第5讲对流层大气的受热过程及大气运动课件.docx

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第5讲对流层大气的受热过程及大气运动课件

对流层大气的受热过程及大气运动

最新

考纲

大气受热过程。

思

维

导

图

考纲

解读

1.掌握大气的受热过程，并理解大气对太阳辐射的削弱作用及地面的保温作用。

2.理解热力环流的形成原理，大气水平运动的影响因素及风向的判断。

3.学会阅读、分析和判读等温线分布图、等压线分布图和等压面分布图，并能运用已学知识分析解决问题。

微专题一　对流层大气的受热过程

1．大气的垂直分层

层次

主要特点

原因

对流层

气温随高度增加而递减，每上升100米降低约0.6℃

热量绝大部分来自地面

对流运动显著

上冷下热，差异大，对流强

天气现象复杂多变，最活跃，与人类关系最密切的一层

水汽杂质多，对流运动强烈

平流层

气温随高度升高而增高

臭氧吸收紫外线

大气以水平运动为主

上热下冷

大气平稳，天气晴朗，有利于高空飞行

水汽杂质少，水平运动为主

高层大气

存在若干电离层，能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用

太阳紫外线和宇宙射线作用

2.大气对太阳辐射的削弱作用

（1）表现形式：

选择性吸收、散射和反射。

（2）削弱强度：

对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。

3．大气对地面的保温作用

大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现受热过程，而大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续。

具体图解如下：

大气受热过程原理在生产生活中的应用

（1）解释温室气体大量排放对全球变暖的影响

→

→

→

→

（2）在农业中的应用：

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。

考向一　大气的受热过程

1．近地面大气的直接热源是（　　）

A．地面辐射B．大气辐射C．太阳辐射D．大气逆辐射

2．下列辐射中波长最短的是（　　）

A．地面辐射B．太阳辐射C．大气逆辐射D．大气辐射

下图中各箭头及其代表符号①、②、③、④、⑤表示太阳、地面、大气、宇宙空间之间的热力作用，其中包括太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射、大气对太阳辐射的削弱作用（吸收、反射和散射）。

读图回答3～4题。

3．我国青藏高原的纬度比云贵高原高，但年太阳辐射总量比云贵高原大，其原因主要与图中的哪个因素数值大小有关（　　）

A．①　　　　B．②　　　　C.③　　　　D．④

4．四川盆地与青藏高原纬度相当，但年平均气温比青藏高原高得多，其原因与图中的哪个因素数值大小有关（　　）

A．①B．②C．④D．⑤

类型1大气的受热过程和保温效应

　读“大气的保温作用示意图”，完成下列问题。

（1）上图中A表示　　　　辐射，B表示　　　　辐射，C表示　　　　辐射。

（2）由图可知，大气对地面之所以具有保温作用，就是因为大气吸收　　　　使大气增温，同时又以　　　　的形式把热量归还给地面的缘故。

（3）太阳辐射和地面辐射相对而言，辐射波长较长的是　　　　　　　　。

（4）在寒冷的冬天，农民往往在麦田边燃烧大量的湿草来防御寒潮，试用所学知识解释其原理。

微专题二　气温的变化及其影响因素

1．气温垂直递减率的变化

正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，但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℃，如下图表现为曲线变陡或变缓。

在②情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定；在①情况下，大气对流运动更加强烈。

2．气温的水平分布规律

等温线特征

气温分布规律

主要影响因素

全球

等温线大致与纬线平行

无论冬季还是夏季，气温都从低纬向两极递减

太阳辐射（纬度位置）

北半球

较曲折：

1月份大陆上的等温线向南（低纬）凸出，海洋上则向北（高纬）凸出；7月份正好相反

在同一纬度上，冬季大陆比海洋气温低，夏季大陆比海洋气温高

海陆分布造成的海陆热力性质差异

南半球

较平直

同一纬度气温差别小

海陆分布（海洋面积广阔，地表性质均一）

同纬度

地带

气温低，则等温线向低纬凸出；气温高，则等温线向高纬凸出

高原、山地的气温较低，平原的气温较高；寒流经过处气温低，暖流经过处气温高

地形（地势高低）；洋流

我国

冬季，等温线密集；1月份0℃等温线大致沿秦岭—淮河一线延伸

冬季，南北温差大，越往北温度越低

太阳辐射（纬度位置，即北方太阳高度小、白昼时间短，南方正相反）；冬季风（大气环流，北方冬季风影响大）

夏季，等温线稀疏

夏季普遍高温，南北温差不大

太阳辐射（南方太阳高度大，北方白昼时间长）

3.气温的时间变化规律

（1）气温的日变化

一天中气温最高出现在午后2时左右，最低气温出现在日出前后。

（2）气温的日（年）较差变化

①大陆上气温日较差和年较差比同纬度海洋大。

②阴天气温日较差比晴天小。

③纬度越高，气温年较差越大。

1．昼夜温差大小的分析

分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理，主要从地势高低、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大气的保温作用都弱→昼夜温差大。

（2）天气状况：

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→昼夜温差大。

（3）下垫面性质：

下垫面的比热容大→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。

2．逆温现象

（1）一般情况下，对流层温度上冷下暖。

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，这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。

（2）造成逆温现象的原因有很多种：

类型

发生的条件

出现的地区

辐射逆温

经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢

中高纬度大陆冬季黎明前

平流逆温

暖空气水平移动到冷的地面或气层上

中纬度沿海地区

地形逆温

主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升

盆地和谷地中夜间

锋面逆温

锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著

锋面活动地区

（3）无论哪种条件造成的逆温，都会对大气质量造成很大的影响。

逆温层的存在，造成局部大气上热下冷，阻碍了空气垂直运动的发展，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等聚集在它的下面，使能见度变差，空气污染加重；尤其是城市及工业区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件，如光化学烟雾等。

考向一　等温线的水平分布及其变动

下图为1959～2009年秦岭山地1月0℃等温线位置变化图。

完成1～2题。

1．该地1月0℃等温线的位置总体上（　　）

A．向亚热带地区偏移B．向海拔较低地区偏移

C．向低纬度地区偏移D．向落叶阔叶林带偏移

2．根据图中等温线的位置及其变动可知（　　）

A．甲地为山岭、冬季平均气温趋于下降B．乙地为山谷、冬季平均气温趋于上升

C．甲地海拔低于乙地海拔D．甲地年平均气温高于乙地

考向二　逆温现象及其影响

3．近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。

下图是气温垂直分布的4种情形。

图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是（　　）

A．①B．②C．③D．④

微专题三　热力环流与等压面

1．成因：

太阳辐射在地表的差异分布。

2．形成过程

（1）图解

（2）描述

→

→

→

→

易错警示

　关于热力环流，具有“气温越高，气压越低”的规律，切记该规律只适用于热力条件下的下垫面，受动力因素影响的大气环流或者高空不适用该规律。

热力环流的实质

热力环流的实质是同一水平面的两个区域冷热不均引起气压差异和空气运动，所以只要是冷热不均或存在热力差异的两地，就可以形成热力环流，如陆地和水面的热力性质有较大差异，在同样受热或受冷条件下温度变化幅度不一致，就可以形成热力环流。

下面介绍几种常见的热力环流。

（1）海陆风

影响　使滨海地区气温日较差减小，降水增多。

（2）山谷风

影响　在山谷和盆地常因夜间的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染。

（3）城市风

影响　一般将绿化带布局于气流下沉处或下沉距离以内，将卫星城或污染较重的工厂布局于气流下沉距离之外。

由于城市人口集中，工业发达，释放出大量的人为热量，导致城市气温高于郊区，从而引起城市和郊区之间的小型的热力环流，称之为城市风。

读“城市风示意图”，回答1～3题。

1．市区与郊区相比，近地面（　　）

A．气温高，气压高B．气温高，气压低

C．气温低，气压低D．气温低，气压高

2．若在图中布局化工厂，为了减少城市风对市区空气的污染，应选择（　　）

A.甲B．乙C．丙D．丁

3．根据城市风的原理，今后城市造林的重点应该在（　　）

A．市区B．近郊区C．远郊D．农村

类型2热力环流的形成及高低气压判断

　下图为“北半球某地区上空等压面状况图”，读图分析回答下列问题。

（1）a、b两个等压面中数值较大的是　　　　　　　，理由是　　　　　　　　　。

（2）在近地面，陆地与海洋比较，气压较高的是　　　　　　　　　。

（3）仅考虑热力因素，在图中画出海陆间的热力环流。

（4）此时，北半球为　　　　季（节），判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。

　下图为山东省烟台附近某山区村庄某时刻等压面示意图，读图回答4～6题。

4.该山村的优质苹果树多种植在山腰，很少种植在山谷，原因是山腰果树开花早。

下图中能正确反映这一现象的是（　　）

5.上题现象产生的原因是（　　）

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挤上升

B.山顶接受的太阳辐射多于山谷

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

6.下列关于图中现象的叙述正确的是（　　）

①图中等压面一般出现在夜晚　②图中等压面一般出现在白天　③此时风向由Q到P　④此时风向由P到Q

A.①③B.①④C.②③D.②④

读图技巧

　等压面图的判读技巧

结合下图说明判读等压面图的基本技巧和应注意的问题：

（1）判读

①由于大气密度随高度增加而降低，不同高度的大气所承担的空气柱高度不同，导致在垂直方向上随着高度增加气压降低。

即PA＞PC，PB＞PD。

②因地面冷热不均，导致同一水平面上出现气压差异，进而等压面发生弯曲，同一水平面上，等压面上凸者气压高，下凹者气压低，即PC＞PD，PB＞PA。

③同一垂直方向上，近地面和高空的气压区类型相反，即近地面为高压，高空则为低压。

（2）应用

①判断气压高低：

如上图中比较同一地点不同高度气压值和同一水平面上不同点的气压值可得：

PB＞PA＞PC＞PD。

②判断下垫面的性质

a．判断陆地与海洋（湖泊）

夏季：

等压面下凹者为陆地，上凸者为海洋（湖泊）。

冬季：

等压面下凹者为海洋（湖泊），上凸者为陆地。

b．判断裸地与绿地

裸地同陆地，绿地同海洋。

c．判断城区与郊区

等压面下凹者为城区，上凸者为郊区。

③判断近地面天气状况和气温日较差

等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小，如A地；

等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大，如B地。

微专题四　大气的水平运动与等压线

1．风形成的直接原因：

水平气压梯度力，即促使大气由高气压区向低气压区的力。

该力垂直于等压线并由高压指向低压。

2．高空中的风和近地面的风比较

类型

受力

风向

图示（北半球）

高空中的风

水平气压梯度力和地转偏向力

与等压线平行

近地面的风

水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力

与等压线之间成一夹角

影响风的因素

影响风向的主要因素：

大气的受力状况、地转偏向力及其存在位置。

具体表现是：

（1）同一平面气流总是从高压流向低压，若只考虑水平气压梯度力对风向的影响，则风向与等压线垂直；若只考虑水平气压梯度力和地转偏向力对风向的影响，则风向最终与等压线平行；若考虑水平气压梯度力、摩擦力及地转偏向力对风向的影响，则风向应该是斜穿等压线，且从高压吹向低压。

（2）近地面的风运动过程中往往受到水平气压梯度力、摩擦力和地转偏向力的影响，而高空的风一般只受到水平气压梯度力和地转偏向力的影响。

（3）风向与摩擦力的方向总相反；地转偏向力的方向总与风向、摩擦力的方向垂直；地转偏向力与摩擦力的合力方向总与水平气压梯度力的方向相反。

（4）高空和近地面没有明确规定的高度，但是一般以1500米为参考数值。

考向一　根据等压线判断风向改变

读图，回答第1～2题。

1．在图中所示的时段内，风向由东南变为东北的城市是（　　）

A．台北B．上海C．首尔D．北京

2．在图中所反映的季节里，造成我国华北地区旱灾的原因是（　　）

A．气温回升快，蒸发量大B．水源短缺，农田需水量大

C．降水量较少，土壤干燥D．植被稀少，涵养的水源少

方法技巧

　作图法判断风向

利用作图判断风向，是风向判断的最常用方法。

具体步骤如下：

第一步：

在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头（由高压指向低压，但并非一定指向低压中心），表示水平气压梯度力的方向。

第二步：

确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右（北半球）或向左（南半球）偏转30°～45°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。

如下图所示（北半球）：

考向二　风力大小的判断

3．读下面四幅气压分布图。

四幅气压分布图中，风力最大的点是（　　）

A．aB.bC．cD．d

方法技巧

　等压线图中风力的判定

（1）同一等压线图上，等压线密集，风力大；等压线稀疏，风力小，如下图中甲处风力大于乙处。

（2）不同图中，“相同比例尺”，相邻两条等压线数值差越大，风力越大，如下图中B处风力大于A处。

（3）不同图中，比例尺越大，风力越大，如下图中C处风力大于D处。

练出高分

[基础落实练]

读地球表面受热过程示意图，回答1～3题。

1．图中表示大气逆辐射的是（　　）

A．①B．②C．③D．④

2．近地面大气的热量主要来自（　　）

A．太阳辐射B．地面辐射C．大气逆辐射D．大气辐射

3．对地面起到保温作用的是（　　）

A．①B．②C．③D．④

在水库及其周围，地面比热容的差异导致了局部小气候的产生。

据此回答4～5题。

4．若该水库旁建有一度假村，下列四幅图中，能正确反映该水库与度假村之间风向的是（　）

A．①②B．③④C．①④D．②③

5．下列关于水库对库区周边地区的影响，正确的是（　　）

A．风力减弱

B．雷电、阵雨等天气现象增加

C．气温的年较差增大，日较差减小

D．增加周边地区空气湿度

下图为“1月某日欧洲西部部分地区海平面等压线分布示意图”（单位：

hPa）。

读图完成6～7题。

6．关于图示气压场的判断，正确的是（　　）

A．甲地气压值高于乙地B．乙地气压值高于丙地

C．丙地为低气压中心D．丁地为高气压中心

7．关于甲、乙两地天气的叙述，正确的是（　　）

A．甲地风力小于乙地B．此时，甲地天空中云量少于乙地

C．甲、乙两地都吹偏西风D．甲地气温日较差大于乙地

[能力提升练]

8．冻雨是上层的过冷水滴、冰晶、雪花进入中间暖层化为水滴，再降落到近地面并接触到0℃或0℃以下物体表面立即冻结的特殊天气现象。

下列气温的垂直分布示意图中，最有可能形成冻雨的是（　　）

中新社2008年8月14日电　奥帆赛14日进入第六天，但青岛浮山湾海域的风力不到每秒3米，不符合比赛条件，当天原计划要进行的七个项目的比赛被迫顺延至下一个比赛日。

阅读材料，结合下图完成9～11题。

9.影响海上风力大小的因素是（　　）

①地转偏向力　②摩擦力　③水平气压梯度力　④惯性离心力

A.①②B.②③C.③④D.①④

10.导致图示现象发生的大气运动形式，最有可能是（　　）

A.热力环流B.海陆风C.季风环流D.山谷风

11.图中大气污染危害较大的是（　　）

A.春季B.秋季C.白天D.黑夜

云层和大颗粒尘埃的反射作用最强，故多云的白天或者扬沙天气时，太阳辐射弱，气温较晴朗的白天稍低。

空气中的二氧化碳和水汽对长波辐射吸收强烈，其含量较大时，大气吸收的地面长波辐射较多，大气逆辐射增强，保温作用明显，故多云的夜晚比晴朗的夜晚气温稍高。

变式练习下图是“我国某地区两天的气温日变化曲线图”，读图回答下列问题。

（1）A、B两条曲线中，表示阴天时气温变化的是　　。

（2）白天阴天，气温比晴天时较　　　　，这是由于　　　　　　　。

（3）夜晚阴天，气温比晴天时较　　　　，这是由于　　　　　　　　。

（4）霜冻多出现在晴天夜里是因为__________________________________________。