2020秋高一地理湘教版必修一学案：2对流层大气的受热过程

2020秋高一地理湘教版必修一学案：2对流层大气的受热过程

www.ks5u.com 第三节　大气环境 第1课时　对流层大气的受热过程 ‎(填一填)‎ 一、大气的垂直分层 二、对流层大气的受热过程 ‎1．大气对太阳辐射的削弱作用 大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为选择性吸收、散射和反射，但干洁空气对于太阳辐射近乎“完全透明”。‎ ‎2.地面辐射和大气辐射 ‎3.影响地面辐射的主要因素 ‎(1)纬度因素：太阳辐射强度由低纬向两极递减，从而产生地面辐射的纬度差异。‎ ‎(2)下垫面因素：下垫面状况不同，吸收和反射的太阳辐射比例也不同，使地面辐射的变化与纬度变化不完全一致。‎ ‎(3)其他因素：其中气象因素的影响最大，同纬度地区年日照时数的长短影响地面获得太阳辐射的多少。‎ ‎(做一做)‎ ‎1．一架飞机从赤道飞往北极，一直保持在12千米的高度，这架飞机是从(　B　)‎ A．对流层飞往对流层 B．对流层飞往平流层 C．平流层飞往对流层 D．平流层飞往平流层 解析：对流层大气的主要热源是地面辐射，对流层上界高度随纬度变化而变化。它的高度因纬度而不同，在低纬度地区平均高度为17～18千米，在中纬度地区平均高度为10～12千米，在高纬度地区平均高度为8～9千米。所以这架飞机是从对流层飞往平流层。‎ ‎2．关于地球大气各层热量来源的叙述，正确的是(　C　)‎ A．高层大气热量主要来自地面辐射 B．平流层大气热量来自对流层顶 C．对流层大气热量主要来自地面辐射 D．对流层大气热量主要来自太阳辐射 解析：高层大气的热量来自氧原子吸收的紫外线；平流层热量为臭氧吸收的紫外线；对流层的直接热源主要为地面。‎ ‎3．图中四地昼夜温差最小的是(　D　)‎ 解析：有云的白天不太热，夜晚不太冷，温差较小。‎ ‎4．读图，影响地面接受太阳辐射总量大小的主要因素是(　C　)‎ A．植被多少　B．大气厚度 C．太阳高度 D．地形起伏 解析：太阳高度角的大小决定阳光在大气中经过的路径长短，路径越长大气的削弱作用越强，地面得到的太阳辐射越少；还与阳光在地面分布的面积大小有关，分布面积越大，太阳辐射越弱。‎ 主题一　大气的垂直分层 大型客机在飞行时，往往飞得越高越安全。‎ 你知道这是为什么吗？‎ 提示：飞机高度越高，大气的对流运动越弱，能见度越高，越有利于飞机飞行。‎ ‎1．大气分层及特点 ‎(1)大气垂直分层依据 根据大气在垂直方向上温度、密度和大气运动状况的差异，自下而上分为对流层、平流层和高层大气。‎ ‎(2)各层主要特点 ‎2.对流层气温的变化规律 ‎(1)气温垂直递减率的变化 正常情况下，气温随海拔升高而逐渐降低，海拔每升高100 m，气温下降约0.6 ℃(如图1)，但是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 ℃，如图2表现为曲线变陡或变缓，在①情况下，大气对流运动会更加强烈，在②情况下，大气的对流运动会减弱，大气比较稳定。‎ ‎(2)逆温现象及危害 ‎①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”。具体如下表所示：‎ ‎②辐射逆温的生消过程：‎ 无逆温→逆温生成→逆温层最厚→逆温减弱→逆温消失 下图为大气垂直分层示意图，读图回答1～2题。‎ ‎1．图中正确表示大气层气温变化的曲线是(　B　)‎ A．① B．②‎ C．③ D．④‎ 解析：大气层分为对流层、平流层和高层大气，结合各层气温变化趋势及近地面气温判断②正确。‎ ‎2．下列关于Ⅰ、Ⅱ两层的说法正确的是(　C　)‎ A．Ⅰ层上部热下部冷，有利于空气对流运动 B．Ⅱ层上部热下部冷，有利于空气对流运动 C．Ⅰ层上部冷下部热，有利于空气对流运动 D．Ⅱ层上部冷下部热，有利于空气对流运动 解析：对流层下部热上部冷，利于空气对流运动；平流层上部热下部冷，空气以水平运动为主。‎ ‎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　)‎ A．①　B．②　C．③　D．④‎ 解析：从图中的四种气温分布图来看，②、③、④三种气温分布图中均出现了逆温，逆温不利于空气的扩散。只有①图中的气温，随着海拔高度的升高，气温是降低的，大气的对流运动显著，故最有利于空气的对流运动，故选A。‎ 主题二　对流层大气的受热过程 ‎《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：无烟的微火]‎ ‎“放火作煴，少得烟气，则免于霜”的原因是什么？‎ 提示：“烟气”主要成分是二氧化碳，增强大气逆辐射，对地面起保温作用。‎ ‎1．大气对太阳辐射的削弱作用 大气对太阳辐射的削弱作用主要包括吸收、散射、反射三种形式，具体如下图和表所示：‎ ‎2.大气的增温过程和大气对地面的保温作用 大气的增温过程主要包括三个方面，结合下图归纳总结如下：‎ ‎(1)“太阳暖大地”：太阳辐射到达地面，地面吸收太阳辐射后增温。‎ ‎(2)“大地暖大气”：地面增温后产生地面辐射(长波)，大气强烈吸收地面辐射而增温。‎ ‎(3)“大气还大地”：大气产生大气辐射，其中向下的部分称为“大气逆辐射”，它将其中很大部分返还给地面。“大气逆辐射”在很大程度上弥补了地面辐射所损失的热量，从而起到了保温作用。‎ ‎3．影响地面辐射的因素 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；坡度与太阳光线越垂直，地面辐射也越强 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，硬化地面、冰雪反射率较高，水体、植被反射率较低，导致各地地面吸收热量、辐射不同 气象因素 同纬度地区，天气状况不同，日照时数长短不同，从而影响地面获得的太阳辐射不同，导致地面辐射强度不同 图解太阳辐射、地面辐射、大气(逆)辐射之间的关系 下面是大气受热过程示意图，完成1～3题。‎ ‎1．图中序号含义正确的是(　A　)‎ A．①太阳辐射 B．②地面辐射 C．③大气逆辐射 D．④削弱作用 解析：图示大气热力作用的基本过程，①表示到达大气上界的太阳辐射，太阳辐射穿过大气会被大气削弱，则②表示到达地面的太阳辐射；地面吸收了太阳辐射则发出地面辐射③，大气对地面长波辐射具有很强的吸收能力，之后大气发出大气辐射，其中射向地面的部分④‎ 表示大气逆辐射。大气逆辐射把能量还给了地面，对地面起了保温作用。‎ ‎2．近地面大气的主要直接热源是(　C　)‎ A．① B．②‎ C．③ D．④‎ 解析：近地面大气对太阳辐射的吸收作用不强，而对地面长波辐射具有很强的吸收能力，故近地面大气的直接热源是地面辐射。‎ ‎3．沙漠地区白天气温高主要因为(　B　)‎ A．①增强 B．②较强 C．③减弱 D．④不变 解析：沙漠地区云少，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温较高。‎ ‎4．下图为地球大气受热过程示意图，大气中(　B　)‎ A．臭氧层遭到破坏，会导致①增加 B．二氧化碳浓度降低，会使②减少 C．可吸入颗粒物增加，会使③增加 D．出现雾霾，会导致④在夜间减少 解析：先根据图确定各箭头的含义，臭氧主要吸收太阳辐射中的紫外线，臭氧遭到破坏，会导致①减少，A项错误；二氧化碳主要吸收地面长波辐射，其浓度降低必然导致②减少，B项正确；可吸入颗粒物增加，导致大气对太阳辐射的反射和散射的作用加强，到达地面的太阳辐射减少，故③‎ 会减少，C项错误；雾霾天气污染物不容易扩散，会增强大气逆辐射，④会增加，导致温度升高，D项错误。‎ 读下图，完成1～2题。‎ ‎1．关于图中内容的叙述，正确的是(　D　)‎ A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化 B．随高度增加气温渐高，气压渐低 C．距地面20千米处气压降为地面的一半 D．对流层垂直方向上温度变化范围是20～－60℃‎ 解析：大气垂直分层的依据是温度、密度和大气运动状况；随高度的增加，不同层次温度变化不同；对流层气温随高度增加而降低，海拔每升高100米，气温下降约0.6 ℃；由对流层的高度可知其温度变化为20～－60 ℃。‎ ‎2．关于图中①②层大气的正确叙述是(　C　)‎ A．①层大气厚度随纬度增加而增厚 B．②层因氧原子吸收紫外线而增温 C．中纬度大陆地区冬季夜间①层大气易出现逆温现象 D．②层复杂的天气现象不利于飞行 解析：①为对流层，②为平流层。对流层大气厚度随纬度增加而减小；平流层因臭氧吸收紫外线而增温；平流层大气运动以平流运动为主，利于飞行；中纬度冬季，由于陆地降温快，导致近地面气温低，易形成逆温现象。‎ 读某工业区不同时段气温垂直分布图，完成3～4题。‎ ‎3．为减少污染，排污烟囱最好高度不低于(　A　)‎ A．300 m B．200 m C．100 m D．50 m 解析：由气温垂直递减率的变化知，图示是逆温发生、发展、消失的过程，逆温层最高达300 m，所以排污烟囱的高度不应低于300 m。‎ ‎4．下列时段中，最有利于近地面污染物净化的是(　D　)‎ A．19时～22时 B．4时～7时 C．7时～10时 D．13时～16时 解析：气温呈现下热上冷有利于空气对流。‎ 读不同性质地面的反射率图，完成5～6题。‎ ‎5．反射率最低的是(　C　)‎ A．新雪　B．耕地 C．海洋　D．沙土 解析：直接由图知，反射率最低的是海洋，只有7%左右，赤道处更低，为2%。‎ ‎6．夏季，其他条件基本一致时，海洋比陆地温度低，林地比裸地温度低，这说明(　A　)‎ A．反射率不是决定温度高低的唯一因素 B．海洋比陆地反射率高 C．反射率高，吸收太阳辐射多，温度高 D．林地比裸地反射率高 解析：夏季，同纬度地区相比，海洋温度低，这主要是海陆热力性质差异造成的，说明反射率不是决定温度高低的唯一因素。‎ ‎7．读对流层大气受热过程示意图，完成下列问题。‎ ‎(1)图中字母A表示大气和地面的反射，B表示地面辐射射向宇宙空间，C表示大气辐射射向宇宙空间。‎ ‎(2)冬半年的霜冻多发生在晴朗的夜间，其原因是晴朗少云，大气对地面的保温作用弱，气温下降快，这一原因与图中甲、乙、丙中的丙过程有关。多云的白天比晴朗的白天气温低，原因是白天多云，大气对太阳辐射的削弱作用强，这一原因与图中甲、乙、丙中的甲过程有关。‎ ‎(3)对流层大气温度随高度增加而递减，原因是对流层大气的热量直接来源于地面，这一原因与图中甲、乙、丙中的乙过程有关。‎ 解析：第(1)题，本题考查大气对太阳辐射削弱作用及对地面保温作用相关知识的掌握情况。第(2)题，霜冻出现在晴朗的夜晚，说明晴朗夜晚气温低。晴朗夜晚温度低应从晴天云量少，大气逆辐射弱来分析。第(3)题，多云白天气温低，主要是云量对太阳辐射有强烈反射作用的结果；对流层气温随高度增加而降低是因为对流层的直接热源来自地面，而不是来自太阳。‎