大气路程的长短，越向右表示经过的大气路程越长。由此可以判断甲地太阳辐射强度最强，丁地太阳辐射强度最弱。太阳辐射经过大气路程越长对太阳辐射的削弱作用越大，而乙地太阳辐射经过大气路程较短但太阳辐射较弱的原因可能是该地多云天气较多。8阅读下列材料，完成问题。材料一为增强学生体质，锻炼学生意志，教育部、国家体育总局及共青团中央，每年冬季都要下文组织广大中学生开展冬季长跑活动。材料二如图。(1)若下图为北京、南京、哈尔滨和海口四城市气温年变化曲线图，那么北京、南京、哈尔滨和海口四城市对应的气温年变化曲线分别是()A BC D(2)若甲图表示的大气层是人类生存环境的天然屏障，则该层是
30、_层，原因是_；若甲图表示的大气层对无线电通信有重要作用，则该层是_；若人类活动导致其成分增加或减少，则该层可能是_或_。(3)根据乙图简要分析逆温层变化的规律。(4)根据材料二分析，居住在我国北方某重工业城市的学生在清晨跑步是否科学？请分析原因，并说明在什么时候跑步最适宜。答案：(1)C(2)平流此层臭氧含量最多，臭氧大量吸收太阳紫外线，保护地球生物免受伤害高层大气对流层平流层(3)日出以后随着地面温度的升高，逆温层变薄减弱，直至消失。(4)不科学。清晨，大气逆温层存在，大气对流运动微弱，大气中的污染物不易向高空扩散，污染物浓度高；同时日出前绿色植物光合作用弱而呼吸作用强，大气中此时二氧化碳含量较高。应该在下午或傍晚跑步最适宜。
