《新课标》 第五讲 冷热不均引起的大气运动 教案

灯塔市一高中 高考地理第一轮复习

《新课标》高三地理（人教版）第一轮复习单元讲座

第五讲 大气的组成、垂直分布和热力状况

课时安排：2课时 教学目标：

1．了解大气的组成和垂直分层，理解大气各层对人类活动的影响。

2．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。

3．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。 本讲重点：

1．大气的垂直分层及对人类活动的影响 2．大气的受热过程

3．气温的日变化和年变化、气温分布的一般规律 本讲难点：

1．大气垂直分层对人类活动的影响

2．大气对太阳辐射的削弱作用、对地面保温作用的形成机制 3．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 考点点拨：

第一课时

一、大气的组成和垂直分层

1．地球外部的四大圈层：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。 大气圈的作用：提供生命活动所需要的大气，而且还是生物生存的保护层等，对人类有重大作用。

2．大气的主要成分及各种成分的环境意义 低层大气组体积作用 成 (％) 干 洁 N2 78 地球生物体内蛋白质的重要组成部分 空 气 O2 21 人类和一切生物维持生命活动所必需的物质 CO2 0．033 绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用 03 很少 能吸收太阳紫外线，对地球上的生物起着保护作用 水汽 很少 产生云、雨、雾、雪等天气现象；影响地面和大气的温度 固体杂质 很少 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 总的说来，自然界干洁空气中各部分的含量处于动态平衡中，但是不合理的人类活动，能够改变大气各种成分的含量（特别是微量气体，如CO2、臭氧的含量的变化）。当前，特别引起人类关注的是全球二氧化碳含量上升和臭氧含量减少的现象，已经对人类的生存环境产生了重大的负面影响。 [经典例题1] 地球大气中，下列变化是上升趋势的有 ( ) A．水气和固体杂质的含量随高度增加的变化 B．对流层的高度由高纬向低纬的变化 C．对流层的气温随高度增加的变化

1

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D．大气中二氧化碳含量的变化

【解析】水汽和固体杂质，它们几乎全部集中在大气最低层——对流层中，它们随高度增加越来越少；由于人类活动如燃烧煤、石油等矿物燃料排出大量二氧化碳，使二氧化碳含量不断增加，故D选项符合题干要求。对流层低纬度地面受热多，对流旺盛，故对流层的高度高，而高纬度地面的热量少，对流运动弱，故对流层的高度低。 【答案】D

2．大气的垂直分层各部分大气层的基本特点：

大气层虽然有数千千米（一般认为有2000～3000千米），但其质量的3/4以上却分布在离地面十几千米的低层。依据各大气层温度（如图5-1）、密度和运动状况，我们可以将大气层分成对流层、平流层和高层大气。 （1）大气层的基本特点见下表： 垂直高度分布 主要特点 原 因 分层 对流低纬17～18km ①气温随高度增加而递减，热量绝大部分来自地层 中纬10~12 km 每上升100米降低0．6℃ 面，上冷下热，差异大，②对流动动显著 对流强 高纬8～9km ③天气现象复杂多变 水汽杂质多、对流运动显著 平流对流层顶到①起初气温变化小，30千米臭氧吸收紫外线 层 50～55km 以上气温迅速上升 上热下冷 ②大气以水平运动为主 水汽杂质少、水平运动 ③大气平稳，天气晴朗，有利高空飞行 高层 对流层顶到存在若干电离层，能反射无太阳紫外线和宇宙射线大气 2000～3000千线电波，对无线电通信有重作用 米 要作用 大气温度随高度变化曲线： 高度/Km

高层大气

50

平流层

12 对流层

-80oC -50oC -10oC 20oC 温度

图/oC

（2）对流层高度的时空分布特点：

对流层的高度取决于地面温度的高低，近地面温度高，对流层高度大；反之，就小。因为温度高，对流旺盛，波及高度大，对流层顶高。

(1)纬度分布

对流层高度随纬度升高而降低。 (2)季节分布

2

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同一地区，夏季对流层高于冬季。

[经典例题2] 图5-2表示大气垂直分层，读图回答①一③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 ②对短波通信具有重要意义的电离层位于 （ ） A．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部 C．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层 ③2003年10月，我国发射的“神舟”五号飞船运行轨道所在大气层 （ ） A．气温在—50℃～20℃之间 B．气温随高度增加平稳下降 C．低气温约为—80℃ D．最高气温约为40℃ 【解析】该组题考查了对大气温度垂直变化规律与大气分层的认识，并紧密结合热点，考查了各大气层的大气环境特点及其对人类活动的影响，同时还考查了学生的读图分析能力。

由下往上，对流层、平流层、高层大气气温垂直变化表现出不同的变化规律。对流层的热量主要来自地面，因此气温随高度的增加而递减；平流层大气中的臭氧大量吸收紫外线而导致其升温；高层大气变化稍微复杂一点，随高度上升，温度先是下降，然后再上升。值得注意的是在图中曲线相似的情况下，要从其温度值加以判别。电离层位于80～500千米的高空，主要原因是高层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，它能够反射无线电波。2003年10月，我国发射的“神舟”五号飞船运行轨道是在高层大气中，正确解答第(1)题是回答本题的关键。

【答案】①B ②D ③C （4）逆温现象的成因及其危害

一般情况下，对流层温度上冷下热。但在一定条件下，对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象(即下冷上热现象)，这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。

①造成“逆温”现象的原因有很多种：

一是地面辐射冷却(辐射逆温)。图5-3表明了这种辐射逆温的生消过程。

3

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图a为正常气温垂直分布情形；在晴朗无云的夜间，地面辐射冷却很快，贴近地面的气层也随之降温。离地面愈近，降温愈快，离地面愈远，降温愈慢，因而形成了白地面开始的逆温(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)；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地消失(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，以冬季最强。冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。

二是冷空气下沉(地形逆温)。在山谷与盆地区域，由于冷却的空气会沿斜坡流人低谷和盆地，因而常使山谷和盆地的辐射逆温得到加强，往往持续数天而不会消失。

三是空气平流(平流逆温)。当暖空气水平移动到冷的地面或水面上，会发生接触冷却的作用。

②危害：由于逆温层的存在，造成对流层大气局部上热下冷，大气层结稳定，阻碍了空气垂直运动的发展，使大量烟尘、水汽凝结物等聚集在它的下面，易产生大雾天气，使能见度变坏，尤其是城市及工业区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，有的甚至造成严重大气污染事件，如光化学烟雾等。 [经典例题3] 图5-4中图甲表示近地面空气若上升到3000m高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为Ts，当Ts≥T时近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象，读某城市春季气温日变化图(图5-4中图乙)，回答：

(1)若稳定在8℃，该城市气温至少要上升到 ℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为 时。

(2)一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到“净化”空气的作用。所以，

在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选在 时以后。 【解析】对流层的特点之一是大气对流运动显著，产生对流的主要原因是对流层底层大气温度高，高层大气温度低。一般说来，对流层气温直减率(0．6℃／100

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