21 大气的垂直结构和大气受热过程高考地理复习讲义附真题及解析.docx
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21大气的垂直结构和大气受热过程高考地理复习讲义附真题及解析
第二章行星地球
1.1大气的垂直结构和大气受热过程
【考情扫描】
考题
分值
考点
题型
命题情景
2020年浙江卷-23
2
气温高低的影响因素
选择题
两极地区多年平均海冰消融速度比较
2020年浙江卷-10
2
温室效应
选择题
氧化亚氮的增温效应
天津卷-17
(2)(3)
9
气温高低的影响因素
选择题
贵州省的自然地理环境特征
2019年新课标全国卷Ⅱ6-8
12
大气的受热过程
选择题
积云的形成及
分布高度
2019年江苏卷-20
6
大气的受热过程
选择题
三峡库区出现云海日出奇观
2018年江苏卷•27
(1)
(2)
5
影响气温的因素
选择题
区域气温变化图
2017年新课标全国卷Ⅰ—9、11
12
大气保温作用
气温高低及变化
选择题
农业生产,葡萄种植
越冬双层覆膜技术
2017年天津卷8
4
大气热力运动
选择题
浮尘天气的成因分析
【考点讲解】
一、大气的垂直结构
大气层依据大气的温度、密度、和大气运动状况,自下到上依次分为:
对流层、平流层和高层大气。
(一)对流层:
1.特点:
对流层上部冷,下部热,有利于对流运动。
气流上升过程中气温降低,水汽凝结,易成云致雨。
云雾雨雪都发生在对流层。
2.对流层厚度变化:
各层上界因纬度和季节而不同。
【纬度】:
低纬度地区其上界为17-18公里;在中纬度地区为10-12公里;
高纬度地区仅为8-9公里。
【季节】:
夏季的对流层厚度大于冬季。
(二)平流层:
特点:
平流层上热下冷,不易对流,以平流为主,适合航空飞行。
【上热下冷的原因】:
平流层的臭氧(尤其是在30千米以上)吸收大量紫外线使得大气增温,导致平流层气温随着高度升高而升高。
(三)高层大气:
特点:
高层大气的空气密度很小,在2000-3000千米的高空,空气经常散逸到宇宙空间,被认为是大气的上界。
存在若干电离层,电离层能够反射无线电波,对无线电通信具有重要影响。
二、大气的受热过程
(一)大气的受热过程分析:
【解读】:
掌握大气的受热过程关键是厘清太阳、地面、大气三者之间热量的传递过程。
太阳是热量的根本来源,地面是中间传递,但地面也是大气最主要、最直接的热量来源。
辐射与温度有关,温度越高,波长越短。
大气逆辐射在一天中都有,地面温度越高,大气逆辐射越强。
但夜间大气的保温作用比较明显。
1.大气层的削弱作用:
(1)吸收作用:
主要是看大气中成分的吸收作用
对流层中的对太阳辐射吸收的比较少;
平流层中的臭氧吸收太阳紫外线而增温。
(2)反射作用:
主要体现为云层对太阳辐射的反射。
晴天辐射强,阴天辐射较弱。
(联系昼夜温差)
(3)散射作用:
太阳光中的可见光容易被散射。
(天的蓝色,太阳未出天已亮等)
2.地面的吸收作用
绝大部分太阳辐射到达地面,地面吸收而增温。
增温后又以地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量。
3.大气增温及大气逆辐射
对流层中的CO2和水汽能强烈吸收地面的长波辐射而增温。
大气增温后向外传递热量,分别向高层大气和向地面。
向地面那部分称之为大气逆辐射。
对地面起保温作用。
注意:
大气逆辐射在一天中都有,地面温度越高,大气逆辐射越强。
但夜间大气的保温作用比较明显。
农业生产的运用:
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。
(二)气温高低的影响因素
1.地气系统受热过程
(1)太阳辐射分布
因素
原因
纬度
纬度低,正午太阳高度大,获得太阳辐射多
昼长
白昼时间越长,日照时数越长,辐射越强
地势
地势高,大气稀薄,透明度高,固体杂质、水汽少,削弱少,到达地面的太阳辐射多
天气
晴天多,到达地面的太阳辐射多。
由此可知,山地背风坡太阳辐射强
(2)下垫面状况
下垫面指地球表面的特征,如海陆分布、地形起伏和地表粗糙度、植被、土壤湿度、雪被面积等等,它对气候的影响十分显著。
下垫面产生差异的主要原因在于地面的比热容及反射率。
【比热容】一般可以跟水汽进行联系。
水汽含量较大,比热容较大。
吸热慢,放热慢。
陆地和海洋就是最大的性质差异(海陆热力性质差异);森林>草地>裸地。
【反射率】一般来说,深色土壤的反射率比浅色土壤小,潮湿土壤的反射率比干燥土壤小,粗糙表面的反射率比平滑表面小,陆地表面的平均反射率为10—35%,新雪面反射率最大,可达95%。
(3)大气保温
大气层本身具有保温作用,存在温室效应,存在温室气体(大气中能吸收地面反射的长波辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等)。
全球气候变暖与温室气体(主要是CO2)剧增有关;
【农业生产的运用】秋冬季节燃烧稻草、秸秆等制造烟雾;利用温室大棚生产反季节蔬菜;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。
水汽含量的变化主要从晴天与阴天;沿海与内陆两组关系的对比。
保温作用强(主要指夜间),昼夜温差小,因此阴天、沿海地区昼夜温差小。
2.与外界热量交换
(1)海洋影响
沿海地区受海洋的影响比较大,气温的日较差及年较差(比内陆地区)较小;
洋流:
暖流增温增湿、寒流降温减湿。
(2)冷空气影响
冷空气一般来自于高纬度,冬半年比较活跃。
受空气影响,气温下降。
(3)地形影响
地形对气温的影响:
①海拔越高,气温越低;
②高大地形往往对冷空气起屏障作用,因此山间盆地、河谷气温往往偏高;
③背风坡气流下沉,气温升高;
④阳坡、阴坡。
3.人类活动
(1)热岛效应
人类活动影响比较集中的是城市,城市排放出的热量较多,气温高。
(2)全球变暖
从全球的角度来看,人类活动排放出大量的温室气体,导致全球气候变暖。
【扩展延伸】气温差异影响因素的判断
(三)气温高低的变化
1.气温日变化
一般情况下,一天中,最低气温出现在日出前后;
最高气温出现在午后2时(即当地地方时为14:
00)左右。
【解读】以动态的视角进行分析,以热量传递环节为依托,说明温度变化的主体,日出前后,气温最低,太阳出来之后,地面温度上升,大气温度上升。
地方时12时当地正午太阳高度角最大,太阳辐射最强;地面温度在13时达到最高;大气温度(气温)在14时达到最高。
最高峰之后,地面和大气的温度均会下降,一直持续到日出之前。
日落之后,太阳辐射消失,地面失去主要补给来源,大气逆辐射成为其主要能量来源。
因此在夜间,大气逆辐射对地面的意义重大。
2.气温日较差一般规律
低纬>高纬
低纬度地区的正午太阳高度较大,太阳高度的日变化较大
内陆>沿海
沿海地区受海洋的调节作用,日较差小
晴天>阴天
阴天白天削弱作用强,夜间保温效果佳,温差小
山地>平原
大尺度的地形区,海拔高,空气稀薄
凹地>凸地
凹地与地面接触面积大受地面辐射影响较大
【解读】:
气温的日较差主要是一天中的最高低温和最低气温比较。
最高气温与太阳高度、天气晴朗有关;最低气温主要看夜间的保温效果。
地形分析日较差大小可以进行归纳:
(尺度)大(海拔)高(温差)大;(尺度)小(海拔)低(温差)大。
3.气温年变化
【解读】太阳辐射最强的月份是与太阳直射点的移动有关。
陆地比海洋的比热容小,吸热快,放热快。
因此气温最高陆地比海洋提前,气温最低的时间则推后。
4.气温年较差一般规律
高纬>低纬
纬度越高,夏季白昼越长,冬季的正午太阳高度越小,白昼越短,
因而纬度越高气温年较差越大。
内陆>沿海
陆地比热小,夏季升温快,温度较高;冬季降温快,温度较低,
因而陆地气温年较差比海洋大。
平原>山地
大尺度的地形区,海拔越低气温年较差越大
凹地>凸地
凹地年较差大,凸地年较差小
【解读】气温的年较差主要是一年的夏季最高温和冬季最低温比较。
与太阳直射点有关。
地形分析日较差大小可以进行归纳:
(尺度)大(海拔)低(温差)大;(尺度)小(海拔)低(温差)大。
(四)正温和逆温现象
1.原理:
正常情况下,海拔每升高100米,气温下降0.6℃,但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,称为逆温现象。
2.形成条件
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团上
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.辐射逆温的形成及消失过程图解
4.逆温的利与弊
①阻碍空气的对流运动,妨碍烟尘、污染物和水汽凝结物的扩散,有利于雾的形成并使能见度变低,导致大气污染更为严重。
②逆温并不是只有弊端,它的出现会阻碍空气垂直对流运动,带来以下好处:
a.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;
b.逆温若出现在高空,对飞机的飞行极为有利,使飞机在飞行中不会有大的颠簸,同时也提高了能见度,使飞行更加安全。
【在线练习】
(2018·湖南省高三一模)研究表明,青藏高原上空对流层顶的气压值与对流层顶的高度密切相关。
下图示意青藏高原上空对流层顶各月多年平均的气压值变化。
据此完成下列各题。
1.青藏高原夏季对流层顶气压最低,主要原因是该季节
A.植被恢复,吸收大气中C02最多B.雨季来临,大气中水汽含量最高
C.全球变暖,大气对流运动最强烈D.地表增温,近地面大气温度最高
2.对流层顶高度上升幅度最大的月份是
A.1月B.4月C.7月D.11月
【答案】1.D2.B
【解析】考查气温的垂直变化规律,温压关系。
1.对流层顶的高度,与近地面的大气温度有关,近地面大气温度越高,对流越旺盛,对流层顶的海拔也越高,海拔越高,导致气压越低。
故青藏高原夏季对流层顶气压最低,主要原因是该季节地表增温,近地面大气温度最高,D对。
植被恢复,雨季来临,全球变暖等不是主要原因,A、B、C错。
故选D。
2.在垂直方向上,海拔升高,气压降低。
在相同时间间隔内,对流层顶的气压值变化幅度越大,说明对流层顶的上升幅度越大。
根据图中曲线,4-5月气压值变化最大,青藏高原地区对流层顶高度上升幅度最大的时段是4-5月,B对。
A、C、D错。
故选B。
(2020年新高考浙江卷)氧化亚氮(N2O)在百年尺度内的增温效应是等量二氧化碳的近300倍。
农田是氧化亚氮的第一大排放源。
完成10、11题。
3.氧化亚氮具有增温效应,主要是因为()
A.大气辐射总量增加B.大气吸收作用增强
C.地面辐射总量增加D.地面反射作用增强
【答案】3.B
【解析】3.氧化亚氮是最重要的温室气体之一,氧化亚氮能够强烈吸收地面反射的太阳辐射,使大气吸收作用增强,并且重新发射辐射,从而具有增温效应,B正确,A错误。
氧化亚氮并不能使地面辐射总量增加;也不能使地面反射作用增强,CD错误。
故选B。
(2019年新课标全国卷Ⅱ)积云为常见的一类云,其形成受下垫面影响强烈。
空气在对流过程中,气流携带来自下垫面的水汽上升,温度不断下降,至凝结温度时,水汽凝结成云。
水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度。
据此完成4—6题。
4.大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布,因此积云常常呈
A.连续层片状B.鱼鳞状C.间隔团块状D.条带状
5.积云出现频率最高的地带是
A.寒温带针叶林地带B.温带落叶阔叶林地带
C.亚热带常绿阔叶林地带D.热带雨林地带
6.在下垫面温度决定水汽凝结高度的区域,积云的云底高度低值多出现在
A.日出前后B.正午C.日落前后D.午夜
【答案】4.C5.D6.A
【解析】引导学生关注生活、思考生活、热爱生活,引导中学地理教学要教会学生运用地理知识和原理,分析生活现象,培养和提高学生运用地理学的视角和观点看待、分析和解决现实生活中问题的素养。
试题以积云为切入点,“看云识天气”,身边地理无处不在。
4.大气对流过程中,温度较高、受热的地区空气膨胀上升,温度较低、冷却的地区空气收缩下沉,上升气流与下沉气流在不同的地区相间分布;气流上升,随海拔升高,气温降低,水汽渐渐冷却凝结形成积云;气流下沉,随海拔降低,气温升高,水汽难以冷却凝结,云层少。
因此气流上升地区天空形成积云,而下沉地区天空无云(云量极少),而上升气流与下沉气流在不同的地区相间分布,使积云的分布被无云天空分割,分布呈间隔的团块状,没有连续分布,A错、C对;鱼鳞状、条带状都不是间隔分布的,B、D错。
故选C。