2024-2025學年高一地理新教材必修一 第2章 第1節(jié) 大氣的組成和垂直分層

第一節(jié)大氣的組成和垂直分層課程標準運用圖表等資料，說明大氣的組成和垂直分層，及其與生產生活的聯(lián)系。學習目標1.運用圖表資料，說明大氣的組成和垂直分層。2.結合實例，說明大氣的組成和垂直分層與生產生活的聯(lián)系。一、大氣的組成1．干潔空氣(1)氧：是人類和其他生物維持生命活動所必需的物質。(2)氮：含量最多，是地球上生物體的基本元素。(3)二氧化碳eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(綠色植物進行光合作用的基本原料,吸收地面輻射的能力強，使氣溫升高))(4)臭氧eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(吸收太陽光中的紫外線，使大氣增溫,減少到達地面的紫外線，對生物具有保護作用))2．水汽和雜質(1)水的相變，產生云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，同時伴隨著熱量的吸收和釋放。(2)大氣中的雜質作為凝結核，是成云致雨的必要條件。3．人類活動排放的污染物進入大氣，會影響大氣的成分和含量，產生大氣污染，對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利影響。判斷1．人類大量排放氟氯烴使大氣中臭氧減少。(√)2．城市大氣中的固體雜質較多，其他因素相同的情況下，降水通常比農村多。(√)二、大氣的垂直分層1．依據：大氣在垂直方向上的溫度、運動狀況及密度。2．各層特征比較垂直分層氣溫特點大氣運動狀況與人類關系A對流層隨高度升高而遞減，頂部氣溫降至－60℃上部冷、下部熱，大氣對流運動最為密切，天氣現(xiàn)象復雜多變B平流層隨高度升高而升高上部熱，下部冷，不易形成對流，以平流運動為主適合航空飛行C高層大氣隨高度增加先降低后升高有電離層，能反射無線電波判斷1．宇宙飛船升空過程中，所穿越大氣的溫度一直降低。(×)2．全球各地對流層的高度是一樣的。(×)3．高層大氣氣溫隨高度的升高而升高。(×)探究點大氣的垂直分層下圖為“大氣的垂直分層示意圖”。讀圖回答下列問題。1．對流層的氣溫在垂直方向上的分布有何特點？該層的厚度隨緯度如何變化？為什么？答案對流層的氣溫隨高度的增加而降低。對流層的厚度隨緯度增高而降低。低緯度地區(qū)受熱多，氣溫高，空氣對流旺盛，所以高度大(17～18km)；高緯度地區(qū)受熱少，對流較弱，所以高度小(8～9km)。2．為什么對流層的天氣復雜多變？答案對流層集中了大氣幾乎全部的水汽和雜質，有了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，容易成云致雨，所以對流層天氣復雜多變。3．平流層的氣溫分布有何特點？原因是什么？飛機為什么選擇在平流層飛行？答案平流層(30km以上)的氣溫隨高度升高迅速上升，是因為該層的熱量主要來自臭氧對太陽紫外線的吸收。該層上部熱、下部冷，大氣穩(wěn)定，不易形成對流，大氣以平流運動為主，適合航空飛行。4．高層大氣對人類生活有什么影響？答案有若干電離層，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用。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(每升高100米，氣溫大約降低0.6℃)地面長波輻射是對流層大氣的直接熱源人類生活在對流層底部，與人類關系最密切空氣對流運動顯著該層上部冷、下部熱天氣現(xiàn)象復雜多變幾乎全部的水汽、雜質和大氣中的污染物集中在該層，對流運動易成云致雨平流層從對流層頂部至50～55千米高空氣溫隨高度升高而升高該層中的臭氧強烈吸收太陽紫外線人類生存環(huán)境的天然屏障，適合航空飛行以平流運動為主該層大氣上部熱、下部冷，大氣穩(wěn)定天氣晴朗水汽、雜質含量很少，無云雨現(xiàn)象高層大氣從平流層頂到3000千米的高空大氣密度極小距地面遠，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拓展延伸逆溫及危害(1)逆溫現(xiàn)象：正常情況下，對流層的氣溫隨高度增加而遞減，且海拔每升高100m，氣溫約下降0.6℃。但在一定條件下，對流層的某一高度有時也會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)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(xiàn)象我們稱之為“逆溫”。如圖所示。(2)危害①出現(xiàn)多霧天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切的關系，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(xiàn)象的存在，空氣垂直對流受阻，造成近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康。③對航空造成影響?！澳鏈亍倍喑霈F(xiàn)在低空，多霧天氣給飛機起降帶來不便。如果出現(xiàn)在高空，則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，完成1～3題。1．圖中正確表示大氣層氣溫垂直變化的曲線是()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3．2017年4月20日我國發(fā)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(wěn)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，根據大氣的密度、溫度和運動狀況，自下而上可將大氣層分為對流層、平流層和高層大氣，從溫度變化趨勢看，①②正確，但①曲線的氣溫值出現(xiàn)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。在對流層中，大氣的組成并不是固定不變的。據此回答1～2題。1．大氣中含量雖很少，卻是天氣變化重要角色的物質是()A．二氧化碳和臭氧 B．氬和氖C．水汽和雜質 D．氮和氧2．由于人類活動造成的大氣污染，已導致大氣中一些成分比例發(fā)生明顯變化，表現(xiàn)在()A．臭氧增多 B．氧氣增多C．水汽增多 D．二氧化碳含量增加答案1.C2.D解析第1題，水的相變產生云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，雜質作為凝結核是成云致雨的必要條件。第2題，化石燃料的燃燒和森林的破壞使二氧化碳的體積分數在近300年里增加了40%多。3．對流層大氣的熱量主要來自()A．太陽輻射 B．地面輻射C．大氣輻射 D．大氣逆輻射4．對流層大氣出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象時，近地面空氣中污染物含量較高的主要原因是()A．阻擋了近地面空氣水平運動B．抑制了近地面空氣對流上升C．近地面大氣中的水汽量增大D．近地面人類排放污染物增多答案3.B4.B解析第3題，近地面大氣的主要熱源是地面輻射。第4題，對流層中出現(xiàn)的氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)象稱為逆溫。當逆溫出現(xiàn)時，大氣層結穩(wěn)定，抑制了近地面空氣對流上升，空氣中的污染物得不到及時擴散，導致近地面空氣中污染物含量較高。5．讀“氣溫垂直變化圖”，完成下列各題。(1)圖中a、b、c、d四條曲線中，正確反映地球大氣溫度隨高度變化的是________，判斷依據是__________________________________________________________________________。(2)風、云、雨、雪等天氣現(xiàn)象集中于________層(填字母)，原因是_____________________________________________________________________________________________。(3)人類目前利用平流層最主要的方式是__________，原因是_________________________________________________________________________________________。(4)B層和C層80～120千米的大氣溫度隨高度升高而升高，分析其增溫原因的異同。相同點：__________________________________________________。不同點：____________________________________________________。答案(1)b近地面平均溫度約為20℃，對流層頂部氣溫降至－60℃(2)A該層集中了大氣層中幾乎全部的水汽和雜質，近地面的水汽和雜質通過對流運動向上輸送，在上升過程中隨著氣溫降低，容易成云致雨(3)航空飛行該層大氣中水汽和雜質含量很少，無云雨現(xiàn)象，大氣平穩(wěn)，天氣晴朗，能見度好，適合航空飛行(4)都是因大量吸收紫外線而增溫B層是臭氧吸收大量太陽紫外線使大氣增溫；C層80～120千米的大氣吸收了更短波長的太陽紫外線，溫度持續(xù)上升(2019·北京市豐臺區(qū)期末)下圖為“大氣垂直分層示意圖”。讀圖完成1～3題。1．下列敘述正確的是()A．低層大氣主要是由干潔空氣、水汽和固體雜質組成B．云、雨、雪、雷電等天氣現(xiàn)象，主要發(fā)生在平流層C．大氣中臭氧的主要作用是減少紅外線對生物的傷害D．大氣組成成分的比例不會因人類活動的影響而改變2．地球大氣層，一般隨高度增加()A．氣溫降低 B．氣壓升高C．密度減小 D．濕度增大3．北京飛往美國華盛頓的飛機，升空20分鐘后遇到雷雨天氣，此時飛機應()A．迅速進行迫降B．不斷降低飛行高度C．保持原有高度D．升至萬米以上高空答案1.A2.C3.D解析第1題，低層大氣主要是由干潔空氣、水汽和固體雜質組成。云、雨、雪、雷電等天氣現(xiàn)象，主要發(fā)生在對流層。大氣中臭氧的主要作用是減少紫外線對生物的傷害。大氣組成成分的比例會因人類活動的影響而改變，如二氧化碳比例的增加主要是人為原因。第2題，地球大氣層，一般隨高度增加，對流層氣溫降低，平流層氣溫上升，高層大氣氣溫先降低后上升；隨高度增加，氣壓降低、密度減小、濕度降低。第3題，雷雨天氣一般出現(xiàn)在對流層，飛機遇到雷雨天氣說明還在對流層，對流層由于大氣對流現(xiàn)象明顯，大氣不穩(wěn)定，不適宜飛機飛行，飛機應升至萬米以上高空的平流層，以保證安全。下圖為“大氣垂直分層高度、溫度和氣壓的變化圖”。據此完成4～5題。4．關于圖中內容的敘述，正確的是()A．大氣垂直分層的依據是高度、溫度和氣壓的變化B．隨高度增加氣溫漸高，氣壓漸低C．距地面20km處氣壓降為地面的一半D．對流層垂直方向上溫度變化范圍是20～－60℃5．關于圖中①②層大氣的敘述正確的是()A．①層大氣厚度隨緯度增加而增厚B．②層因氧原子吸收紫外線而增溫C．①層大氣與人類關系最密切D．②層復雜的天氣現(xiàn)象不利于航空飛行答案4.D5.C解析第4題，大氣垂直分層的依據是溫度、運動狀況和密度；不同大氣層，其溫度的變化不同；距地面20km處氣壓不到地面的1/10。第5題，①為對流層，②為平流層。對流層厚度與緯度呈負相關；平流層升溫是因為臭氧吸收大量太陽紫外線；平流層天氣晴朗，空氣以平流運動為主，有利于航空飛行。處。據其可能探測到的現(xiàn)象，完成6～7題。6．探空氣球記錄的氣溫隨高度升高而變化的規(guī)律可能是()A．遞減→遞增→遞減B．遞減→遞減→遞增→遞增C．遞增→遞減→遞增→遞減D．遞減→遞增→遞減→遞增7．探空氣球探測到水汽集中的大氣層是()A．對流層 B．平流層C．高層大氣 D．宇宙空間答案6.D7.A解析第6題，探空氣球在上升的過程中，依次經過對流層、平流層和高層大氣，因此氣溫變化規(guī)律是遞減→遞增→遞減→遞增。第7題，水汽幾乎全部集中在對流層。讀“地球大氣中臭氧濃度垂直分布圖”，完成8～9題。8．臭氧主要分布于()A．對流層 B．平流層C．高層大氣 D．外層大氣9．近幾十年來，局部地區(qū)的臭氧濃度逐年下降，該現(xiàn)象造成的主要影響是()A．降水減少 B．地面溫度降低C．到達地面的紫外線增多 D．大氣污染嚴重答案8.B9.C解析第8題，讀圖可知，臭氧主要分布于30km左右的高空。因對流層最厚處為赤道，達17～18km，平流層范圍自對流層頂部至50～55km高空，故B正確。第9題，臭氧具有吸收紫外線的功能，保護地球上的生命免受過量紫外線輻射的影響，臭氧濃度下降導致到達地面的紫外線增多，會對地面生命的生存造成影響。C正確。下圖為“地球大氣的垂直分層圖(部分)”。讀圖，回答10～11題。10．①②③④四條曲線中，能正確表示大氣層氣溫垂直分布狀況的是()A．①B．②C．③D．④11．有關該大氣層的敘述，正確的是()A．有電離層，對無線電通信有重要作用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60℃左右答案10.A11.D解析第10題，根據圖中大氣層距地面的高度和溫度變化可知，該大氣層是平流層，平流層下層氣溫隨高度變化很小，30km以上氣溫隨高度增加而迅速上升，故選A。第11題，平流層上部熱、下部冷，大氣以平流運動為主，大氣平穩(wěn)，天氣晴朗，有利于高空飛行，圖中大氣層的溫差約為60℃。浙江省山地丘陵廣布，適宜茶樹的生長，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傷害。圖乙示意茶園春季夜晚某時氣溫垂直分布。讀圖完成12～13題。12．“防霜凍風扇”最適宜的安裝高度為()A．9～10m B．7～8mC．6～7m D．4m以下13．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風扇的轉動可以增強近地面空氣對流運動程度④風扇轉動可帶動空氣流動，阻止上層冷空氣向下流動A．①③B．②④C．②③D．①④答案12.B13.D解析第12題，讀圖乙，在8m高度附近，氣溫最高，“防霜凍風扇”安裝高度為7～8m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傷害。第13題，結合上題分析，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(0～4m)存在空氣對流運動，風扇吹下來的暖空氣會削弱近地面的對流運動，③錯；風扇的轉動使下層空氣循環(huán)，阻止了上層冷空氣向下流動，④對。(2019·黑龍江省哈爾濱市第三中學月考)晴朗無風的夜晚，地面因輻射而失去熱量，近地面大氣冷卻強烈，高空大氣冷卻較慢，氣溫從地面開始向上遞增，稱為輻射逆溫。讀下圖，回答14～15題。14．圖中a表示輻射逆溫形成前的氣溫垂直分布，一般出現(xiàn)在午后；b表示輻射逆溫形成后，一般出現(xiàn)在黎明以前。則c出現(xiàn)的時間最可能是()A．上午B．正午C．傍晚D．凌晨15．逆溫的影響有()①利于污染物的擴散②利于霧的形成③抑制沙塵暴的發(fā)生④減輕山區(qū)農作物凍害A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④答案14.A15.B解析第14題，a表示輻射逆溫形成前的氣溫垂直分布，一般出現(xiàn)在午后；b表示輻射逆溫形成后，一般出現(xiàn)在黎明以前；c表示逆溫逐漸消失，故c出現(xiàn)的時間是在黎明之后，午后之前。第15題，逆溫出現(xiàn)后近地面溫度低，高空溫度高，氣體將不易發(fā)生對流運動，不利于污染物的擴散，故①錯誤；由于近地面的溫度較低，有利于水汽的凝結，形成霧，故②正確；逆溫出現(xiàn)后，大氣運動會減弱，故可以抑制沙塵暴的發(fā)生，故③正確；山區(qū)農作物分布海拔較高，如處于逆溫層，溫度較高可以減輕凍害，故④正確。16．讀圖，完成下列問題。(1)該圖反映的是________緯度地區(qū)大氣的垂直分層，理由是__________________________________________________________________________________________________。(2)概括A層天氣現(xiàn)象復雜多變的原因：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(3)補繪B層氣溫變化曲線。該層22～27km高度，________含量達到最大值，形成______層，成為人類生存環(huán)境的天然屏障。(4)圖中50～85km高度范圍內，氣溫隨高度變化的特點是__________________________，