新高中地理高考第11讲 大气分层和受热过程课件PPT

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一、大气的组成和垂直分层1.低层大气的组成
低纬度和高纬度的对流层高度是一样的吗？为什么？提示　不一样。低纬度地区受热多，对流旺盛，因此对流层的高度高(约17～18千米)；而高纬地区受热较少，对流活动较弱，所以对流层的高度低(约8～9千米)。
二、大气受热过程1.大气的受热过程(1)大气的热源：__________是地球大气最重要的能量来源；______________是近地面大气主要的、直接的热源。(2)大气受热过程
[思考]　为什么同一纬度的地方“高处不胜寒”？提示　气温的高低取决于大气获得能量的多少，而近地面大气最主要、最直接的热源来自地面辐射。因此，近地面大气温度随高度增加而降低。
2.大气对地面的保温作用
[思考]　 为什么说浓密的低云时大气逆辐射更强？提示　云中有丰富的水汽，可以大量吸收的地面辐射，使气温变高，使大气逆辐射越强；低云距离地面近， 到达地面的大气逆辐射越多。
(1)①图表示的气温降低速率在(　　)A.3 000米以下低于垂直递减率B.3 000～6 000米高于垂直递减率C.6 000米以下等于垂直递减率D.6 000米以下均低于垂直递减率(2)飞机可以在5 000米高度平稳飞行的是(　　)A.① B.② C.③ D.④
[例1] (经典真题·全国卷Ⅱ)对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因是：上层实际气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。右图表示四种对流层气温的分布状况，据此完成(1)～(2)题。
[解题步骤]第(1)题：
答案　(1)B　(2)D
1.利用大气的组成解析地理现象(1)二氧化碳CO2→吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→射向地面的热量→保温作用。(2)臭氧和氧原子①高层大气中的O→吸收波长较短的紫外线→升温使大气电离→形成电离层。②平流层中的O3→吸收波长较长的紫外线→升温的同时阻挡到达地面的紫外线→保护地球上的生物免受紫外线伤害。
(3)水汽①近地面水汽吸收地面热量→大气升温。②水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、雨、雾、雪等天气现象的发生。(4)杂质①尘埃物质→吸附水汽→雾或降水。②尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低。
2.利用大气垂直分层的特点解释地理现象(1)对流层中的天气多变、飞机颠簸
(2)平流层为天气稳定的飞机航空空域
(3)电离层与无线电通信
3.逆温现象及其影响(1)逆温的类型及成因
(2)辐射逆温现象的形成及消失过程
由图中信息可分析出(　　)A.5时、20时大气较稳定B.12时、15时出现逆温现象C.大气热量直接来自太阳辐射D.气温日较差自下而上增大解析　图中信息显示，该地5时、20时近地面出现逆温现象，大气较稳定。12时、15时近地面气温随海拔升高而降低，无逆温现象。故本题选A项。
1.(经典真题·山东卷)下图为北半球中纬度某地某日5次观测到的近地面气温垂直分布示意图。当日天气晴朗，日出时间为5时。读图回答下题。
[例2] (2020·上海卷)“霜重见晴天”说的是清晨地表覆盖白霜，往往预示白天天气晴好。白霜的形成主要原因是(　　)A.地面吸收热量多，空气水汽含量高B.地面辐射较弱，地表温度下降慢C.大气吸收热量多，大气保温作用强D.大气逆辐射弱，地面损失热量多
(2)内陆地区(如我国西北地区)
1.利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多少(1)高海拔地区(如青藏高原地区)
(3)湿润内陆盆地(如四川盆地)
(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深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。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。
2.利用大气保温作用原理分析生产生活现象(1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响
3.利用大气受热过程原理分析昼夜温差的大小
4.与青藏高原有关的大气热力作用
(1)图示观测时段内(　　)A.正午绿洲和沙漠长波辐射差值最大B.傍晚绿洲降温速率大于沙漠C.凌晨绿洲和沙漠降温速率接近D.上午绿洲长波辐射强于沙漠
2.(2020·全国卷Ⅱ)对我国甘肃某绿洲观测发现，在天气稳定的状态下，会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。下图呈现该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化。据此完成(1)～(3)题。
解析　长波辐射的强弱取决于物体的温度。绿洲与沙漠表面温差越大，长波辐射差值也就越大，根据图示信息可知，15时左右绿洲与沙漠表面温差最大，故此时两者长波辐射差值最大，A错误；16～18时，沙漠的温度下降明显，而绿洲温度变化相对较小，说明傍晚绿洲降温速率小于沙漠，B错误；0～6时，绿洲与沙漠温度曲线近乎平行，两者斜率相近，说明凌晨二者降温速率接近，C正确；6～12时，沙漠温度高于绿洲，说明上午沙漠长波辐射强于绿洲，D错误。
(2)导致绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的主要原因是绿洲(　　)①白天温度低　②蒸发(腾)多　③空气湿度大　④大气逆辐射强A.①② B.②③ C.③④ D.①④
解析　绿洲夜间地表温度较沙漠低，主要是因为其白天地表温度较沙漠低得多，①对；绿洲夜间地面蒸发和植物蒸腾较沙漠强，热量在水分蒸发和植物蒸腾过程中被吸收，夜间温度会持续降低，②对；夜间空气湿度大，大气对地面长波辐射吸收强，大气逆辐射强，对绿洲的保温作用强，绿洲地表温度下降较慢，故绿洲夜间地表温度低于沙漠与空气湿度、大气逆辐射无关，③④错误。故选A。
(3)这种现象最可能发生在(　　)A.1～2月 B.4～5月C.7～8月 D.10～11月解析　由图可知，观测时段内沙漠和绿洲地表最低温度均高于12 ℃，沙漠最高温度接近40 ℃，绿洲最高温度约27 ℃，这种现象最可能出现在夏季，C正确；甘肃位于温带内陆地区，1～2月为冬季，绿洲和沙漠地表最低温度一般不会高于12 ℃，A错误；4～5月为春季，10～11月为秋末，白天地表温度一般不会高于28 ℃，B、D错误。
[例3] (2020·天津卷)读图文材料，回答下列问题。贵州省自然环境复杂多样，岩溶地貌广布，旅游开发是当地脱贫致富的重要途径。
图1　贵州省及周边地区地形图
图2　贵州省1月、7月等温线分布图
(1)兴义气温年较差最大不超过________℃。(2)兴义与铜仁相比，冬季气温高，夏季气温低，分析其形成原因。[解题步骤]第(1)题：
答案　(1)16(2)兴义比铜仁纬度低，冬季获得太阳辐射量较大(正午太阳高度更大，昼长更长)；受冬季风影响较小。所以兴义气温较高。夏季，两地获得太阳辐射量相近(兴义正午太阳高度更大，昼长较短)；但兴义海拔较高。所以兴义气温较低。
等温线走向及其影响因素判读方法
3.(经典真题·全国卷Ⅱ)下图示意某地区年均温的分布。读下图，完成(1)～(2)题。
(1)影响该地区年均温分布特征的主要因素是(　　)A.台风 B.海陆分布 C.地形 D.大气环流(2)图示①②③④四地中，年降水量最低的是(　　)A.①地 B.②地 C.③地 D.④地
解析　第(1)题，从图中可知，台湾岛东部等温线密集且中间低，四周高，等温线大致南北向延伸，与台湾山脉走向大体一致。第(2)题，从图中可知，①地位于夏季风的背风坡，夏季降水少；虽位于冬季风的迎风坡，但由于地势较低，空气抬升冷却不明显，降水较少。
[情境设置]　秋季分为三候“一候凉风至；二候白露生；三候寒蝉鸣”。右图为我国部分地区入秋的时间分布状况。
[设问角度](1)导致图示区域入秋时间差异的主导因素是什么？(2)“白露生”是指秋季近地面早晨易出现雾，其主要原因是什么？
[参考答案]　(1)图示信息显示我国入秋时间由北向南推迟，主要是热量条件差异所致，而热量的纬度差异则由太阳辐射不同所造成的。(2)雾的形成主要是由降温所造成，秋季晴朗的早晨，大气逆辐射弱，热量散失多，降温幅度大，易出现浓雾天气。
受云海影响，三峡库区大气受热过程对应于图2中(　　)A.①增大 B.②增大 C.③减小 D.④减小解析　大气中的云层可以反射太阳辐射，削弱到达地面的太阳辐射，从而导致地面辐射减弱；大气中的云层还可以增强大气逆辐射，对地面起到保温作用。图2中①为到达地面的太阳辐射，②为大气逆辐射，③为地面辐射，④为云层反射的太阳辐射。故选BC。
视角一　从综合思维、地理实践力的角度考查大气受热过程1.(2019·江苏卷)2019年1月某日三峡库区出现云海日出奇观。下图为“大气受热过程示意图”。读图回答下题。(双选)
(1)气温日较差大的月份是(　　)A.1月 B.4月C.7月 D.10月解析　由图可知，7月份一天中最高气温在12 ℃以上，最低气温在8 ℃以下，气温日较差最大，所以A项正确。
视角二　从综合思维、区域认知的角度考查等温线的判读2.(2016·北京卷)下图为某山地气象站一年中每天的日出、日落时间及逐时气温(℃)变化图。读图，回答(1)～(2)题。
(2)该山地(　　)A.冬季受副热带高压带控制B.因台风暴雨引发的滑坡多C.基带的景观为热带雨林D.山顶海拔低于1 000米解析　由图可知，该地一年四季都是6时日出、18时日落，所以应该位于赤道地区，终年受赤道低气压带控制，A项错误；赤道附近不受地转偏向力的影响，无法形成台风，B项错误；赤道地区山脉基带的景观为热带雨林，C项正确；热带最低气温在15 ℃以上，该地最低气温在8 ℃以下，气温降低幅度超过了6 ℃，所以山顶海拔超过1 000米。
(1)下列关于该地逆温特征的描述，正确的是(　　)A.逆温强度近地面较大，向上减小B.逆温强度午夜达到最大，后减弱C.逆温现象日落前出现，日出前消失D.强逆温前半夜增速慢，后半夜降速快解析　根据图示，强逆温层上界海拔低，故A对；逆温强度在4点左右达到最大，而不是午夜，B错；逆温现象15点左右出现，10点左右消失，C错；强逆温前半夜曲线陡、增速快，后半夜曲线缓，降速慢，D错。故选A。
视角三　从综合思维的角度考查逆温现象3.(经典真题·浙江卷)逆温是在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象。某校气象兴趣小组在十月下旬晴朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定。下图为该小组多次观测所得的逆温时空变化平均结果。完成(1)～(2)题。
(2)造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是(　　)A.大气吸收地面辐射存在昼夜差异B.大气散射反射在高度上存在差异C.空气上下热量传递存在时间差异D.下垫面反射率在时间上存在差异解析　在晴朗无云的夜间，地面降温快，贴近地面的大气层也随之降温，离地面越近，降温越快，离地面越远，降温越慢，这种热量传递的时间差异造成了逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值，故选C项。
1.1月份，哈雷站对流层上界高度约为(　　)A.1.5 km B.8.5 km C.12.5 km D.22.5 km解析　读图可知，a月各高度平均气温普遍低于b月，故a月属于南半球冬季，即7月；b月属于南半球夏季，即1月。
选择题(2019·安徽合肥二模)对流层是地球大气圈的最底层，该层大气上部冷、下部热，有利于大气的对流运动。下图示意1957～1993年南极布伦特冰架上的哈雷站(位于75°S附近)1月和7月低层大气平均气温随高度的变化。据此完成1～2题。
1月地面以上至约8.5 km处，大气平均气温随高度增加而降低，符合对流层大气平均气温随高度变化的一般规律。B对。
2.a月，高度1.5 km以下气温垂直变化的原因是哈雷站所在地(　　)A.大气削弱太阳辐射 B.冰面强烈辐射冷却C.冰架融化消耗热量 D.冰面反射太阳辐射
解析　根据上题分析可知，a月即7月，1.5 km以下大气平均气温随高度增加而上升，应为对流层大气的逆温现象，主要是冰面强烈辐射冷却形成的，B对。7月南极圈内，大部分地区出现极夜现象，位于75°S附近的哈雷站处于极夜时，没有大气削弱太阳辐射和冰面反射太阳辐射的现象，A、D错；读图可知，哈雷站7月近地面大气平均气温低于－20 ℃，冰架不会融化，C错。
3.导致甲处等温线凸向低纬的主要因素是(　　)A.海拔 B.纬度位置C.大气环流 D.距海远近解析　导致甲处等温线凸向低纬的主要因素是大气环流，甲高度上有冷空气南下，导致甲处气温比同纬度上、下区域明显降低，C对。甲处海拔、纬度位置、距海远近没有变化，不是甲处大气等温线弯曲的主要因素，A、B、D错。
一般情况下，大气温度随着高度增加而下降，可是在某些天气条件下，地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为“逆温”。读我国某地区温度垂直剖面(单位：℃)示意图。据此完成3～4题。
4.下列城市中，逆温层厚度最大的是(　　)A.郑州 B.阜阳 C.安庆 D.赣州解析　地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为“逆温”。根据图示等温线，选项城市中，逆温层厚度最大的是赣州，D对。郑州、阜阳、安庆逆温层较薄，A、B、C错。
5.鸟粪对图中大气受热过程中的环节的影响主要是(　　)A.①增强 B.②增强 C.③增强 D.④增强
(2020·广东江门检测)最新研究发现，鸟粪可以影响北极气温变化。每年迁徙至北极地区的鸟类排出的粪便被微生物分解后，会释放大量的氨，氨与海水中的硫酸盐及水分子混合后，形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒。这些尘埃颗粒物集中在鸟群附近，而且在整个北极地区均有分布。下图示意大气受热过程。据此完成5～6题。
解析　据材料可知，鸟粪被微生物分解后，会释放出氨，氨与海水中的硫酸盐及水分子混合后，形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒，这些颗粒会增强大气的削弱作用，使到达地面的太阳辐射量减少，从而降低北极地区的气温，故A项正确。
6.该影响最明显的季节是(　　)A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季解析　夏季气温较高，微生物数量较多，鸟粪被微生物分解的量较多，形成悬浮在空气中的尘埃颗粒较多，对气温影响最明显，故B项正确。
7.影响太行山东坡暖脊走向的最主要因素是(　　)A.大气环流 B.山脉走向C.山体高度 D.海陆位置解析　根据材料焚风效应使太行山东坡及山前平原增温明显，温度高于同纬度其他地区，形成暖脊。由图可知，该暖脊大致呈东北－西南走向，这与太行山脉的走向一致，故B正确。
(2021·潍坊10月检测)焚风是过山气流在背风坡下沉而变得干热的一种地方性风。太行山东坡的焚风现象明显，对太行山东坡及山前平原有明显的增温效应。下图示意冬季某日太行山东坡暖脊。据此完成7～8题。
8.图中各地等温线弯曲程度差异较大，主要影响因素可能是(　　)A.太阳辐射 B.城市规模C.风力强弱 D.地势起伏解析　等温线弯曲程度越大，说明暖脊处气温比同纬度其他地区高出越多，焚风效应越明显，这与暖脊所在位置的海拔高度和地势起伏直接相关，D正确。太阳辐射使等温线数值自南向北递减，不影响等温线弯曲程度，A错误；图中不是所有城市都位于暖脊处，所以城市规模大小与等温线弯曲程度关系不大，B错误；暖脊处各地均位于西北季风的背风坡，风力大小相差不大，C错误。
9.平流层顶部夏季最高气温出现的纬度范围是(　　)A.0°～10° B.40°～60°C.60°～70° D.70°～90°解析　上图的左侧是北半球夏季气温随纬度和高度
(2020·北京丰台一模)下图为北半球1、7月平均气温(℃)随纬度和高度的变化图。读图，完成9～10题。
的变化图。借助“辅助线”把选项的四个纬度范围画出来，可以发现70°～90°平流层夏季最高气温大于0 ℃，而其他纬度范围内平流层夏季最高气温在－20 ℃～0 ℃之间，故选D。
10.对流层(　　)A.气温随纬度升高而降低B.顶部夏季气温极地高于赤道C.南北温差冬季小于夏季D.厚度随纬度升高而逐渐降低解析　对流层气温随高度升高而降低，其本身具有一定厚度，难以断定其温度随纬度升高而降低，A错误；对流层顶部夏季气温赤道地区小于－60 ℃，极地地区在－40 ℃～－60 ℃之间，B正确。冬季对流层最低温度在－60 ℃以下，冬季温差大于夏季，C错误；对流层厚度随纬度升高而逐渐降低的说法不准确，其整体趋势是这样，但是在副热带区域由于降水较少地面较热，对流层厚度会较大，D错误。
11.图示大气逆温层的出现，主要是因为(　　)A.地面辐射增强 B.暖气团在冷气团上爬升C.下沉气流势力大 D.近地面大气运动活跃解析　由图可知，近地表吹东北风，气温低于0 ℃，高空吹西南风，温度在0 ℃以上，冷暖空气相遇，暖气团爬升到冷气团之上，形成下冷上热的逆温层，因此选B。这叫锋面逆温。
(2021·长沙市长郡中学检测)在对流层大气中，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低，大约每升高100米，气温降低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，或者随高度增加，降温变化率小于0.6 ℃/100 m，这种现象称为逆温现象。下图示意某地大气逆温现象。据此完成11～12题。
12.图示甲、乙、丙、丁大气层中，易出现雾霾现象的是(　　)A.甲 B.乙 C.丙 D.丁解析　甲大气层气温随海拔上升而上升，形成逆温，抑制气流的上升运动，不利于近地面的大气污染物扩散而形成雾霾天气。故选A。
地表温度记录表　单位：℃
(2020·北京海淀一模)物体的温度越高，辐射越强。某校同学通过测量记录地表温度(下表)，探究不同下垫面对地面辐射的影响。据此完成13～14题。
13.依据表中数据，推测地面辐射从强到弱的排序是(　　)A.池塘、灌木土地、沙坑 B.操场、草坪、沙坑C.草坪、池塘、灌木土地 D.操场、沙坑、池塘解析　根据表格当中的数据可以读出其温度的排序为操场＞沙坑＞草坪＞灌木土地＞池塘，由材料物体的温度越高辐射越强，所以其辐射由强到弱的顺序分别为操场、沙坑、草坪、灌木土地、池塘，故选D。
14.可以提高实验准确性的措施有(　　)A.每天测量一种下垫面地表温度，最后比较数据B.测量塑胶操场不同部位的温度，并计算平均值C.同时测量沙坑不同深度的温度，并计算平均值D.尽量选择草地的边缘测量温度，以免破坏草坪解析　日期不同，太阳高度角不同，地表温度有差异，不能提高实验的准确性，故A错误；塑胶操场面积较大，不同位置接受太阳辐射不同，所以可能会出现不同的温度，因此可以通过测量不同部位的温度计算其平均值，提高实验的准确性，故B正确；根据材料比较的是地表的辐射，所以测量沙坑不同深度的温度会加大它的误差，故C错误；草地的边缘容易受到其他因素的影响，温度并不准确，应在草地内部测量，温度较为准确，故D错误。
15.该辐射类型为(　　)A.到达地面的太阳辐射 B.臭氧吸收的辐射C.地面反射的太阳辐射 D.大气逆辐射
(2020·济南二模)位于藏北高原的某观测站，属高原亚寒带半干旱季风气候，年平均气温1.55 ℃，年降水量为655.8 mm，下垫面为草甸，夏季降水后地表坑洼处会有积水，长时间处于湿地状态。下图是该地测得的某种辐射在不同季节的平均日变化。据此完成15～16题。
某种辐射在不同季节的平均日变化
解析　到达地面的太阳辐射、地面反射的太阳辐射和臭氧吸收的辐射都主要在白天。而该种辐射全天都有，且日出前后最少，下午三点左右最多，因此应该是大气逆辐射。故选D。
16.影响该辐射季节差异明显的主要因素是(　　)A.太阳高度 B.天气状况C.大气透明度 D.植被覆盖率解析　该种辐射夏季最强，冬季最弱，这和太阳高度有很大的关系，当太阳高度大时，太阳辐射穿过大气路径短，被削弱的比较少。故到达地表的太阳辐射比较强，则大气逆辐射也比较强，冬季
反之，A正确。该地为藏北高原，空气质量较好，大气透明度全年差异不明显，植被覆盖率和天气对大气逆辐射有一定影响，但是不同季节的大气逆辐射的差异主要和太阳辐射强度关系最密切，故B、C、D 错误。
17.表示1月隧道内气温日变化的曲线是(　　)A.① B.② C.③ D.④
(2020·福建六校联考)下图示意我国某中学地理兴趣小组记录的学校旁边一隧道内部和外部1月和7月平均气温日变化。读图完成17～18题。
解析　1月气温低，故曲线③和④表示1月隧道内外气温日变化曲线；7月气温高，故曲线①和②代表的是7月隧道内外气温日变化曲线；7月隧道外升温快，气温日变化幅度大，曲线①日温差较大，应为7月隧道外气温日变化曲线，曲线②为7月隧道内气温日变化曲
线；1月隧道外降温快，气温日变化幅度大，曲线④为1月隧道外气温日变化曲线；1月气温较低，隧道内气温较高，温差较小，故曲线③是1月隧道内气温日变化曲线，故选C。
18.此隧道(　　)A.15时太阳辐射量最大B.内部温差比外部大C.午后内外的温差最大 D.具有冬暖夏凉特点解析　影响太阳辐射的因素包含纬度位置、天气状况、日照、海拔，只通过气温变化不能判断太阳辐射量的大
小，A错；隧道墙壁具有保温作用，且通过图示可以看出，隧道内温差小，B错；读图并结合上题分析可看出，1月6时左右隧道内外温差最大，C排除；7月曲线②相对曲线①平均气温较低，说明夏季隧道内较凉快，1月曲线③相对曲线④平均气温较高，说明冬季隧道内气温较高，因此隧道具有冬暖夏凉的特点，D对。
(2020·北京通州一模)屋顶绿化对改善城市生态环境有着重要的意义。下图为“某城市屋顶花园景观图”。据此完成19～20题。
19.屋顶绿化的意义有(　　)①改变水循环的类型　②缓解城市热岛效应　③减少降水，缓解内涝　④净化空气，减少噪声A.①② B.①③ C.②④ D.③④解析　屋顶绿化会影响水循环的某些环节，使蒸发和蒸腾作用增强，降水增多，能截留一部分雨水，有利于缓解内涝，但不会改变水循环的类型，①③错误；增加了城市绿地面积，有利于调节城市小气候，缓解热岛效应，净化空气，减少噪声，②④正确。故选C。
20.屋顶绿化对大气受热过程的影响是(　　)A.增强太阳辐射 B.增强大气反射C.减弱地面辐射 D.增强大气逆辐射解析　屋顶绿化对到达大气上界的太阳辐射没有影响，屋顶绿化遮挡了部分太阳辐射，减弱了到达地表的太阳辐射，从而减弱了地面辐射，A错误，C正确；大气的反射作用和大气逆辐射主要受云层和云量的影响，屋顶绿化不会影响到大气反射和大气逆辐射，B、D错误。