(共86张PPT)
第二章 地球上的大气
第二节 大气受热过程和大气运动
第2课时 大气热力环流和大气的水平运动
课标解读 课标要求 素养达标
运用示意图等，说明大气热力环流原理，并解释相关现象。 1.绘制并运用热力环流示意图，说明热力环流原理，并解释相关现象。（地理实践力）
2.能在实际的海平面气压分布图上判断各地大气受力特点，判断各地风向和风力，并说明一般规律。（地理实践力）
大气运动
类型 表现 影响
垂直运动 气流上升气流下沉 大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的
水平运动 风
1.热力环流及其特征
（1）概念
由于地面①___________而形成的空气环流，是大气运动最简单的形式。
（2）形成过程
冷热不均
Ⅰ.A地受热较多，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成②_______；D处空气聚积，密度增大，形成高气压。
Ⅱ.B、F地受热较少，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成③_________；C、E处空气密度减小，形成低气压。
Ⅲ.水平运动：在同一水平面上，空气由④___________流向⑤_________，大气的水平运动即是风。
高气压
高气压处
低气压处
低气压
Ⅱ.根本原因：地面受热不均。
（3）三种作用力
（2）风形成的原因
Ⅰ.直接原因：⑥_________________。
水平气压梯度力
2.大气的水平运动——风
（1）风形成的过程
作用力 特点
A 水平气压梯度力 ⑦_______于等压线，并由高压指向低压，是形成风的直接原因
B ⑧___________力 始终与风向垂直，使风向在北半球⑨_____偏，在南半球左偏
C 摩擦力 与风向相反，可⑩_______风速
垂直
地转偏向
右
降低
1. 判断下列说法的正误。
（1） 海陆热力性质差异是热力环流形成的根本原因。( )
×
[解析] 热力环流形成的根本原因是地面受热不均。
（2） 大气运动都是由气压高的地方流向气压低的地方。( )
×
[解析] 大气运动在水平方向上是由气压高的地方流向气压低的地方，在垂直方向上受热上升，遇冷下沉。
（3） 垂直方向上的气压值总是近地面大于高空。( )
√
[解析] 气压是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。越靠近地面，空气柱越长，越远离地面，空气柱越短，所以垂直方向上的气压值总是近地面大于高空。
读高空风向示意图，完成下面两题。
2. 关于图中箭头的含义，说法正确的是( )
A. 甲—水平气压梯度力 B. 乙—地面摩擦力
C. 甲—风向 D. 丙—地转偏向力
A
[解析] 由图可知，甲垂直于等压线，并由高压指向低压，表示水平气压梯度力；高空不受地面摩擦力的影响，风向与等压线平行，丙表示风向，乙表示地转偏向力。
3. 此图表示的半球是( )
A. 东半球 B. 西半球 C. 南半球 D. 北半球
D
[解析] 由图可知，风向相对水平气压梯度力右偏，据此判断此图表示北半球。
探究主题一 热力环流和大气的水平运动
探究活动一 热力环流的形成与应用
1. 阅读情境，探究下列问题。
在一个长、宽、高分别是2米、1米和1米，且六面都封闭的透明玻璃箱内，底面两侧分别放置一个电炉（有导线连到箱外）和一大盆冰块。在玻璃箱顶面中部的内壁贴一张下垂的纸片A，在玻璃箱底面中部的内壁贴一张竖立的纸片B（如下图所示）。在电炉通电一段时间之后，根据纸片A、B的偏动情况，可以模拟验证某一地理原理。
（1） 在电炉通电一段时间之后，纸片A、B是如何偏动的？试解释纸片A、B偏动的原因。
[答案] 偏动方向：A向右偏，B向左偏。
原因：玻璃箱顶部水平气流由左向右运动，玻璃箱底部水平气流由右向左运动。
（2） 该实验验证的原理是什么？简述其形成过程。
[答案] 热力环流。电炉通电后，玻璃箱左侧底部空气受热膨胀上升，底部气压变低，上升气流在玻璃箱左侧顶部聚集，形成高气压；玻璃箱右侧底部空气因冰块冷却而收缩下沉，底部气压变高，顶部空气密度减小，形成低气压；这样底部水平气流就由气压较高的右侧流向左侧，顶部水平气流就由气压较高的左侧流向右侧。
探究活动二 大气的水平运动——风
2. 阅读情境，探究下列问题。
风
[唐]李峤
解落三秋叶，能开二月花。
过江千尺浪，入竹万竿斜。
这首诗抓住叶、花、江、竹在风力作用下的变形现象，间接表现了风的力，也表达了诗人对大自然的敬畏之情。
（1） 风是如何形成的？
[答案] 由于水平方向上存在气压差异，产生了气压梯度力，促使空气由气压较高处向较低处运动，由此形成了风。
（2） 结合日常观察，思考诗中所写的风在“过江千尺浪，入竹万竿斜”时，风速会有何变化？
[答案] 当风过江时，风速较大，但当风吹过竹林时，风速会降低。
一、热力环流
1.热力环流的形成过程：地面冷热不均→大气垂直运动→水平气压差→大气水平运动。
2.热力环流中的三大关系
（1）温压关系
注：气压高低指的是同一水平高度的气压做比较。
（2）风压关系：水平方向上，大气从高压区向低压区做水平运动。（如上图中A、B处风向所示）
（3）等压面的凹凸关系
Ⅰ.受热地（甲地）：近地面下凹、高空上凸。
Ⅱ.冷却地（乙地）：近地面上凸、高空下凹。
3.常见热力环流
热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同、山谷和山坡受热不均、人类活动等都可能导致热力环流的形成。具体分析如下：
（1）海陆风
形成 滨海地区白天陆地升温快，空气膨胀上升，陆地上近地面形成低压，风由海洋吹向陆地，形成海风 晚上陆地降温快，空气收缩下沉，陆地上近地面形成高压，风由陆地吹向海洋，形成陆风
影响 海陆风使滨海地区气温日较差减小，降水增多
形成 白天山坡比山谷升温快，空气沿山坡上升，形成谷风 夜晚山坡比山谷降温快，空气沿山坡下沉，形成山风
影响 在山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底和盆底，使谷底热空气抬升，在山谷和盆地内形成逆温层，阻碍空气的垂直运动，易造成大气污染
（2）山谷风
形成 由于市区居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热量，导致市区气温高于郊区，形成“城市热岛”，引起空气在市区上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向市区，在市区与郊区之间形成城市热岛环流
影响 一般将绿化带布局在气流下沉处及城市热力环流内，而将卫星城或污染较重的工厂布局在城市热力环流之外
（3）城市热岛环流
二、大气的水平运动
1.风的运动过程主要受三个力的共同影响，其分别对风速、风向的影响可总结如下表
作用力 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力
图示
方向 始终与等压线垂直，由高压指向低压 始终与风向垂直 始终与风向相反
作用力 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力
大小 单位距离气压差越大，水平气压梯度力越大 其大小随纬度增加而增加，赤道上为零 其大小与下垫面性质有关。下垫面越粗糙，起伏越大，摩擦力越大;反之越小
对风速的影响 水平气压梯度力越大，风速越大 不影响风速的大小 使风速减小
续表
作用力 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力
对风向的影响 使风向由高压指向低压 北半球使风向右偏，南半球使风向左偏，赤道上无偏转 在近地面与其他两力共同作用下，风向与等压线斜交
备注 形成风的直接原因 无风无此力 无风无此力
续表
2.高空风与近地面风
高空风：受水平气压梯度力和地转偏向力影响，风向平行于等压线。
近地面风：受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力影响，风向与等压线斜交。
3.风向表示方法
综合思维
读图，回答下面三题。
1. 如果此图为“热力环流侧视图”，则下列说法正确的是( )
A. 引起热力环流的原因是地面冷热不均
B. 温度：a>b>c>d
C. 热力环流是大气运动最复杂的形式
D. 气压：d>a>b>c
A
[解析] 热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流，A正确。海拔越高气温越低，则a、b气温高于c、d，b气流上升，气温高，a气流下沉，气温低，则b气温高于a；而根据温度垂直递减率可知，c气温高于d。即气温b>a>c>d，B错误。热力环流是大气运动最简单的形式，C错误。高度越高气压越低，则a、 b气压大于c、d；b气流上升，气压低，a气流下沉，气压高，在水平方向上气流由高压流向低压，则气压a大于b，同一地点近地面气压与高空相反，气压c大于d，即气压a>b>c>d，D错误。故选A。
2. 如果此图是“城市热岛环流侧视图”，在f处进行植树造林，对城市空气起到的作用是( )
A. 增温和增湿 B. 净化和增温 C. 净化和增湿 D. 减湿和降温
C
[解析] a大气下沉形成高压，为郊区，b大气上升形成低压，为城市，城郊之间建绿化带，可吸附尘埃，有净化作用，植物蒸腾释放水汽即为增湿作用。故选C。
3. 如果此图表示的是“山谷风示意图”，那么上升气流g表示的可能是( )
①白天的谷地 ②白天的山坡
③夜晚的谷地 ④夜晚的山坡
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
B
[解析] 由所学知识可知，白天吹谷风，夜晚吹山风。图中g为大气上升，则b温度高。而在山谷风中，白天山坡温度高，夜晚山谷温度高，故上升气流g表示的可能是白天的山坡或夜晚的谷地。故选B。
下图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①—⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。读下图，回答下面两题。
4. 若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为( )
A. ⑥或⑦ B. ②或⑥ C. ④或⑧ D. ③或④
A
[解析] 由于PM>PN，可推知⑤为水平气压梯度力，因是北半球，所以风向相对于水平气压梯度力向右偏，若是近地面，则偏转为⑥风向，若为高空，则偏转为与等压线平行的⑦风向。
5. 若此图表示高空等高面，PM
A. ③或④ B. ②或⑧ C. ③或⑦ D. ⑥或⑦
C
[解析] 在高空风向与等压线平行，若在北半球则为③风向，若在南半球则为⑦风向。
探究主题二 气压分布图的判读
探究活动 等压线图上风向的判断
阅读情境，探究下列问题。
2013年浙江省余姚经历“水火两重天”的气象灾害。8月持续高温，10月严重水灾。下图表示10月7日台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，浙闽两省部分地区海平面等压线图。
（1） 判断台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，福鼎的风向，比较此时它与余姚的风力并说明原因。
[答案] 风向：西北风。
风力大小与比较：福鼎风力比余姚大。福鼎所在区域等压线密集，水平气压梯度力大，风力大。
（2） 判断台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，余姚的风向，并画出该地风向。
[答案] 风向：偏南风。绘图（略）。
一、等压线图的判读
图1 气压场类型图
图2 亚洲东部某日某时地面气压等值线图
图3 北美某地区某日等压线图
（2）高压中心（如图1中甲处）：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高（中心为下沉气流）。
（3）高压脊（如图1中丙处）：高气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫脊线。
（4）低压槽（如图1中丁处）：低气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫槽线。
（5）鞍：两个低压和两个高压交汇处，其气压值比高压中心低，比低压中心高。
1.判读气压形式
（1）低压中心（如图1中乙处）：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压低（中心为上升气流）。
2.判断风向
首先明确是高空还是近地面及气压高低；其次确定气压梯度力的方向；最后根据南、北半球画出偏向风（如图2中A地吹偏南风）。
3.判断风力（风速）大小
（1）等压线密集—水平气压梯度力大—风力大（如图3中乙地）。
（2）等压线稀疏—水平气压梯度力小—风力小（如图3中甲地）。
4.判断季节
（1）夏季（北半球7月、南半球1月）：大陆内部一般为低压。
（2）冬季（北半球1月、南半球7月）：大陆内部一般为高压。
5.判断南、北半球
（1）风向在水平气压梯度力的右侧——北半球。
（2）风向在水平气压梯度力的左侧——南半球。
二、等压面图的判读
1.等压面图的基本规律
（1）随着海拔的升高，等压面数值越来越小，如图甲中等压面数值①>②>③。
（2）地面冷热均匀时，等压面与地面平行，即与等高面一致，如图甲。
（3）地面冷热不均时，等压面发生弯曲，如图乙和图丙。
（4）高压处的等压面向高空凸，如图丙中B、C处；低压处的等压面向近地面凹，如图丙中A、D处。即“凸高凹低”。
（5）近地面和高空等压面的凸向相反，如图乙中A与C、B与D。
（6）图乙中A、B、C、D四地气压高低为B>A>C>D，四地气温高低为A>B>C>D。
2.等压面图的判读
以等压面为背景，结合气压的分布规律，等压面图有以下三个重要用途：
（1）判断气压高低
Ⅰ.比较同一地点在不同高度上的气压值
判断依据：由近地面向高空，气压值递减，如图中PA>Pa>Pc，PB>Pd>Pb。
Ⅱ.比较同一水平面上不同点的气压值
判断依据：等压面高凸低凹，如Pa>Pb。
近地面与高空气压相反，如： PB>PA。
（2）判断近地面的气温高低
判断依据：近地面温压相反，如PA低 TA高，PB高 TB低（A地热，B地冷）。
（3）判断下垫面性质
Ⅰ.判断陆地与海洋、季节或月份
判断依据：夏季，陆地比海洋更热，形成低压；冬季，陆地比海洋更冷，形成高压。
例如，若上图为北半球7月份图 北半球为夏季 近地面气压低的为陆地，则Pa高 PA低 A为陆地，B为海洋；若图中B为陆地，则Pb低 PB高 TB低 陆地冷，为冬季 为南半球7月份或北半球1月份。
Ⅱ.判断城区与郊区
判断依据：城区是热岛，气温高。例如，上图中Pa高 PA低 TA高（A地热） A为城区。
Ⅲ.判断绿地与裸地
判断依据：绿地同海洋，裸地同陆地。
综合思维
读北半球某区域近地面等压线分布图，回答下面两题。
1. 图中①②③④四个箭头中，正确表示风向的是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
C
[解析] 图示区域位于北半球，风向应该是在水平气压梯度力的基础上右偏而形成，而水平气压梯度力应由高压指向低压，所以图中③正确。
2. 图中①②③④四处风力最大的是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
C
[解析] 在同一幅等压线分布图上，等压线越密集的地方，水平气压梯度力越大，风力就越大。结合图示信息可知，③处等压线最密集。
下图表示某地近地面与高空气压状况（热力原因形成），读图回答下面两题。
3. 与M地相比，N地( )
A. 气温高、气压低 B. 气温低、气压高
C. 气温高、气压高 D. 气温低、气压低
B
[解析] 结合图示信息，N地等压面向高空弯曲，说明其比同一水平面上的M地气压高。根据热力环流形成原理即可推知，与M地相比N地气温低、气压高。
4. 若图示地区位于北半球，则M、N两地间的风向是( )
A. 东南风 B. 西北风 C. 西南风 D. 东北风
A
[解析] 根据上题分析，M、N两地之间水平气压梯度力由N地指向M地，即近地面大气由东向西运动，在运动过程中受地转偏向力作用向右偏转形成东南风。
1. 关于气压、高度、温度三者关系的叙述，正确的是( )
①气压随高度的增加而降低
②近地面气温高的地方，形成高气压
③近地面气温高的地方，形成低气压
④空气总是由高气压区流向低气压区
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
C
[解析] 气压和气温都随高度的增加而降低，①正确；近地面气温高的地方，气流受热膨胀上升，近地面形成低气压，②错误，③正确；水平方向上，空气由高气压区流向低气压区，④错误。
读某地高空和近地面等压面分布图，完成下题。
2. 图中气流方向表示正确的是( )
A. a→e B. b→c C. f→g D. f→b
C
[解析] 根据图中近地面和高空的等压面分布可知，a处等压面上凸，为高压，大气收缩下沉，气流从e处流向a处；c处等压面上凸，为高压，气流从g处流向c处；b处等压面下凹，为低压，b处气流膨胀上升至f处；水平气流都应从高压区流向低压区，近地面气流应由a处、c处流向b处；高空水平气流从f处分别流向g处、e处。
大气的水平运动就是风，风的形成受多种因素的影响，不同条件下，风向和风速都是不同的。读图，回答下面两题。
3. 图中只影响风向而不影响风速的力是( )
A. 只有③ B. ①和② C. ②和③ D. ①和④
A
[解析] 读图可知，①由高压指向低压，垂直于等压线，为水平气压梯度力，②为①和③的合力方向，由高压指向低压，斜穿等压线，为风向，③与风向垂直，为地转偏向力，④与风向相反，为摩擦力。水平气压梯度力决定风的强度（风速）与初始方向，摩擦力影响风速（削弱作用），地转偏向力在风生成后影响风向。所以③只影响风向而不影响风速。
4. 一架飞机在南半球高空中自东向西飞行，如果飞机是顺风飞行，则高压在飞行员的( )
A. 南侧 B. 北侧 C. 东侧 D. 西侧
A
[解析] 南半球高空风在水平气压梯度力方向的基础上向左偏转成与等压线平行的风，如果飞机是顺风飞行，则高压在飞行员的左侧，由于飞机是自东向西飞行，故高压位于南侧。故选A。
模拟热力环流的过程
设计意图：通过对热力环流的过程进行模拟，有利于加深对热力环流原理的理解，更快掌握热力环流的实例，即城郊风、山谷风、海陆风。
具体步骤如下：①将一盆黄沙和一盆茂密的草皮分别放在长方形玻璃缸的两端；②用保鲜膜把玻璃缸上部开口处盖严；③将玻璃缸放置在室外太阳底下；④十几分钟后，将一束香点燃，插入玻璃缸内。
（1） 请在上图中用“→”绘出烟雾的飘动方向。
[答案] 图略（顺时针方向）。
（2） 若下图中的虚线表示放置在室外之前玻璃缸内顶部和底部的等压面，请用实线分别绘制上述热力环流形成后玻璃缸内顶部和底部的等压面。
[答案]
（3） 分析该实验说明的原理。
[答案] 该实验说明了黄沙升温快，草皮升温慢，地面冷热不均形成热力环流。
1. 下列四幅热力环流示意图中，正确的是( )
B
①② B. ②③
C. ③④ D. ①④
[解析] ①中热的地方应空气上升，冷的地方空气下沉，④中白天的海洋和陆地相比，陆地升温快，则热空气上升，海洋升温慢，则冷空气下沉，①④错误；②中夜晚陆地气温低于海洋，气流下沉，③中郊区气温低于城区，气流下沉，②③正确，故选B。
[2021山东潍坊高一期末] 下图为某自然地理过程模拟实验示意图。读图完成下面两题。
2. 该模拟实验过程中，烟的运动轨迹是( )
A
A. ① B. ② C. ③ D. ④
[解析] 空气受热上升，近地面形成低压，高空形成高压；空气受冷下沉，近地面形成高压，高空形成低压；在同一水平面上，风总从高压区吹向低压区。热水处温度高，空气上升，冰块处温度低，空气下沉，故选A。
3. 下列符合上述实验模拟的原理的是( )
A.
B.
C.
D.
B
[解析] 空气受热上升，受冷下沉，A错；白天，裸地升温比草地快，温度比草地高，裸地空气上升，草地下沉，B对；山和谷的温度高低与昼夜有关，空气的上升或下沉会随昼夜发生变化，C错；城市气温总比郊区高，城市空气受热上升，郊区下沉，D错。故选B。
[2020山东济宁高一期中] 读北半球等压线图（单位：hPa），完成下面两题。
4. 如果图示等压线位于近地面，F1、F2、F3为A处空气所受的外力，则F1、F2、F3依次为( )
A. 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力
B. 摩擦力、地转偏向力、水平气压梯度力
C. 地转偏向力、摩擦力、水平气压梯度力
D. 摩擦力、水平气压梯度力、地转偏向力
C
[解析] 结合图示信息，F3由高压指向低压并垂直于等压线，为水平气压梯度力；结合地转偏向力和摩擦力与水平气压梯度力的位置关系可进一步确定F1为地转偏向力；F2为摩擦力。
5. 如果图示等压线位于高空，则风向是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
A
[解析] 结合上题分析，北半球高空风向相对水平气压梯度力右偏并最终与等压线平行。
[2021山东威海高一期末] 读“合肥城市热岛示意图”，回答下面两题。
6. 热岛效应形成了城郊之间的热岛环流，称为城市风系，在近地面的风又称为乡村风。A地乡村风的风向是( )
A. 东南风 B. 东北风 C. 西北风 D. 西南风
A
[解析] 近地面城市内部形成热低压，风由乡村吹向城市，受地转偏向力的影响向右偏转形成东南风。故选A。
7. 下面表示N地近地面在竖直方向上等温面与等压面情况正确的是( )
①
A
②
③
A. ① B. ② C. ③ D. ④
④
[解析] 图中N地的气温比周围高，等温面应向上凸出，气压比周围低，等压面应向低空凸出。故选A。
8. 读“某区域等高面与等压面的关系示意图”，回答下列问题。
（1） 列表比较A、B两地大气物理性质及天气状况。
A地 B地
气温
气压
天气状况
[答案]
A地 B地
气温 低 高
气压 高 低
天气状况 多晴朗天气 多阴雨天气
[解析] 由A、B两地上空等压面的弯曲方向可知A地上空为低压，B地上空为高压。因此A地为高压，气温低，晴朗天气；B地为低压、气温高、阴雨天气。
（2） 在图中用“→”画出热力环流。
[答案] 画图略（提示：近地面为由A→B，逆时针方向）。
[解析] 由于气压差异，图中产生了逆时针方向的热力环流。
（3） 若图示区域热力环流为白天的海陆风，说明A、B两地中为陆地的是哪一处并说明当时吹海风还是陆风。
[答案] B为陆地；此时吹海风。
[解析] 若图示区域热力环流为白天的海陆风，则B地为陆地，此时吹海风。
（4） 如果A、B之间的温差增大，则该区域的热力环流势力将_______（增强、减弱）。
增强
[解析] 温差增大，水平气压梯度力增大，热力环流将增强。
在特定情况下，水汽可能会在地表或土壤中凝结而向下输送，称为逆湿现象。读我国西北某地区夏季逆湿现象出现概率图，完成下面两题。
9. 下列地区中，最容易出现逆湿现象的是( )
A. 绿洲边缘的荒漠 B. 荒漠边缘的绿洲
C. 绿洲中心 D. 荒漠中心
A
[解析] 绿洲在夏季是一个冷源和水汽源，绿洲风将水汽带到绿洲边缘的荒漠，水汽凝结后下渗快，A对；荒漠边缘的绿洲、绿洲中心，水源较多，下渗较慢，以向上蒸发、蒸腾为主，B、C错；荒漠中心水汽含量太少，无法凝结，D错。
10. 夜晚逆湿现象出现概率大，原因是夜晚( )
A. 绿洲风最弱，水汽不容易消散
B. 地表温度低，蒸发弱，易凝结
C. 绿洲风最强，由绿洲输送的水汽多
D. 地表温度低，近地面大气中水汽多
B
[解析] 夜晚逆湿现象出现概率大，原因是夜晚沙漠降温快，地表温度低，蒸发弱，水汽易凝结下渗，B对。
[2021辽宁沈阳高一期末] 山谷风是局地性的大气运动，对小尺度区域的气候、农业影响较大。昆明某中学地理学习小组历经一年时间对附近山区进行山风与谷风的观测，从而得出一些结论。下图示意该中学附近山区某时刻旗子的飘向。据此完成下面三题。
11. 学习小组观测发现，利于山谷风形成的天气条件是( )
A. 阴雨天气 B. 晴朗天气 C. 降温天气 D. 大风天气
B
[解析] 晴朗天气，白天太阳辐射强，山坡上的空气增温快，利于谷风的形成；夜间大气保温作用弱，山坡上的空气降温快，利于山风的形成。故B正确，A、C、D错误。
12. 图中旗子的飘向，说明此时该地区( )
A. 山风势力较强 B. 谷风势力较强
C. 大气对流显著 D. 受山谷风影响较小
D
[解析] 读图可知，图中不同坡向的旗子飘向一致，说明此时该地区受较大规模同一来向的风控制，受山谷风影响较小。故D正确，A、B、C错误。
13. 若该小组夜间在某山坡观测到的山谷风为西风，则该山坡朝向( )
A. 东 B. 西 C. 南 D. 北
A
[解析] 夜间，山坡上的空气迅速冷却，沿坡下沉至谷底，形成山风。若在该山坡夜间观测到的山谷风为西风，则该山坡朝向为东。故A正确，B、C、D错误。
14. 图1为北半球某地白昼等压面分布图，图2为某日A、B两地气温变化曲线图。据此，回答下列问题。
图1
图2
B
（1） A、B两地的气温变化曲线中表示阴雨天气温日变化的是____，其变化特征是_____________________，原因是_______________________________________________________________________________。
日变化小或日温差小
白天多云，云层强烈反射太阳辐射，气温较低；夜间多云，大气逆辐射较强，气温较高
[解析] 读图可知，图中B曲线气温日变化小，可能为阴雨天气，白天云层强烈反射太阳辐射，气温较低；夜间多云，大气逆辐射较强，气温较高。
（2） 据图1可知，乙地白昼气温_____，用所学知识解释___________________________________________________________________________。
低
下垫面积雪反射率高，地面吸收太阳辐射少，下垫面辐射能量少，气温低，气压高
[解析] 本题可从区域下垫面性质对太阳辐射的吸收差异分析。据图1可知，乙地下垫面积雪反射率高，地面吸收太阳辐射少，下垫面辐射能量少，气温低，气压高。
（3） 根据等压面特征，在图1中画出甲、乙两地间的热力环流。此时丙地的风向是___________________________。
绘图见下图。西南风
[解析] 根据热力环流的原理，近地面气温高，空气受热膨胀上升，近地面形成低压，近地面气温低，空气遇冷收缩下沉，近地面形成高压。水平方向上，近地面气流由高压流向低压，垂直方向上，海拔越高，气压越低。根据等压面特征，图中甲、乙两地间的热力环流为顺时针方向（由乙→甲）。根据热力环流及地转偏向力（北半球向右偏），可知此时丙地吹西南风。(共61张PPT)
第二章 地球上的大气
第一节 大气的组成和垂直分层
课标解读 课标要求 素养达标
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 1.认识大气组成与人类生产、生活的联系，注重对大气的保护。（人地协调观）
2.运用图表等资料，说明大气的垂直分层及其与人类生产、生活的联系。（综合思维）
一、大气的组成
1.大气的组成
（1）低层大气的组成：① ___________、水汽和杂质。
（2）干洁空气的主要成分及其主要作用。
主要成分 主要作用
氧 氧是人类和其他生物维持②___________所必需的物质
氮 氮是地球上生物体的基本元素
干洁空气
生命活动
二氧化碳 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高
臭氧 臭氧能够吸收太阳光中的③_________，减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用
紫外线
成云致雨
（3）水汽和杂质：是④ ___________ 的必要条件，影响天气变化。
2.人类活动对大气成分的改变及影响
人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生⑤ ___________ ，对生态系统和人类生存造成不利影响。
大气污染
续表
二、大气的垂直分层
1.划分依据：大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。
2.大气垂直分层示意图
（1）对流层(a)
纬度
Ⅰ.高度：对流层的高度因⑥ _______ 而异。低纬度地区为17—18千米，高纬度地区仅为8—9千米。
Ⅱ.特征
A.气温随高度升高而降低。大约每上升1000米温度降低6℃。
知识拓展 对流层气温一般随高度升高而降低，但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率的现象，这种现象我们称为“逆温”。
B.空气以⑦ ___________ 为主。
C.天气现象复杂多变。
对流运动
Ⅰ.范围：对流层顶部至50—55千米高空。
Ⅱ.特征
A.气温随海拔升高而⑧ _______ 。这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。
B.空气以平流运动为主。
C.无云雨现象，能见度好。
Ⅲ.臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“⑨ ___________________ ”。
升高
地球生命的保护伞
（2）平流层(b)
Ⅰ.范围：平流层以上的大气。
Ⅱ.特征
A.自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温先随海拔升高而⑩ _______ ，随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度随海拔升高持续上升。
B.存在电离层，能反射无线电波。
C.空气密度很小。
降低
（3）高层大气(c)
1. 低层大气中除了干洁空气外，主要还有( )
A. 臭氧(O3) B. 氨气(NH3) C. 甲烷(CH4) D. 水汽和杂质
D
[解析] 低层大气是由干洁空气、水汽和悬浮在大气中的杂质三部分组成的，其中主要的是干洁空气。
2. 2010年冰岛多次发生火山喷发，严重影响了欧洲的航空运输业。这主要是由于火山灰进入了大气的( )
A. 对流层和高层大气 B. 平流层和高层大气
C. 对流层和平流层 D. 平流层
C
[解析] 飞机起飞后，首先进入的是对流层，随着飞行高度的升高，进入平流层，这里空气以平流运动为主，利于飞机飞行。此次火山喷发，影响了航空运输业，表明火山灰进入了对流层和平流层。
下图为“地球大气的垂直分层图（部分）”，读图完成下面三题。
3. 图中能正确表示大气层气温垂直变化规律的曲线是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
A
[解析] 根据图中大气层的高度为12-50km，可知其为平流层；平流层存在臭氧层，可以通过吸收紫外线增温，平流层下层气温随高度增加变化的幅度很小，在30km以上，气温随高度增加而迅速上升，曲线①符合该特征。
4. 决定图中大气层气温垂直变化的因素是( )
A. 地面辐射 B. 二氧化碳 C. 臭氧 D. 人类活动
C
[解析] 平流层中的臭氧大量吸收紫外线使大气增温。
5. 下列关于图中大气层的叙述，正确的是( )
A. 顶部与底部的气温差值约为55℃
B. 有电离层，对无线电通信有重要作用
C. 天气晴朗，对流旺盛，利于高空飞行
D. 上部冷、下部热，空气以对流运动为主
A
[解析] 读图可知，平流层顶部与底部的气温相差约55℃。电离层位于高层大气。平流层空气上部热、下部冷，空气以平流运动为主，利于高空飞行。
探究主题 大气的组成和垂直分层
探究活动一 大气的组成及其变化
1. 阅读情境，探究下列问题。
中新网北京2020年1月3日电，“亚马孙森林火灾”入选中国气象局“2019年国外十大天气气候事件”。
2019年8月，亚马孙地区森林大火多发且持续燃烧，过火面积超过100万公顷。科学家发现，亚马孙森林的熊熊大火已在地球大气层上留下了深刻的痕迹，严重影响了大气质量。火灾烧毁的森林释放出大量的二氧化碳和许多
其他污染物，改变了大气成分。科学家通过卫星搭载最先进的Tropomi仪分析后得知，火灾区域大气中含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体，这些是影响人体健康的有害气体。
（1） 说出亚马孙地区低层大气的组成成分。
[答案] 水汽、杂质、干洁空气。
（2） 亚马孙地区森林火灾对当地大气成分的改变有哪些？
[答案] 二氧化碳浓度增加；含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体。
（3） 说明亚马孙地区森林火灾改变大气成分，可能对人类造成哪些不利影响？
[答案] 二氧化碳浓度增加，会使大气保温作用增强，导致全球气候变暖，引发全球自然环境变化。二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体，使自然环境发生变化，大气中污染性气体增加，危害人体健康，影响人们的生产生活。
探究活动二 大气的垂直分层
2. 阅读情境，探究下列问题。
情境一 2012年10月14日，奥地利“坠落人”菲利克斯·鲍姆加特纳，从高度约39000m的氦气球携带的太空舱中跳下。他配备的宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充有加压氮气，头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。
情境二 大气垂直分层示意图。
（1） 太空舱处于大气的哪一层？指出这一层大气运动的特点。
[答案] 平流层；以水平运动为主。
（2） 根据情境二总结气温在垂直方向上的变化规律。
[答案] 对流层大气气温随海拔升高而降低；平流层大气气温随海拔升高而升高；高层大气气温先随海拔升高而降低，后随海拔升高而升高。
一、大气的组成
1.大气的主要组成成分及其作用
组成成分 体积 作用
干洁空气 氮气 干洁空气成分体积分数（25千米以下） 78% 氮是地球生物体内蛋白质的重要组成部分；是地球上生物体的基本元素
氧气 21% 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；具有氧化作用
二氧化碳 很少 是绿色植物进行光合作用的基本原料，能影响地面温度
组成成分 体积 作用
臭氧 极少 能大量吸收紫外线，使生物免受过多紫外线的伤害
水汽 很少，因时因地而异 水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接影响地面和大气的温度
固体杂质 作为凝结核，是成云致雨的必要条件，影响大气的温度和质量
续表
2.人类活动引起大气成分的变化
由人类活动造成的大气的成分和含量变化已导致大气污染，并造成了全球性的大气环境问题。
二、各层大气主要特点以及与人类的关系
垂直分层 范围 主要特点 与人类的关系
对流层 低纬上界高度17-18km； 中纬上界高度10-12km； 高纬上界高度8-9km ①气温随高度升高而降低 ②空气垂直对流运动显著 ③天气现象复杂多变， 云、雨、雪、雾现象多发生在该层 与人类关系最密切
特别提醒 低纬度地区热量丰富，对流旺盛，对流层上界所达高度就高。
垂直分层 范围 主要特点 与人类的关系
平流层 对流层顶部至50-55km高空 ①气温随高度增加而上升 ②空气以平流运动为主，气流平稳 ③天气晴朗 因天气晴朗、气流平稳，适合航空飞行
高层大气 平流层顶到大气上界 在80-500km高空，有若干电离层，电离层大气处于高度电离状态 电离层对无线电通信有重要作用
续表
综合素养
下图为大气垂直分层示意图，读图回答下面两题。
1. 图中正确表示大气层气温变化的曲线是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
B
[解析] 对流层大气气温随海拔升高而降低，平流层大气气温随海拔升高而升高，高层大气气温先随海拔升高而降低再随海拔升高而升高，所以是曲线②。
2. 下列关于Ⅰ、Ⅱ两层的正确说法是( )
A. Ⅰ层上部热、下部冷，空气以对流运动为主
B. Ⅱ层上部热、下部冷，空气以对流运动为主
C. Ⅰ层上部冷、下部热，空气以对流运动为主
D. Ⅱ层上部冷、下部热，空气以对流运动为主
C
[解析] Ⅰ层是对流层，上部冷、下部热，空气以对流运动为主。
3. 阅读材料，分析下列问题。
地球形成之初，大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧气，如今大气的成分是地球长期演化的结果，一般短时间内不会有明显变化。但是随着人类生产、生活等一系列活动产生的大量污染物进入大气，改变了大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成了不利影响。
（1） 现在大气的主要成分有哪些？说明其主要作用。
[答案] 干洁空气（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧等）、水汽和杂质。氮是地球上生物体的基本元素；氧是人类和其他生物维持生命活动必需的物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并且能吸收地面辐射，对地面起着保温作用；臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球上生物免受其伤害；水汽能产生云、雨、雾、雪等天气现象，伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度；杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
（2） 举例说明人类活动对大气成分的影响，并分析由此带来的环境问题。
[答案] 人类排放大量二氧化碳，导致全球气候变暖；人类排放大量二氧化硫，导致酸雨发生；人类大量使用制冷剂，导致大气中含有大量氟氯烃，造成南极臭氧层空洞；等。
大气圈是地球最外部的气体圈层。据此回答下面两题。
1. 地球的大气圈( )
①由包围着地球的气体和悬浮物质组成 ②主要成分是氧和二氧化碳
③与其他圈层之间没有联系 ④低层大气的主要成分是氮和氧
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
D
[解析] 地球的大气圈由气体和悬浮物质组成，①正确；二氧化碳在地球大气中的含量很小，②错误；大气圈和其他圈层之间进行着物质迁移和能量交换，③错误；低层大气中的干洁空气，主要成分是氮和氧，低层大气中的水汽和杂质含量很少，④正确。故选D项。
2. 关于大气成分及其作用的叙述，正确的是( )
①二氧化碳对地面有保温作用 ②水汽和杂质影响着天气变化
③二氧化碳是光合作用的基本原料 ④臭氧能大量吸收太阳光中的红外线
A. ①②③ B. ①③④ C. ①②④ D. ②③④
A
[解析] 臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线，排除④。
3. 对流层的厚度会因纬度和季节的不同而发生变化。北京一年中对流层最厚的季节是( )
A. 春季 B. 夏季 C. 秋季 D. 冬季
B
[解析] 对流层是大气圈的最底层，是以对流运动为主的大气层。夏季地面受热多，气温高，大气对流运动最旺盛，因此对流层最厚。
读“地球大气的垂直分层（部分）示意图”，回答下面两题。
4. 从大气垂直分层看，图示大气层是( )
A. 低纬度的对流层 B. 中纬度的平流层
C. 高纬度的对流层 D. 高纬度的平流层
B
[解析] 图示大气层从12千米高空向上气温逐渐升高，故图示大气层是中纬度的平流层，B正确。
5. 该层大气( )
A. 随高度增加，温度增幅变小
B. 能够大量吸收紫外线长波辐射
C. 以水平运动为主，有利于飞机飞行
D. 在强烈的太阳辐射作用下，呈电离状态
C
[解析] 由上题知，该层大气是平流层。该层大气下层气温随高度变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速上升，能够大量吸收紫外线短波辐射。高层大气有若干电离层，电离层大气呈电离状态。平流层大气以水平运动为主，有利于飞机飞行，C正确。
气温的垂直变化
（1）有条件的学校，选择一座合适的山地，准备便携式海拔测量仪、温度计、罗盘仪等，学生分成不同小组，在相同时间、不同海拔测量当地温度。
（2）几个小组在四个时间测量温度，并把测量数据填入下表。
海拔（米） 温度
10：00 12：00 14：00 16：00
200
400
海拔（米） 温度
10：00 12：00 14：00 16：00
600
800
（3）根据表中数据，总结山地气温随高度的变化规律，并计算气温垂直递减率。
[答案] 山地温度随高度升高而降低。大约每升高100米温度降低0.6℃。
续表
在对流层中，大气的组成并不是固定不变的。据此回答下面两题。
1. 大气中含量虽然很少，却对天气变化影响很大的物质是( )
A. 二氧化碳和臭氧 B. 氩和氖
C. 水汽和杂质 D. 氮和氧
C
[解析] 大气中的水汽和杂质含量虽然很少，却对天气变化影响很大，C项正确。
2. 人类活动排放的污染物进入大气，导致大气中一些成分比例发生明显变化，具体表现为( )
A. 臭氧增多 B. 氧气增多
C. 水汽增多 D. 二氧化碳增多
D
[解析] 人类使用制冷设备，释放的氯氟碳化物使大气中的臭氧减少，A项错误。人类活动排放的污染物不会使大气中的氧气和水汽增多，B、C项错误。人类燃烧煤炭、石油等矿物燃料，排放大量的二氧化碳，使大气中的二氧化碳增多，D项正确。
[2021湖北武汉高一期末] 读大气的垂直分层示意图，回答下面三题。
3. 对流层的主要特征有( )
①气温随高度的增加而降低②天气现象复杂多变
③气温随高度的增加而上升④厚度基本稳定
A. ①② B. ②④ C. ①③ D. ③④
A
[解析] 对流层是最接近地面的大气层，所以图中①层为对流层，从图中可以看出，该层的气温随高度的增加而降低，①正确、③错误。对流层大气下部热、上部冷，空气对流运动旺盛，所以天气现象复杂多变，②正确。对流层大气的厚度因纬度而异，④错误。故选A。
4. 保护地球上的生物免受过多紫外线伤害的物质主要存在于大气层中的( )
A. ①层 B. ②层 C. ③层 D. ①层和②层
B
[解析] 存在于平流层中的臭氧能够吸收太阳紫外线，可保护地球上的生物免受过多紫外线伤害，图中②层为平流层，故B项正确。
5. 下列说法正确的是( )
A. ①层大气以平流运动为主
B. ①层集中了整个大气圈几乎全部的水汽、杂质
C. ②层存在一个电离层，能反射无线电波
D. ③层有利于飞机飞行，与人类的关系最为密切
B
[解析] ①层为对流层，对流运动显著，A错误。对流层集中了整个大气圈几乎全部的水汽、杂质，B正确。②层为平流层，而电离层位于高层大气，C错误。③层为高层大气，平流层适合飞机飞行，因此与人类关系最为密切的大气层为对流层，D错误。
谚语“天上鲤鱼斑，明日晒谷不用翻”，说的是天空出现成行成列的鲤鱼斑状云块的现象。这种云在气象学上称为透光高积云。读鲤鱼斑状云块示意图，完成下面两题。
6. 透光高积云位于大气的( )
A. 对流层 B. 平流层 C. 高层大气 D. 电离层
A
[解析] 云、雨、雪等几乎全发生在对流层，故透光高积云位于大气的对流层。
7. 从北京飞往纽约的飞机，升空半小时后遇到雷雨天气，此时飞机应该( )
A. 返航迅速着陆 B. 降低飞行速度和高度
C. 升到13000米以上的高空 D. 保持原高度并加速飞行
C
[解析] 中纬度地区对流层的高度约为12000米，因此飞机升到13000米以上的高空可以避开雷雨天气，C项正确。返航迅速着陆，会增加飞行成本，影响旅客出行，不是最好的选择，A项错误。降低飞行速度和高度以及保持原高度并加速飞行会遇到强烈的对流运动，飞机飞行安全得不到保证，B、D项错误。
8. 阅读图文材料，完成下列问题。
材料一 图1为干洁空气组成示意图。
图1
图2
材料二 图2为近150年来大气中二氧化碳含量、全球气温变化示意图。
氮气
氧气
（1） 写出图1中字母代表的含义：A_______，B_______。
[解析] 由图可知，A在干洁空气中含量最多，为氮气，B约占21%，为氧气。
（2） “其他气体”含量虽少，但其中的___________是光合作用原料，_______对生物具有保护作用。
二氧化碳
臭氧
[解析] 根据所学知识即可得出结论。
（3） 由图2可以看出，近150年来大气中二氧化碳含量的变化趋势是什么？
[答案] 呈上升趋势，尤其是1950年以后，大气中二氧化碳含量上升更为明显。
[解析] 据图2即可得出结论。
（4） 大气中二氧化碳含量升高的原因有哪些？
[答案] 一是人类大量燃烧煤、石油、天然气等矿物燃料，排放出大量二氧化碳气体；二是毁林，尤其是热带雨林的破坏，使被植物吸收利用的二氧化碳量减少。
[解析] 大气中二氧化碳含量变高主要从二氧化碳排放多和森林破坏、二氧化碳吸收量下降两方面分析。
（5） 近150年来，全球气温变化呈___________趋势，与空气中二氧化碳含量呈_________。
波动上升
正相关
[解析] 由图2即可得出结论。
[2021山东济南高一期末] 晴朗的天空，喷气式飞机在高空飞行时，机身后边会出现一条或数条长长的“白烟”，这是飞机发动机排出来的高温高湿的废气与周围环境空气混合后（此后称混合气体）形成的特殊云系，称为飞机尾迹。此混合气体能否出现凝结现象取决于环境空气自身的温度、湿度和大气压力。通常只有当环境温度在-41—-60℃时，才有可能出现飞机凝结尾迹。飞机尾迹出现的频率和高度有一定的季节差异，且会对地球热量平衡产生一定影响。下图示意拍摄的飞机尾迹。读图，完成下面三题。
9. 1月份，西安上空飞机尾迹出现频率最高的高度大约为( )
A. 3-5km B. 8-10km C. 13-15km D. 18-20km
B
[解析] 根据材料可知，通常只有当环境温度在-41—-60℃时，才有可能出现飞机凝结尾迹。1月份，秦岭月均温为0℃左右，西安位于秦岭北侧，月均温稍低于0℃。按照气温的垂直递减率，每上升1千米气温下降6℃，可计算1月西安上空7-10km的高度，其气温在-41—-60℃，故B正确。
10. 通常飞机尾迹层的平均厚度为1-2km，其下限高度最高的季节是( )
A. 春季 B. 夏季 C. 秋季 D. 冬季
B
[解析] 根据材料中关于飞机尾迹形成的温度条件可推测，夏季，近地面温度最高，飞机尾迹层的下限高度最高，冬季反之，故选B。
11. 民航客机在高空飞行时留下的飞机尾迹是( )
A. 飞机在飞行过程中，把天空的云划成了条痕状
B. 飞机尾气中的水汽在高空遇冷凝结而成的
C. 飞机在飞行过程中燃料不完全燃烧排放的气体
D. 飞机在飞行时为了美观有意排出的烟雾
B
[解析] 飞机燃料燃烧后，产生大量水蒸气，尾气中的水汽在高空遇冷凝结形成小水滴或小冰晶，即形成飞机尾迹。故选B。
[2021山东威海高一期末] 读北半球1月和7月下层大气气温(℃)随纬度和高度的变化图，完成下面两题。
12. 关于对流层气温分布规律的叙述，正确的是( )
A. 底部，南北温差冬季大于夏季
B. 从底部到顶部的温差，各纬度7月小于1月
C. 顶部，纬度越高，气温越低
D. 从底部到顶部，气温垂直递减率相同
A
[解析] 图中横坐标表示纬度和月份，左侧纵坐标表示高度，右侧纵坐标表示气压，从图中可以看出从底部到顶部的温差并非各纬度7月小于1月，B错误；由等温线分布可知，气温垂直递减率并不相同，D错误；7月极地对流层顶部气温比热带地区高，C错误；底部南北温差冬季大于夏季，A正确。
13. 与平流层相关的叙述，正确的是( )
A. 各处都是上暖下冷
B. 太阳紫外线强度，随高度递减
C. 平流层以上，气温随高度增加而递减
D. 气温的垂直递增率，低纬地区较大
D
[解析] 据图可知，在北极点上空10-20km的范围内，1月份的气温上冷下暖，A错；平流层上空有臭氧层，可以吸收紫外线辐射，所以臭氧层的上空紫外线辐射较强，B错；平流层以上，一般气温随高度的增加而增加，C错；据图可知，在低纬地区，等温面较为密集，故气温垂直递减率在低纬地区较大，D对。
（1） 该图反映的是______纬度地区大气的垂直分层，理由是什么？
14. 读图，回答下列问题。
中
[解析] 据图中对流层的高度为12千米可判断该图反映的是中纬度地区大气的垂直分层。
[答案] 对流层高度为12千米。
（2） A层大气天气现象复杂多变的原因：
①_______________________________________；
②___________________。
该层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质
空气对流运动显著
[解析] A层为对流层大气，对流层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质，且空气对流运动显著，易成云致雨，因此天气现象复杂多变。
（3） 补绘B层气温变化曲线。该层22—27千米范围内__________含量达到最大值，形成_______层，成为人类生存环境的天然屏障。
臭氧
臭氧
[解析] 据图可知，B层为平流层，气温随高度增加而升高。该层22—27千米范围内臭氧含量达到最大值，形成臭氧层，成为人类生存环境的天然屏障。
（4） 简述A、B、C层大气密度变化的趋势。
[答案] 逐渐变小。
[解析] 据图可知，A、B、C层依次为对流层、平流层、高层大气。大气的密度随高度的增加而减小。(共70张PPT)
第二章 地球上的大气
第二节 大气受热过程和大气运动
第1课时 大气的受热过程和大气对地面的保温作用
课标解读 课标要求 素养达标
运用示意图等，说明大气受热过程原理，并解释相关现象。 1.能够运用大气的受热过程原理解释相关地理现象。（综合思维）
2.能够运用示意图、模拟实验等，说明大气受热过程。（地理实践力）
一、大气的受热过程
来源 特点
a ①_______________ 是地球大气② _________的能量来源；
太阳辐射在传播过程中，小部分被大气③ _______或④ _______，大部分到达地球表面
b ⑤_______________ 近地面大气⑥ _______的、⑦ _______的热源；
⑧ _______层大气热量的主要来源；
大气对地面长波辐射吸收⑨ _______
地面长波辐射
主要
直接
对流
较多
太阳短波辐射
最重要
吸收
反射
1.大气热量的两个来源
（1）地面增温：大部分 ___________能够透过大气射到地面，使地面增温。
（2）大气增温：地面被加热，并以 ___________ 辐射的形式向大气传递热量。
地面长波
太阳辐射
2.大气吸收热量的过程
二、大气对地面的保温作用
1.a是到达地球 ___________ 的太阳辐射。
2.b是地面吸收太阳辐射后形成的 _______辐射，它属于 _____波辐射。
大气上界
地面
长
3.c是 _________ 辐射， _______辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，
大部分向下射向地面，其方向与 _______辐射方向相反。其把热量传给地面，在一定程度上补偿了地面辐射散失的热量，对地面起到 _______作用。
◆特别提醒 大气的两个作用：削弱作用和保温作用
削弱作用：主要表现为反射和选择性的吸收、散射。
保温作用：大气逆辐射。
地面
保温
大气逆
大气
1. 判断下列说法的正误。
（1） 日出前的黎明和日落后的黄昏天空仍然明亮是大气的反射作用。( )
×
[解析] 黎明和黄昏时分天空仍然明亮是由于散射作用。
（2） 白天多云的天气比晴朗的天气气温低，是因为多云的天气，大气对太阳辐射的削弱作用较强。( )
√
[解析] 云层对太阳光具有很强的反射作用，因此白天多云的天气，大气对太阳辐射的削弱作用较强，气温低。
（3） “高处不胜寒”是由于高处空气稀薄，吸收的太阳辐射少，所以气温较低。( )
×
[解析] 地面长波辐射是近地面大气主要的，直接的热源，高空空气稀薄，吸收的地面辐射较少，大气逆辐射弱，保温效果弱，故“高处不胜寒”。
（4） 大气逆辐射是把热量还给地面，补偿地面辐射损失的热量，对地面起保温作用。( )
√
[解析] 根据大气逆辐射的定义即可得出结论。
（5） 全球气候变暖将导致大气吸收的地面辐射增多。( )
×
[解析] 当温室气体如二氧化碳增多时，则近地面大气会吸收更多的地面长波辐射，从而产生更多的大气逆辐射，对地面保温作用更强，故地面温度更高。由此可见大气吸收的地面辐射增多是全球气候变暖的原因，而题干中因果颠倒，故说法错误。
（6） 大气对地面的保温作用只在夜晚发生。( )
×
[解析] 大气对地面的保温作用一直都有，只是夜晚较明显。
探究主题一 大气的受热过程
探究活动 大气的削弱作用和保温作用
阅读情境，探究下列问题。
2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。移民月球一直是人类的梦想，但“月球移民”难度依然较大，这是因为月球表面昼夜温差很大，白天阳光垂直照射的地方温度高达127°C，而夜晚温度可降到-183°C。
（1） 为什么月球上的气温变化如此剧烈，而地球上的气温比较稳定呢？
[答案] 月球上没有大气层，不能调节昼夜温差。地球上有大气层，白天大气削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射较少，温度上升缓慢；夜晚大气逆辐射对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。
（2） 运用大气的受热过程原理，分析撒哈拉沙漠昼夜温差大的原因。
[答案] 撒哈拉沙漠晴天多，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚大气逆辐射弱，保温作用弱，气温低，故昼夜温差大。
一、大气的受热过程
1.两个热源
（1）地球大气最重要的能量来源：太阳辐射。
（2）近地面大气主要的、直接的热源：地面长波辐射。
2.大气受热过程及保温作用
过程 形成机制 热量来源
太阳暖大地 太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分被地面吸收，使地面增温 太阳辐射是地面的直接热源
大地暖大气 地面大量吸收太阳辐射而增温，形成地面辐射，向外辐射能量。其中，极少部分射向宇宙空间，绝大部分被大气吸收，使大气增温 地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源
大气还大地 大气增温后形成大气辐射，少部分能量射向宇宙空间，大部分向下射向地面，成为大气逆辐射。它把大部分热量还给地面，对地面起到保温作用 通过大气逆辐射，把热量还给地面
核心归纳：太阳辐射→地面吸收→地面增温→地面辐射→大气吸收→大气增温→大气辐射、大气逆辐射
二、大气受热过程关联图的判读
1.理清关联图反映出来的信息
（1）太阳辐射是地球最主要的能量来源。
（2）大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为大气对太阳辐射的吸收作用、反射作用和散射作用。
（3）大气“透明”（直接吸收太阳辐射少），所以大部分太阳辐射可以到达地面。
（4）地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源（因水汽、二氧化碳大量吸收地面辐射）。
（5）大气逆辐射将热量还给地面，起到了保温作用。
2.判断关联图中各箭头的含义及地理意义
（1）由太阳指向地面的箭头为太阳辐射，通过该过程将太阳辐射转变为地面辐射，将短波辐射转变为长波辐射。
（2）由地面指向大气的箭头为地面辐射，通过该过程将地面辐射转变为大气辐射，地面辐射和大气辐射都是长波辐射。同时该过程也说明了地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
（3）由大气指向地面的箭头为大气逆辐射，通过该过程，大气将地面辐射的一部分又返还给地面，起到保温作用。
（4）由大气指向宇宙空间的箭头为大气辐射。
3.明确大气保温作用强弱的影响因素
对流层大气中水汽和温室气体（二氧化碳为主）的含量越大，对地面辐射吸收的强度越大，大气温度就越高，大气逆辐射就越强。因此天空中的云层和烟雾对大气逆辐射的强弱影响较大，如使用烟雾防霜冻即利用了此原理。
综合思维、地理实践力
1. 我国华北地区在春播时进行地膜覆盖，可有效提高地温，保证农作物的正常发芽生长，其主要原理是( )
A. 减弱了地面辐射 B. 增强了大气逆辐射
C. 增强了太阳辐射的总量 D. 增强了对太阳辐射的吸收
A
[解析] 我国华北地区在春播时地温较低，进行地膜覆盖，可有效减弱地面辐射，以减少地面热量的散失，起到保温作用，保证农作物的正常发芽生长。故选A。
2. 山东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，主要是为了( )
A. 减弱地面辐射，保持地温 B. 反射太阳辐射，降低地温
C. 反射太阳辐射，增加光效 D. 吸收太阳辐射，提高地温
C
[解析] 山东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，主要是为了反射太阳辐射，增加光效，提高产品质量，C对。减弱地面辐射，降低地温不是主要目的，A、B错。夏季热量充足，不用提高地温，D错。故选C。
探究主题二 大气对地面的保温作用
探究活动 大气的削弱和保温作用
阅读情境，探究下列问题。
情境一 电视剧《闯关东》中的场景：主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害，在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草…….
情境二 大气对地面的保温作用可分为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”三个环节。下图示意大气对地面的保温作用。
（1） 简述深秋晴朗的夜晚容易出现霜冻危害的原因。
[答案] 深秋晴朗的夜晚，云量少，大气吸收地面辐射能力弱，大气温度低，大气逆辐射弱，大气保温作用弱，地面温度低且下降快。温度低，空气中的水汽容易凝华成霜，出现霜冻。
（3） 用自己的话说一说，你对大气受热三环节的理解。
[答案] “太阳暖大地”即地面吸收太阳辐射而增温；“大地暖大气”即大气吸收地面长波辐射而增温；“大气还大地”即大气逆辐射将热量传给地面。
（2） 分析主人公朱开山在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃柴草的作用。
[答案] 点燃柴草产生大量二氧化碳、水汽、尘埃等，能大量吸收地面长波辐射，提高大气温度，增强大气逆辐射，补偿地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，可预防霜冻。
一、大气受热原理的应用
1.利用大气受热原理解释地理现象
利用大气的受热过程知识分析地理现象时，一般发生在白天的现象要用大气对太阳辐射的削弱作用分析，而发生在夜晚的现象要用大气的保温作用分析；如果涉及气温的日较差，则要综合以上两方面知识分析。见下表：
现象 原理 原因
晴朗的天空呈蔚蓝色 散射作用 太阳光中波长短的蓝、紫色光易被大气散射
日出前、日落后天空仍然明亮 大气的散射作用改变了太阳辐射的方向
现象 原理 原因
旭日和夕阳、朝霞和晚霞呈橘红色，如诗句“朝辞白帝彩云间” 散射作用 日出、日落前后，太阳高度小，太阳辐射通过的大气路径长，大气对太阳辐射的散射作用强，可见光中波长较短的蓝色光等大都被散射，其余的光线中波长较长的红色光、橙色光较多。因此，旭日和夕阳呈橘红色，投射到云朵及江面上也使其呈现橘红色
交通信号灯“红灯停”的科学依据 红色光波长较长，难被散射，穿透力强，以红灯作为停止的信号更为醒目
白天多云时气温比晴天时低 反射作用 多云时云层削弱作用强，到达地面的太阳辐射少
续表
现象 原理 原因
夜晚多云时气温比晴天时高 大气逆辐射 夜晚多云时大气逆辐射强，地表散失热量少
晚秋或寒冬，霜冻和雾出现在晴朗的夜晚 “十雾九晴” 射晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，近地面气温低，易出现霜冻及雾等天气现象
续表
现象 原理 原因
青藏高原光照强但气温低 大气削弱作用与大气保温作用 青藏高原海拔高，气温低。高原上空气稀薄，大气削弱作用弱，保温作用也弱
新疆“早穿皮袄午穿纱” 新疆地处内陆，气候干旱，晴天多、云量少。白天大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现“午穿纱”的现象；晚上大气的保温作用弱，地面损失热量多，近地面气温低，故有“早穿皮袄”的现象
续表
2.利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡
（1）高海拔地区：（如青藏高原地区）
（2）内陆地区：（如我国西北地区）
（3）湿润盆地：（如四川盆地）
二、大气保温作用原理的应用
1.解释大量排放温室气体对全球变暖的影响
2.大气保温作用应用于农业生产实践，提高生产效益
（1）人造烟雾、浇水防冻。秋冬季节，我国北方常用人造烟雾来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。浇水可增加空气湿度，增强大气逆辐射；水汽凝结释放热量；水的比热容大，浇水可减小地表温度的下降速度和变化幅度，减轻冻害。
（2）在果园、瓜园中铺沙或鹅卵石，可减少土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于瓜果的糖分积累，提高瓜果品质。
综合思维、区域认知
读图，回答下题。
1. 图中昼夜温差最小的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
C
[解析] 白天多云，则大气对太阳辐射的削弱作用强，气温不会太高；晚上多云，则大气逆辐射强，保温作用强，气温不会太低，故昼夜皆为阴天时昼夜温差最小，C正确。
谚语“瑞雪兆丰年”是指适时、适量的冬雪对春耕播种以及冬小麦返青都很有利，预示着来年是丰收之年。降雪是固态降水，常出现在气温低于0°C的地区，雪中含有丰富的氮化物。据此完成下面两题。
2. “瑞雪兆丰年”这句谚语最有可能创作于( )
A. 东北地区 B. 华北地区 C. 长江三角洲 D. 珠江三角洲
B
[解析] 四个地区中，华北平原为我国冬小麦主要种植区，故B正确。东北地区冬季寒冷而漫长，主要种植春小麦，小麦不在地里越冬，A错误；长江三角洲与珠江三角洲主要种植水稻，C、D错误。故选B。
3. “瑞雪”覆盖对土壤温度产生影响的主要原理是，“瑞雪”( )
A. 阻挡了地面辐射
B. 削弱了大气对太阳辐射的吸收作用
C. 增强了大气逆辐射
D. 增强了地面对太阳辐射的反射作用
A
[解析] 覆盖在土壤上的雪是比较松软的，里面藏了许多不流动的空气，空气导热性差，因此可以有效阻挡地面辐射，故A正确。积雪与削弱大气对太阳辐射的吸收作用和增强大气逆辐射无关；增强地面对太阳辐射的反射作用，会造成土壤温度过低，不能体现“瑞雪”的价值。B、C、D错误。故选A。
1. 晴朗的天空呈现蔚蓝色，是由于大气对太阳辐射的( )
A. 吸收作用 B. 反射作用 C. 折射作用 D. 散射作用
D
[解析] 光线穿过空气时，波长较短的青蓝色光很容易被悬浮在空气中的微粒散射向四周，这些偏离原来传播方向的光线射到我们眼睛里，就是我们看到的蔚蓝色。
下图为不同太阳高度时光线穿过大气层示意图，读图完成下题。
2. 图中四种光照状况中，太阳辐射被削弱最多的是( )
A. a B. b C. c D. d
D
[解析] d太阳光在穿过大气层时走过的路程长，大气对太阳辐射的削弱作用强。
新疆地区采用黑白条带地膜覆盖法（图1）种植山葡萄，即在垄中间用白色塑料薄膜覆盖，垄两侧用黑色塑料薄膜覆盖，以此提高葡萄植株成活率。图2示意大气的受热过程。据此完成下面两题。
图1
图2
3. 不同颜色的地膜透光性不同，农业生产中白膜、黑膜对大气受热过程的主要影响是( )
A. 增强①过程、减弱③过程 B. 减弱③过程、增强②过程
C. 减弱②过程、减弱①过程 D. 增强④过程、增强①过程
C
[解析] 由图可知，①是太阳辐射，②是地面辐射，③是大气逆辐射，④是大气对太阳辐射的削弱作用。太阳辐射属于短波辐射，太阳短波辐射大部分可以穿过白膜，从而使地面增温，地面增温后，以长波辐射的形式向外散失热量，但是地面长波辐射和大气辐射却很少能够穿越白膜，就相当于阻止了热对流，起到保温作用，结合题干即为减弱了地面辐射。黑膜对太阳辐射的削弱作用较强，穿透薄膜的光照较少，减弱了到达地面的太阳辐射。
4. 在葡萄垄两侧铺黑色塑料薄膜可以( )
A. 增加土壤温度、降低土壤湿度 B. 保持水分、抑制杂草滋生
C. 增加土壤肥力、提高膜内温度 D. 提高温度、增强光合作用
B
[解析] 覆盖的薄膜不管是白色还是黑色，都能减少水分蒸发，保持膜内土壤湿度，提高膜内温度。垄两侧黑色薄膜由于透光率低，可减弱杂草的光合作用，从而抑制垄两侧杂草滋生。
5. 图甲为大气受热过程示意图，图乙为某地晴天和阴天的气温日变化曲线图，读图回答下列问题。
图甲
图乙
太阳辐射
地面辐射
（1） 填写图甲中字母所表示的含义：A___________，B___________，C_____________。
大气逆辐射
[解析] A由太阳指向地面，可以判断为太阳辐射；B由地面指向大气，可以判断为地面辐射；C由大气指向地面，可以判断为大气逆辐射。
（2） 我国青藏高原的纬度与四川盆地相差不大，但年太阳辐射总量却比四川盆地高很多，据图甲所示原理分析可知，其原因为_____________________________________________________________________。
青藏高原地势高，空气稀薄，且多晴朗天气，大气对太阳辐射的削弱作用弱
[解析] 青藏高原太阳能丰富的原因可结合大气的受热过程从海拔、地形方面分析。青藏高原地势高，空气稀薄，且多晴朗天气，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多。四川盆地地势低，大气厚度大，阴雨天气多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射少。因此青藏高原年太阳辐射总量比四川盆地高很多。
（3） 图乙中的①②两条曲线，表示阴天时气温变化的是_____，据图甲所示原理说明判断理由_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②
阴天时，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，减少了到达地面的太阳辐射，气温比晴天时低；夜晚大气逆辐射强，补偿了地面损失的热量，气温比晴天时高。
[解析] 根据所学知识可知，阴天时的昼夜温差小于晴天时的昼夜温差，所以表示阴天气温变化的曲线是②。理由是阴天云层较厚，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射少，气温较晴天低；夜间由于云层较厚，大气逆辐射较强，大气对地面的保温作用强，夜间的气温较晴天高，故阴天时的昼夜温差更小。
读“大气受热过程示意图”，回答下面四题。
1. 图中表示太阳辐射的序号是( )
A. ①④ B. ①② C. ③④ D. ②③
A
[解析] 由图可知，图中①为到达地面的太阳辐射，④为大气吸收的太阳辐射，故选A。
2. 图中表示近地面大气主要的、直接的热源的序号是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
C
[解析] 近地面大气主要的、直接的热源是地面长波辐射。
3. 对地面有保温作用的是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
B
[解析] 大气逆辐射对地面有保温作用。
4. 人类活动排放的二氧化碳增多，会直接导致( )
A. ①减弱 B. ②增强 C. ③减弱 D. ④增强
B
[解析] 二氧化碳增多会增强大气逆辐射。
读图，完成下面两题。
5. 家庭中使用的太阳能热水器主要吸收( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
A
[解析] 家庭中使用的太阳能热水器主要吸收到达地面的太阳辐射，因此对应的是①过程，故选A。
6. 我国北方冬季会利用温室大棚种菜，大棚的作用主要是( )
A. 减少①的损失 B. 减少②的损失
C. 减少③的损失 D. 减少④的损失
B
[解析] 我国北方冬季利用温室大棚种菜，大棚的作用主要是减少地面辐射的损失，图中②为地面辐射，故选B。
[2021山东威海高一期末] 《齐民要术》：“凡五果，花盛时遭霜，则无子。天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜，此时放火作煴，少得烟气，则免于霜矣。”据此回答下面两题。
7. “天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜”的原因是( )
A. 雨天的夜晚气温必定很低 B. 晴朗的夜晚，大气逆辐射强
C. 晴朗的夜晚，大气逆辐射弱 D. 晴朗的夜晚，地面辐射强
C
[解析] “天雨新晴，北风寒彻，是夜必霜”，说明雨后空气湿度较大，夜晚大气逆辐射弱，大气对地面的保温作用差，近地面水汽凝结形成霜，C正确。
8. “此时放火作煴，少得烟气，则免于霜矣”，其原因是( )
①放火产生的二氧化碳，对地面的保温作用增强
②烟尘使得大气逆辐射增强，使地面温度不会过低
③放火作煴，说明夜晚的热量直接来自放火
④放火作煴，说明夜晚保温与大气逆辐射无关
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
A
[解析] “煴”指不见火焰的燃烧而产生的许多烟。“烟气”中有尘埃杂质和二氧化碳，吸收的地面辐射增多，大气逆辐射增强，使地面温度不会过低，①②正确，④错误;“放火作煴”直接释放的热量有限，使地面或大气增加的温度有限，不是“免于霜”的主要原因，③错误。故选A。
9. 读图，完成下列问题。
（1） 图中①②③表示的辐射名称分别是①_______辐射，②_______辐射，③_________辐射。
太阳
地面
大气逆
[解析] 据图分析，图中①②③表示的辐射名称分别是太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射。
（2） 图中④表示大气对太阳辐射的_______作用。
削弱
[解析] 图中④表示大气对太阳辐射的削弱作用。
（3） 大气把地面辐射的绝大部分吸收，又以_____________的形式将大部分能量还给地面，对地面起到_______作用。
大气逆辐射
保温
[解析] 大气吸收地面辐射，又以大气逆辐射的形式把能量还给地面，对地面起到保温作用。
（4） 影响①到达地面的强度的主要因素是_____________________。
太阳高度和天气状况
[解析] 影响太阳辐射到达地面的强度的最主要因素是太阳高度。太阳高度越大，被大气削弱的太阳辐射越少，到达地面的太阳辐射就越多；云量的多少也影响大气对太阳辐射的削弱作用，故影响①到达地面强度的是太阳高度和天气状况。
（5） 地面增温主要来自图中的（以下填序号）_____；大气受热主要来自图中的_____。
①
②
[解析] 地面增温主要来自太阳辐射；大气受热主要来自地面辐射。
下图为“温室效应模拟实验图”。读图完成下面两题。
10. 甲、乙两端管内的气体可能分别为( )
A. 都是空气 B. 都是二氧化碳
C. 二氧化碳和空气 D. 空气和二氧化碳
C
[解析] 读图，太阳光照射后，甲管气体吸热快，体积膨胀快，品红溶液向乙管方向移动。两管内气体一定不同，A、B错。甲、乙两端管内的气体可能分别为二氧化碳和空气，二氧化碳是温室气体，比空气吸热快，体积膨胀快，C对、D错。
11. 实验效果( )
A. 阴天比晴天好 B. 石蜡上铺砂石比不铺砂石好
C. 早晚比中午好 D. 管内二氧化碳浓度低比高好
B
[解析] 实验效果阴天比晴天差，晴天时太阳光照充足，A错。石蜡上铺砂石比不铺砂石好，砂石吸热快，管内升温快，B对。早、晚比中午差，早、晚光照较弱，中午光照强，C错。管内二氧化碳浓度低比高差，浓度越高，吸热、保温效果越强，D错。
最新研究发现，鸟粪可以影响北极气温变化。每年迁徙至北极地区的鸟类产生的鸟粪被微生物分解后，会释放约4万吨的氨，氨与海水浪花喷洒出的硫酸盐及水分子混合后，形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒。这些尘埃颗粒在整个北极均有分布。下图示意大气受热过程。据此完成下题。
12. 鸟粪对北极地区气温的影响及其原理是 ( )
A. 升高，④增强 B. 升高，③增强
C. 降低，②增强 D. 降低，①增强
D
[解析] 由鸟粪形成的尘埃颗粒对太阳辐射有削弱作用，即①增强，导致到达地面的太阳辐射减少，北极地区气温降低，D项正确。
霾是指大量微粒悬浮在空中，使能见度小于10千米的大气混浊现象。北京市一度成为霾的高发区。下图为太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射关系示意图。读图完成下面两题。
13. 发生霾现象时，下列与大气能见度变差有关的是( )
A. ①增强 B. ②增强 C. ③增强 D. ④增强
A
[解析] 发生霾现象时，大气对太阳辐射的削弱作用（图中箭头①）增强，使到达地面的太阳辐射减少，大气能见度降低。
14. 霾笼罩时，北京市( )
A. 到达地面的太阳辐射增强 B. 大气逆辐射比无霾时增强
C. 气温日较差比无霾时大 D. 夜晚地面辐射大幅度增强
B
[解析] 霾笼罩时，白天大气对太阳辐射的削弱作用增强，到达地面的太阳辐射减少，气温较低，夜晚大气逆辐射增强，气温偏高，昼夜温差变小。夜晚地面辐射不会大幅度增强。
[2020山东青岛高一期中] 冰雾是我国大兴安岭地区的主要气象灾害之一，俗称“冒白烟”，在冬季，当近地面气温很低时，空气中的水汽会凝华成微小冰晶。为减轻冰雾造成的损失，当地因地制宜设计了高效日光温室，保证喜温作物越冬生产。温室前屋面上覆盖透明薄膜和草苫等保温材料两层。图1示意大兴安岭冰雾日变化，图2示意该地日光温室景观。据此完成下面两题。
图1
图2
15. 一天中，冰雾高峰出现在9时前后的原因不包括( )
A. 降温最快 B. 相对湿度大 C. 气温最低 D. 静风
A
[解析] 大兴安岭地处我国东北地区，纬度较高，冬季昼短夜长，日出较晚。9时前后当地处于日出前后，此时气温最低但降温速度较慢。相对湿度大和静风都是形成冰雾的必要条件。
16. 在冰雾出现当日，为增强日光温室的保温效果，当地农民掀起草苫的时间为( )
A. 9时前后 B. 正午前后 C. 日落前后 D. 子夜前后
B
[解析] 结合该地区冰雾出现概率可知，正午前后冰雾出现概率最低。此时透射到温室内的光照强，掀起草苫利于增强日光温室的保温效果。
17. [2020山东淄博高一期中] 为了探究大气的受热过程，某同学通过查阅相关资料，绘制了下面两图。据此完成下列要求。
材料一 西安市某年5月14日和5月15日气温统计图。
材料二 大气受热过程示意图。
（1） 据材料一说明连续两日西安市气温的差异。
[答案] 14日白天气温高，晚上气温低，昼夜温差大；与14日相比，15日白天气温较低，晚上气温较高，昼夜温差小。
[解析] 结合图例，根据两日气温昼夜变化特点，从昼夜气温及气温日较差等方面进行比较。
（2） 运用材料二解释西安市两日气温差异的原因。
[答案] 14日可能为晴天，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，气温较高；晚上大气对地面的保温作用弱，气温较低，昼夜温差大。15日可能为多云天气，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，气温较低；晚上大气对地面的保温作用强，气温较高，昼夜温差小。
[解析] 结合图示信息可知，①—④分别为到达大气上界的太阳辐射、射向地面的太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射。结合大气受热过程原理和保温作用原理解释西安市两日气温差异的原因。
（3） 比较环节①②的差异，并分析原因。
[答案] ②少于①。原因：大气对太阳辐射的削弱作用。
[解析] 结合上题分析可知，受到大气削弱作用影响，到达地面的太阳辐射小于到达大气上界的太阳辐射。(共11张PPT)
第二章 地球上的大气
章末总结
综合思维——温室大棚
温室大棚是运用大气受热过程的原理设计的。制作大棚的材料一方面可以采光吸热，另一方面也有保持温度的作用，防止热量散失。玻璃温室就是温室大棚的一种。玻璃温室是指以玻璃做采光材料的温室。玻璃能让太阳短波辐射透射进来，使室内温度升高，而地面释放的长波辐射却只有很少一部分能穿透玻璃，从而把热量保留在温室中。玻璃温室在纬度较高和海拔较高的地区得到了广泛应用。
1. 阅读图文材料，回答下列问题。
材料一 云南香格里拉位于青藏高原东南部，海拔高，晴朗时天空湛蓝。这里太阳辐射强，但气温较低，当地居民高效利用太阳能，在房屋南侧用玻璃搭建绝热暖棚，暖棚通过通风口与内室形成循环气流，使内室增温。
材料二 香格里拉暖棚模型。
（1） 分析暖棚内温度较高的原因。
[答案] 太阳短波辐射可透过玻璃到达棚内，使棚内温度升高，而棚内的地面长波辐射却很难透射出去，从而使热量保存在暖棚内。
[解析] 太阳辐射为短波辐射，可透过玻璃到达棚内，使温度升高；
棚内的地面吸收太阳辐射升温的同时向外辐射，地面辐射为长波辐射，很难透射出去，从而使热量保存在暖棚内。
（2） 利用热力环流原理，阐述暖棚是怎样通过通风口1和通风口2使内室增温的。
[答案] 暖棚内空气受热膨胀上升，内室温度低，空气冷却下沉，于是上层空气由气压高的暖棚通过通风口1向气压低的内室流动；下层空气由气压高的内室通过通风口2向气压低的暖棚流动，形成循环气流，使内室增温。
[解析] 根据大气热力环流原理分析即可。
地理实践力——等压线图中风向画法和风力比较
1.风向的画法
（1）高空风和近地面风
类型 高空风 近地面风
图示 （北半球）
受力 F1（水平气压梯度力）和F2（地转偏向力）共同影响 F1（水平气压梯度力）、F2（地转偏向力）和F3（摩擦力）共同影响
风向 与等压线平行 与等压线斜交
（2）等压线图上任意一点风向的画法
第一步：在等压线图中，按要求画出过该点的等压线的切线并作垂直于切线的虚线箭头（由高压指向低压，但并非一定指向低压中心），表示水平气压梯度力的方向。
第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右（北半球）或向左（南半球）偏转30°—45°角（若为高空，则偏转90°），画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示（北半球）。
2.在等压线图上比较风力大小
（1）同一等压线图上，等压线密集的地方风力大；等压线稀疏的地方风力小。
（2）不同图中，相同比例尺，且相邻两条等压线图上距离相同，两条等压线数值差越大，风力越大。
（3）不同图中，若相邻两条等压线数值、图上距离相等，则比例尺越大，风力越大。
2. 读某区域某时海平面等压线分布图，回答问题。
（1） 在图中分别绘出此时北京和首尔的风向。
[答案] 北京为东北风，首尔为东南风（具体见下图）。
（2） 比较上海和台北此时风力的大小，并说明原因。
[答案] 上海风力比台北大。因为上海附近等压线密集，水平气压梯度力大。(共24张PPT)
第二章 地球上的大气
滚动训练1
大气中的二氧化碳含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有重要作用。近300年来，大气中二氧化碳的含量增长很快（如下图所示），全球变暖备受关注。据此完成下面两题。
1. 二氧化碳的作用主要是( )
A. 地球生物维持生命活动所必需的物质
B. 地球生物体的基本元素
C. 绿色植物进行光合作用的原料和吸收地面辐射对地面起保温作用
D. 吸收紫外线，保护地球生物
C
[解析] 二氧化碳的作用主要是为绿色植物进行光合作用提供原料，并吸收地面辐射对地面起保温作用。
2. 近300年来，二氧化碳含量增加的原因主要是( )
①化石燃料的燃烧
②大气成分的化学反应
③人口增加，呼出的二氧化碳增长
④毁林导致森林面积减小
A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ①④
D
[解析] 近300年来，随着工业革命的开始，人们大量使用煤炭、石油等化石燃料，排放大量的二氧化碳，同时大面积毁林导致森林面积减小，因光合作用消耗的二氧化碳减少，最终导致大气中二氧化碳含量大幅增加。
读图，完成下面两题。
1987年南极哈雷湾上空臭氧层总量变化
3. 臭氧集中分布在( )
A. 对流层 B. 平流层 C. 高层大气 D. 大气上界
B
4. 有关臭氧层被破坏的说法，正确的是( )
A. 臭氧层被破坏，到达地面的太阳辐射减少，地球上热带范围扩大
B. 人类使用冰箱、空调会释放大量氟氯烃化合物，从而造成臭氧层空洞
C. 臭氧主要分布在近地面的对流层，易被破坏
D. 臭氧层空洞的出现，会改变世界各地区的降水和干湿状况
B
[解析] 臭氧集中分布在平流层。臭氧层被破坏将使到达地面的太阳辐射增加。臭氧层被破坏的原因是制冷剂的大量使用，使大气中的氟氯烃化合物增加。臭氧层被破坏会导致到达地球表面的紫外线增加，不会改变各地区的降水。
2020年2月15日，武汉市迎来了鼠年的第一场大雪，漫天飞舞的雪花一扫笼罩在城市上空的阴霾。下表为武汉市2020年2月14—17日天气资料统计表，据此回答下面三题。
日期 天气 气温 风力
14日 多云 0~17°C 4~5级
15日 中雪 -3~4°C 5~6级
16日 多云 -3~7°C 3~4级
17日 多云 -2~12°C 1~2级
5. 15日，武汉市进入“极速制冷”模式，其成因包括( )
①风雪交加，寒风强劲
②融雪释放热量，气温低
③气温低、湿度大，体感温度低
④天气晴朗，大气逆辐射弱
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④
B
[解析] 融雪会吸收热量，大气逆辐射会起保温作用，所以②④错。
6. 17日，该地风力明显减小，其直接原因是( )
A. 气温下降，气压上升 B. 气温上升，气压下降
C. 雪过天晴，天气转好 D. 水平气压梯度力减小
D
[解析] 影响风力大小的直接原因是水平气压梯度力，水平气压梯度力减小，风力明显减小，D正确；气压上升或下降均不能表明水平气压梯度力的变化，A、B错误；雪过天晴，天气转好不属于直接原因，C错误。
7. 针对此次寒潮降温天气，武汉市应采取的防御措施不包括( )
A. 发布寒潮预警信息 B. 随时做好防寒准备
C. 停止一切户外活动 D. 抗疫帐篷防风加固
C
[解析] 寒潮到来，停止一切户外活动属过度防御，会影响正常的生产生活。
8. 阅读图文材料，回答下列问题。
材料一 地球大气热量传递与平衡图。
材料二 能被植物光合作用利用的太阳辐射，称为光合有效辐射（PAR）。下图示意1961—2007年我国年平均PAR强度的空间分布。
晴朗
（1） 霜冻灾害多发生在_______（阴天或晴朗）的夜间，这一原因与图中甲、乙、丙的_____过程有关。
丙
[解析] 本题考查大气受热过程原理的应用及影响太阳辐射的因素，考查学生获取和解读地理信息、调动和运用地理知识的能力。
（1）霜冻多发生在晴朗的夜晚，因为晴朗的夜晚大气保温作用（大气逆辐射）弱，温度下降快，气温低。图中甲表示大气对太阳辐射的反射作用，乙表示地面辐射，丙表示大气逆辐射，因此与丙过程有关。
（2） 从大气的受热过程角度说明建温室大棚生产反季节蔬菜运用的原理。
[答案] 温室大棚几乎不阻拦太阳短波辐射，但对地面长波辐射有强烈的阻拦作用，从而有效提高室内的温度，为低温季节生产反季节蔬菜提供了所需的热量。
[解析] 从大气受热过程角度分析，温室大棚几乎不阻拦太阳短波辐射，太阳辐射进入温室大棚后使地面增温，温室大棚地面以长波辐射的形式向外辐射热量，但是温室大棚对地面长波辐射有强烈的阻拦作用，从而有效提高室内的温度，为低温季节生产反季节蔬菜提供了所需的热量。
（3） 据材料二说明①地PAR值高于②地的主要原因。
[答案] 气候干旱，云量少，太阳辐射强。
[解析] 读图可知，②地位于四川盆地，阴雨天气多，太阳辐射量贫乏，PAR强度低；①地位于内蒙古高原，气候干旱，多晴天，太阳辐射量丰富，PAR强度高。
太阳墙是一项用来提供房屋采暖通风的太阳能新技术。下图为太阳墙工作原理示意图。读图，完成下面两题。
9. 图中太阳墙涉及的原理是( )
A. 风从高气压吹向低气压 B. 空气受热上升
C. 热力环流 D. 大气环流
C
[解析] 从图中可以看出太阳墙主要利用了热力环流的原理。
10. 图中气流的动力主要来自( )
A. 气压梯度力 B. 太阳辐射 C. 风能 D. 地转偏向力
B
[解析] 读图可知，气流运动的动力来自太阳辐射。
城市热岛强度是指城市中心区温度减去城市郊区温度所得数值。下图为我国某地城市中心区与郊区地表温度的季节变化图，读图完成下面两题。
11. 该地城市热岛强度最大的季节是( )
A. 春季 B. 夏季 C. 秋季 D. 冬季
B
[解析] 图中显示7、8月份城郊温差最大，故该地城市热岛强度夏季最大。
12. 城区与郊区温度存在差异的主要影响因素是( )
A. 地面状况 B. 气压分布 C. 降水量 D. 地下径流
A
[解析] 城区和郊区地面状况差异明显，吸热和散热能力不同导致温差存在。
13. 读图，完成下列问题。
穿堂风也叫过堂风，是气象学中一种空气流动的现象，是流动于建筑物内部空间的风。我国许多地区民居设计都充分考虑了穿堂风。下图为我国西南山区的传统民居穿堂风示意图。
（1） 只考虑天气状况的影响，昼夜温差最大的是( )
D
A.
B.
C.
D.
[解析] 只考虑天气状况的影响，昼夜均晴时昼夜温差最大，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，夜晚大气对地面的保温作用弱，故选D。
（2） 与“穿堂风”的形成有关的原理是( )
A. 热力环流 B. 温室效应
C. 热岛效应 D. 大气受热过程
A
[解析] 白天石质地面比有植被覆盖的地区升温快，气流上升，形成低压区，风从有植被覆盖的高压区吹向低压区，形成穿堂风。夜晚石质地面比有植被覆盖的地区降温快，气流下沉，形成高压区，风吹向有植被覆盖的地区，形成穿堂风。
（3） 图中“穿堂风”的气流运动方向是___________________________________________________________________，试比较气流流入区和流出区的气温、气压差异。
由北向南（北风）流出区：气温低、气压高。流入区：气温高、气压低。
[解析] 读图，结合指向标，图中“穿堂风”的气流运动方向是由北向南 （北风），流出区气温低、气压高；流入区气温高、气压低。
（4） 图中“石质地面”在增强穿堂风中的主要作用是( )
A. 增加地面的平整度，便于通风 B. 减少下渗，增加湿度
C. 增加房屋前后温差 D. 降低夜晚庭院温度，便于纳凉
C
[解析] 图中“石质地面”在增强穿堂风中的主要作用是增加房屋前后温差，石质地面升温快、降温也快。
（5） 假如华北地区仿照图示民居建设房屋，你认为是否合理并说明理由。
[答案] 合理：华北地区夏季气温高，利于通风降温。
不合理：华北地区冬季寒冷，不利于保温。
[解析] 说明观点，并给出对应的理由即可。第二章 地球上的大气
章末总结
体系构建
素养提升
综合思维——温室大棚
温室大棚是运用大气受热过程的原理设计的。制作大棚的材料一方面可以采光吸热，另一方面也有保持温度的作用，防止热量散失。玻璃温室就是温室大棚的一种。玻璃温室是指以玻璃做采光材料的温室。玻璃能让太阳短波辐射透射进来，使室内温度升高，而地面释放的长波辐射却只有很少一部分能穿透玻璃，从而把热量保留在温室中。玻璃温室在纬度较高和海拔较高的地区得到了广泛应用。
素养专练
1.阅读图文材料，回答下列问题。
材料一 云南香格里拉位于青藏高原东南部，海拔高，晴朗时天空湛蓝。这里太阳辐射强，但气温较低，当地居民高效利用太阳能，在房屋南侧用玻璃搭建绝热暖棚，暖棚通过通风口与内室形成循环气流，使内室增温。
材料二 香格里拉暖棚模型。
（1）分析暖棚内温度较高的原因。
（2）利用热力环流原理，阐述暖棚是怎样通过通风口1和通风口2使内室增温的。
答案：（1）太阳短波辐射可透过玻璃到达棚内，使棚内温度升高，而棚内的地面长波辐射却很难透射出去，从而使热量保存在暖棚内。
（2）暖棚内空气受热膨胀上升，内室温度低，空气冷却下沉，于是上层空气由气压高的暖棚通过通风口1向气压低的内室流动；下层空气由气压高的内室通过通风口2向气压低的暖棚流动，形成循环气流，使内室增温。
解析：（1）太阳辐射为短波辐射，可透过玻璃到达棚内，使温度升高；
棚内的地面吸收太阳辐射升温的同时向外辐射，地面辐射为长波辐射，很难透射出去，从而使热量保存在暖棚内。（2）根据大气热力环流原理分析即可。
地理实践力——等压线图中风向画法和风力比较
1.风向的画法
（1）高空风和近地面风
类型 高空风 近地面风
图示（北半球）
受力 F1（水平气压梯度力）和F2（地转偏向力）共同影响 F1（水平气压梯度力）、F2（地转偏向力）和F3（摩擦力）共同影响
风向 与等压线平行 与等压线斜交
（2）等压线图上任意一点风向的画法
第一步：在等压线图中，按要求画出过该点的等压线的切线并作垂直于切线的虚线箭头（由高压指向低压，但并非一定指向低压中心），表示水平气压梯度力的方向。
第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右（北半球）或向左（南半球）偏转30°—45°角（若为高空，则偏转90°），画出实线箭头，即为经过该点的风向。如下图所示（北半球）。
2.在等压线图上比较风力大小
（1）同一等压线图上，等压线密集的地方风力大；等压线稀疏的地方风力小。
（2）不同图中，相同比例尺，且相邻两条等压线图上距离相同，两条等压线数值差越大，风力越大。
（3）不同图中，若相邻两条等压线数值、图上距离相等，则比例尺越大，风力越大。
素养专练
2.读某区域某时海平面等压线分布图，回答问题。
（1）在图中分别绘出此时北京和首尔的风向。
（2）比较上海和台北此时风力的大小，并说明原因。
答案：（1）北京为东北风，首尔为东南风（具体见下图）。
（2）上海风力比台北大。因为上海附近等压线密集，水平气压梯度力大。
3第2课时 大气热力环流和大气的水平运动
课标解读 课标要求 素养达标
运用示意图等，说明大气热力环流原理，并解释相关现象。 1.绘制并运用热力环流示意图，说明热力环流原理，并解释相关现象。（地理实践力） 2.能在实际的海平面气压分布图上判断各地大气受力特点，判断各地风向和风力，并说明一般规律。（地理实践力）
自主学习·必备知识
基础预习
大气运动
类型 表现 影响
垂直运动 气流上升气流下沉 大气中热量和水汽的输送，以及各种天气变化，都是通过大气运动实现的
水平运动 风
1.热力环流及其特征
（1）概念
由于地面① 冷热不均 而形成的空气环流，是大气运动最简单的形式。
（2）形成过程
Ⅰ.A地受热较多，空气膨胀上升，近地面空气密度减小，形成② 低气压 ；D处空气聚积，密度增大，形成高气压。
Ⅱ.B、F地受热较少，空气收缩下沉，近地面空气密度增大，形成③ 高气压 ；C、E处空气密度减小，形成低气压。
Ⅲ.水平运动：在同一水平面上，空气由④ 高气压处 流向⑤ 低气压处 ，大气的水平运动即是风。
2.大气的水平运动——风
（1）风形成的过程
（2）风形成的原因
Ⅰ.直接原因：⑥ 水平气压梯度力 。
Ⅱ.根本原因：地面受热不均。
（3）三种作用力
作用力 特点
A 水平气压梯度力 ⑦ 垂直 于等压线，并由高压指向低压，是形成风的直接原因
B ⑧ 地转偏向 力 始终与风向垂直，使风向在北半球⑨ 右 偏，在南半球左偏
C 摩擦力 与风向相反，可⑩ 降低 风速
自我诊断
1.判断下列说法的正误。
（1）海陆热力性质差异是热力环流形成的根本原因。( )
（2）大气运动都是由气压高的地方流向气压低的地方。( )
（3）垂直方向上的气压值总是近地面大于高空。( )
答案：（1）×
解析：（1）热力环流形成的根本原因是地面受热不均。
答案：（2）×
解析：（2）大气运动在水平方向上是由气压高的地方流向气压低的地方，在垂直方向上受热上升，遇冷下沉。
答案：（3）√
解析：（3）气压是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。越靠近地面，空气柱越长，越远离地面，空气柱越短，所以垂直方向上的气压值总是近地面大于高空。
读高空风向示意图，完成下面两题。
2.关于图中箭头的含义，说法正确的是( )
A.甲—水平气压梯度力
B.乙—地面摩擦力
C.甲—风向
D.丙—地转偏向力
答案：A
解析：由图可知，甲垂直于等压线，并由高压指向低压，表示水平气压梯度力；高空不受地面摩擦力的影响，风向与等压线平行，丙表示风向，乙表示地转偏向力。
3.此图表示的半球是( )
A.东半球B.西半球
C.南半球D.北半球
答案：D
解析：由图可知，风向相对水平气压梯度力右偏，据此判断此图表示北半球。
互动探究·关键能力
探究主题一 热力环流和大气的水平运动
探究活动一 热力环流的形成与应用
1.阅读情境，探究下列问题。
在一个长、宽、高分别是2米、1米和1米，且六面都封闭的透明玻璃箱内，底面两侧分别放置一个电炉（有导线连到箱外）和一大盆冰块。在玻璃箱顶面中部的内壁贴一张下垂的纸片A，在玻璃箱底面中部的内壁贴一张竖立的纸片B（如下图所示）。在电炉通电一段时间之后，根据纸片A、B的偏动情况，可以模拟验证某一地理原理。
（1）在电炉通电一段时间之后，纸片A、B是如何偏动的？试解释纸片A、B偏动的原因。
（2）该实验验证的原理是什么？简述其形成过程。
答案：（1）偏动方向：A向右偏，B向左偏。
原因：玻璃箱顶部水平气流由左向右运动，玻璃箱底部水平气流由右向左运动。
（2）热力环流。电炉通电后，玻璃箱左侧底部空气受热膨胀上升，底部气压变低，上升气流在玻璃箱左侧顶部聚集，形成高气压；玻璃箱右侧底部空气因冰块冷却而收缩下沉，底部气压变高，顶部空气密度减小，形成低气压；这样底部水平气流就由气压较高的右侧流向左侧，顶部水平气流就由气压较高的左侧流向右侧。
探究活动二 大气的水平运动——风
2.阅读情境，探究下列问题。
风
[唐]李峤
解落三秋叶，能开二月花。
过江千尺浪，入竹万竿斜。
这首诗抓住叶、花、江、竹在风力作用下的变形现象，间接表现了风的力，也表达了诗人对大自然的敬畏之情。
（1）风是如何形成的？
（2）结合日常观察，思考诗中所写的风在“过江千尺浪，入竹万竿斜”时，风速会有何变化？
答案：（1）由于水平方向上存在气压差异，产生了气压梯度力，促使空气由气压较高处向较低处运动，由此形成了风。
（2）当风过江时，风速较大，但当风吹过竹林时，风速会降低。
知能整合
一、热力环流
1.热力环流的形成过程：地面冷热不均→大气垂直运动→水平气压差→大气水平运动。
2.热力环流中的三大关系
（1）温压关系
注：气压高低指的是同一水平高度的气压做比较。
（2）风压关系：水平方向上，大气从高压区向低压区做水平运动。（如上图中A、B处风向所示）
（3）等压面的凹凸关系
Ⅰ.受热地（甲地）：近地面下凹、高空上凸。
Ⅱ.冷却地（乙地）：近地面上凸、高空下凹。
3.常见热力环流
热力环流是一种最简单的大气运动形式。海陆热力性质不同、山谷和山坡受热不均、人类活动等都可能导致热力环流的形成。具体分析如下：
（1）海陆风
形成 滨海地区白天陆地升温快，空气膨胀上升，陆地上近地面形成低压，风由海洋吹向陆地，形成海风 晚上陆地降温快，空气收缩下沉，陆地上近地面形成高压，风由陆地吹向海洋，形成陆风
影响 海陆风使滨海地区气温日较差减小，降水增多
（2）山谷风
形成 白天山坡比山谷升温快，空气沿山坡上升，形成谷风 夜晚山坡比山谷降温快，空气沿山坡下沉，形成山风
影响 在山谷和盆地常因夜间冷的山风吹向谷底和盆底，使谷底热空气抬升，在山谷和盆地内形成逆温层，阻碍空气的垂直运动，易造成大气污染
（3）城市热岛环流
形成 由于市区居民生活、工业和交通工具释放大量的人为热量，导致市区气温高于郊区，形成“城市热岛”，引起空气在市区上升，在郊区下沉，近地面风由郊区吹向市区，在市区与郊区之间形成城市热岛环流
影响 一般将绿化带布局在气流下沉处及城市热力环流内，而将卫星城或污染较重的工厂布局在城市热力环流之外
二、大气的水平运动
1.风的运动过程主要受三个力的共同影响，其分别对风速、风向的影响可总结如下表
作用力 水平气压梯度力 地转偏向力 摩擦力
图示
方向 始终与等压线垂直，由高压指向低压 始终与风向垂直 始终与风向相反
大小 单位距离气压差越大，水平气压梯度力越大 其大小随纬度增加而增加，赤道上为零 其大小与下垫面性质有关。下垫面越粗糙，起伏越大，摩擦力越大;反之越小
对风速的影响 水平气压梯度力越大，风速越大 不影响风速的大小 使风速减小
对风向的影响 使风向由高压指向低压 北半球使风向右偏，南半球使风向左偏，赤道上无偏转 在近地面与其他两力共同作用下，风向与等压线斜交
备注 形成风的直接原因 无风无此力 无风无此力
2.高空风与近地面风
高空风：受水平气压梯度力和地转偏向力影响，风向平行于等压线。
近地面风：受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力影响，风向与等压线斜交。
3.风向表示方法
素养培育
综合思维
读图，回答下面三题。
1.如果此图为“热力环流侧视图”，则下列说法正确的是( )
A.引起热力环流的原因是地面冷热不均
B.温度：a>b>c>d
C.热力环流是大气运动最复杂的形式
D.气压：d>a>b>c
答案：A
解析：热力环流是由于地面冷热不均而形成的空气环流，A正确。海拔越高气温越低，则a、b气温高于c、d，b气流上升，气温高，a气流下沉，气温低，则b气温高于a；而根据温度垂直递减率可知，c气温高于d。即气温b>a>c>d，B错误。热力环流是大气运动最简单的形式，C错误。高度越高气压越低，则a、b气压大于c、d；b气流上升，气压低，a气流下沉，气压高，在水平方向上气流由高压流向低压，则气压a大于b，同一地点近地面气压与高空相反，气压c大于d，即气压a>b>c>d，D错误。故选A。
2.如果此图是“城市热岛环流侧视图”，在f处进行植树造林，对城市空气起到的作用是( )
A.增温和增湿B.净化和增温
C.净化和增湿D.减湿和降温
答案：C
解析：a大气下沉形成高压，为郊区，b大气上升形成低压，为城市，城郊之间建绿化带，可吸附尘埃，有净化作用，植物蒸腾释放水汽即为增湿作用。故选C。
3.如果此图表示的是“山谷风示意图”，那么上升气流g表示的可能是( )
①白天的谷地②白天的山坡
③夜晚的谷地④夜晚的山坡
A.①②B.②③C.③④D.①④
答案：B
解析：由所学知识可知，白天吹谷风，夜晚吹山风。图中g为大气上升，则b温度高。而在山谷风中，白天山坡温度高，夜晚山谷温度高，故上升气流g表示的可能是白天的山坡或夜晚的谷地。故选B。
下图示意某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①—⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。读下图，回答下面两题。
4.若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为( )
A.⑥或⑦B.②或⑥
C.④或⑧D.③或④
答案：A
解析：由于PM>PN，可推知⑤为水平气压梯度力，因是北半球，所以风向相对于水平气压梯度力向右偏，若是近地面，则偏转为⑥风向，若为高空，则偏转为与等压线平行的⑦风向。
5.若此图表示高空等高面，PMA.③或④B.②或⑧
C.③或⑦D.⑥或⑦
答案：C
解析：在高空风向与等压线平行，若在北半球则为③风向，若在南半球则为⑦风向。
探究主题二 气压分布图的判读
探究活动 等压线图上风向的判断
阅读情境，探究下列问题。
2013年浙江省余姚经历“水火两重天”的气象灾害。8月持续高温，10月严重水灾。下图表示10月7日台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，浙闽两省部分地区海平面等压线图。
（1）判断台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，福鼎的风向，比较此时它与余姚的风力并说明原因。
（2）判断台风“菲特”在山海之城福鼎登陆时，余姚的风向，并画出该地风向。
答案：（1）风向：西北风。
风力大小与比较：福鼎风力比余姚大。福鼎所在区域等压线密集，水平气压梯度力大，风力大。
（2）风向：偏南风。绘图（略）。
知能整合
一、等压线图的判读
图1 气压场类型图
图2 亚洲东部某日某时地面气压等值线图
图3 北美某地区某日等压线图
1.判读气压形式
（1）低压中心（如图1中乙处）：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压低（中心为上升气流）。
（2）高压中心（如图1中甲处）：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高（中心为下沉气流）。
（3）高压脊（如图1中丙处）：高气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫脊线。
（4）低压槽（如图1中丁处）：低气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫槽线。
（5）鞍：两个低压和两个高压交汇处，其气压值比高压中心低，比低压中心高。
2.判断风向
首先明确是高空还是近地面及气压高低；其次确定气压梯度力的方向；最后根据南、北半球画出偏向风（如图2中A地吹偏南风）。
3.判断风力（风速）大小
（1）等压线密集—水平气压梯度力大—风力大（如图3中乙地）。
（2）等压线稀疏—水平气压梯度力小—风力小（如图3中甲地）。
4.判断季节
（1）夏季（北半球7月、南半球1月）：大陆内部一般为低压。
（2）冬季（北半球1月、南半球7月）：大陆内部一般为高压。
5.判断南、北半球
（1）风向在水平气压梯度力的右侧——北半球。
（2）风向在水平气压梯度力的左侧——南半球。
二、等压面图的判读
1.等压面图的基本规律
（1）随着海拔的升高，等压面数值越来越小，如图甲中等压面数值①>②>③。
（2）地面冷热均匀时，等压面与地面平行，即与等高面一致，如图甲。
（3）地面冷热不均时，等压面发生弯曲，如图乙和图丙。
（4）高压处的等压面向高空凸，如图丙中B、C处；低压处的等压面向近地面凹，如图丙中A、D处。即“凸高凹低”。
（5）近地面和高空等压面的凸向相反，如图乙中A与C、B与D。
（6）图乙中A、B、C、D四地气压高低为B>A>C>D，四地气温高低为A>B>C>D。
2.等压面图的判读
以等压面为背景，结合气压的分布规律，等压面图有以下三个重要用途：
（1）判断气压高低
Ⅰ.比较同一地点在不同高度上的气压值
判断依据：由近地面向高空，气压值递减，如图中PA>Pa>Pc，PB>Pd>Pb。
Ⅱ.比较同一水平面上不同点的气压值
判断依据：等压面高凸低凹，如Pa>Pb。
近地面与高空气压相反，如： PB>PA。
（2）判断近地面的气温高低
判断依据：近地面温压相反，如PA低 TA高，PB高 TB低（A地热，B地冷）。
（3）判断下垫面性质
Ⅰ.判断陆地与海洋、季节或月份
判断依据：夏季，陆地比海洋更热，形成低压；冬季，陆地比海洋更冷，形成高压。
例如，若上图为北半球7月份图 北半球为夏季 近地面气压低的为陆地，则Pa高 PA低 A为陆地，B为海洋；若图中B为陆地，则Pb低 PB高 TB低 陆地冷，为冬季 为南半球7月份或北半球1月份。
Ⅱ.判断城区与郊区
判断依据：城区是热岛，气温高。例如，上图中Pa高 PA低 TA高（A地热） A为城区。
Ⅲ.判断绿地与裸地
判断依据：绿地同海洋，裸地同陆地。
素养培育
综合思维
读北半球某区域近地面等压线分布图，回答下面两题。
1.图中①②③④四个箭头中，正确表示风向的是( )
A.①B.②C.③D.④
答案：C
解析：图示区域位于北半球，风向应该是在水平气压梯度力的基础上右偏而形成，而水平气压梯度力应由高压指向低压，所以图中③正确。
2.图中①②③④四处风力最大的是( )
A.①B.②C.③D.④
答案：C
解析：在同一幅等压线分布图上，等压线越密集的地方，水平气压梯度力越大，风力就越大。结合图示信息可知，③处等压线最密集。
下图表示某地近地面与高空气压状况（热力原因形成），读图回答下面两题。
3.与M地相比，N地( )
A.气温高、气压低
B.气温低、气压高
C.气温高、气压高
D.气温低、气压低
答案：B
解析：结合图示信息，N地等压面向高空弯曲，说明其比同一水平面上的M地气压高。根据热力环流形成原理即可推知，与M地相比N地气温低、气压高。
4.若图示地区位于北半球，则M、N两地间的风向是( )
A.东南风
B.西北风
C.西南风
D.东北风
答案：A
解析：根据上题分析，M、N两地之间水平气压梯度力由N地指向M地，即近地面大气由东向西运动，在运动过程中受地转偏向力作用向右偏转形成东南风。
随堂巩固·自我测评
1.关于气压、高度、温度三者关系的叙述，正确的是( )
①气压随高度的增加而降低
②近地面气温高的地方，形成高气压
③近地面气温高的地方，形成低气压
④空气总是由高气压区流向低气压区
A.①②B.③④
C.①③D.②④
答案：C
解析：气压和气温都随高度的增加而降低，①正确；近地面气温高的地方，气流受热膨胀上升，近地面形成低气压，②错误，③正确；水平方向上，空气由高气压区流向低气压区，④错误。
读某地高空和近地面等压面分布图，完成下题。
2.图中气流方向表示正确的是( )
A.a→eB.b→c
C.f→gD.f→b
答案：C
解析：根据图中近地面和高空的等压面分布可知，a处等压面上凸，为高压，大气收缩下沉，气流从e处流向a处；c处等压面上凸，为高压，气流从g处流向c处；b处等压面下凹，为低压，b处气流膨胀上升至f处；水平气流都应从高压区流向低压区，近地面气流应由a处、c处流向b处；高空水平气流从f处分别流向g处、e处。
大气的水平运动就是风，风的形成受多种因素的影响，不同条件下，风向和风速都是不同的。读图，回答下面两题。
3.图中只影响风向而不影响风速的力是( )
A.只有③B.①和②
C.②和③D.①和④
答案：A
解析：读图可知，①由高压指向低压，垂直于等压线，为水平气压梯度力，②为①和③的合力方向，由高压指向低压，斜穿等压线，为风向，③与风向垂直，为地转偏向力，④与风向相反，为摩擦力。水平气压梯度力决定风的强度（风速）与初始方向，摩擦力影响风速（削弱作用），地转偏向力在风生成后影响风向。所以③只影响风向而不影响风速。
4.一架飞机在南半球高空中自东向西飞行，如果飞机是顺风飞行，则高压在飞行员的( )
A.南侧B.北侧
C.东侧D.西侧
答案：A
解析：南半球高空风在水平气压梯度力方向的基础上向左偏转成与等压线平行的风，如果飞机是顺风飞行，则高压在飞行员的左侧，由于飞机是自东向西飞行，故高压位于南侧。故选A。
实践活动·科学探知
模拟热力环流的过程
设计意图：通过对热力环流的过程进行模拟，有利于加深对热力环流原理的理解，更快掌握热力环流的实例，即城郊风、山谷风、海陆风。
具体步骤如下：①将一盆黄沙和一盆茂密的草皮分别放在长方形玻璃缸的两端；②用保鲜膜把玻璃缸上部开口处盖严；③将玻璃缸放置在室外太阳底下；④十几分钟后，将一束香点燃，插入玻璃缸内。
（1）请在上图中用“→”绘出烟雾的飘动方向。
（2）若下图中的虚线表示放置在室外之前玻璃缸内顶部和底部的等压面，请用实线分别绘制上述热力环流形成后玻璃缸内顶部和底部的等压面。
（3）分析该实验说明的原理。
答案：（1）图略（顺时针方向）。
（2）
（3）该实验说明了黄沙升温快，草皮升温慢，地面冷热不均形成热力环流。
16第一节 大气的组成和垂直分层
课标解读 课标要求 素养达标
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 1.认识大气组成与人类生产、生活的联系，注重对大气的保护。（人地协调观） 2.运用图表等资料，说明大气的垂直分层及其与人类生产、生活的联系。（综合思维）
自主学习·必备知识
基础预习
一、大气的组成
1.大气的组成
（1）低层大气的组成：① 干洁空气 、水汽和杂质。
（2）干洁空气的主要成分及其主要作用。
主要成分 主要作用
氧 氧是人类和其他生物维持② 生命活动 所必需的物质
氮 氮是地球上生物体的基本元素
二氧化碳 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高
臭氧 臭氧能够吸收太阳光中的③ 紫外线 ，减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用
（3）水汽和杂质：是④ 成云致雨 的必要条件，影响天气变化。
2.人类活动对大气成分的改变及影响
人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生⑤ 大气污染 ，对生态系统和人类生存造成不利影响。
二、大气的垂直分层
1.划分依据：大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。
2.大气垂直分层示意图
（1）对流层(a)
Ⅰ.高度：对流层的高度因⑥ 纬度 而异。低纬度地区为17—18千米，高纬度地区仅为8—9千米。
Ⅱ.特征
A.气温随高度升高而降低。大约每上升1000米温度降低6℃。
知识拓展 对流层气温一般随高度升高而降低，但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率的现象，这种现象我们称为“逆温”。
B.空气以⑦ 对流运动 为主。
C.天气现象复杂多变。
（2）平流层(b)
Ⅰ.范围：对流层顶部至50—55千米高空。
Ⅱ.特征
A.气温随海拔升高而⑧ 升高 。这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。
B.空气以平流运动为主。
C.无云雨现象，能见度好。
Ⅲ.臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“⑨ 地球生命的保护伞 ”。
（3）高层大气(c)
Ⅰ.范围：平流层以上的大气。
Ⅱ.特征
A.自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温先随海拔升高而⑩ 降低 ，随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度随海拔升高持续上升。
B.存在电离层，能反射无线电波。
C.空气密度很小。
自我诊断
1.低层大气中除了干洁空气外，主要还有( )
A.臭氧(O3)B.氨气(NH3)
C.甲烷(CH4)D.水汽和杂质
答案：D
解析：低层大气是由干洁空气、水汽和悬浮在大气中的杂质三部分组成的，其中主要的是干洁空气。
2.2010年冰岛多次发生火山喷发，严重影响了欧洲的航空运输业。这主要是由于火山灰进入了大气的( )
A.对流层和高层大气B.平流层和高层大气
C.对流层和平流层D.平流层
答案：C
解析：飞机起飞后，首先进入的是对流层，随着飞行高度的升高，进入平流层，这里空气以平流运动为主，利于飞机飞行。此次火山喷发，影响了航空运输业，表明火山灰进入了对流层和平流层。
下图为“地球大气的垂直分层图（部分）”，读图完成下面三题。
3.图中能正确表示大气层气温垂直变化规律的曲线是( )
A.①B.②C.③D.④
答案：A
解析：根据图中大气层的高度为12-50km，可知其为平流层；平流层存在臭氧层，可以通过吸收紫外线增温，平流层下层气温随高度增加变化的幅度很小，在30km以上，气温随高度增加而迅速上升，曲线①符合该特征。
4.决定图中大气层气温垂直变化的因素是( )
A.地面辐射B.二氧化碳
C.臭氧D.人类活动
答案：C
解析：平流层中的臭氧大量吸收紫外线使大气增温。
5.下列关于图中大气层的叙述，正确的是( )
A.顶部与底部的气温差值约为55℃
B.有电离层，对无线电通信有重要作用
C.天气晴朗，对流旺盛，利于高空飞行
D.上部冷、下部热，空气以对流运动为主
答案：A
解析：读图可知，平流层顶部与底部的气温相差约55℃。电离层位于高层大气。平流层空气上部热、下部冷，空气以平流运动为主，利于高空飞行。
互动探究·关键能力
探究主题 大气的组成和垂直分层
探究活动一 大气的组成及其变化
1.阅读情境，探究下列问题。
中新网北京2020年1月3日电，“亚马孙森林火灾”入选中国气象局“2019年国外十大天气气候事件”。
2019年8月，亚马孙地区森林大火多发且持续燃烧，过火面积超过100万公顷。科学家发现，亚马孙森林的熊熊大火已在地球大气层上留下了深刻的痕迹，严重影响了大气质量。火灾烧毁的森林释放出大量的二氧化碳和许多其他污染物，改变了大气成分。科学家通过卫星搭载最先进的Tropomi仪分析后得知，火灾区域大气中含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体，这些是影响人体健康的有害气体。
（1）说出亚马孙地区低层大气的组成成分。
（2）亚马孙地区森林火灾对当地大气成分的改变有哪些？
（3）说明亚马孙地区森林火灾改变大气成分，可能对人类造成哪些不利影响？
答案：（1）水汽、杂质、干洁空气。
（2）二氧化碳浓度增加；含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体。
（3）二氧化碳浓度增加，会使大气保温作用增强，导致全球气候变暖，引发全球自然环境变化。二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体，使自然环境发生变化，大气中污染性气体增加，危害人体健康，影响人们的生产生活。
探究活动二 大气的垂直分层
2.阅读情境，探究下列问题。
情境一 2012年10月14日，奥地利“坠落人”菲利克斯·鲍姆加特纳，从高度约39000m的氦气球携带的太空舱中跳下。他配备的宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充有加压氮气，头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。
情境二 大气垂直分层示意图。
（1）太空舱处于大气的哪一层？指出这一层大气运动的特点。
（2）根据情境二总结气温在垂直方向上的变化规律。
答案：（1）平流层；以水平运动为主。
（2）对流层大气气温随海拔升高而降低；平流层大气气温随海拔升高而升高；高层大气气温先随海拔升高而降低，后随海拔升高而升高。
知能整合
一、大气的组成
1.大气的主要组成成分及其作用
组成成分 体积 作用
干洁空气 氮气 干洁空气成分体积分数（25千米以下） 78% 氮是地球生物体内蛋白质的重要组成部分；是地球上生物体的基本元素
氧气 21% 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；具有氧化作用
二氧化碳 很少 是绿色植物进行光合作用的基本原料，能影响地面温度
臭氧 极少 能大量吸收紫外线，使生物免受过多紫外线的伤害
水汽 很少，因时因地而异 水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接影响地面和大气的温度
固体杂质 作为凝结核，是成云致雨的必要条件，影响大气的温度和质量
2.人类活动引起大气成分的变化
由人类活动造成的大气的成分和含量变化已导致大气污染，并造成了全球性的大气环境问题。
二、各层大气主要特点以及与人类的关系
垂直分层 范围 主要特点 与人类的关系
对流层 低纬上界高度17-18km； 中纬上界高度10-12km； 高纬上界高度8-9km ①气温随高度升高而降低 ②空气垂直对流运动显著 ③天气现象复杂多变，云、雨、雪、雾现象多发生在该层 与人类关系最密切
平流层 对流层顶部至50-55km高空 ①气温随高度增加而上升 ②空气以平流运动为主，气流平稳 ③天气晴朗 因天气晴朗、气流平稳，适合航空飞行
高层大气 平流层顶到大气上界 在80-500km高空，有若干电离层，电离层大气处于高度电离状态 电离层对无线电通信有重要作用
特别提醒 低纬度地区热量丰富，对流旺盛，对流层上界所达高度就高。
素养培育
综合素养
下图为大气垂直分层示意图，读图回答下面两题。
1.图中正确表示大气层气温变化的曲线是( )
A.①B.②C.③D.④
答案：B
解析：对流层大气气温随海拔升高而降低，平流层大气气温随海拔升高而升高，高层大气气温先随海拔升高而降低再随海拔升高而升高，所以是曲线②。
2.下列关于Ⅰ、Ⅱ两层的正确说法是( )
A.Ⅰ层上部热、下部冷，空气以对流运动为主
B.Ⅱ层上部热、下部冷，空气以对流运动为主
C.Ⅰ层上部冷、下部热，空气以对流运动为主
D.Ⅱ层上部冷、下部热，空气以对流运动为主
答案：C
解析：Ⅰ层是对流层，上部冷、下部热，空气以对流运动为主。
3.阅读材料，分析下列问题。
地球形成之初，大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧气，如今大气的成分是地球长期演化的结果，一般短时间内不会有明显变化。但是随着人类生产、生活等一系列活动产生的大量污染物进入大气，改变了大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成了不利影响。
（1）现在大气的主要成分有哪些？说明其主要作用。
（2）举例说明人类活动对大气成分的影响，并分析由此带来的环境问题。
答案：（1）干洁空气（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧等）、水汽和杂质。氮是地球上生物体的基本元素；氧是人类和其他生物维持生命活动必需的物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并且能吸收地面辐射，对地面起着保温作用；臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球上生物免受其伤害；水汽能产生云、雨、雾、雪等天气现象，伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度；杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
（2）人类排放大量二氧化碳，导致全球气候变暖；人类排放大量二氧化硫，导致酸雨发生；人类大量使用制冷剂，导致大气中含有大量氟氯烃，造成南极臭氧层空洞；等。
随堂巩固·自我测评
大气圈是地球最外部的气体圈层。据此回答下面两题。
1.地球的大气圈( )
①由包围着地球的气体和悬浮物质组成
②主要成分是氧和二氧化碳
③与其他圈层之间没有联系
④低层大气的主要成分是氮和氧
A.①②B.②③C.③④D.①④
答案：D
解析：地球的大气圈由气体和悬浮物质组成，①正确；二氧化碳在地球大气中的含量很小，②错误；大气圈和其他圈层之间进行着物质迁移和能量交换，③错误；低层大气中的干洁空气，主要成分是氮和氧，低层大气中的水汽和杂质含量很少，④正确。故选D项。
2.关于大气成分及其作用的叙述，正确的是( )
①二氧化碳对地面有保温作用
②水汽和杂质影响着天气变化
③二氧化碳是光合作用的基本原料
④臭氧能大量吸收太阳光中的红外线
A.①②③B.①③④
C.①②④D.②③④
答案：A
解析：臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线，排除④。
3.对流层的厚度会因纬度和季节的不同而发生变化。北京一年中对流层最厚的季节是( )
A.春季B.夏季C.秋季D.冬季
答案：B
解析：对流层是大气圈的最底层，是以对流运动为主的大气层。夏季地面受热多，气温高，大气对流运动最旺盛，因此对流层最厚。
读“地球大气的垂直分层（部分）示意图”，回答下面两题。
4.从大气垂直分层看，图示大气层是( )
A.低纬度的对流层
B.中纬度的平流层
C.高纬度的对流层
D.高纬度的平流层
答案：B
解析：图示大气层从12千米高空向上气温逐渐升高，故图示大气层是中纬度的平流层，B正确。
5.该层大气( )
A.随高度增加，温度增幅变小
B.能够大量吸收紫外线长波辐射
C.以水平运动为主，有利于飞机飞行
D.在强烈的太阳辐射作用下，呈电离状态
答案：C
解析：由上题知，该层大气是平流层。该层大气下层气温随高度变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速上升，能够大量吸收紫外线短波辐射。高层大气有若干电离层，电离层大气呈电离状态。平流层大气以水平运动为主，有利于飞机飞行，C正确。
实践活动·科学探知
1.气温的垂直变化
（1）有条件的学校，选择一座合适的山地，准备便携式海拔测量仪、温度计、罗盘仪等，学生分成不同小组，在相同时间、不同海拔测量当地温度。
（2）几个小组在四个时间测量温度，并把测量数据填入下表。
海拔（米） 温度
10：00 12：00 14：00 16：00
200
400
600
800
（3）根据表中数据，总结山地气温随高度的变化规律，并计算气温垂直递减率。
答案：山地温度随高度升高而降低。大约每升高100米温度降低0.6℃。
10第1课时 大气的受热过程和大气对地面的保温作用
课标解读 课标要求 素养达标
运用示意图等，说明大气受热过程原理，并解释相关现象。 1.能够运用大气的受热过程原理解释相关地理现象。（综合思维） 2.能够运用示意图、模拟实验等，说明大气受热过程。（地理实践力）
自主学习·必备知识
基础预习
一、大气的受热过程
1.大气热量的两个来源
来源 特点
a ① 太阳短波辐射 是地球大气② 最重要 的能量来源； 太阳辐射在传播过程中，小部分被大气③ 吸收 或④ 反射 ，大部分到达地球表面
b ⑤ 地面长波辐射 近地面大气⑥ 主要 的、⑦ 直接 的热源； ⑧ 对流 层大气热量的主要来源； 大气对地面长波辐射吸收⑨ 较多
2.大气吸收热量的过程
⑩ 太阳辐射 长波
（1）地面增温：大部分 太阳辐射 能够透过大气射到地面，使地面增温。
（2）大气增温：地面被加热，并以 地面长波 辐射的形式向大气传递热量。
二、大气对地面的保温作用
1.a是到达地球 大气上界 的太阳辐射。
2.b是地面吸收太阳辐射后形成的 地面 辐射，它属于 长 波辐射。
3.c是 大气逆 辐射， 大气 辐射除一小部分向上射向宇宙空间外，大部分向下射向地面，其方向与 地面 辐射方向相反。其把热量传给地面，在一定程度上补偿了地面辐射散失的热量，对地面起到 保温 作用。
◆特别提醒 大气的两个作用：削弱作用和保温作用
削弱作用：主要表现为反射和选择性的吸收、散射。
保温作用：大气逆辐射。
自我诊断
1.判断下列说法的正误。
（1）日出前的黎明和日落后的黄昏天空仍然明亮是大气的反射作用。( )
（2）白天多云的天气比晴朗的天气气温低，是因为多云的天气，大气对太阳辐射的削弱作用较强。( )
（3）“高处不胜寒”是由于高处空气稀薄，吸收的太阳辐射少，所以气温较低。( )
（4）大气逆辐射是把热量还给地面，补偿地面辐射损失的热量，对地面起保温作用。( )
（5）全球气候变暖将导致大气吸收的地面辐射增多。( )
（6）大气对地面的保温作用只在夜晚发生。( )
答案：（1）×
解析：（1）黎明和黄昏时分天空仍然明亮是由于散射作用。
答案：（2）√
解析：（2）云层对太阳光具有很强的反射作用，因此白天多云的天气，大气对太阳辐射的削弱作用较强，气温低。
答案：（3）×
解析：（3）地面长波辐射是近地面大气主要的，直接的热源，高空空气稀薄，吸收的地面辐射较少，大气逆辐射弱，保温效果弱，故“高处不胜寒”。
答案：（4）√
解析：（4）根据大气逆辐射的定义即可得出结论。
答案：（5）×
解析：（5）当温室气体如二氧化碳增多时，则近地面大气会吸收更多的地面长波辐射，从而产生更多的大气逆辐射，对地面保温作用更强，故地面温度更高。由此可见大气吸收的地面辐射增多是全球气候变暖的原因，而题干中因果颠倒，故说法错误。
答案：（6）×
解析：（6）大气对地面的保温作用一直都有，只是夜晚较明显。
互动探究·关键能力
探究主题一 大气的受热过程
探究活动 大气的削弱作用和保温作用
阅读情境，探究下列问题。
2020年12月17日1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，探月工程嫦娥五号任务取得圆满成功。移民月球一直是人类的梦想，但“月球移民”难度依然较大，这是因为月球表面昼夜温差很大，白天阳光垂直照射的地方温度高达127°C，而夜晚温度可降到-183°C。
（1）为什么月球上的气温变化如此剧烈，而地球上的气温比较稳定呢？
（2）运用大气的受热过程原理，分析撒哈拉沙漠昼夜温差大的原因。
答案：（1）月球上没有大气层，不能调节昼夜温差。地球上有大气层，白天大气削弱太阳辐射，使到达地面的太阳辐射较少，温度上升缓慢；夜晚大气逆辐射对地面有保温作用，使地面温度下降缓慢。
（2）撒哈拉沙漠晴天多，白天大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高；夜晚大气逆辐射弱，保温作用弱，气温低，故昼夜温差大。
知能整合
一、大气的受热过程
1.两个热源
（1）地球大气最重要的能量来源：太阳辐射。
（2）近地面大气主要的、直接的热源：地面长波辐射。
2.大气受热过程及保温作用
过程 形成机制 热量来源
太阳暖大地 太阳辐射在传播过程中，小部分被大气吸收或反射，大部分被地面吸收，使地面增温 太阳辐射是地面的直接热源
大地暖大气 地面大量吸收太阳辐射而增温，形成地面辐射，向外辐射能量。其中，极少部分射向宇宙空间，绝大部分被大气吸收，使大气增温 地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源
大气还大地 大气增温后形成大气辐射，少部分能量射向宇宙空间，大部分向下射向地面，成为大气逆辐射。它把大部分热量还给地面，对地面起到保温作用 通过大气逆辐射，把热量还给地面
核心归纳：太阳辐射→地面吸收→地面增温→地面辐射→大气吸收→大气增温→大气辐射、大气逆辐射
二、大气受热过程关联图的判读
1.理清关联图反映出来的信息
（1）太阳辐射是地球最主要的能量来源。
（2）大气对太阳辐射的削弱作用主要表现为大气对太阳辐射的吸收作用、反射作用和散射作用。
（3）大气“透明”（直接吸收太阳辐射少），所以大部分太阳辐射可以到达地面。
（4）地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源（因水汽、二氧化碳大量吸收地面辐射）。
（5）大气逆辐射将热量还给地面，起到了保温作用。
2.判断关联图中各箭头的含义及地理意义
（1）由太阳指向地面的箭头为太阳辐射，通过该过程将太阳辐射转变为地面辐射，将短波辐射转变为长波辐射。
（2）由地面指向大气的箭头为地面辐射，通过该过程将地面辐射转变为大气辐射，地面辐射和大气辐射都是长波辐射。同时该过程也说明了地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
（3）由大气指向地面的箭头为大气逆辐射，通过该过程，大气将地面辐射的一部分又返还给地面，起到保温作用。
（4）由大气指向宇宙空间的箭头为大气辐射。
3.明确大气保温作用强弱的影响因素
对流层大气中水汽和温室气体（二氧化碳为主）的含量越大，对地面辐射吸收的强度越大，大气温度就越高，大气逆辐射就越强。因此天空中的云层和烟雾对大气逆辐射的强弱影响较大，如使用烟雾防霜冻即利用了此原理。
素养培育
综合思维、地理实践力
1.我国华北地区在春播时进行地膜覆盖，可有效提高地温，保证农作物的正常发芽生长，其主要原理是( )
A.减弱了地面辐射
B.增强了大气逆辐射
C.增强了太阳辐射的总量
D.增强了对太阳辐射的吸收
答案：A
解析：我国华北地区在春播时地温较低，进行地膜覆盖，可有效减弱地面辐射，以减少地面热量的散失，起到保温作用，保证农作物的正常发芽生长。故选A。
2.山东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，主要是为了( )
A.减弱地面辐射，保持地温B.反射太阳辐射，降低地温
C.反射太阳辐射，增加光效D.吸收太阳辐射，提高地温
答案：C
解析：山东的一些果农夏季在苹果树下覆盖地膜，主要是为了反射太阳辐射，增加光效，提高产品质量，C对。减弱地面辐射，降低地温不是主要目的，A、B错。夏季热量充足，不用提高地温，D错。故选C。
探究主题二 大气对地面的保温作用
探究活动 大气的削弱和保温作用
阅读情境，探究下列问题。
情境一 电视剧《闯关东》中的场景：主人公朱开山为了避免所种的庄稼遭受霜冻危害，在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃了柴草…….
情境二 大气对地面的保温作用可分为“太阳暖大地”“大地暖大气”“大气还大地”三个环节。下图示意大气对地面的保温作用。
（1）简述深秋晴朗的夜晚容易出现霜冻危害的原因。
（2）分析主人公朱开山在深秋的夜晚带领全家人及长工们在田间地头点燃柴草的作用。
（3）用自己的话说一说，你对大气受热三环节的理解。
答案：（1）深秋晴朗的夜晚，云量少，大气吸收地面辐射能力弱，大气温度低，大气逆辐射弱，大气保温作用弱，地面温度低且下降快。温度低，空气中的水汽容易凝华成霜，出现霜冻。
（2）点燃柴草产生大量二氧化碳、水汽、尘埃等，能大量吸收地面长波辐射，提高大气温度，增强大气逆辐射，补偿地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用，可预防霜冻。
（3）“太阳暖大地”即地面吸收太阳辐射而增温；“大地暖大气”即大气吸收地面长波辐射而增温；“大气还大地”即大气逆辐射将热量传给地面。
知能整合
一、大气受热原理的应用
1.利用大气受热原理解释地理现象
利用大气的受热过程知识分析地理现象时，一般发生在白天的现象要用大气对太阳辐射的削弱作用分析，而发生在夜晚的现象要用大气的保温作用分析；如果涉及气温的日较差，则要综合以上两方面知识分析。见下表：
现象 原理 原因
晴朗的天空呈蔚蓝色 散射作用 太阳光中波长短的蓝、紫色光易被大气散射
日出前、日落后天空仍然明亮 大气的散射作用改变了太阳辐射的方向
旭日和夕阳、朝霞和晚霞呈橘红色，如诗句“朝辞白帝彩云间” 日出、日落前后，太阳高度小，太阳辐射通过的大气路径长，大气对太阳辐射的散射作用强，可见光中波长较短的蓝色光等大都被散射，其余的光线中波长较长的红色光、橙色光较多。因此，旭日和夕阳呈橘红色，投射到云朵及江面上也使其呈现橘红色
交通信号灯“红灯停”的科学依据 红色光波长较长，难被散射，穿透力强，以红灯作为停止的信号更为醒目
白天多云时气温比晴天时低 反射作用 多云时云层削弱作用强，到达地面的太阳辐射少
夜晚多云时气温比晴天时高 大气逆辐 夜晚多云时大气逆辐射强，地表散失热量少
晚秋或寒冬，霜冻和雾出现在晴朗的夜晚，“十雾九晴” 射晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，近地面气温低，易出现霜冻及雾等天气现象
青藏高原光照强但气温低 作用与大 青藏高原海拔高，气温低。高原上空气稀薄，大气削弱作用弱，保温作用也弱
大气削弱新疆“早穿皮袄午穿纱” 气保温作用新疆地处内陆，气候干旱，晴天多、云量少。白天大气的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多，气温高，出现“午穿纱”的现象；晚上大气的保温作用弱，地面损失热量多，近地面气温低，故有“早穿皮袄”的现象
2.利用大气削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡
（1）高海拔地区：（如青藏高原地区）
（2）内陆地区：（如我国西北地区）
（3）湿润盆地：（如四川盆地）
二、大气保温作用原理的应用
1.解释大量排放温室气体对全球变暖的影响
2.大气保温作用应用于农业生产实践，提高生产效益
（1）人造烟雾、浇水防冻。秋冬季节，我国北方常用人造烟雾来增强大气逆辐射，使地里的农作物免遭冻害。浇水可增加空气湿度，增强大气逆辐射；水汽凝结释放热量；水的比热容大，浇水可减小地表温度的下降速度和变化幅度，减轻冻害。
（2）在果园、瓜园中铺沙或鹅卵石，可减少土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于瓜果的糖分积累，提高瓜果品质。
素养培育
综合思维、区域认知
读图，回答下题。
1.图中昼夜温差最小的是( )
A.甲B.乙C.丙D.丁
答案：C
解析：白天多云，则大气对太阳辐射的削弱作用强，气温不会太高；晚上多云，则大气逆辐射强，保温作用强，气温不会太低，故昼夜皆为阴天时昼夜温差最小，C正确。
谚语“瑞雪兆丰年”是指适时、适量的冬雪对春耕播种以及冬小麦返青都很有利，预示着来年是丰收之年。降雪是固态降水，常出现在气温低于0°C的地区，雪中含有丰富的氮化物。据此完成下面两题。
2.“瑞雪兆丰年”这句谚语最有可能创作于( )
A.东北地区B.华北地区
C.长江三角洲D.珠江三角洲
答案：B
解析：四个地区中，华北平原为我国冬小麦主要种植区，故B正确。东北地区冬季寒冷而漫长，主要种植春小麦，小麦不在地里越冬，A错误；长江三角洲与珠江三角洲主要种植水稻，C、D错误。故选B。
3.“瑞雪”覆盖对土壤温度产生影响的主要原理是，“瑞雪”( )
A.阻挡了地面辐射
B.削弱了大气对太阳辐射的吸收作用
C.增强了大气逆辐射
D.增强了地面对太阳辐射的反射作用
答案：A
解析：覆盖在土壤上的雪是比较松软的，里面藏了许多不流动的空气，空气导热性差，因此可以有效阻挡地面辐射，故A正确。积雪与削弱大气对太阳辐射的吸收作用和增强大气逆辐射无关；增强地面对太阳辐射的反射作用，会造成土壤温度过低，不能体现“瑞雪”的价值。B、C、D错误。故选A。
随堂巩固·自我测评
1.晴朗的天空呈现蔚蓝色，是由于大气对太阳辐射的( )
A.吸收作用B.反射作用
C.折射作用D.散射作用
答案：D
解析：光线穿过空气时，波长较短的青蓝色光很容易被悬浮在空气中的微粒散射向四周，这些偏离原来传播方向的光线射到我们眼睛里，就是我们看到的蔚蓝色。
下图为不同太阳高度时光线穿过大气层示意图，读图完成下题。
2.图中四种光照状况中，太阳辐射被削弱最多的是( )
A.aB.bC.cD.d
答案：D
解析：d太阳光在穿过大气层时走过的路程长，大气对太阳辐射的削弱作用强。
新疆地区采用黑白条带地膜覆盖法（图1）种植山葡萄，即在垄中间用白色塑料薄膜覆盖，垄两侧用黑色塑料薄膜覆盖，以此提高葡萄植株成活率。图2示意大气的受热过程。据此完成下面两题。
图1
图2
3.不同颜色的地膜透光性不同，农业生产中白膜、黑膜对大气受热过程的主要影响是( )
A.增强①过程、减弱③过程
B.减弱③过程、增强②过程
C.减弱②过程、减弱①过程
D.增强④过程、增强①过程
答案：C
解析：3.由图可知，①是太阳辐射，②是地面辐射，③是大气逆辐射，④是大气对太阳辐射的削弱作用。太阳辐射属于短波辐射，太阳短波辐射大部分可以穿过白膜，从而使地面增温，地面增温后，以长波辐射的形式向外散失热量，但是地面长波辐射和大气辐射却很少能够穿越白膜，就相当于阻止了热对流，起到保温作用，结合题干即为减弱了地面辐射。黑膜对太阳辐射的削弱作用较强，穿透薄膜的光照较少，减弱了到达地面的太阳辐射。
4.在葡萄垄两侧铺黑色塑料薄膜可以( )
A.增加土壤温度、降低土壤湿度
B.保持水分、抑制杂草滋生
C.增加土壤肥力、提高膜内温度
D.提高温度、增强光合作用
答案：B
解析：4.覆盖的薄膜不管是白色还是黑色，都能减少水分蒸发，保持膜内土壤湿度，提高膜内温度。垄两侧黑色薄膜由于透光率低，可减弱杂草的光合作用，从而抑制垄两侧杂草滋生。
5.图甲为大气受热过程示意图，图乙为某地晴天和阴天的气温日变化曲线图，读图回答下列问题。
图甲
图乙
（1）填写图甲中字母所表示的含义：A ，B ，C 。
（2）我国青藏高原的纬度与四川盆地相差不大，但年太阳辐射总量却比四川盆地高很多，据图甲所示原理分析可知，其原因为 。
（3）图乙中的①②两条曲线，表示阴天时气温变化的是 ，据图甲所示原理说明判断理由 。
答案：（1）太阳辐射; 地面辐射; 大气逆辐射
（2）青藏高原地势高，空气稀薄，且多晴朗天气，大气对太阳辐射的削弱作用弱
（3）②; 阴天时，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，减少了到达地面的太阳辐射，气温比晴天时低；夜晚大气逆辐射强，补偿了地面损失的热量，气温比晴天时高。
解析：（1）A由太阳指向地面，可以判断为太阳辐射；B由地面指向大气，可以判断为地面辐射；C由大气指向地面，可以判断为大气逆辐射。
（2）青藏高原太阳能丰富的原因可结合大气的受热过程从海拔、地形方面分析。青藏高原地势高，空气稀薄，且多晴朗天气，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射多。四川盆地地势低，大气厚度大，阴雨天气多，大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射少。因此青藏高原年太阳辐射总量比四川盆地高很多。
（3）根据所学知识可知，阴天时的昼夜温差小于晴天时的昼夜温差，所以表示阴天气温变化的曲线是②。理由是阴天云层较厚，白天大气对太阳辐射的削弱作用强，到达地面的太阳辐射少，气温较晴天低；夜间由于云层较厚，大气逆辐射较强，大气对地面的保温作用强，夜间的气温较晴天高，故阴天时的昼夜温差更小。
11