1、第二节第二节 大气圈与天气大气圈与天气、气候气候 课时课时 1 1 大气圈的组成与结构大气圈的组成与结构 大气的受热过程大气的受热过程 学习目标 1.了解大气的垂直分层结构、 各层的主要特征及与人类的关系。 2.阅读示意图， 了解大气受热过程，理解大气保温作用的基本原理。 一、大气圈的组成与结构 1低层大气的组成及作用 (1)干洁空气 氮：含量最多，是地球生物体内蛋白质的重要组成部分。 氧：含量次多，是人类和一切生物维持生命活动必需的物质。 二氧化碳 绿色植物进行光合作用的原料 调节地表温度的重要气体 臭氧：强烈吸收太阳辐射中的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”。 (2)水汽和固体杂质是成云致
2、雨的必要条件。 2大气圈的垂直分层 (1)依据：大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况。 (2)分层 A层：对流层，气温随高度增加而降低 B层：平流层，气温随高度增加而增加 C层：高层大气 (3)与人类的关系 A 层：与人类关系密切，风、云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。 B 层：大气以水平运动为主，气流平稳，有利于高空飞行。 C 层：有若干电离层，对无线电通信有重要作用。 二、大气的受热过程 1两个热源 (1)地球上最主要的能量来源：太阳辐射。 (2)低层大气主要的直接热源：地面。 2两个过程 (1)地面增温过程：大部分 A 太阳短波辐射透过大气到达地面，使地面增温。 (2)大气增温过
3、程： 地面增温后以 B 地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量， 使大气增 温。 3两个作用 (1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对少部分太阳辐射的吸收、反射和散射作用。 (2)保温作用：大气逆辐射对地面辐射损失热量的补偿作用。 判断 1地面是近地面大气主要、直接的热源。( ) 2大气对太阳辐射的吸收具有选择性。( ) 3白天没有大气逆辐射。( ) 探究点一 大气的垂直分层 根据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异，可将大气层分为对流层、平 流层和高层大气。下图为大气的垂直分层示意图。 1臭氧层位于图中大气的哪一层？为什么被誉为“地球生命的保护伞”？目前人类对它 有怎样的影响？
4、答案 平流层。 臭氧能大量吸收太阳紫外线， 保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。 目前人类大量使用制冷设备，排放的氟氯烃增多，它能破坏大气中的臭氧，使臭氧总量减 少，两极地区甚至出现臭氧层空洞。 2图中的平流层为什么适合高空飞行？ 答案 平流层的气温下低上高，空气难以对流，大气以水平运动为主，飞机飞行时不会上 下颠簸；平流层少水汽和尘埃，天气晴朗少变，能见度高，利于飞机飞行。 3在高层大气中，部分地区温度可达数千摄氏度，可飞行器却不会被烧毁，为什么？ 答案 高空大气中空气稀薄，航天飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。 4为什么对流层的天气复杂多变？ 答案 对流层集中了大气几乎全部的水汽和
5、杂质，有成云致雨的必要条件。近地面的水汽 和杂质通过对流运动向上层空间输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，所 以对流层天气复杂多变。 1大气的垂直分层 分 层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类 的关系 对 流 层 低纬：1718 千米 中纬：1012 千米 高纬：89 千米 气温随高度的增加 而降低(每升高 100 米，气温大约降低 0.6) 地面是对流 层大气的直 接热源 人类生活在对流 层底部，与人类 关系最密切 空气对流运动显著 该层上部冷， 下部热 对 流 层 低纬：1718 千米 中纬：1012 千米 高纬：89 千米 天气现象复杂多变 几乎全部的 水汽、 固体杂 质
6、集中在该 人类生活在对流 层底部，与人类 关系最密切 层， 对流运动 易成云致雨 平 流 层 从对流层顶至 50 55 千米 气温随高度增加而 增加 该层中的臭 氧强烈吸收 太阳紫外线 人类生存环境的 天然屏障，利于 高空飞行 以水平运动为主 该层大气上 热下冷， 大气 稳定 天气晴朗 水汽、杂质 少， 气流平稳 高 层 大 气 从平流层顶到3 000 千米的高空 大气密度极小 距地面远， 受 到引力小 电离层能反射无 线电短波，对无 线电通信有重要 作用 2.逆温及危害 (1)逆温现象：正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高 100 m，气温 约下降 0.6 。但在一定条件下
7、，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高 的现象或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。 如图所示。 (2)危害 出现多雾和晴朗天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给 人们的出行带来不便，甚至导致交通事故。 加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，造成近地面污染物不能及时 扩散，从而危害人体健康。 对航空造成影响。“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在 高空，对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。 下图为“大气垂直分层示意图”。读图回答 13 题。 1图中正确表示
8、大气层气温垂直变化的曲线是( ) A B C D 2对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于( ) A层顶部 B层底部 C层中部 D层 32017 年 4 月 20 日我国发射的“天舟一号”飞船的运行轨道所在的大气层( ) A气温在50 到 20 之间 B气温随高度增加平稳下降 C最低气温约为80 D最高气温约为 40 答案 1.B 2.D 3.C 解析 第 1 题，根据大气的密度、温度和运动特征，自下而上可将大气层分为对流层、平 流层和高层大气，从温度变化趋势看，正确，但曲线的气温值出现错误，故只有 正确。第 2 题，高层大气(层)中存在若干电离层，对无线电短波通信有重要作用。第 3 题，“
9、天舟一号”飞船运行于高层大气中。 探究点二 大气的受热过程 根据中国已经确定的探月工程计划， 整个探月工程分为三个阶段， 一期工程为“绕”， 二期工程为“落”，2017 年进行的三期工程为“回”。顺利的话，2025 年将开启我国的 载人登月活动。月球表面昼夜温差很大，白天，在阳光垂直照射的地方温度高达 127 ； 夜晚，温度可降到183 。下图是人类登月时穿着的厚厚航天服。据此思考下列问题。 1与地球相比，月球上的气温变化为什么会如此剧烈呢？ 答案 地球上有大气层，白天，大气层削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射减少，温度 上升缓慢；夜晚，大气层对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。月球上没有大
10、气层， 不能对昼夜温度进行调节。 2请在下图中合适的位置标注太阳辐射、吸收(大气对太阳)、反射(大气对太阳)、地面辐 射、大气逆辐射，来说明能量在地表附近的传递过程。 答案 1大气的受热过程和保温作用 大气的受热过程和保温作用可形象地概括为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大 地”，具体图解如下： 2大气受热过程原理的应用 (1)解释温室气体大量排放对全球变暖的影响 (2)应用于农业生产实践，提高生产效益 利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水 分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。 (3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉。如：
11、高海拔地区空气稀薄，大 气的削弱作用弱，太阳能丰富；内陆地区晴天多，阴雨天少，大气的削弱作用弱，太 阳能丰富。 雾霾，雾和霾的统称，二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物是雾霾的主要组成成分。 回答 45 题。 4雾霾天气可能使当地夜晚气温升高，其原理反映在上图中相应的数字是( ) A B C D 5党的十九大报告提出“绿水青山就是金山银山”，倡导低碳生活，减少 CO2排放。这 样可以使( ) A增强 B增强 C减弱 D减弱 答案 4.C 5.C 解析 第 4 题，仔细读图，图中为大气反射的太阳辐射，为大气吸收的太阳辐射， 为大气逆辐射，为地面辐射，雾霾天气的污染气体使大气密度增大，吸收的地面辐射增
12、 加，大气逆辐射增强，对地面保温作用增强。第 5 题，CO2吸收地面辐射使大气增温，大 气逆辐射增强，减少 CO2排放可减弱大气逆辐射。 下图为“地球大气的垂直分层图(部分)”。回答 12 题。 1四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是( ) A B C D 2有关图示大气层的叙述正确的是( ) A有电离层，对无线电通讯有重要作用 B天气晴朗，对流旺盛，有利于高空飞行 C上部冷下部热，空气以平流运动为主 D顶部与底部的气温相差约 50 答案 1.A 2.D 解析 第 1 题，从图中看出，该层大气高度范围 12 千米50 千米，应是平流层。平流层 气温随高度的增加而升高，曲线符合平流
13、层的特征。第 2 题，由图中看出，曲线顶部 与底部的温差约 50 。 读图，完成 34 题。 3利用人造烟雾来防御霜冻的原理是( ) A减弱 B增强 C减弱 D增强 4人类通过低碳经济和低碳生活，能使图中变化相对明显的是( ) A增强 B增强 C减弱 D减弱 答案 3.D 4.D 解析 图中的含义分别为太阳辐射、被大气削弱后的太阳辐射、地面辐射、大气逆 辐射。第 3 题，人造烟雾中含有大量的二氧化碳，它能够吸收地面辐射中的红外线，从而 增强大气逆辐射。第 4 题，人类通过低碳经济和低碳生活减少碳排放量，使得大气中的二 氧化碳浓度降低，大气逆辐射减弱。 5下图为“昼夜太阳辐射示意图”。读图回答下
14、列问题。 (1)图中 B 是_作用，D 是_辐射。 (2)白天多云时，由于云层对太阳辐射的_作用增强，到达地面的太阳辐射强度 _，所以地面温度比晴天时_(填“高”或“低”)。 (3)夜间多云时，由于云层_地面长波辐射，并使大气的_作用增强，所 以地面温度比晴天时_(填“高”或“低”)。 (4)若北京某月 5 日一天 24 小时多云，4 日一天 24 小时晴朗，则全天温差小的是_ 日。 答案 (1)反射 大气逆 (2)反射 减弱 低 (3)吸收 逆辐射 高 (4)5 解析 第(1)题，由图知，B 是云层的反射作用，D 是大气逆辐射。第(2)题，白天多云时， 由于云层对太阳辐 射的反射，减少了到达地面的太阳辐射，地面温度比晴天时低。第(3)题，夜间多云时，由 于云层增强了大气逆辐射，所以气温较高。第(4)题，根据以上分析，多云时白天气温比晴 天低，夜晚气温比晴天高，昼夜温差比晴天小。
