专题8-大气的组成和垂直分层梳理(陈欣韵).doc

专题8-大气的组成和垂直分层梳理(陈欣韵)

专题8 大气的组成和垂直分层
【知识梳理】：
1． 大气的组成和作用
大气组成
主 要 作 用
干
洁
空
气
主要
成分
N2
组成生物体的基本成分
O2
维持生命活动的必要物质
次要
成分
CO2
植物光合作用的原料；对地面保温
O3
吸收紫外线，使地球上的生
物免遭过量紫外线的伤害
水 汽
成云致雨的必要条件；对地面保温
固体杂质
成云致雨的必要条件

注意：①天气与气候的区别
②大气组成物质的作用。
③二氧化碳与水汽吸收长波辐射，对地面有一定的保温作用。
水汽与尘埃是成云致雨的必要条件

2、大气的垂直分层 （依据：温度、密度和大气运动状况在垂直方向上的差异）
层次
物质构成
气温变化及大气运动特点
原因
分析
对人类主要的
影响
对流层
3/4的大气质量和几乎全部的水汽和尘埃
1、水汽、尘埃杂质多；
2、气温随高度增加而递减（热量来自于地面，每上升1000米降低6．5℃）；
3、对流运动显著；
4、天气气候变化显著
热量绝大部分来自地面

天气现象复杂多变
平流层
臭氧的集中分布层
1、气温随高度增加而增加(臭氧大量吸收太阳紫外线)
2、大气以水平运动为主

臭氧吸收紫外线
最佳的民航飞行层探空气球飞行层
中间层

1、气温随高度增加而递减，
2、对流运动显著（高空对流层）
几乎没有臭氧

电离层
电离状态气体
（又叫热层）
气温随高度增加而增加（氧原子吸收太阳紫外线）
氧原子吸收太阳紫外线
电离层能反射无线电波，有人造卫星和极光
散逸层
稀薄的大气
一些高速运动的气体分子散逸到宇宙空间
受地球引力最小
有极光和宇宙火箭穿越

注意：①不同纬度、不同季节对流层厚度不同：受热多，对流旺盛，对流层高度越多。纬度越高，对流层厚度越小。夏季对流层厚度比冬季大。
②对流层对流运动显著的原因：气温下高上低大气不稳定。
③对流层天气变化显著的原因：水汽杂质含量多，易成云致雨；大气对流运动显著
④平流层成为最佳航空飞行层的原因：大气以水平运动为主；水汽尘埃少，大气能见度好。

3、大气圈对地球生命的保护
1）防弹衣：可防止陨石或者流星体撞击
2）遮阳伞：大气对到达地表的太阳辐射有削弱作用（几乎削弱一半）
①反射： 无选择性，太阳辐射穿过大气时，被大气中的云层和较大尘埃将其一部分反射到宇宙空间去，从而削弱到达地面的太阳辐射（多云的白天温度低些）
②散射： 大气中小颗粒的成分将太阳辐射散射向各个方向，有选择性（蓝天的形成）
③吸收：臭氧吸收紫外线水汽和二氧化碳吸收长波辐射。
3）保温被：大气中的水汽、尘埃和二氧化碳能吸收并释放长波辐射，使地表保持一定的温度。（多云的夜晚温度高些、霜冻多发生于秋冬季节晴朗的夜晚）
可补充：
4．太阳辐射强度
(1)影响因素：
太阳高度角和大气的厚度和透明度
(2)世界年太阳辐射量的分布
总体上由低纬向高纬减少。
（3）世界年太阳辐射量最大区：
北非撒哈拉沙漠地区：终年受副热带高气压和信风控制，降水少，大气的透明度好。
赤道地区年太阳辐射量不是最多的原因：虽然纬度较低，太阳高度角大，但是终年受赤道低气压控制，降水多，大气的厚度大，透明度差。
（4）我国年太阳辐射量最大区：
最高，青藏高原：海拔高，大气稀薄，大气透明度好。
其次，西北地区：深居内陆，远离海洋，降水少，大气透明度好。
（5）我国年太阳辐射量较少区域：
四川盆地和云贵高原：多阴雨云雾，大气的厚度大。

【图表解读】
1.大气的垂直分层示意图

左图反映了大气困气温垂直分布的特点。图的横坐标表示气温，纵坐标代表垂直距离。图中的曲线表示温度随高度的变化。
在对流层内，近地面气层的温度大约在18℃左右；随着高度的升高，气温是逐渐下降的，大约每升高100米气温下降0.6℃，这样，在对流层顶平均气温下降到大约-55℃。不过在图上表示的仅是一个平均状况。
从对流层顶到50~55公里的高度范围内，为平流层。这一层中，从图上的温度曲线看，总的趋势是随高度的升高，温度也逐渐增高，是由于这一层中的臭氧吸收了大量的太阳紫外辐射，而使气温增高。
中间层的主要特点是气温随高度的增加而迅速下降。情况与对流层大致相同，所以，这一层又称为高空对流层。
暖层(电离层)的特点是气温随高度的增高而迅速上升。这一层之所以温度特高，主要是因为空气中的氧分子分解为氧原子，氧原子大量地吸收太阳紫外辐射的结果。

2．大气的保温作用示意图

“大气的保温作用示意图”用箭头表示了三种辐射：太阳辐射、大气辐射和地面辐射。太阳辐射为短波辐射，大气辐射和地面辐射部属于长波辐射。
太阳辐射穿过大气层时，很少的一部分被大气所吸收，大部分射向地表，使地表温度增高。增温的地表以长波辐射的形式向外辐射能量，即图中右侧的地面辐射。其中大部分地面辐射被地球周围的大气所吸收，少部分透过大气射向宇宙空间。
大气对于太阳短波辐射的吸收能力很小，但对地表长波辐射的吸收能力却很大。大气吸收了大量的地面长波辐射，使本身的温度升高。大气本身也向外辐射能量，一部分能量射向宇宙空间，而大部分能量则是射向地球表面，因为它的方向正好和地面辐射的方向相反，所以叫大气逆辐射。大气通过逆辐射的方式又把热量还给了地面，使地面又从大气得到热量，在一定程度上就补偿了由于地面辐射所损失的热量，起到了保温作用，使地表的温度变化不致于特别剧烈。

3、对流层中的逆温现象及其成因
对流层的大气温度常随距地面的高度增加而下降，但这种气温的梯度变化并非固定不变。实际上，有时可能出现温度随高度上升而增高现象，称为逆温。出现逆温的大气有一定的厚度，这层大气称为逆温层。
逆温形成的原因有很多种：
（1）地面辐射辐射逆温：下图表明了这种辐射逆温的生消过程。

图a为正常气温垂直分布情况；在晴朗无云或少云的夜晚，地面辐射很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；离地面愈远，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温（图b）；随着地面辐射冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强（图c）；一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失（图d、e）。辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现。夏季夜短，逆温层较薄，消失也快，冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。
（2）地形逆温：常发生在山谷。山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成，如美国的洛杉矾因周围三面环山，每年有200多天出现逆温现象。
出现逆温现象时，由于不能产生垂直对流，阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，使近地面的污染物“无路可走”，只好“原地不动”，越积越厚，烟尘遮天蔽日，使能见度变差，空气污染势必加重。尤其是城市和工业区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重的大气污染事件，如光化学烟雾等。逆温天气，应调整户外活动和开窗通风时间。应选择上午10时至下午3时这段时间进行户外活动和开窗通风，避开下午6时至第二天上午8时这个污染高峰时间。
逆温层对人们的健康造成很大危害。为了尽量避免它的不利影响，保护人类环境，维护人民生命财产的安全，我们一方面必须详细了解低层大气中的逆温层，找出其规律性，这样才能对于防止大气污染提供可靠的气象依据。另一方面，要采取必要的措施，想方设法防止逆温层的产生，这就是要减少或消除污染源，大力种树、种草、种花等，绿化美化环境。

【重点、难点分析】
1.考试重点：
1)大气的垂直分层和对流层、平流层大气运动的主要特点：选择题或者综合题皆有可能考到，掌握大气垂直分层的顺序以及每一层的特点等基础知识。
2)大气圈对地球生命的保护意义：综合题可能性较大，主要考查的是大气对太阳辐射的作用和对流层的热源。
2.考试难点：
1）根据大气的垂直分层示意图，分析大气分层结构和对人类的影响。
2）通过大气圈的保温作用示意图，分析大气圈对地球生命环境的意义。
3.与其他章节的联系：
大气的垂直分层为专题9“行星风系”中的“大气环流”提供必备的知识和原理；“大气圈对地球生命的保护”对地球生命环境的形成提供条件。

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