大氣結(jié)構(gòu)及大氣的熱力狀況

1、第一節(jié) 大氣結(jié)構(gòu)及大氣的熱力狀況鞏固夯實(shí)基礎(chǔ)一、大氣的組成和垂直分層1.地球外部的四大圈層：大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈。2.大氣的組成（1）低層大氣的組成組成作用干潔空氣氧維持人類及一切生物的生命活動(dòng)，具有氧化作用氮生物體的基本成分，有減弱氧化的作用二氧化碳植物進(jìn)行光合作用的重要材料；吸收地面長(zhǎng)波輻射，有保溫效應(yīng)臭氧吸收太陽(yáng)紫外線，保護(hù)地球生物，影響大氣溫度水汽水汽的相變產(chǎn)生云雨霧雪等一系列天氣現(xiàn)象固體雜質(zhì)作為凝結(jié)核是成云致雨的必要條件（2）人類活動(dòng)對(duì)大氣成分的影響 二氧化碳含量增加：人類活動(dòng)燃燒煤、石油等礦物燃料，不斷向大氣中排放大量的二氧化碳；大量森林被砍伐，從而使大氣中的二氧化碳的含量

2、增加。 大氣中臭氧總量的減少：隨著冰箱、空調(diào)的廣泛使用，釋放出大量的氟氯烴化合物，使大氣中的臭氧總量減少。3.垂直分層（1）垂直分層的依據(jù)：依據(jù)大氣的溫度、密度和大氣運(yùn)動(dòng)狀況，將大氣劃分為對(duì)流層、平流層和高層大氣。（2）各層特點(diǎn)垂直分層高度特點(diǎn)及成因?qū)θ祟惢顒?dòng)影響對(duì)流層高度因緯度而異低緯1718千米中緯1012千米高緯89千米氣溫隨高度增加而遞減空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變與人類關(guān)系最為密切，人類就生存在對(duì)流層底部平流層對(duì)流層頂?shù)?055千米下層氣溫隨高度變化很小，在30千米以上，氣溫隨高度增加迅速上升大氣以平流運(yùn)動(dòng)為主有利于高空飛行臭氧層吸收太陽(yáng)紫外線，是人類生存環(huán)境的天然屏障高層平流層

3、頂?shù)酱髿馍辖缭?0500千米高空，大氣處于高度電離狀態(tài)影響無(wú)線電短波通訊二、大氣的熱力作用1.大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用 （1）吸收作用：具有選擇性。平流層大氣中的臭氧主要吸收紫外線；對(duì)流層的水汽和二氧化碳主要吸收紅外線。 （2）反射：無(wú)選擇性。反射量的多少與云層厚度、云量多少有關(guān)。 （3）散射：有選擇性。散射可以改變太陽(yáng)輻射的方向，使一部分太陽(yáng)輻射不能到達(dá)地面；波長(zhǎng)較短的藍(lán)色、紫色光最易被散射。 經(jīng)大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱后，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射主要是可見光部分。2.大氣的保溫效應(yīng) 太陽(yáng)輻射使地面增溫：地面吸收太陽(yáng)短波輻射后，溫度增高，同時(shí)又以長(zhǎng)波輻射的形式把熱量向外輻射。地面輻射使大氣增溫：對(duì)流層

4、大氣中的水汽和二氧化碳對(duì)太陽(yáng)短波輻射的吸收能力很差，但對(duì)地面長(zhǎng)波輻射的吸收能力很強(qiáng)，因此地面輻射的絕大部分能量被保留在大氣中，使大氣增溫。大氣逆輻射對(duì)地面起保溫作用：大氣增溫的同時(shí)，也向外放出長(zhǎng)波輻射，其中的大部分向下射向地面，稱為大氣逆輻射，被地面吸收，補(bǔ)償了地面的熱量損失，起到保溫作用。3.全球熱量平衡（1）概念：就整個(gè)地球多年平均狀況來(lái)看，地球收入熱量與支出熱量是相等的，即熱量收支平衡。（2）人類活動(dòng)的影響：由于人類活動(dòng)不斷向大氣中輸入二氧化碳等溫室氣體，大氣的保溫效應(yīng)將使地球的熱量收支失去平衡，可能導(dǎo)致全球氣候變暖。理解要點(diǎn)詮釋考點(diǎn)一 大氣的組成成分的變化與人類活動(dòng)的關(guān)系 低層大氣成分

5、的變化及產(chǎn)生的影響是近年高考熱點(diǎn)之一。低層大氣主要由干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)三部分組成。由于人類活動(dòng)的影響，大氣的組成成分發(fā)生變化，并對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生影響。人類活動(dòng)造成大氣成分的變化，主要表現(xiàn)在干潔空氣成分的變化。由于燃燒礦物燃料向大氣中排放大量的二氧化碳以及大面積森林遭砍伐，大氣中的二氧化碳有明顯增加的趨勢(shì)，進(jìn)而引起全球變暖。由于人類生產(chǎn)和生活活動(dòng)向大氣中排放大量的氟氯烴，引起平流層中的臭氧層遭破壞，從而危及人類的生存。由于人類生產(chǎn)活動(dòng)和生活活動(dòng)向大氣中排放大量的二氧化硫和氮氧化合物產(chǎn)生了酸雨污染。考點(diǎn)二 大氣的熱力作用過(guò)程及與人類活動(dòng)的關(guān)系 1.對(duì)流層及其特點(diǎn)：對(duì)流層內(nèi)大氣溫度在水平方

6、向的差異和在垂直方向上的遞減，是造成對(duì)流運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)主要原因。低緯地區(qū)受熱多，氣溫高，空氣對(duì)流旺盛，所以高度大，對(duì)流層頂高；高緯地區(qū)受熱少，氣溫低，對(duì)流運(yùn)動(dòng)較弱，所以高度就小，對(duì)流層頂?shù)汀Ｍ坏貐^(qū)對(duì)流層高度夏季大于冬季。對(duì)流層在一般情況下的氣溫垂直遞減率是每上升1 000米溫度下降6 。 2.大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用削弱比重作用形式參與作用的大氣成分削弱的波長(zhǎng)范圍作用特點(diǎn)實(shí)例19%吸收臭氧（平流層）、水汽、二氧化碳（對(duì)流層）紫外線、紅外線有選擇性，對(duì)可見光吸收很少，可透射到地面大氣成分的比例一般較穩(wěn)定，對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收變化不大34%反射塵埃、水滴、云層、較大顆粒塵埃各種波長(zhǎng)的輻射同樣被反射無(wú)選擇

7、性，反射光呈白色。云層越厚，反射越強(qiáng)，是最重要的削弱方式陰天，白天的氣溫一般不高，世界上最高氣溫不在赤道，而在20N30N沙漠地區(qū)散射質(zhì)點(diǎn)是空氣分子，微小塵?？梢姽舛滩ǎㄋ{(lán)青紫光）向四面八方散射，有選擇性晴朗的天空呈蔚藍(lán)色質(zhì)點(diǎn)是顆粒較大的塵埃、霧粒小水滴各種波長(zhǎng)同樣被散射鏈接注意 大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用隨緯度、時(shí)間而有變化。通過(guò)分析教材中的兩幅插圖，說(shuō)出大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用隨緯度和時(shí)間的變化規(guī)律。 隨時(shí)間變化：太陽(yáng)高度越大，太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，輻射作用越強(qiáng)；反之，被大氣削弱得越多，輻射作用越弱。 隨緯度變化：緯度位置越低，太陽(yáng)高度越大，太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)大氣的路程越短

8、，被大氣削弱得越少，輻射作用越強(qiáng)；緯度位置越高，太陽(yáng)輻射被大氣削弱得越多，輻射作用越弱?？键c(diǎn)三 影響太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的主要因素 一般用太陽(yáng)輻射強(qiáng)度來(lái)表示達(dá)到地表太陽(yáng)輻射能量的多少。太陽(yáng)輻射強(qiáng)度是1cm2表面上在1分鐘內(nèi)獲得的太陽(yáng)輻射能量。一個(gè)地區(qū)的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度受多種因素的影響和制約。1.正午太陽(yáng)高度角 影響太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的最主要因素是太陽(yáng)高度角。太陽(yáng)高度角對(duì)地面太陽(yáng)輻射強(qiáng)度的影響表現(xiàn)在兩方面：一是太陽(yáng)高度角大，等量的光線散布的面積小，光線集中，地表單位面積獲得太陽(yáng)熱量就愈多；反之就愈少。另一方面，太陽(yáng)高度角大，甚至直射時(shí)，太陽(yáng)經(jīng)過(guò)的大氣層的距離短，受到大氣的削弱作用?。恍鄙鋾r(shí)，太陽(yáng)經(jīng)過(guò)大氣層的距離長(zhǎng)

9、，受到的削弱作用強(qiáng)，到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射就愈少。2.天氣狀況 云量的多少和云層的厚度對(duì)太陽(yáng)輻射的影響很大，云層越厚，云量越大，對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱越多，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度越小，因而晴天比陰天太陽(yáng)輻射強(qiáng)。3.地勢(shì)高低 地勢(shì)越高，大氣越稀薄，太陽(yáng)輻射通過(guò)大氣的路程也越短，因而被大氣削弱得越少，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度越大；反之，地勢(shì)越低，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度越小。難點(diǎn)一 對(duì)流層的逆溫現(xiàn)象及污染1.逆溫現(xiàn)象的形成 對(duì)流層由于熱量主要直接來(lái)自地面輻射，所以海拔越高，氣溫越低。一般情況下，海拔每上升1 000米，氣溫下降6 。有時(shí)候出現(xiàn)下列情況：海拔上升，氣溫升高；海拔上升1 000米，氣溫下降幅度小于6 。這就是逆溫現(xiàn)象。逆溫現(xiàn)象往

10、往出現(xiàn)在近地面氣溫較低的時(shí)候，如冬季的早晨。2.逆溫現(xiàn)象對(duì)人類生產(chǎn)、生活的影響 （1）出現(xiàn)多霧和晴干天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切的關(guān)系，它使能見度降低，給人們的出行帶來(lái)不便，甚至出現(xiàn)交通事故。 （2）加劇大氣污染。由于逆溫的存在，空氣垂直對(duì)流受阻，就會(huì)造成近地面污染物不能及時(shí)擴(kuò)散，從而危害人體健康。如果位于盆地內(nèi)，將會(huì)更加嚴(yán)重。 （3）對(duì)航空造成影響?！澳鏈亍爆F(xiàn)象如果出現(xiàn)在低空，多霧天氣對(duì)飛機(jī)起降帶來(lái)麻煩。而“逆溫”現(xiàn)象如果出現(xiàn)在高空，卻對(duì)飛機(jī)飛行極為有利。因?yàn)椋澳鏈亍钡某霈F(xiàn)會(huì)阻礙空氣垂直對(duì)流的發(fā)展，飛機(jī)在飛行中不會(huì)有大的顛簸，飛行平穩(wěn)。同時(shí)，萬(wàn)里晴空提高了能見度，使飛行更加安全。誘

11、思實(shí)例點(diǎn)撥【例1】（2004全國(guó)高考文綜，79）下圖是示意大氣垂直分層，讀圖完成下列問(wèn)題。（1）圖中正確表示大氣層氣溫垂直變化的曲線是（ ）A. B. C. D.（2）對(duì)短波通信具有重要意義的電離層位于（ ）A.層頂部 B.層底部 C.層中部 D.層（3）2003年10月我國(guó)發(fā)射的“神舟”五號(hào)飛船運(yùn)行軌道所在的大氣層（ ）A.氣溫在5020 B.氣溫隨高度增加平穩(wěn)下降C.最低氣溫約為80 D.最高氣溫約為40 解析：第（1）題，初步認(rèn)定上述圖像信息，特別是0 ；認(rèn)定四條曲線在近地面的溫度值；認(rèn)定三條溫度曲線的變化趨勢(shì)和數(shù)值與實(shí)際不符；而曲線符合實(shí)際情況，故為B選項(xiàng)。第（2）題，回憶短波通信是通

12、過(guò)電離層而完成的基礎(chǔ)知識(shí)，故選擇D。第（3）題，明確飛船運(yùn)行軌道是在外層大氣中；讀圖認(rèn)定相關(guān)信息，逐一篩選四項(xiàng)文字選項(xiàng)；著眼于曲線層大氣氣溫變化特點(diǎn)，確定C為正確答案。答案：（1）B （2）D （3）C講評(píng)：本題考查對(duì)統(tǒng)計(jì)圖表的數(shù)字信息與曲線分布信息的認(rèn)定能力；具體考查大氣垂直分層和各層特點(diǎn)。對(duì)各層溫度變化不理解及對(duì)各層特點(diǎn)掌握不好，易出現(xiàn)錯(cuò)誤。【例2】（2004全國(guó)高考文綜，910）對(duì)流層中的上升氣流會(huì)使飛行中的飛機(jī)顛簸。導(dǎo)致對(duì)流層氣流上升的原因是：上層大氣實(shí)際溫度低于理論氣溫（按垂直遞減率計(jì)算的氣溫）。下圖表示四種對(duì)流層氣溫分布狀況，分析圖完成下列問(wèn)題。（1）圖表示的氣溫降低速率在（ ）A.3 000米以下低于垂直遞減率B.3 0006 000米高于垂直遞減率C.6 000米以下等于垂直遞減率D.6 000米以下均低于垂直遞減率（2）飛機(jī)可以在5 000米高度平穩(wěn)飛行的是（ ）A. B. C. D.解析：第（1）題，解題關(guān)鍵在于了解題意，看懂圖中內(nèi)容。氣溫垂直遞減率是高度每上升1 000 m溫度降低6 ，低于垂直遞減率則上層氣溫高于理論氣溫，反之則上層氣溫低于理論氣溫。根據(jù)圖中地面與上層氣溫?cái)?shù)值進(jìn)行計(jì)算，即可判斷。第（2）題，飛機(jī)能平穩(wěn)飛行的條件是對(duì)流層氣流上升緩慢，也就是上層氣溫高于理論氣溫，