PAGEPAGE1課時1大氣圈的組成與結構大氣的受熱過程[學習目標]1.了解大氣的垂直分層結構、各層的主要特征及與人類的關系。2.閱讀示意圖，了解大氣受熱過程，理解大氣保溫作用的基本原理。一、大氣圈的組成與結構1．低層大氣的組成及作用(1)干潔空氣①氮：含量最多，是地球生物體內蛋白質的重要組成部分。②氧：含量次多，是人類和一切生物維持生命活動必需的物質。③二氧化碳eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(綠色植物進行光合作用的原料,調整地表溫度的重要氣體))④臭氧：猛烈汲取太陽輻射中的紫外線，被譽為“地球生命的愛護傘”。(2)水汽和固體雜質是成云致雨的必要條件。2．大氣圈的垂直分層(1)依據：大氣在垂直方向上的溫度、密度及運動狀況。(2)分層eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(A層：對流層，氣溫隨高度增加而降低,B層：平流層，氣溫隨高度增加而增加,C層：高層大氣))(3)與人類的關系①A層：與人類關系親密，風、云、雨、霧、雪等天氣現象都發生在這一層。②B層：大氣以水平運動為主，氣流平穩，有利于高空飛行。③C層：有若干電離層，對無線電通信有重要作用。二、大氣的受熱過程1．兩個熱源(1)地球上最主要的能量來源：太陽輻射。(2)低層大氣主要的干脆熱源：地面。2．兩個過程(1)地面增溫過程：大部分A太陽短波輻射透過大氣到達地面，使地面增溫。(2)大氣增溫過程：地面增溫后以B地面長波輻射的形式向近地面大氣傳遞熱量，使大氣增溫。3．兩個作用(1)減弱作用：大氣層中水汽、云層、塵埃等對少部分太陽輻射的汲取、反射和散射作用。(2)保溫作用：大氣逆輻射對地面輻射損失熱量的補償作用。推斷1．地面是近地面大氣主要、干脆的熱源。(√)2．大氣對太陽輻射的汲取具有選擇性。(√)3．白天沒有大氣逆輻射。(×)探究點一大氣的垂直分層依據大氣在垂直方向上的溫度、密度及運動狀況的差異，可將大氣層分為對流層、平流層和高層大氣。下圖為大氣的垂直分層示意圖。1．臭氧層位于圖中大氣的哪一層？為什么被譽為“地球生命的愛護傘”？目前人類對它有怎樣的影響？答案平流層。臭氧能大量汲取太陽紫外線，愛護地球上的生物免受過多紫外線的損害。目前人類大量運用制冷設備，排放的氟氯烴增多，它能破壞大氣中的臭氧，使臭氧總量削減，兩極地區甚至出現臭氧層空洞。2．圖中的平流層為什么適合高空飛行？答案平流層的氣溫下低上高，空氣難以對流，大氣以水平運動為主，飛機飛行時不會上下顛簸；平流層少水汽和塵埃，天氣晴朗少變，能見度高，利于飛機飛行。3．在高層大氣中，部分地區溫度可達數千攝氏度，可飛行器卻不會被燒毀，為什么？答案高空大氣中空氣淡薄，航天飛行器從中汲取和與之摩擦產生的熱量有限。4．為什么對流層的天氣困難多變？答案對流層集中了大氣幾乎全部的水汽和雜質，有成云致雨的必要條件。近地面的水汽和雜質通過對流運動向上層空間輸送，在上升過程中隨著氣溫的降低，簡單成云致雨，所以對流層天氣困難多變。1．大氣的垂直分層分層高度范圍主要特點特點成因與人類的關系對流層低緯：17～18千米中緯：10～12千米高緯：8～9千米氣溫隨高度的增加而降低(每上升100米，氣溫大約降低0.6℃)地面是對流層大氣的干脆熱源人類生活在對流層底部，與人類關系最親密空氣對流運動顯著該層上部冷，下部熱對流層低緯：17～18千米中緯：10～12千米高緯：8～9千米天氣現象困難多變幾乎全部的水汽、固體雜質集中在該層，對流運動易成云致雨人類生活在對流層底部，與人類關系最親密平流層從對流層頂至50～55千米氣溫隨高度增加而增加該層中的臭氧猛烈汲取太陽紫外線人類生存環境的自然屏障，利于高空飛行以水平運動為主該層大氣上熱下冷，大氣穩定天氣晴朗水汽、雜質少，氣流平穩高層大氣從平流層頂到3000千米的高空大氣密度微小距地面遠，受到引力小電離層能反射無線電短波，對無線電通信有重要作用2.逆溫及危害(1)逆溫現象：正常狀況下，對流層的氣溫隨高度增加而遞減，且海拔每上升100m，氣溫約下降0.6℃。但在肯定條件下，對流層的某一高度有時也會出現氣溫隨高度增加而上升的現象或者氣溫隨高度增加而降低的幅度小于垂直遞減率，這種現象我們稱之為“逆溫”。如圖所示。(2)危害①出現多霧和晴朗天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有親密的關系，它使能見度降低，給人們的出行帶來不便，甚至導致交通事故。②加劇大氣污染。由于逆溫現象的存在，空氣垂直對流受阻，造成近地面污染物不能剛好擴散，從而危害人體健康。③對航空造成影響。“逆溫”多出現在低空，多霧天氣給飛機起降帶來不便。假如出現在高空，對飛機飛行極為有利，因為大氣以平流運動為主，飛行中不會有較大的顛簸。下圖為“大氣垂直分層示意圖”。讀圖回答1～3題。1．圖中正確表示大氣層氣溫垂直變更的曲線是()A．①B．②C．③D．④2．對無線電短波通信具有重要意義的電離層位于()A．Ⅰ層頂部 B．Ⅱ層底部C．Ⅱ層中部 D．Ⅲ層3．2024年4月20日我國放射的“天舟一號”飛船的運行軌道所在的大氣層()A．氣溫在－50℃到20℃之間B．氣溫隨高度增加平穩下降C．最低氣溫約為－80℃D．最高氣溫約為40℃答案1.B2.D3.C解析第1題，依據大氣的密度、溫度和運動特征，自下而上可將大氣層分為對流層、平流層和高層大氣，從溫度變更趨勢看，①②正確，但①曲線的氣溫值出現錯誤，故只有②正確。第2題，高層大氣(Ⅲ層)中存在若干電離層，對無線電短波通信有重要作用。第3題，“天舟一號”飛船運行于高層大氣中。探究點二大氣的受熱過程依據中國已經確定的探月工程安排，整個探月工程分為三個階段，一期工程為“繞”，二期工程為“落”，2024年進行的三期工程為“回”。順當的話，2025年將開啟我國的載人登月活動。月球表面晝夜溫差很大，白天，在陽光垂直照耀的地方溫度高達127℃；夜晚，溫度可降到－183℃。下圖是人類登月時穿著的厚厚航天服。據此思索下列問題。1．與地球相比，月球上的氣溫變更為什么會如此猛烈呢？答案地球上有大氣層，白天，大氣層減弱太陽輻射，使到達地面的太陽輻射削減，溫度上升緩慢；夜晚，大氣層對地面有保溫作用，使地面溫度下降緩慢。月球上沒有大氣層，不能對晝夜溫度進行調整。2．請在下圖中合適的位置標注太陽輻射、汲取(大氣對太陽)、反射(大氣對太陽)、地面輻射、大氣逆輻射，來說明能量在地表旁邊的傳遞過程。答案1．大氣的受熱過程和保溫作用大氣的受熱過程和保溫作用可形象地概括為“太陽暖大地”“大地暖大氣”“大氣還大地”，詳細圖解如下：2．大氣受熱過程原理的應用(1)說明溫室氣體大量排放對全球變暖的影響(2)應用于農業生產實踐，提高生產效益利用溫室大棚生產反季節蔬菜；利用煙霧防霜凍；果園中鋪沙或鵝卵石不但能防止土壤水分蒸發，還能增加晝夜溫差，有利于水果的糖分積累等。(3)利用大氣的減弱作用原理分析某地區太陽能的豐歉。如：高海拔地區——空氣淡薄，大氣的減弱作用弱，太陽能豐富；內陸地區——晴天多，陰雨天少，大氣的減弱作用弱，太陽能豐富。霧霾，霧和霾的統稱，二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物是霧霾的主要組成成分?；卮?～5題。4．霧霾天氣可能使當地夜晚氣溫上升，其原理反映在上圖中相應的數字是()A．①B．②C．③D．④5．黨的十九大報告提出“綠水青山就是金山銀山”，提倡低碳生活，削減CO2排放。這樣可以使()A．①增加B．②增加C．③減弱D．④減弱答案4.C5.C解析第4題，細致讀圖，圖中①為大氣反射的太陽輻射，②為大氣汲取的太陽輻射，③為大氣逆輻射，④為地面輻射，霧霾天氣的污染氣體使大氣密度增大，汲取的地面輻射增加，大氣逆輻射增加，對地面保溫作用增加。第5題，CO2汲取地面輻射使大氣增溫，大氣逆輻射增加，削減CO2排放可減弱大氣逆輻射。下圖為“地球大氣的垂直分層圖(部分)”?；卮?～2題。1．①②③④四條曲線中，正確表示圖示大氣層氣溫垂直分布狀況的是()A．①B．②C．③D．④2．有關圖示大氣層的敘述正確的是()A．有電離層，對無線電通訊有重要作用B．天氣晴朗，對流旺盛，有利于高空飛行C．上部冷下部熱，空氣以平流運動為主D．頂部與底部的氣溫相差約50℃答案1.A2.D解析第1題，從圖中看出，該層大氣高度范圍12千米～50千米，應是平流層。平流層氣溫隨高度的增加而上升，①曲線符合平流層的特征。第2題，由圖中看出，①曲線頂部與底部的溫差約50℃。讀圖，完成3～4題。3．利用人造煙霧來防衛霜凍的原理是()A．減弱① B．增加②C．減弱③ D．增加④4．人類通過低碳經濟和低碳生活，能使圖中變更相對明顯的是()A．①增加 B．②增加C．③減弱 D．④減弱答案3.D4.D解析圖中①～④的含義分別為太陽輻射、被大氣減弱后的太陽輻射、地面輻射、大氣逆輻射。第3題，人造煙霧中含有大量的二氧化碳，它能夠汲取地面輻射中的紅外線，從而增加大氣逆輻射。第4題，人類通過低碳經濟和低碳生活削減碳排放量，使得大氣中的二氧化碳濃度降低，大氣逆輻射減弱。5．下圖為“晝夜太陽輻射示意圖”。讀圖回答下列問題。(1)圖中B是________作用，D是________輻射。(2)白天多云時，由于云層對太陽輻射的__________作用增加，到達地面的太陽輻射強度__________，所以地面溫度比晴天時__________(填“高”或“低”)。(3)夜間多云時，由于云層__________地面長波輻射，并使大氣的__________作用增加，所以地面溫度比晴天時__________(填“高”或“低”)。(4)若北京某月5日一天24小時多云，4日一天24小時晴朗，則全天溫差小的是________日。答案(1)反射大氣逆(2)反射減弱低(3)汲取逆輻射高(4)5解析第(1)題，由圖知，B是云層的反射作用，D是大氣逆輻射。第(2)題，白天多云時，由于云層對太陽輻射的反射，削減了到達地面的太陽輻射，地面溫度比晴天時低。第(3)題，夜間多云時，由于云層增加了大氣逆輻射，所以氣溫較高。第(4)題，依據以上分析，多云時白天氣溫比晴天低，夜晚氣溫比晴天高，晝夜溫差比晴天小。氣球作為探空的工具已被廣泛運用，如圖所示，一探空氣球由地面上升至高空100km處。據其可能探測到的現象完成1～2題。1．探空氣球記錄的隨高度增加而氣溫變更的規律可能是()A．始終遞減B．始終遞增C．遞增→遞減→遞增→遞減D．遞減→遞增→遞減→遞增2．探空氣球探測到水汽集中在()A．對流層 B．平流層C．高層大氣 D．電離層答案1.D2.A解析第1題，從圖中看到該氣球所在高度約為100km，處于高層大氣中，所以該探空氣球飛越了對流層、平流層、高層大氣，D項描述符合氣溫變更。第2題，大氣總質量的四分之三集中在對流層，對流層以上云雨絕跡，故幾乎全部的水汽和固體雜質集中在對流層。讀“地球大氣的垂直分層(部分)示意圖”，回答3～4題。3．從大氣垂直分層看，圖示大氣層是()A．低緯度的對流層 B．中緯度的平流層C．高緯度的對流層 D．高緯度的平流層4．該層大氣()A．隨高度增加，溫度增幅變小B．能夠大量汲取紫外線長波輻射C．以水平運動為主，有利于飛機高空飛行D．受猛烈的太陽輻射呈電離狀態答案3.B4.C解析第3題，圖示大氣層從12千米高空向上氣溫漸漸上升，故圖示大氣層是中緯度的平流層，B正確。第4題，該層大氣以水平運動為主，有利于飛機高空飛行，C正確。隨高度增加，溫度增幅先變小后變大；有臭氧層能夠大量汲取紫外線短波輻射；呈電離狀態的是電離層，屬高層大氣。下圖為“大氣保溫作用示意圖”。讀圖回答5～6題。5．一次猛烈的火山噴發可能導致圖中()A．b增加 B．d增加C．e增加 D．c增加6．圖中b的最大值不在赤道，而在北回來線旁邊是因為()A．赤道地區的陰雨天氣比北回來線旁邊多B．赤道上b經過的大氣路程比北回來線旁邊長C．赤道正午太陽高度比北回來線旁邊小D．赤道上的白晝時間比北回來線旁邊長答案5.C6.A浙江省山地丘陵廣布，相宜茶樹的生長，但春季易受霜凍天氣影響。為此，當地茶園引進了“防霜凍風扇”(如圖甲)。當夜晚溫度降到4℃時，風扇會自動打開，從而減輕霜凍對茶樹的損害。圖乙示意茶園某時氣溫垂直分布。讀圖，完成7～8題。7．“防霜凍風扇”最相宜的安裝高度為()A．9～10米 B．7～8米C．6～7米 D．4米以下8．關于風扇的作用原理，正確的是()①風扇可以把高處的暖空氣往下吹到茶樹上②風扇吹出的熱風可以使茶樹免受霜凍影響③風扇的轉動可以增加近地面空氣對流運動程度④風扇轉動可帶動空氣流淌，阻擋上層冷空氣下壓A．①③B．②④C．②③D．①④答案7.B8.D解析第7題，讀圖乙，在8米高度旁邊，氣溫最高，“防霜凍風扇”安裝高度為7～8米時，風扇啟動后，可把該處暖空氣吹到茶樹上，從而減輕霜凍對茶樹的損害。第8題，結合前面分析，風扇啟動后，可把高處的暖空氣吹到茶樹上，①對；風扇吹出的并不是熱風，②錯；近地面(0～4米)存在空氣對流運動，風扇吹下來的暖空氣會減弱近地面的對流運動，③錯；風扇的轉動使下層空氣循環，阻擋了上層冷空氣下壓，④對。選D正確。(2024·沈陽檢測)某年12月，山東、山西、河南、陜西、江蘇、北京、內蒙古自治區局部以及重慶中西部等多地遭受了大霧天氣，一些地方能見度還不足50米。據此完成9～10題。9．由材料可知，深秋初冬季節是該地區大霧的多發期，這其中的原理是()A．晝夜溫差較小，水汽易凝聚，但風力微弱，水汽不易擴散B．晝夜溫差較小，水汽不易凝聚，干脆懸浮于大氣中C．晝夜溫差較大，水汽不易凝聚，干脆附著在地面上D．晝夜溫差較大，水汽易凝聚，且該季節晴朗天氣多，有利于揚塵的產生10．白天的大霧天氣使空氣能見度降低的緣由之一是()A．大霧減弱了地面輻射B．大霧對太陽輻射具有反射作用C．大霧變更了太陽輻射的波長D．大霧增加了大氣逆輻射答案9.D10.B解析第9題，深秋初冬季節降水少，氣候干旱，晝夜溫差大，水汽易凝聚；晴天多，表層土壤松散干燥，易產生揚塵，凝聚核較多。第10題，霧的反射作用較強，可使白天空氣能見度降低。城市緯度海拔(m)最高氣溫(℃)最低氣溫(℃)天氣北京39.8°N54183晴杭州30.2°N401711多云海口20.0°N142723雨拉薩29.7°N3649196多云11.該日最低氣溫拉薩比杭州低，主要緣由是拉薩()A．太陽輻射弱B．大氣減弱作用強C．大氣保溫作用弱D．大氣反射作用弱12．該日北京比?？跉鉁厝蛰^差(一天中最高氣溫與最低氣溫的差)大，主要緣由是北京地區()A．緯度高 B．白晝短C．大氣汲取實力強 D．天氣晴朗答案11.C12.D解析第11題，拉薩位于我國的青藏高原，海拔高，空氣淡薄，大氣的保溫作用較弱。第12題，從表中可以看出，該日北京為晴天，而?？跒橛晏?。白天大氣減弱作用弱，夜晚保溫作用弱，所以，該日北京比?？跉鉁厝蛰^差大。13．當地時間2017年1月6日，哥斯達黎加的圖里亞爾瓦火山噴發，火山灰形成巨大的“蘑菇云”進入大氣層，形成火山灰云。結合“大氣的受熱過程示意圖”，回答下列問題。(1)火山噴發形成的“蘑菇云”，減弱了到達地表的太陽輻射，該作用對應圖中箭頭________和________。(2)“蘑菇云”增加了射向地面的大氣逆輻射，該作用對應圖中箭頭________。(3)從理論上講，“蘑菇云”會使當地白天地面溫度不至于__________，晚上溫度不至于__________，晝夜溫差會變__________。答案(1)①②(2)③(3)過高過低小解析第(1)題，讀圖推斷①表示大氣反射作用，②表示汲取作用，③表示大氣逆輻射，④表示地面輻射。“蘑菇云”對太陽輻射的減弱作用主要表現為反射作用和汲取作用，即①和②。第(2)題，由上題分析知，表示大氣逆輻射的箭頭為③。第(3)題，理論上，“蘑菇云”白天對太陽輻射有反射和汲取作用，使地面溫