2024版高考地理一轮总复习第2章地球上的大气第1节大气的组成和垂直分层大气受热过程教师用书

第一节　大气的组成和垂直分层　大气受热过程

一、大气的组成

1．大气的组成成分及其作用

2．人类活动对大气成分的影响

人类活动造成的大气污染，导致大气成分和含量的变化。

(1)二氧化碳：燃烧煤、石油等矿物燃料，导致二氧化碳含量增加。

(2)臭氧：冰箱、冰柜等制冷设备的使用，释放大量氯氟碳化物等消耗臭氧层物质的成分，导致臭氧的浓度降低。

二、大气的垂直分层

1．分层依据：大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。

2．垂直分层

三、大气受热过程

1．两个能量来源

(1)大气能量的根本来源：A太阳辐射。

(2)近地面大气热量的直接来源：B地面辐射。

2．两大过程

(1)地面的增温过程：太阳辐射穿过大气层，小部分被大气吸收或反射，大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。

(2)大气的增温过程：地面以长波辐射的形式向近地面大气传递热量，使大气增温。

3．两大作用

(1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用。

(2)保温作用：C大气逆辐射将部分热量还给地面，对近地面大气热量有补偿作用。

4．主要影响：影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气的运动状态。

考点一　大气受热过程及其应用

某气候研究实验室利用气象站资料统计分析了我国不同地区的地气温差(地表温度－气温)。下图为大气受热过程示意图。据此完成下题。

江南与西藏气象站纬度相当，但江南夏季地气温差较小，其原因是(　　)

A．甲大   B．乙小 

C．丙大   D．丁小

【思维培养】

【我的解答】C

　大气的受热过程

　大气受热过程的应用

1．大气保温作用的应用

(1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响。

(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，农民燃烧秸秆制造烟雾，预防霜冻。

③华北地区早春时节，农民利用地膜覆盖进行农作物种植。

2．利用大气的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)。

(2)内陆地区(如我国西北地区)。

(3)湿润内陆盆地(如四川盆地)。

考向1　大气受热过程原理

(2022·浙江1月卷)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。据此完成1～2 题。

1．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

2．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

1．B　2．A　解析：第1题，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呈正相关，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呈负相关，城区比郊区污染更严重，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。故选B。第2题，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。故选A。

考向2　大气受热过程的应用

为提高日光温室土地利用效率，提高保温性能，近年来我国部分地区推广阴、阳棚温室系统。该系统与传统日光温室相比，在后墙的北侧增设了阴棚(图1)。图2示意某年3月部分日期的阴棚、阳棚、传统日光温室对照棚及室外的最低气温变化。据此完成3～4题。

图1

图2

3．图中阴棚、阳棚、传统日光温室对照棚及室外的最低气温变化曲线分别对应的是(　C　)

A．①②③④ B．①③②④

C．③①②④ D．③①④②

4．推测室外昼夜温差最大的日期可能是(　C　)

A．3月15日   B．3月20日

C．3月25日   D．3月27日

考点二　逆温现象及其影响

(2021·广东卷)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4 000多米，冬季辐射逆温现象多发。据此完成(1)～(3)题。

(1)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

(2)黄河源地区辐射逆温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

(3)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

【思维培养】

【我的解答】(1)C　(2)D　(3)B

　逆温的成因及类型

1．逆温的类型

2．辐射逆温的形成与消失过程

晴朗无云的夜间或黎明，由于大气逆辐射较弱，地面辐射散失热量多，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温现象黎明前最强，日出后逆温层自下而上消失。

3．逆温的影响

考向1　逆温的表现与成因

(2023·济南模拟)下列四幅图为江苏省南京市附近某平原公路路段在一年中四个不同月份路面平均温度和近地面平均气温的变化统计图。据此完成1～2题。

图1　　　　　　图2

图3　　　　　　图4

1．图1中逆温最严重的时段是(　　)

A．0：00—1：30   B．2：00—3：00

C．4：00—5：00   D．6：00—7：00

2．t1、t2、t3、t4中，温度最高的是(　　)

A．t1 B．t2

C．t3 D．t4

1．D　2．C　解析：第1题，当逆温发生时，地面温度越低，近地面气温越低，逆温越严重。由图可知，6：00—7：00气温最低，逆温最严重。第2题，根据四个月份气温回暖时刻的早晚判断四幅图代表的月份。四幅图中，图3代表月份气温达到最低值的时间为4：00前(另外三地都是在4：00后)，开始升温的时间最早，即日出最早，所以白昼时间最长，地面接收的太阳辐射最多，因此t3气温也最高。

考向2　逆温的影响

对流层逆温是下冷上热的现象，逆湿就是下湿上干的现象。下图为塔克拉玛干沙漠2010年9月至2011年8月流沙前缘近地面2．0米与0．5米高度之间的温度和湿度差值曲线。读图，完成3～4题。

3．2010年9月至2011年8月，有关当地逆温、逆湿现象说法正确的是(　　)

A．9月开始出现逆温现象

B．逆温强度冬季大于夏季

C．10月开始出现逆湿现象

D．逆湿现象夏季比冬季更加明显

4．流沙前缘的逆温、逆湿现象会(　　)

A．促进植物生长   B．加速流沙扩展

C．增加区域降水   D．加剧风力侵蚀

3．B　4．A　解析：第3题，根据材料信息和所学知识可知，逆温是下冷上热。当逆温现象发生时，2．0 米高处的温度与0．5米高处的温度差值为正，差值越大，逆温现象越明显。10月开始出现逆温现象，A错误。逆温强度冬季大于夏季，B正确。逆湿是下湿上干的现象。当逆湿现象发生时，2．0米高处的相对湿度与0．5米高处的相对湿度差值为负，差值越小，逆湿现象越明显。9月开始出现逆湿现象，C错误。逆湿现象冬季比夏季更加明显，D错误。第4题，根据材料信息及所学知识可知，逆温是下冷上热，逆湿是下湿上干。逆湿有利于大气中的水汽渗入土壤，提高土壤含水量，促进植物生长，A正确。逆温不利于空气的对流运动，大气稳定性增加，风力较弱，减少水分蒸发；风力较弱，减轻风力侵蚀，不利于流沙扩展，B、D错误。逆温导致空气对流减弱，不利于水汽凝结，不利于成云致雨，C错误。

七　大气的组成和垂直分层　大气受热过程

(建议用时：40分钟)

一、选择题

(2022·韶关模拟)下图为某沿海地区一日平均气温随高度变化曲线图。读图，完成1～3题。

1．该地最有可能位于(　　)

A．赤道地区   B．中纬度地区

C．高纬度地区   D．高山地带

2．该地当日最有可能出现的天气特征为(　　)

A．雷雨、大风、冰雹   B．烈日、高温、酷暑

C．潮湿、闷热、无风 D．雪虐风饕、天寒地冻

3．导致A、B两层气温垂直变化差异的主导因素是(　　)

A．海拔   B．大气成分

C．气象条件   D．纬度

1．B　2．A　3．B　解析：第1题，对流层的厚度整体由赤道地区向两极递减，低纬度对流层厚度大约为17～18 km，中纬度为12 km左右，高纬度大约为8～9 km。 图中对流层厚度约为12 km, 最有可能位于中纬度地区，B对。第2题，根据对流层内的气温垂直变化，由地表25 ℃降至对流层顶的－70 ℃左右，由此可推测出此时该地的气温垂直递减率高于对流层的平均垂直递减率6 ℃/km，故推测其可能对应强对流天气特征，雷雨、大风、冰雹属于强对流天气，A对。第3题，A、B两层分别为对流层和平流层，对流层中的主要温室气体为二氧化碳等，使得地面成为直接热源，进而导致对流层内气温垂直递减。平流层中二氧化碳等温室气体含量已经极低，而臭氧含量明显增加，臭氧因主要吸收短波辐射，使得太阳辐射成为这一层大气的主要热源，故该层大气气温垂直递增。所以主要影响因素为大气成分，B对。

季风爆发是指西南季风在印度半岛的建立过程。受季风爆发的影响，中国南海地区的天气由干燥、少云转为多云、多雨，而表层水温保持相对稳定。某年5月10—13日和6月8—12日，南海地区经历了2次明显的季风爆发过程。据此完成4～5题。

4．第一次季风爆发时，中国南海地区(　　)

A．太阳辐射增强   B．海水蒸发减弱

C．海面辐射增强   D．海面风力减弱

5．与第一次季风爆发相比，第二次季风爆发时中国南海地区获得的短波辐射量明显增加。推测出现以上现象的原因最可能是(　　)

A．大气辐射增强   B．海洋热量净增

C．季风风力较弱   D．空气对流较弱

4．B　5．D　解析：第4题，第一次季风爆发时，中国南海地区多云、多雨，所以大气的削弱作用强，太阳辐射减弱，A错误。由于太阳辐射减弱，海水蒸发量减少，B正确。由于表层水温相对稳定，海面辐射相对稳定，C错误。季风爆发会导致中国南海多云、多雨，所以海面风力应当增强，D错误。第5题，南海地区获得的短波辐射增加会导致海洋热量增加，引起地面辐射增强，进而导致大气辐射增强，所以大气辐射增强与海洋热量净增是出现短波辐射量明显增加的结果，而不是原因，所以A、B错误。同样都是季风爆发期，并不能说明第二次季风风力较弱，C错误。空气对流较弱会导致阴雨天减少，使地面获得的太阳短波辐射增强，是中国南海地区获得的短波辐射量明显增加的原因，D正确。

(2023·泰州模拟)辐射表是测量各种辐射的工具，测量不同的辐射可以选择不同的传感器和安装方式。下图为某校地理社团研究大气热力作用所采用的辐射表及安装示意图。读图，完成6～7题。

6．图中四个辐射表的功能各不相同。下列关于各辐射表功能的叙述，正确的是(　　)

A．①——测量大气辐射

B．②——测量地面反射

C．③——测量太阳辐射

D．④——测量大气逆辐射

7．某日降雪后，地表积雪，天气转晴且气温下降，各辐射表测得的辐射量变化情况是(　　)

A．①——不变   B．②——减少

C．③——减少   D．④——增加

6．B　7．C　解析：第6题，读图分析，①②为短波辐射传感器，根据安装位置可知，①测量太阳辐射，②测量地面反射的太阳辐射；③④为长波辐射传感器，根据安装位置可知，③测量大气逆辐射，④测量地面辐射。故选B。第7题，天气转晴，大气对太阳辐射的削弱作用减弱，①增强，A错误；地表积雪，地面对太阳辐射的反射作用增强，②增强，B错误；天气转晴，气温下降，大气的保温作用减弱，大气逆辐射减弱，③减少，C正确；地表积雪，地面反射的太阳辐射增多，吸收的太阳辐射减少，地面辐射减弱，④减弱，D错误。

(2022·德州模拟)近地面臭氧是城市污染大气中的首要光化学污染物，主要是人类活动产生的挥发性有机物和NOx通过光化学反应产生的二次污染物。2022年4月20日(晴朗无风)，某学校地理学习小组在研学过程中，绘制了重庆市某街区的臭氧浓度与某地理要素的关系图(下图)，探讨臭氧的浓度日变化特征。据此完成8～9题。

8．上图所示信息中(　　)

A．右侧纵坐标为太阳辐射强度

B．右侧纵坐标为NOx浓度

C．a为汽车尾气排放量变化曲线

D．b为臭氧浓度变化曲线

9．该地理学习小组在检测臭氧浓度时，应选择最佳街区位置是(　　)

A．① B．②

C．③ D．④

8．B　9．B　解析：第8题，臭氧主要存在于平流层，主要吸收太阳光中的紫外线，根据材料可知，近地面的臭氧属于二次污染物，是挥发性有机物和NOx在太阳光的照射下经过一系列光化学反应产生的，因此日出以后浓度会增加的为臭氧，图中a曲线在白天浓度总体较夜间高，因此为臭氧浓度变化曲线，C、D错误。由材料可知，挥发性有机物和NOx在太阳光的照射下经过一系列光化学反应会使臭氧浓度增加，因此右侧纵坐标“某地理要素”为NOx浓度，A错误，B正确。第9题，要检测臭氧的浓度，提高检测的准确性，需要在人流量和产业活动密集的地区进行，并且还要考虑通风，且气流无阻挡的条件。①区域南北侧高楼林立，气流在南北方向不通畅，会影响检测结果，A错误。②区域为十字路口，气流通畅，且交通以及产业较为密集，可以全方位检测，提高准确性，B正确。③区域监测点以北为绿地，会降低准确性，C错误。④区域主要为居住区，产业活动不密集，因此也会降低数据的准确性，D错误。

二、非选择题

10．阅读图文材料，完成下列要求。

地球火山活动会向大气层释放大量气体和火山灰颗粒，强烈喷发时喷发物可以进入平流层，迅速扩散至全球并持续存在几个月甚至数年，对地球环境的演化产生深远影响。科学家重点研究了地球最近三次强烈的火山活动，发现这几次活火山喷发物对对流层温度的影响不太相同。其中1980年圣海伦斯火山的喷发物以火山灰为主，而1982年埃尔奇琼火山和1991年皮纳图博火山的喷发物除了火山灰外，还有大量的二氧化硫气体和水蒸气(二者在大气层中结合后会形成浓密的硫酸颗粒云层)。图1示意某观测站观测到的相对于1970年(图中0值)的净太阳辐射变化，图2示意地球大气层及气温垂直分布。

图1

图2

(1)说明火山喷发物在平流层迅速扩散并持续存在时间长的原因。

(2)分析埃尔奇琼火山和皮纳图博火山喷发后，对到达地面太阳辐射的影响大于圣海伦斯火山的原因。

解析：第(1)题，平流层大气以平流运动为主，下冷上热，大气稳定，火山喷发物进入平流层后，呈现悬浮状态，再加上火山灰本身较轻，故会长期悬浮；由于风力作用，火山灰扩散快；平流层水汽含量少，火山灰长期保持干燥，不易成云致雨。故火山喷发物在平流层迅速扩散并持续存在时间长。第(2)题，据图文材料可以看出，埃尔奇琼火山和皮纳图博火山喷发后除了火山灰外，还有大量的二氧化硫气体和水蒸气(而圣海伦斯火山的喷发物以火山灰为主)，二者在大气层中结合后会形成浓密的硫酸颗粒云层，硫酸颗粒云层质量较轻(而圣海伦斯火山喷发的火山灰质量较硫酸颗粒云质量更大，易成云致雨，降落地面)，在空中飘浮的高度会更高，会长期存在并悬浮，对太阳辐射的削弱作用更强，使到达地面的太阳辐射明显减少。

答案：(1)火山喷发物质量轻，体积小，容易长期悬浮在大气层中；平流层大气以平流运动为主(垂直运动不明显)，风速快，利于火山喷发物迅速扩散至全球；平流层大气水汽少，火山喷发物不易与水汽结合形成降水降落到地面。

(2)埃尔奇琼火山和皮纳图博火山喷发后形成浓密的硫酸颗粒云层，质量小，高度更高，在大气层中持续悬浮的时间更长，对太阳辐射的反射作用更强。