第6讲 大气的组成、垂直结构及受热过程（讲义）-2023年高考地理一轮复习讲练测（新教材新高考）

第二章 大气运动与天气、气候

第6讲 大气的组成、垂直结构及受热过程

【近三年高考真题】

【课堂目标】

1.知道大气组成、垂直分层及特点

2.理解大气的受热过程、大气逆辐射的意义及在农业实践活动的应用

3.理解并掌握气温的影响因素，知道气温的日变化及年变化影响因素

4.知道逆温概念、掌握逆温类型、特点及分布

一、大气的组成和垂直分层

（一）大气的组成及作用

当大气中某些成分比例增加（减少）过多，对天气及气候变化会产生较大影响。

（二）大气的垂直分层

1.大气层的主要分层依据

大气的温度、密度、和大气运动状况

探究一：对流层高度的差异性

厚度变化：上界因纬度和季节而不同< 关键在于温度高低产生的对流强度>

[纬度]:低纬度:17-18km；中纬度:10-12km；高纬度:仅为8-9km。

[季节]:夏季大于冬季。

探究二：推测臭氧在20~30km达到最大值的原因及意义。

在20~30km(平流层上层）的这一位置，由于太阳短波辐射强度大，使氧分子解离成氧原子，并与氧分子结合成臭氧，这一高度有足够的氧分子和氧原子，因此成为臭氧集中的臭氧层。臭氧集中吸收紫外线，使得平流层上热下冷。

二、大气的受热过程

（一）大气受热过程分析

（二）气温高低的影响因素

1.地气系统受热过程

（1）太阳辐射分布

（2）下垫面状况

下垫面指地球表面的特征，如海陆分布、地形起伏和地表粗糙度、植被、土壤湿度、雪被面积等等，它对气候的影响十分显著。

下垫面产生差异的主要原因在于地面的比热容及反射率。一般可以跟水汽进行联系。水汽含量较大，比热容较大。吸热慢，放热慢。一般来说，深色土壤的反射率比浅色土壤小，潮湿土壤的反射率比干燥土壤小，粗糙表面的反射率比平滑表面小，陆地表面的平均反射率为10—35%，新雪面反射率最大，可达95%。

（3）大气保温

主要指大气逆辐射。与大气中CO2和水汽含量有关。

大气层本身具有保温作用，存在温室效应，存在温室气体（大气中能吸收地面反射的长波辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等）。全球气候变暖与温室气体（主要是CO2）剧增有关；秋冬季节燃烧稻草、秸秆等制造烟雾；利用温室大棚生产反季节蔬菜。

水汽含量的变化主要从晴天与阴天；沿海与内陆分析大气的夜间保温作用。

2.与外界热量交换

3.人类活动

（1）热岛效应

城市排放出的热量较多，气温高。【小尺度】

（2）全球气候变暖

人类活动排放出大量的温室气体→→大气吸收地面辐射增多→→大气逆辐射增强→→

保温作用增强（温室效应）→→气温升高，全球变暖。【大尺度】

【知识扩展】大气保温作用的原理及实践

地面将热量向地面传递的过程称之为大气逆辐射，对地面起到保温作用。

（三）气温高低的变化

1.气温的日变化

动态的视角进行分析，以热量传递环节为依托，分析一天中温度的变化

2.气温日较差

一天中的最高低温和最低气温比较。

（1）气温日较差的一般规律

①太阳辐射的角度

②地形的角度

尺度大小不同，分析角度不同，结论不同

3.气温年变化

4.气温年变化一般规律

（四）逆温现象

1.概念：

正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。

2.逆温的成因、类型和地区

（1）辐射逆温

①成因：经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面失去太阳辐射，地面对外辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢。

②常发地区：中高纬度大陆冬季黎明前

（2）地形逆温

（3）锋面逆温

3.逆温对地理环境的主要影响

（1）成雾：特别是早晨的雾，浓雾影响交通

（2）大气污染：影响健康

（3）影响航空：多雾不利于飞机起降；高空大气平流运动，有利于稳定航行。

【思维导图】

【在线练习】

2018年7月31日～9月4日，我国第9次北极科学考查队员在"雪龙"号科考船上对北极太平洋扇区某一区域（73.5°N～85°N，150°W～170°W）开展了探空观测，研究北极低层大气垂直结构特征。下图示意科考期间84次探空观测平均温度和风速垂直分布状况。据此完成1~2题。

1．科考期间观测区域对流层顶高度大致在（     ）

A．7~9km B．9~11km C．11～13km D．13～15km

2．科考期间观测区域（     ）

A．近地面大气对流运动旺盛 B．高空气温随高度增加而迅速降低

C．近地面风速变化趋势稳定 D．对流层和平流层物质能量交换弱

【答案】1．B   2．D

【解析】

1．据图分析可知，图中7到9千米气温随海拔升高而降低，所以仍在对流层，故A项错误；9到10千米气温随海拔升高而降低，10到11千米气温随海拔升高而升高，说明到达了对流层顶，进入平流层，故B项正确；11到13千米气温随海拔升高而升高，所以是平流层，故C项错误；13到15千米气温随海拔升高而基本保持不变，属于平流层，不是对流层顶，故D项错误。因此本题选B。

2．科考期间观测区域，近地面温度较低，说明对流运动不是很旺盛，故A项错误；由图可知，13到25千米气温随海拔升高而基本保持不变，所以降低幅度并不是很大，故B项错误；由图可知，近地面风速变化为10米每秒到20米每秒，变化趋势不稳定，故C项错误；图中对流层顶部和平流层中下部气温相差较小，说明物质能量交换弱，故D项正确。因此本题选D。

（2022·浙江·高考真题）大气散射辐射的强弱和太阳高度、大气透明度有关。下图为我国某城市大气散射辐射日变化图。完成3~4题。

3．有关该城市大气散射辐射强弱的叙述，正确的是（     ）

①夏季大于冬季②郊区大于城区③冬季大于夏季④城区大于郊区

A．①② B．①④ C．②③ D．③④

4．下列现象与大气散射作用密切相关的是（     ）

①晴天天空多呈蔚蓝色②朝霞和晚霞往往呈红色③深秋晴天夜里多霜冻④雪后天晴阳光特别耀眼

A．①② B．①④ C．②③ D．③④

【答案】3．B  4．A

【解析】3．据材料可知，大气散射辐射的强弱和太阳高度、大气透明度有关。又据图可知，北京时间12-14时，正午太阳高度角大，大气散射辐射强，说明大气散射辐射与正午太阳高度正相关，故大气散射辐射夏季大于冬季，①正确，③错误；又据图可知，阴天云层厚，大气透明度低，大气散射辐射强，说明大气散射辐射与大气透明度反相关，城区比郊区污染较严重，大气透明度低，大气散射辐射城区大于郊区，故②错误，④正确。综合起来①④正确，故A、C、D错误，B正确；故选B。

4．在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝色光最容易被散射，所以晴朗的天空呈现蔚蓝色，①正确；日出和日落的时候，太阳光要穿过较厚的大气层才能到达地面，波长较短的蓝光、青光、紫光大部分已被上层大气散射掉了，到达近地面大气时主要只有波长较长的红光、橙光、黄光了，故朝霞和晚霞往往呈红色，②正确；秋冬季节出现霜冻，与晴朗的夜晚云量少、大气逆辐射弱有关，与大气散射无关，③错误；雪后天晴阳光特别耀眼是因为云层少，大气透明度高，大气对太阳辐射的反射、散射、吸收作用少，不只是散射作用，④错误。综合起来，①②正确，B、C、D错误，A正确；故选A。

（2021·北京·高考真题）下图示意北纬27°附近部分地点某年的平均气温。读图，完成下面小题。

5．影响图中气温高低的主要因素是（     ）

A．海拔高度 B．大气环流 C．海陆位置 D．人类活动

【答案】5.A

【解析】5.该图示意北纬27°附近部分地点某年的平均气温，从116°E到121°E，可推断该地区为我国东南丘陵地区，属于亚热带季风气候，年均温的差异不是大气环流导致的，故B错；海陆位置的差异主要影响降水，对年平均气温影响不大，故C错；年均温的差异主要是自然因素导致的，和人类活动关系不大，故D错；同纬度地区，年均温的差异主要是由于海拔高度的不同导致的，海拔高的地方，年均温低，海拔低的地方，年均温高，故A正确。

6．阅读图文材料，完成下列问题。

气候增暖在北极具有“极地放大效应”，导致多年冻土中储存的有机碳大量释放，并部分随河流输出到北冰洋。西伯利亚地区鄂毕河、勒拿河流域面积大致相当。

(1)从大气受热过程的角度说明气候增暖在北极具有“极地放大效应”“放大”的含义。

6．(1)全球变暖，北极冰雪融化，反射的太阳光减少，到达地面的太阳辐射增多;地面吸收太阳辐射增多导致地面辐射增多;大气吸收的地面辐射增多;大气逆辐射增多,气温增高。

【解析】

(1)在正常情况下，冰雪的反射率较高，使射向地面的太阳辐射受到削弱，因此南北极吸收的太阳辐射较少，气温较低。全球气候变暖，北极冰雪融化，地面吸收的太阳辐射增多；地面吸收的太阳辐射增多，造成大气增温，大气逆辐射增强，北极地区的冰雪融化加快，温度升高，海平面上升。

（2021·广东·高考真题）辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地，平均海拔4000多米，冬季辐射逆温现象多发。据此完成7~9题。

7．冬季易加强辐射逆温的地形是（     ）

A．山峰 B．平原 C．谷地 D．丘陵

8．黄河源地区辐射逆温常出现的时间和天气状况是（     ）

A．日落前后，大风呼啸  B．正午时刻，雨雪交加

C．午夜时分，浓云密雾  D．日出之前，晴朗无风

9．黄河源地区冬季辐射逆温多发是由于（     ）

A．锋面气旋多 B．下沉气流盛行 C．准静止锋强 D．热力对流强盛

【答案】7．C  8．D  9．B

【解析】7．冬季在谷地或盆地形成辐射逆温的时候，由于坡地近地面空气冷却，冷空气沿斜坡地形沉入谷底或盆地，则可加强因辐射冷却作用而形成的逆温效应，C正确。山峰被周围大气包围，山峰与大气的接触面小，大气的交换频繁，山峰地面温度降低对周围大气影响较小，不易形成逆温，A错误。平原地形平坦开阔，冬季易受冷空气影响而多大风，大气流动性强，不易形成逆温，B错误。丘陵海拔较低，地形起伏平缓，空气流动性也较强，不易形成逆温，D错误。故选C。

8．黄河源地区辐射逆温出现时地面温度低，近地面气温低，一天中日出之前气温最低，晴朗无风，空气流动性差，近地面大气易受冷地面的影响，D正确；日落前后、正午时刻地面温度较高，近地面大气气温较高，AB错误；浓云迷雾，大气逆辐射强，地面不易强烈辐射冷却，C错误。故选D。

9．黄河源地区冬季地面温度低，气流冷却下沉，下沉气流盛行，地面冷空气堆积，导致辐射逆温多发，B正确；锋面气旋、准静止锋均多上升气流，容易形成降水，而逆温出现时大气较稳定，AC错误；冬季气温低，热力对流弱，D错误。故选B。

（2021·江苏·高考真题）下图为“某日14时亚洲部分地区地面天气简图”。据此完成第10题。

10．此时下列站点上空最可能存在逆温的是（     ）

A．长春   B．太原   C．呼伦贝尔   D．乌鲁木齐

【答案】10．C

10．结合等压线分布图可知，长春位于冷锋锋前，冷锋即将过境，天气状况复杂不易出现逆温；据图，太原等压线状况相对单一，但结合时间为14点，太原为午后，盛行上升气流，不会出现逆温，B错误；呼伦贝尔位于冷锋锋后且邻近锋线，冷气团俯冲到暖气团下方易在高空出现气温上暖下冷的逆温现象，C正确；乌鲁木齐正值正午，天气晴朗，不易出现逆温，D错误。故选C。