2018届一轮复习湘教版第2章第2讲大气的垂直分层与对流层大气的受热过程学案

2018届一轮复习湘教版第2章第2讲大气的垂直分层与对流层大气的受热过程学案

第2讲　大气的垂直分层与对流层大气的受热过程 本讲复习脉络：‎ 考点分层突破：‎ 考点一| 对流层大气的受热过程 知识类考点——由浅入深 逐层突破 ‎1．大气的垂直分层 垂直分层 气温变化 与人类关系 对流层 随高度升高而降低 大气下热上冷，空气上升，对流现象显著，与人类最密切 平流层 随高度升高而上升 大气平稳，天气晴朗适合飞机飞行 高层大气 随高度增加先降低后升高 存在若干电离层，对无线电通信有重要作用 ‎(1)对流层在不同纬度厚度不同，低纬度为17～‎18 km，中纬度为10～‎12 km，高纬度为8～‎9 km；‎ ‎(2)平流层的22～‎27 km处存在臭氧层，是地球生命的天然屏障。‎ ‎2．对流层大气的受热过程 读大气的受热过程示意图，填写下列内容。‎ ‎(1)能量来源 ‎①根本来源：A太阳辐射。‎ ‎②近地面大气热量的直接来源：B地面辐射。‎ ‎(2)两大环节 ‎①地面增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。‎ ‎②大气增温：地面以长波辐射的形式向大气传递热量。‎ ‎(3)两大作用 ‎①大气的削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收和散射作用。‎ ‎②大气对地面的保温作用：C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。‎ ‎(4)影响地面辐射的主要因素 ‎①纬度因素：纬度不同，年平均正午太阳高度不同。‎ ‎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。‎ ‎③气象因素：大气状况不同，影响地面获得的太阳辐射不同。‎ 大气逆辐射是大气辐射的一部分，是始终存在的，并且白天大气逆辐射更强。‎ 图文助记 ‎1．逆温现象：‎ 逆温层条件下污染物的扩散 在对流层中，正常情况下气温是随着高度的增加而降低的。但是，有些时候气温会随着高度的增加而升高，被称为逆温现象。逆温的出现就不利于空气的上升运动，如果有污染物的话，污染物就会长期停留在原处而造成污染。‎ ‎2．阳伞效应原理：‎ 悬浮在大气中的烟尘，一方面将部分太阳辐射反射回宇宙空间，削弱了到达地面的太阳辐射能，使地面接收的太阳能减少；另一方面吸湿性的微尘又作为凝结核，促使周围水汽在它上面凝结，导致低云、雾增多。这种现象类似于遮阳伞，因而称“阳伞效应”。‎ ‎1．解读大气受热过程示意图时应注意三个方面 ‎(1)大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现了受热过程，而大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续。‎ ‎(2)自近地面向上，大气获得的地面辐射逐渐减少，因此近地面大气温度随海拔升高而降低。‎ ‎(3)影响大气逆辐射的因素主要有：空中的云量的多少、空气的洁净度、干燥度。一般情况下，云量越多、空气越浑浊、湿度越大，大气逆辐射越强。‎ ‎2．大气保温作用原理的现实应用 ‎(1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响：‎ →→→ ‎(2)分析农业实践中的一些现象：‎ ‎①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。‎ ‎②深秋农民利用秸秆燃烧制造烟雾预防霜冻。‎ ‎③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。‎ ‎④干旱半干旱地区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．利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡 ‎(1)高海拔地区：(如青藏高原地区)‎ ‎(2)内陆地区：(如我国西北地区)‎ → ‎　　　　　　　　　　↓‎ ← ‎(3)湿润内陆盆地：(如四川盆地)‎ ‎4．逆温成因及其影响 在一定条件下，对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温，甚至是气温随高度的增加而升温的现象，称为逆温。‎ ‎(1)逆温现象的形成及消失过程如下图所示：‎ ‎①　　　　②　　　　③　　　　④　　　　⑤‎ 正常气温　　 出现逆温　 　逆温层加厚　 逆温逐渐消失　 气温恢复正常 ‎(2)逆温对地理环境的影响主要有：‎ 成雾 早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故 大气污染 由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康 对航空造成影响 逆温多出现在低空，多雾天气对飞机起降带来不便。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，飞行中不会有较大颠簸 ‎●考向1　大气受热过程 读地球表面受热过程图，回答1～2题。‎ ‎1．从辐射量上看，甲大于乙的原因是(　　)‎ A．大气对甲具有削弱作用 B．丁对甲有补充作用 C．甲大部分被大气吸收 D．乙大部分被地面吸收 ‎2．下列现象中，会使丁环节减弱的是(　　)‎ A．雾霾笼罩　　B．空气湿度大 C．晴空万里 D．阴云密布 ‎1．A　 2.C　[第1题，甲为到达地球大气上界的太阳辐射，乙为到达地面的太阳辐射，途经大气，部分太阳辐射被大气削弱，所以甲大于乙的原因是大气对甲具有削弱作用。第2题，图中丁环节为大气逆辐射环节，雾霾笼罩、阴天及空气湿度大都会使其增强，而晴朗的天气，大气逆辐射相对较弱。]‎ ‎●考向2　大气受热过程原理的应用 ‎2015年12月14日‎～15日，上合组织峰会在郑州CBD如期举行。会议期间郑州雾霾天气一扫而尽，出现了久违的蓝天，一些网民称其为“上合蓝”。下面左图为郑州中原福塔雾霾天气前后对比图，右图为大气受热过程示意图。读图，完成3～5题。‎ ‎3．中原福塔雾霾天气前后景观的变化，原因主要是大气受热过程示意图中 A．①减弱　　　 B．②增强 C．③减弱 D．⑤增强 ‎4．有关雾霾天气的叙述正确的是(　　)‎ A．雾霾吸收地面辐射，增强大气逆辐射 B．雾霾增强了地面辐射 C．雾霾加大了气温的日较差 D．雾霾改变了太阳辐射的波长 ‎5．雾霾对人类产生的不利影响有(　　)‎ ‎①患呼吸道疾病的人数剧增　②商业、餐饮等服务业遭受客源危机　③导致诸多生活用品价格上涨　④加剧城市道路拥堵 A．①② B．②③‎ C．③④ D．①④‎ ‎【思维流程】‎ ‎3．B　4.A　5.D　[第3题，中原福塔雾霾天气前后景观变化主要体现为大气能见度的变化，而大气的能见度主要和大气对太阳辐射的削弱作用有关。选B。第4题，发生雾霾天气，空气中既有固体颗粒物，也有充足的水汽，因此，雾霾吸收地面的长波辐射，同时也可增强大气逆辐射；由于空气中固体颗粒物较多，大气对太阳辐射的削弱作用增强，到达地面的太阳辐射减少，地面辐射减弱；雾霾天气会使大气逆辐射增强，大气对太阳辐射的削弱作用也增强，因此，减小了气温的日较差；雾霾并不能改变太阳辐射的波长。选A。第5题，空气中的悬浮颗粒物可能会诱发呼吸道疾病；大气的能见度降低，可能会导致城市道路拥堵；但不会影响商业、餐饮等服务业的正常营业和生活用品的价格。选D。]‎ ‎●考向3　分析某地昼夜温差的大小 下图为地球大气受热过程示意图，读图，完成下题。‎ ‎6．我国西北地区昼夜温差大，是因为(　　)‎ A．白天地面吸收强，夜晚①弱 B．白天反射作用强，夜晚②弱 C．白天大气辐射强，夜晚③弱 D．白天太阳辐射强，夜晚④弱 D　[我国西北地区深居内陆，海洋水汽难以到达，云雾少，白天对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射强，近地面气温高；晚上对地面辐射的吸收作用弱，大气逆辐射弱，近地面气温低，昼夜温差大。]‎ 解题技巧 昼夜温差大小的分析技巧 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→地面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。‎ 考点二| 热力环流及大气的水平运动 知识类考点——由浅入深 逐层突破 ‎1．热力环流 ‎(1)形成原因：太阳辐射在地表的差异分布。‎ ‎(2)形成过程：地面间冷热不均→空气的上升或下沉→同一水平面上的气压差异→大气中的水平运动。具体如下图所示，探究下列问题：‎ 读上图，探究下列问题。‎ ‎①近地面冷热与气流垂直运动有何关系？‎ 提示：近地面热，气流上升；近地面冷，气流下沉。‎ ‎②近地面与高空的气压高低有何关系？‎ 提示：近地面气压总是大于高空的气压。‎ ‎③近地面的气压高低与冷热有何关系？‎ 提示：近地面热，形成低压；近地面冷，形成高压。‎ ‎④气流的水平运动流向有何特点？‎ 提示：总是从高压指向低压。‎ 图文助记 ‎1．巴山多夜雨的原因：‎ ‎“巴山夜雨”是因为四川盆地多夜雨而得。四川盆地潮湿，云层厚，夜晚大气的逆辐射较强，低层空气容易升温，加之四周沿山坡下沉的气流多，造成盆地底部夜晚气流上升较旺，形成夜雨。‎ ‎2．室内空调多布置在高处，而暖气则在低处的原因：‎ 热空气密度小，易向上流动，促进房间内空气流通，使房间气温升高。冷空气密度大，易向下流动，使室内热空气会相对向上升浮，空气的自然循环会使室内温度均衡。‎ ‎2．大气的水平运动 ‎(1)形成风的直接原因：水平气压梯度力。‎ ‎(2)风的受力状况与风向 类型 高空风 近地面风 图示(北半球)‎ 受力 F1(水平气压梯度力)和F2(地转偏向力)共同影响 F1(水平气压梯度力)、F2(地转偏向力)和F3(摩擦力)共同影响 风向 与等压线平行 与等压线斜交 ‎1．掌握热力环流要抓住一个过程、两个方向、三个关系 ‎(1)一个过程 ‎(2)两个方向 垂直方向 与冷热差异有关，热上升，冷下降 水平方向 与气压差异有关，从高气压流向低气压 ‎(3)三个关系 ‎①近地面和高空气压相反关系 ‎②温压关系：(如上图中甲、乙、丙三地所示)热低压、冷高压 ‎③风压关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压。(如上图中①②③④处风向所示)‎ ‎2．常见的热力环流及其应用 类型 示意图 应用 山谷风 由于夜晚吹山风，谷底气流上升，出现著名的“巴山夜雨”现象；夜晚，当冷空气在谷底集聚时，容易出现上热下冷的稳定空气结构，即逆温现象 海陆风 海陆风加速海陆间水分和热量的交换，白天的海风使近海岸湿润，夜晚的陆风使陆地凉爽 热岛效应 热岛效应强弱反映城乡温差大小，如夏季城郊温差大，热岛效应最显著，热力环流最强。有污染的企业要远离居民区，并布局在绿化带以外，避免热力环流中污染物进入市区 ‎3．风力、风向的判断方法 ‎(1)风向的判断与绘制 按照以上方法可绘出风向，如下图所示(以北半球为例)：近地面风：‎ 高空风：‎ ‎(2)风力的判读 ‎①风力的大小取决于水平气压梯度力的大小，因此，等压线密集处，水平气压梯度力大，风力大，反之则小，如下图，风力：A>B>C>D ‎②要注意不同图幅上的气压梯度和比例尺两种情况的变化。在不同地图中，相同图幅、相同等压距的地图相比，比例尺越大，表示单位距离间的等压线就越密集，则风力越大；比例尺越小，表示单位距离间的等压线就越稀疏，则风力就越小。如下图A、B、C、D处风力的大小是A>B>C>D。‎ ‎4．影响风向的因素 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1 ‎500米为参考数值。‎ ‎●考向1　热力环流的形成过程 读某地近地面和高空四点气压图，回答1～2题。‎ ‎1.若近地面和高空四点构成热力环流，则流动方向为(　　) ‎ A．O→P→M→N→O B．P→O→M→N→P C．M→N→P→O→M D．N→M→O→P→N ‎2．下面图中正确表示N地在垂直方向上等温面与等压面配置的是(　　)‎ A　　　　 B　　 　　C　　　　D ‎1．A　2.A　[第1题，气流总是由高气压区流向低气压区，则近地面由M流向N，高空由O流向P；依据热力环流图可判断，图中M、N为近地面两点，O、P为高空两点，且O、P分别对应位于N、M上空；M地气压高，说明是近地面气温较低处，气流由P下降至M；N为近地面气温较高处，气流上升至O。故A项正确。第2题，图中显示N地为近地面热低压区，故气温高于两侧，气压低于两侧同一高度，则A项正确。]‎ ‎●考向2　常见热力环流的形式与应用 下图为北半球某平原城市冬季等温线分布图。读图，回答3～4题。‎ ‎3．该城市可能位于(　　)‎ A．回归线附近大陆西岸 B．40°N附近大陆西岸 C．回归线附近大陆东岸 D．40°N附近大陆东岸 ‎4．市中心与郊区的气温差异导致市中心(　　)‎ A．降水的可能性较郊区大 B．降雪的可能性较郊区大 C．大气污染物不易扩散至郊区 D．不易受郊区燃烧秸秆烟雾的影响 ‎【思维流程】‎ ‎3．D　4.A　[第3题，根据图中所给等温线信息，判断该地冬季气温在‎0℃‎以下，对照选项中所给地区的气候特点综合分析即可解答。回归线附近，纬度较低，冬季气温不可能在‎0℃‎以下，A、C项错误；40°N附近的大陆西岸，气候类型是温带海洋性气候，冬季气温也应该在‎0℃‎以上，B项错误；40° N附近的大陆东岸，应为温带季风气候或温带大陆性气候，冬季气温较低，低于‎0℃‎，D项正确。第4题，市中心与郊区的气温差异形成城市环流。城市环流方向是市中心气流上升，在郊区下沉后，沿近地面从郊区流回城市。在此过程中，市区的大气污染物会扩散到郊区，C项错误；郊区燃烧秸秆，烟雾会在近地面因大气环流流向城市，D项错误；市中心盛行上升气流，而且比郊区的大气污染物多，降水的可能性比郊区大，A项正确；虽说时间是冬季，但从图中可以看出，市中心的气温较高，所以市中心降雪的可能性较小，而郊区的气温低于‎0℃‎，市区和郊区比较，降雪的可能性更小，B项错误。]‎ 拉萨河流域拥有丰富的物质文化和非物质文化资源，拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧。下图为拉萨7月降水量日平均变化图。完成第5题。‎ ‎5．有关拉萨7月降水日变化成因的叙述，正确的是(　　)‎ A．夜晚地面降温迅速，近地面水汽易凝结成雨 B．夜晚近地面形成逆温层，水汽易凝结成雨 C．白天盛行下沉气流，水汽不易凝结成雨 D．白天升温迅速，盛行上升气流，水汽不易凝结成雨 C　[本题考查山谷风热力环流对降水的影响。从图中可以看出拉萨的降雨主要集中在夜间。根据文字材料，“拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧”‎ 及所学知识可知，受山谷热力环流的影响，夜间谷地降温速度不及两侧山坡，气温相对较高，盛行上升气流，易形成降雨；白天谷地升温速度不及两侧山坡，气温相对较低，盛行下沉气流，不易形成降雨。]‎ 解题技巧 根据山谷风的应用可知，夜间谷地既有可能形成逆温，又有可能形成降雨，但是两者不会同时发生。逆温发生之后，大气层稳定，对流运动弱，不会形成降雨。‎ ‎●考向3　大气的水平运动——风的受力分析 下图示意我国某地区14日6时的气压形势，L为低压。图中天气系统以‎200千米/天的速度东移。读图，完成第6题。‎ ‎6．图中甲地14日6～9时的风向为(　　)‎ A．偏东风　　　 B．偏南风 C．东北风 D．西北风 B　[图中甲地东南侧气压高于西北侧，气流在气压梯度力作用下由东南向西北流动，在地转偏向力影响下向右偏转成偏南风，故排除A、C、D三项，选择B项。]‎ ‎7．读图，在图中所示的时段内，风向由东南变为东北的城市是(　　)‎ 海平面等压线分布图(单位：百帕)‎ A．台北　　　　 B．上海 C．首尔 D．北京 D　[根据等压线图可以判断出‎5月6日14时：北京为东南风、首尔为西南风、上海为东南风、台北为东北风。‎‎5月7日 ‎02时：北京为东北风、首尔为偏南风、上海为东南风、台北为东北风。故选D。]‎ 考点三| 等压面图的判读 图表类考点——触类旁通 活学巧用 等压面是空间气压相等的各点所组成的面。由于同一高度，各地气压不相等，等压面在空间不是平面，而是像地形一样起伏不平。采用绘制地形图的方法，用等高线将起伏不平的等压面投影到平面图上，就构成了等压面图。常见的等压面图有以下三种：用高度数轴反映等压面高度分布的图示(图1)；用不同等压线的空间分布反映等压面剖面的图示(图2)；结合等压面反映等高线空间分布的图示(图3)。‎ ‎　　‎ 图1　等压面分布图　　　　　　　　　　　　　　图2　等压面剖面图　　　　　　　　　‎ 图3　等压面上等高线分布图 ‎1．判读此类图应知应会的基础知识 ‎(1)在垂直方向上，高度越高，气压值越低(如下图)。‎ 地表受热均匀时的等压面状况　　　　地表受热不均时的等压面状况 图A　　　　　　　　　　图B ‎(2)若海拔相同、冷热均匀，等压面与等高线重合且与地面平行(如图A)。‎ ‎(3)若地面冷热不均，等压面发生弯曲，等压面向上凸的地方为高压区，向下凹的地方为低压区(如图B)。‎ ‎(4)同一地区，高空和近地面气压高低相反，等压面凹凸方向相反(如下图所示)。‎ ‎2．此类图的判读技巧(以图1为例)‎ ‎(1)判读气压高低 ‎①同一垂直方向上，高度越高，气压越低。如图1中PA>PC、PB>PD。‎ ‎②作一辅助线即可判定同一水平面(同一高度)上的气压高低，如图1中C处比D处气压高；同理，A处气压低于B处。即PC>PD、PB>PA。‎ ‎③综上PB>PA>PC>PD。‎ ‎(2)判读气流流向 ‎①同一水平面，气流总是从高气压流向低气压。图1中近地面B处空气流向A处。高空气流方向与近地面相反。‎ ‎②图1中A处气压低，说明该地受热，空气膨胀，气流上升；而B处气压高，说明该地较冷，空气收缩，气流下降。‎ ‎③图1热力环流呈顺时针方向。‎ ‎(3)判断下垫面的性质 ‎①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。‎ ‎②判断裸地与绿地：裸地同陆地，绿地同海洋。‎ ‎③判断城区与郊区：等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。‎ ‎(4)判断近地面天气状况和气温日较差 等压面下凹地区，多阴雨天气，日较差小，如图1中A地；等压面上凸地区，多晴朗天气，日较差大，如图1中B地。‎ ‎【母题】下图为甲地所在区域某时刻高空两个等压面P1和P2的空间分布示意图，图中甲、乙两地经度相同。此时甲地近地面的风向为(　　)‎ A．东南风　　　 B．西南风 C．东北风 D．西北风 ‎【解图流程】　‎ ‎【答案】　B ‎[迁移应用]‎ 下图为某区域某时刻高空等压面(P1和P2)空间分布示意图，据此回答1～2题。‎ ‎1．图中P1等压面空间分布形成的根本原因是(　　)‎ A．海拔差异 B．气压带的移动 C．海陆热力性质 D．洋流增温增湿 ‎2．此时，图中甲地的河流(　　)‎ A．可能会发生凌汛现象 B．径流量达一年最大值 C．以冰雪融水补给为主 D．航运繁忙货运量巨大 ‎1．C　2.A　[第1题，根据图中经纬度可判断该区域为亚欧大陆与太平洋之间，P1等压面发生倾斜，是由于海陆热力性质差异导致海陆出现气压差异而造成的，所以选C。‎ 第2题，根据高空P1等压面倾斜情况，可推断太平洋上出现低压，亚欧大陆上出现高压，应该为北半球冬季，因此甲地位于我国东北地区的河流可能出现凌汛现象。]‎