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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
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？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C．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.B
2.D
3.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 1．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.C
5.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．
④2．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℃左右答案
1.A
2.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℃左右2017·兖州高一检测读图，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.D
4.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__________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__________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 45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.D
2.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，气温变化符合D项描述第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2017·天津静海高一月考读“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.B
4.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2017·滨州期末下图为“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.C
6.A2017·哈尔滨高一期末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免受霜冻影响
③风扇的转动可以增强近地面空气对流运动程度
④风扇转动可带动空气流动，阻止上层冷空气下压A．
①③B．
②④C．
②③D．
①④答案
7.B
8.D解析 第7题，读图乙，在8米高度附近，气温最高，“防霜冻风扇”安装高度为7～8米时，风扇启动后，可把该处暖空气吹到茶树上，从而减轻霜冻对茶树的伤害第8题，结合前面分析，风扇启动后，可把高处的暖空气吹到茶树上，
①对；风扇吹出的并不是热风，
②错；近地面0～4米存在空气对流运动，风扇吹下来的暖空气会削弱近地面的对流运动，
③错；风扇的转动使下层空气循环，阻止了上层冷空气下压，
④对选D正确2018·沈阳高一检测某年12月，山东、山西、河南、陕西、江苏、北京、内蒙古自治区局部以及重庆中西部等多地遭遇了大雾天气，一些地方能见度还不足50米据此完成9～10题9．由材料可知，深秋初冬时节是该地区大雾的多发期，这其中的原理是 A．昼夜温差较小，水汽易凝结，但风力微弱，水汽不易扩散B．昼夜温差较小，水汽不易凝结，直接悬浮于大气中C．昼夜温差较大，水汽不易凝结，直接附着在地面上D．昼夜温差较大，水汽易凝结，且该季节晴朗天气多，有利于扬尘的产生10．白天的大雾天气使空气能见度降低的原因之一是 A．大雾削弱了地面辐射B．大雾对太阳辐射具有反射作用C．大雾改变了太阳辐射的波长D．大雾增强了大气逆辐射答案
9.D
10.B解析 第9题，深秋初冬时节降水少，气候干旱，昼夜温差大，水汽易凝结；晴天多，表层土壤松散干燥，易产生扬尘，凝结核较多第10题，雾的反射作用较强，可使白天空气能见度降低下表为我国2017年10月四城市的实测气温数据及该日天气状况读表回答11～12题城市纬度海拔m最高气温℃最低气温℃天气北京
39.8°N54183晴杭州
30.2°N401711多云海口
20.0°N142723雨拉萨
29.7°N3649196多云
11.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12．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．天气晴朗答案
11.C
12.D解析 第11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第12题，从表中可以看出，该日北京为晴天，而海口为雨天白天大气削弱作用弱，夜晚保温作用弱，所以，该日北京比海口气温日较差大13．当地时间2017年1月6日，哥斯达黎加的图里亚尔瓦火山喷发，火山灰形成巨大的“蘑菇云”进入大气层，形成火山灰云结合“大气的受热过程示意图”，回答下列问题1火山喷发形成的“蘑菇云”，削弱了到达地表的太阳辐射，该作用对应图中箭头________和________2“蘑菇云”增强了射向地面的大气逆辐射，该作用对应图中箭头________3从理论上讲，“蘑菇云”会使当地白天地面温度不至于__________，晚上温度不至于__________，昼夜温差会变________答案 1
①
② 2
③ 3过高 过低 小解析 第1题，读图判断
①表示大气反射作用，
②表示吸收作用，
③表示大气逆辐射，
④表示地面辐射“蘑菇云”对太阳辐射的削弱作用主要表现为反射作用和吸收作用，即
①和
②第2题，由上题分析知，表示大气逆辐射的箭头为
③第3题，理论上，“蘑菇云”白天对太阳辐射有反射和吸收作用，使地面温度不至于过高，夜晚对地面具有保温作用，使地面温度不至于过低，当地昼夜温差会变小14．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．
①②③④B．
①④③②C．
③②④①D．
③④①②2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________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 1C2平流 此层臭氧含量最多，臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球生物免受辐射伤害 高层大气 对流层 平流层3日出以后随着地面温度升高，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考点题点题号大气圈的组成与结构大气圈的组成与结构1～23～4大气的受热过程大气的受热过程5～67～89～10，11～13大气圈的组成与大气的受热过程综合大气的受热过程与大气的运动综合14。
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