大气的垂直分层学案

大气的垂直分层和受热过程

四方台一种地理组2014，12，12

【知识目标】

1．了解大气的受热过程，区分大气对太阳辐射的削弱作用、对地面保温作用的形成机制。2．明确大气的气温日变化、年变化及水平分布规律的形成原因与特点。

3．掌握热力环流和等压面图

4．理解水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力对风的影响

一．低层大气的主要组成成分及作用

组成成分在地理环境中作用

干[来源:https://www.wendangku.net/doc/a68224248.html,][来源:学科网]

洁[来源:学#科#网]

空气氮[来源:学|科|网

Z|X|X|K]

含量最，是地球生物体内蛋白质的重要组成部分。氧含量次多，是生物维持生命活动必需的物质。

CO2 是绿色植物进行的原料，也是温室气体。

O3 含量极少，能够吸收，被誉为。

水汽是成云致雨的必要条件，能够吸收，是温室气体。固体杂质作为，是成云致雨的必要条件

二．大气的垂直分层及各层的主要特征

1.思考讨论完成下表

大气分层划分范围主要特征

温度变化大气运动与人类关系

对流层

地面到12千米

平流层对流层顶至

50-55千米

高层大气

平流层顶至2000-3000千米

【知识扩展】逆温的形成与危害

三、对流层大气的受热状况

（一）、太阳辐射、地面辐射、大气辐射（大气逆辐射）（二）、大气对太阳辐射的削弱作用：

选择性吸收：平流层中臭氧，主要吸收太阳辐射中的，对流层中水汽和二氧化碳等主要吸收太阳辐射中的。大气对太阳辐射中能量最强的吸收很少。

反射：云层和较大尘埃

散射：空气分子或微小尘埃去，其也具有性

【拓展衍生】

一、大气的受热过程

1．大气对太阳辐射的吸收

太阳辐射在穿过大气层时，高层大气中的氧原子、平流层中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。因此大气对太阳辐射的吸收作用是有选择性的。又由于太阳辐射中能量最强部分集中在波长较短的可见光部分，因此大气直接吸收的太阳辐射是很少的。

2．大气对地面的保温作用

地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，大部分

太阳辐射能够透过大气射到地面上，使地面增温；大

气对地面长波辐射却是隔热层，把地面辐射放出的热

量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热

量还给地面。人们把大气的这种作用，称为大气的保

温作用。

据计算，如果没有大气，地球表面平均温度为—

18℃，实际为15℃。大气的保温作用，使地面温度提

高了33℃多。

3．太阳辐射透过地球大气到达地球表面，在地面和大气之间进行一系列能量转换。其过程包括：①到达地球的太阳辐射，一部分能量被大气吸收、反射和散射而削弱，只有一半左右的太阳辐射能量到达地面。②地面吸收太阳辐射而增温，同时向外放出地面辐射。③大气吸收了地面辐射的绝大部分，同时向外释放出大气辐射，大气辐射除极小部分射向宇宙空间，绝大部分又以大气逆辐射的形式射向地面而对地面具有保温作用。

[经典例题1] 天气晴朗且大气污染较轻时（）A．气温日变化幅度较大B．夜晚气温较阴天稍高

C．白天大气反射作用加强D．白天天空呈现蔚蓝色

[经典例题2] 下面是大气对地面的保温作用示意图，据此回答：

4

图5-8

(1)图中太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射的数码代号按顺序依次是

A．①②③④B．③④②①C．④③②①D．②③④①

(2)青藏高原比长江中下游平原气温日较差较大的原因是

①离太阳近②青藏高原比长江中下游平原太阳高度角小

③云层厚且夜晚长④地势高、空气稀薄

⑤白天太阳辐射强⑥夜晚大气逆辐射弱

二、大气热力作用原理应用：

运用大气热力作用原理，可以分析解决许多实际问题：

1．阴天的白天气温比较低的原因？

这主要是由于大气对太阳辐射的削弱作用引起的，厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射，所以气温低。

2．晴朗的天空为什么是蔚蓝色的？

这是由于大气的散射作用引起的，蓝色光最容易被小的空气分子散射。

3．日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的？

这是由于散射作用造成的，散射作用将太阳辐射的一部分能量射向四面八方，所以在黎明和黄昏虽然看不见太阳，但天空仍很明亮。

4．霜冻为什么出现在晴朗的早晨（晴朗的夜晚气温低）？

这是由于晴朗的夜晚大气的保温作弱，地面热量迅速散失，气温随之降低。

5．沙漠地区（晴天）为什么气温日较差大？

沙漠地区晴天多，白天大气对太阳辐射的削弱作用小，气温高；夜晚大气对地面的保温作用弱，气温低。

6．青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区？

青藏高原的海拔高度，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。[经典例题3]关于地球的热量收支状况，表述正确的是( )

A．地球不断吸收太阳辐射，结果终将变得越来越热

B．高纬地区接收的太阳辐射少于其支出的长波辐射，高纬地区将变得越来越冷

C．高纬地区热量的收入少于支出，但因温室效应的作用，高纬度地区并不会越来越冷D．由于大气环流和洋流的作用，低、高纬度地区间不断进行热量交换，地球热量收支

总体处于平衡状态

[经典例题4] 读某地近地面多年平均热量收入状况图分析回答：

（1）阴影①反映近地面空气热量 ，所

以此段时间气温呈 趋势。

（2）曲线A 表明了 年内的变化，这种变化

与 的年变化基本一致。

（3）曲线B 表明了 年内的变化，这种变

化与 的年变化基本一致。

（4）该地位于 半球。最高气温可能出现

在 。

[经典例题5] (2010·山东文综)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。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

3．读某城某日清晨低层大气剖面图（单位：℃）

（1）图中气温分布异常部分是①②③中的____，判断的理由是___ 。

（2

）该城市工业高度集中，汽车数以百万计，当天发生了重大

的烟雾事件，造成这一事件的人为原因是____；气象原因是___ __；地形原因是_________________。

［ 2006年·江苏变式题] 右图是某地气

温垂直分布图,读图回答4～6题。

4. 甲、乙、丙、丁四图中最有利于大气污染物扩散的是 ( )

A. 甲

B. 乙

C. 丙

D. 丁

5. 若该地气温由甲逐渐演变到丁，则造成

气温垂直变化的原因可能是 ( )

①台风过境 ②晴朗无云的夜晚 ③冷空气南下

④热带海洋气团影响 ⑤暖锋过境 ⑥连续阴雨

A. ①④

B. ③⑥

C. ②③

D. ⑤⑥

6. 下列哪种地形易造成该地气温由甲到丁的演变 ( )

A. 山地

B. 谷地

C. 平原

D. 丘陵

风向