第三章-地球上的大气(湘教版2019必修第一册)(学生版).docx

第三章 地球上的大气 （学生版）
3.1 大气的组成与垂直分层
>知识梳理<
大气的组成与垂直分层知识概览：有电离层对无线电通信有重要作用互不干扰
高层
大气
组成

干洁空气
作用

上热下冷适合航空飞行
平流层
水汽
组成
垂直
分层
大气

杂质
分布

上冷下热
对流层
作用

知识点一 大气的组成 :
1. 组成 : 由 、 和 三部分组成。

干洁空气的组成
2. 各种大气成分的主要作用 :
(1) 氮气 : 生物体的 成分
(2) 氧气 ：维持生命活动必需的 。
(3) 二氧化碳 ：植物光合作用的原料，对地面起 作用。
(4) 臭氧 ：吸收 ，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害。
(5) 水汽 ：成云致雨的必要条件；对地面 作用。
(6) 杂 质 ：成云致雨的 条件。

知识点二 大气的垂直分层 ：（重点记）
根据大气的 、 和 在垂直方向上的差异，可将大气分为三层，自下而上依次是 层、 层和 大气。

高层大气

平流层

对流层

1. 对流层 ：
（1）范围 ：贴近 的大气最低层。
（2）特点 ：
a . 物质组成 ：复杂，空气密度大。集中了大气质量的3/4和几乎全部的 、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层。
b . 高度 ：对流层的高度随纬度、 而变化。
就纬度而言，在低纬度地区高 ～ 千米，中纬度地区高10～12千米，高纬度地区高仅8～9千米。就季节而言，任何纬度地区，夏季较 而冬季较 ，中纬度地区尤其明显。
c. 气温变化：
气温随高度的增加而递减，一般高度每上升1 000米，气温约下降 ∘C。
d. 大气运动状况：空气 运动显著。
e. 天气状况：天气现象 多变，云、雨、雾、雪等天气现象。
f. 与人类关系状况：人类生活在对流层的底部，对流层与人类关系最为 。
2. 平流层 ：
（1）范围 ：自对流层顶向上至50～55千米高度。
（2）特点 ：
a. 气温变化 ：气温随高度的增加而 。
原因：平流层中的臭氧吸收大量太阳 ，使大气增温。
b. 大气运动状况 ：空气以 运动为主。
c. 天气状况 ：水汽和杂质含量稀少，天气现象少见，天气晴朗，有利于航空 飞行。
d. 与人类关系 ：有利于航空飞机飞行；臭氧层有 地球生命的作用。
3. 高层大气 ：
（1）范围 ：平流层顶以上的大气，平流层以上的大气到3000千米。
（2）特点 ：
a. 气温变化 ：气温随高度升高先 后持续 。
b. 大气运动状况 ： 运动和平流运动
c. 与人类关系 ：电离层大气处于高度电离状态，能 无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。
学法指导：
霾的形成因素：
一是水平方向静风现象的增多。静风现象增多，不利于大气污染物扩散稀释，并容易积累高浓度污染物。
二是垂直方向的逆温现象。在逆温现象下，低空的气温反而更低，导致污染物停留，不能及时扩散出去。
三是悬浮颗粒物的增加。近些年来，随着工业的发展、机动车辆的增多，污染物排放和城市悬浮颗粒物大量增加。
易错辨析：
1. 氧气和臭氧都是氧原子组成的，功能相同。
这种说法是错误的。氧气约占干洁空气体积的21%，是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧等过程。臭氧属于微量气体，能大量吸收太阳辐射中的紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害。
2. 杂质的存在有百害而无一利。
这种说法是错误的。杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
3. 地球大气温度随高度的升高而下降（上升）。
这种说法是错误的。地球大气分三层 ：对流层、平流层、高层大气。各层温度变化不同。总体呈现倒向左侧的“M”形。
>常见考点<
考点一 判断大气的组成:
读干洁空气的主要成分表（25千米以下），完成下列小题。

气体成分
体积分数％
质量分数％
氮气（ N₂ )
78
75.52
氧气( O₂ )
21
23.14
氩（Ar）
0.93
1.28
二氧化碳（CO₂）
0.03( 变动 )
0.04

1.干洁空气中人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质是（ ）
A.氮  B. 氧 C. 氩  D. 二氧化碳
2.对地面起到保温作用的是（ ）
A.氮  B. 氧 C. 氩  D. 二氧化碳
3.低层大气中除干洁空气外，主要还有（ ）
A.臭氧（ O₃） B. 氨气（ NH₃） C. 甲烷（CH4 ）  D. 水汽和杂质
【答案】1.B 2.D 3.D
【解析】
1. 干洁空气中人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质是氧。
2. 对地面起到保温作用的是二氧化碳。
3. 低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
考点二 判断大气的垂直分层：
下图为“大气垂直分层示意图”。读图完成下列小题。　　

1. 图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( )　　
A. ①　　　 B. ②　　 　 C. ③　　　 D. ④　　　　
读大气垂直分层示意图，完成下列小题。

2. 下列说法正确的是（ ）
A. 云、雨、雾、雪等天气现象都发生在A层
B. B层的热量主要来自地面
C. A层的热量直接来自太阳辐射
D. C层的大气密度比A层大
3. 下列有关AB层可能出现的现象描述不正确的是（ ）
A. 飞机在A层飞行有时会出现颠簸现象
B. 飞机在B层飞行时，飞行员常感觉是万里无云
C. 在A层中有时会出现气温随高度增加上升的现象
D. 在B层中沐浴阳光时不会损伤皮肤
【答案】1.B 2.A 3.C
【解析】
1 .根据地球大气垂直分层的基本规律：对流层随高度的升高，气温降低；平流层随高度升高，气温升高；高层大气随高度升高，气温先降低后升高；且地表温度约15℃，对流层顶气温约-50℃等特征可判断，②正确。
2 .云、雨、雾、雪等天气现象都发生在A层，为对流层。
3 .在A层中有时会出现气温随高度增加下降的现象。

3.2 大气受热过程
>知识梳理<
太阳辐射、地面辐射、大气（逆）辐射之间的关系：

知识点一 大气对太阳辐射的削弱作用 :
（一）过程 ：
1. 反射 :
（1）作用 : 将投射到其上的 的一部分反射回宇宙空间
（2）特点： 性
（3）能反射的物质： 和较大颗粒（云的反射作用最强）
2. 散射 ：
（1）作用 : 太阳辐射的方向
（2）特点： 性，波长较短的蓝、紫光易被散射
（3）能散射的物质：空气分子或
3. 吸收 ：
（1）作用 : 直接吸收太阳辐射，减少其投射到 的能量
（2）特点： 性
（3）能散射的物质 ：对流层中的水汽和二氧化碳等吸收波长较长的 ，平流层中的臭氧吸收波长较短的紫外线线
（二）影响 ：
1. 到达地面的太阳辐射并不能完全被 吸收。其吸收的多少与地面 （地面反射率）有关，反射率越大，地面吸收的太阳辐射越少。
2. 到达地面的太阳辐射分布是 的，由低纬度向两级递减。
知识点二 大气对地面的保温作用 ：（重点记）
1 . 大气热量的两个来源 ：
（1） 大气最重要的能量来源 ：
（2）对流层大气主要的直接热源 ：
2 . 大气受热过程 ：
（1）太阳辐射使地面增温：大部分太阳辐射透过大气射到 ，地面吸收太阳短波辐射增温，产生地面 辐射
（2）地面辐射使大气增温：对流层大气中的 和水汽强烈吸收地面的长波辐射而增温
3 . 大气逆辐射对地面起保温作用：大气逆辐射对近地面大气热量的 作用，起保温作用。有浓密的低云或空气中湿度较大时，大气逆辐射就会
4 . 大气热力作用的意义： 降低白天最高气温，提高夜间最低气温，减小 ，形成了适宜人类生存的温度环境。
学法指导：
1. 地球大气对太阳辐射三种削弱方式的区别 ：
（1）反射是大气把部分太阳辐射反射回宇宙空间。
（2）吸收是部分大气组成物质直接吸收太阳辐射，从而减少到达地面的太阳辐射。
（3）散射是把太阳辐射向四面八方分散开。反射无选择性，吸收和散射具有选择性。
2. 图示中区分太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的方法：
看箭头的来源与去向。
（1）看来源：来自大气层外的是太阳辐射；来自地面的是地面辐射。
（2）看去向：自地面指向大气的是地面辐射，由大气指向宇宙空间的是大气辐射，由大气指向地面的是大气逆辐射。
易错辨析：
1. 太阳温度高于地面温度，因而太阳辐射属于长波辐射，地面辐射属于短波辐射。
这种说法是错误的。物体的温度越高，能量主要集中部分的波长越短。因而太阳辐射属于短波辐射，地面辐射、大气辐射、大气逆辐射均属于长波辐射。
2. 正午12时太阳高度最大，太阳辐射最强，气温最高。
这种说法是错误的。正午12时太阳高度最大，此时到达地面的太阳辐射最强，但近地面空气的直接热源、不是太阳辐射而是地面长波辐射，需、要等地面温度升高通过长波辐射加热近地面空气，因此，近地面大气温度达到最高值的时间要滞后约2小时，故约14时气温达到日内最高。
3. 大气逆辐射只在夜间出现。
这种说法是错误的。大气逆辐射在白天和夜晚都存在，而且白天比夜晚还要强烈,最强时为日地面大气温度最高时，即午后两小时（14时）左右。
4. 青藏高原太阳辐射强，光照充足，气温高。
这种说法是错误的。青藏高原海拔高，大气稀薄，对太阳辐射的削弱作用弱，光照充足。但海拔高，气温远低于同纬度的平原和盆地。

>常见考点<
考点一 判断大气对太阳辐射的削弱作用:

1.由于人类活动造成的大气污染，已导致大气中一些成分比例发生明显变化，表现在（ ）
A．臭氧增多   B. 氧气增多 C．水汽增多  D. 二氧化碳含量增多
2. 低层大气的组成物质中（　　）
A．氮气和臭氧吸收太阳紫外线                B. 二氧化碳只吸收太阳辐射中的红外线
C．水汽和固体杂质可成云致雨                    D. 氧气和氮气供植物呼吸作用
3. 大气对太阳辐射的吸收作用具有选择性，下列叙述中，错误的是（ ）
A. 臭氧强烈吸收太阳辐射中的紫外线
B. 水汽和二氧化碳吸收太阳辐射中的红外线
C. 大气对太阳辐射中能量较强的可见光部分吸收较少
D. 大气强烈吸收太阳辐射中能量较强的可见光部分
【答案】1.D 2.C 3.D
【解析】
1. A．目前臭氧没有增多，故不符合题意；
B．目前氧气没有增多，故不符合题意；
C．目前水汽没有增多，故不符合题意；
D．气候变暖主要是碳排放过多造成的．由于人们焚烧化石燃料，如石油，煤炭等，或砍伐森林并将其焚烧时会产生大量的二氧化碳等温室气体，这些温室气体导致温度上升，造成全球气候变暖．所以目前人类排放的二氧化碳明显增加了，故正确．故选：D．
2. A、氮是地球生物体内蛋白质的重要组成部分，臭氧吸收紫外线，称为生命的保护伞，故不符合题意．
B、二氧化碳是光合作用的原料，也是调节温度的重要气体，能吸收地面长波辐射，对地面起着保温作用，故不符合题意．
C、低层大气中的水汽和固体杂质是成云致雨的重要物质，故正确．
D、氧是人类和一切生物维持生命活动（呼吸）的必需物质，氮气不能供植物呼吸作用，故不符合题意．故选：C．
3. 大气的吸收作用具有选择性，平流层中的臭氧吸收紫外线,A正确；水汽和二氧化碳吸收太阳辐射中的红外线，B正确；大部分可见光能够透过大气射到地面上来，C正确；D错误。

考点二 判断大气对地面的保温作用 ：
读下图，完成下列小题。

 1. 利用人造烟雾来防御霜冻的原理是（     ）
A. 减弱①      B. 增强②
C. 减弱③      D. 增强④
2 .地面获得热量的多少主要来源是（    ）
A. ①       B. ② C. ③     D. ④
2.下列情况中夜晚气温最低的是（     ）
A. 昼夜皆晴     B. 昼夜皆阴
C. 昼晴夜阴     D. 昼阴夜晴
【答案】1.D 2.B 3.D
【解析】
1. 利用人造烟雾来防御霜冻的原理是增加空气中的二氧化碳浓度，尘埃颗粒的浓度，增强大气逆辐射。图中①是大气上界的太阳辐射，不受影响，A错。②是到达地面的太阳辐射，被消弱，B错。③是地面辐射，④是大气逆辐射，D对。
2. 结合前面分析，地面获得热量的多少主要来源是到达地面的太阳辐射，对应序号是②，B对。A、C、D错。
3. 昼夜皆晴，白天气温高，夜晚气温低，但不是最低，A错。昼夜皆阴，白天气温不太高，夜晚不太低，B错。昼晴夜阴，白天气温高，夜晚大气逆辐射强，气温较高，C错。昼阴夜晴，白天气温不太高，夜晚大气逆辐射弱，保温效应弱，气温最低，D对。
3.3 大气热力环流
>知识梳理<
大气热力环流:

知识点一 大气热力环流的形成：
1 . 大气运动：太阳辐射在地球表面的差异分布，造成不同地区气温不同，并导致水平方向上各地间的 差异，引起大气运动。大气运动有 运动和 运动之分。
2 . 热力环流：
（1）概念：由于地面 不均而形成的空气环流。
（2）大气热力环流的形成：
① 近地面冷热不均引起大气的 运动。
② 大气垂直运动造成同一水平面上存在 差异。
③  同一水平面上的 差异导致大气的水平运动。
知识点二 常见的的大气热力环流 ：（重点记）
1. 海陆风：
（1）形成 ：白天陆地比海洋增温快，近地面陆地气压低于海洋，风从海洋吹向陆地，形成 。夜晚陆地比海洋降温快，近地面陆地气压高于海洋，风从陆地吹向海洋，形成 。
（2）影响 ：海陆风使滨海地区 减小,降水增多
2. 山谷风：
（1）形成：白天山坡比同高度的山谷升温快，暖空气沿山坡上升，形成 。夜晚山坡比同高度的山谷降温快，冷空气沿山坡下沉,形成 。
（2）影响：在山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底和盆底，使山谷和盆地内形成逆温层，阻碍空气的垂直运动，易造成 。
3. 城市热岛环流：
（1）形成 ：城市居民生活、工业生产和交通工具释放出大量的废热，导致城市的气温高于郊区，形成“ ”，引起空气在城市上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向城市，在城市与郊区之间形成城市热岛环流。
（2）影响 ：一般 布局在气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布局于下沉距离 。
学法指导 ：
空气的垂
直运动（
上升或下降）

1. 图示大气热力环流的形成过程
空气的水
平运动

同一水平
面上存在
气压差异
近地面
冷热不均

热力环流

2. 不同大气热力环流成因分析的“突破口”：

（1）山谷风——同高度的山坡与山谷上空的温度差异（山坡的热力变化）。
海陆风——海陆热力性质差异。
城市热岛环流——城市中心区排放的废热多（“城市热岛”的形成）。
3. 城市“热岛”效应的成因 ：
（1）城市中的工厂、交通工具、家庭炉灶及空调等排放大量热量。
（2）城市中的建筑物对太阳辐射的发收强。
（3）城市中的水面、绿地少。
（4）城市建筑物密集，热量不易散失。
易错辨析：
1. 在大气热力环流中，近地面气温高的地方，气压也高。
这种说法是错误的。在近地面气温高的地方，大气受热膨胀上升，近地面形成低压。
2. 无论是水平方向还是垂直方向，大气总是由高压流向低压。
这种说法是错误的。在水平方向上大气总是由高压流向低压。在垂直方向上气流的垂直运动与气压的高低无关。
3. 自然界中大气热力环流的近地面风向在一日内都会发生变化。
这种说法是错误的。山谷风和海陆风存在日变化，白天是谷风和海风,夜晚是山风和陆风。城市热岛环流因为一日内气温总是城市中心高于郊区，因而近地面的风总是由郊区吹向城市。
>常见考点<
考点一 大气热力环流中气温、气压、风向的相关判断 ：

大气热力环流是大气运动最简单的形式。右图示意北半球m、n两地冷热不均引起的高空等压面状况。读图，完成（1）—（3）题。

1. 图中a、b、m、n四处气压由高到低的排序是（ ）
A. a>b>n>m B. b>a>m>n C. n>m>a>b D. m>n>b>a
2. 图中a、b、m、n四处气温最高的是( )
A. a处 B. b处 C. n处 D. m处
3. 下列关于图中气流运动与天气的叙述，正确的是( )
A. 高空a、b两处间盛行东北风 B. m处盛行上升气流，多阴雨天气
C. m、n两地之间可能盛行东南风 D. n处盛行下沉气流，多晴朗天气
【答案】1 .D 2. C 3. C
【解析】
1. 等压面上的点气压相同，在垂直方向上，海拔升高，气压降低。所以在高空，气压b>a。近地面气压大于高空，气压状况与高空相反，在近地面,m >n。故图中a、b、m、n四处气压由高到低的排序是m>n>b>a。
2. 在近地面气温低，气流下沉，气压高，所以图中气压m>n，气温n>m。海拔升高，气温降低，近地面气温大于高空。因此，图中a、b、m、n四处气温最高的是n处。
3. 结合前面分析，高空气压b>a,风由b吹向a,a、b两处间不会盛行东北风，A项错误。m 处气压高，盛行下沉气流，多晴朗天气，B项错误。m、n两地之间风由m吹向n，北半球地转偏向力向右，可能盛行东南风，C项正确。n处盛行上升气流，多阴雨天气，D项错误。
考点二 高压低压和等压线凹凸的判读 ：
如图为某地热力环流形成的高空等压面示意。完成下列小题。

1. ①～④气压由高到低排列正确的是（　　）
A. ①②③④ B. ③④①② C. ①②④③ D. ①④②③
下图为某季节我国东部沿海某区域近地面和高空等压面示意图。读图，完成
（1)—（2）题。
2. 图中各地的气压值排序为（ ）
A. 甲>乙>丁>丙 B. 乙>甲>丙>丁 C. 丙>丁>甲>乙 D. 丁>丙>乙>甲
3. 图中甲、乙两地的状况是（ ）
A. 甲地气温高于乙地 B. 甲地多为晴朗天气
C. 乙地盛行下沉气流 D. 乙地湿度小于甲地
【答案】1 .C
【解析】
1. 读图可知，根据等压面“高高低低”的分布原则，③④处在同一海拔面上，④等压面向上凸，气压高；③处等压面向下弯曲，气压低，故气压④＞③．③对应的地面①形成高压，④对应的地面②形成低压，即近地面同高度①处气压高于②处；在垂直方向上海拔高气压低，图中①＞③，②＞④；各点气压高低状况①点气压最高；③点气压最低。故正确排序是①②④③。 故选：C。
【答案】2. A 3. B
【解析】
2. 在垂直方向上，海拔升高，气压降低。从曲线形态看，在同一水平面上，等压面上凸处气压高，下凹处气压低。近地面气压大于高空。故图中各地的气压值排序为甲>乙>丁>丙。
3. 图中甲、乙两地的状况，甲地气温低于乙地；甲地气压高，盛行下沉气流，多晴朗天气；乙地气压低，盛行上升气流，多阴雨天气，降水多，湿度大于甲地。
考点三 大气热力环流的表现形式与相关判读：
城市人口集中，工业发达，从而在城市和郊区之间形成了小型的热力环流，称之为
城市风。读下面城市风示意图，完成（1）—（2）题。

1. 与郊区相比，市区近地面（ ）
A. 气温高，气压低 B. 气温高，气压高
C . 气温低，气压低 D. 气温低，气压高
2. 若在图中布局化工厂，为了减少化工厂对市区的污染，应选择的布局位置是（ ）
A. 甲处 B.乙处 C.丙处 D.丁处
下图为热力环流示意图。完成下列小题。

3．图示( )
A．时间为白天 B．山谷气温较高 C．山谷易降水 D．山坡气压较高
【答案】1 .A 2.C
【解析】
1. 城市废热多，城市的建筑物和硬化路面在白天会大量吸收太阳辐射，并且很
快地升温。因此，城市成了一个巨大的“热岛”，城市具有“热岛效应”，即城市近地
面比郊区气温高，气流上升，形成低压。
2. 若在图中布局化工厂，为了减少化工厂对市区的污染，应选择在热力环流范围
之外，即在丙处布局。
【答案】3 .A
【解析】
3. 图中显示谷底为下沉气流，反映此时为白天，山坡升温快，为热源，气压低，气流上升，山谷气温较低，为冷源，盛行下沉气流，不易降水。据此分析选A。