【课件】第二单元 第一节 大气圈与大气运动 地理-鲁教版-必修第一册（共54张PPT）

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地理-鲁教版-必修第一册
第一节　大气圈与大气运动
1.运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。
2.运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。
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。
3.绘制简单示意图，了解大气热力环流的形成过程，解释城市热岛效应、海陆热力环流等现象。
4.理解大气水平运动的规律，并且会在等压线图上判定风力及风向等。
生命活动
光合
地表温度
紫外线
地球生命的保护伞
2．大气圈的分层
温度
运动状况
对流
平流
增加
水平运动
无线电通信
二、大气的受热过程
1．两个热源
(1)地球表层最主要的能量来源： 。
(2)低层大气主要的直接热源： 。
太阳辐射
地面辐射
2．两个过程
(1)地面增温过程：大部分A 透过大气到达地面，使地面增温。
(2)大气增温过程：地面增温后以B 的形式向近地面大气传递热量，使大气增温。
太阳短波辐射
地面长波辐射
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、
和散射作用。
(2)保温作用： 对地面辐射损失热量的补偿作用。
反射
大气逆辐射
[特别提醒]　(1)大气对太阳辐射的吸收具有选择性：臭氧强烈吸收紫外线，水汽和二氧化碳主要吸收红外线。
(2)大气逆辐射是大气辐射的一部分，白天和晚上始终存在，并且白天辐射更强。
三、热力环流
1．概念：由于地面 而形成的空气环流。
2．形成过程(如图)
(1)A地受热，空气上升，形成 ；D处空气密度增大，形成 。
(2)B、F地冷却，空气下沉，形成 ；C、E处空气密度减小，形成 。
(3)同一水平面上，气流由 流向 ，如图中箭头标出的空气的运动方向。
冷热不均
低气压
高气压
高气压
低气压
高气压
低气压
水平气压梯度力
符号 F1 F2 F3
类型
方向 垂直于 ，指向低压 与风向相反 总是垂直于风向，北半球向右，南半球向
水平气压梯度力
摩擦力
地转偏向力
等压线
左
4.力的作用效果
(1)在高空，风向主要取决于水平气压梯度力和 ，风向可偏至平行于等压线。
(2)在近地面，风在水平气压梯度力、地转偏向力与 的共同作用下，风向总是与等压线 。
地转偏向力
摩擦力
斜交
一、大气的垂直分层
1.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： 17～18千米 中纬： 10～12千米 高纬： 8～9千米 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
天气现象复杂多变 几乎全部的水汽、固体杂质集中在该层，对流运动易成云致雨
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系
平流层 从对流层顶至50～55千米 气温随高度升高而升高 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 存在若干电离层，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降低，且海拔每升高100 m，气温约下降0.6 ℃。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
①出现多雾天气。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。
②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。
③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。
例1 下图为“大气垂直分层高度、温度和气压的变化图”。据此完成（1）—（2）题。
（1）关于图中内容的叙述，正确的是(　　)
A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化
B．随高度增加气温渐高，气压渐低
C．距地面20千米处气压降为地面的一半
D．对流层垂直方向上温度变化范围是20～－60 ℃
（2）关于图中①②层大气的叙述，正确的是(　　)
A．①层大气厚度随纬度增加而增厚
B．②层因氧原子吸收紫外线而增温
C．①层大气与人类关系最密切
D．②层复杂的天气现象不利于航空飞行
解析：（1）大气垂直分层的依据是大气的温度、运动状况和密度；不同大气层，其温度的变化不同；距地面20 km处气压不到地面的1/20。（2）①为对流层，②为平流层。对流层厚度与纬度呈负相关；平流层升温是因为臭氧吸收大量紫外线；平流层天气晴朗，空气以水平运动为主，有利于航空飞行。
答案：（1）D　（2）C
二、大气的受热过程
1．大气的受热过程
大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现了受热过程，而大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续。具体图解如下：
2．大气受热过程在实践中的应用
现象 原因
晴朗天空呈蔚蓝色 晴天时，太阳光中的蓝紫色光易被散射
阴天天空呈灰白色 阴天时，云层厚，大部分太阳光被反射
日出前、日落后天空明亮 大气的散射作用改变了太阳光的方向
白天多云时气温比白天晴天时的低 多云时，云层反射作用强，到达地面的太阳辐射少
夜晚多云时气温比夜晚晴天时的高 夜晚多云时，大气逆辐射强，地面散失热量少
晚秋或寒冬霜冻多出现在晴朗的夜晚 晴朗夜晚，大气逆辐射弱，热量散失多，地面气温低，易出现霜冻、大雾等现象
青藏高原光照强但气温低 空气稀薄，大气削弱作用小，但保温作用也弱
利用烟雾防霜冻 烟雾能增强大气逆辐射，减少地面热量的散失
例2 灰霾指大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10 千米的一种天气现象。下图为大气受热过程示意图。读图，完成（1）—（2）题。
（1）灰霾笼罩时，大气能见度变差的原因是（　　）
A. ①增强 B. ②增强 C. ③增强 D. ④增强
（2）灰霾笼罩时（　　）
A. 到达地面的太阳辐射增强 B. 大气逆辐射比无灰霾时增强
C. 气温日较差比无灰霾时大 D. 夜晚地面辐射大幅增强
解析：（1）灰霾笼罩时，大气对太阳辐射的削弱作用（图中①）增强，使到达地面的太阳辐射量减少，大气能见度降低。（2）灰霾笼罩时，到达地面的太阳辐射减弱，A 项错误；灰霾起到了云层的作用，增强了大气逆辐射，B 项正确；灰霾笼罩时，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，C、D 两项错误。
答案：（1） A 　（2） B 　
三、热力环流
1．热力环流的形成
热力环流的形成过程：近地面冷热不均→气流的垂直运动(上升或下沉)→近地面和高空在水平面上的气压差异→大气的水平运动→形成高低空热力环流。如下图所示：
2．常见的热力环流形式
(1)海陆风
(2)山谷风
(3)城市风
[特别提醒]　热力环流中“三个关系”的判读方法
(1)气温与气压的关系：近地面气温高，空气膨胀上升，形成低压，高空形成高压；近地面气温低，空气冷却下沉，形成高压，高空形成低压(如上图中甲、乙、丙三地所示)。
(2)风与气压的关系：水平方向上，风总是从高压吹向低压(如上图中①②③④所示)。
(3)等压面的凸凹与气压高低的关系：等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低
压，可形象记忆为“高凸低凹”(如下图所示)。
例3 在一些影视剧中，导演往往让女主角面朝大海，在海风吹拂下头发向后飘以反映女主角的某种心情。下面两图分别是北半球某滨海地区某时刻大气热力环流图（图甲）和气温变化特征图（图乙）。据此完成（1）—（2）题。
（1）图甲中①②③④四处气温最高的是 （　　）
A. ①处 B. ②处 C. ③处 D. ④处
（2）为了完成女主角头发向后飘的镜头，如果你是导演，你会选择的拍摄时间段为 （　　）
A. 16 时至次日 8 时 B. 8 时至 16 时 C. 18 时至次日 6 时 D. 6 时至 18 时
解析：（1）①④两处分别位于近洋面与近地面，温度应高于高空的②③两处；由此时的大气热力环流图得出，④处气温高于①处。（2）拍摄时，女主角需要面向大海，在海风吹拂下头发向后飘，说明此时近地面盛行由海洋吹向陆地的风，即海洋气温要低于陆地，依据图乙中海洋和陆地气温曲线可判断，一天中大约 8 时至 16 时陆地气温高于海洋。
答案：（1） D　（2） B　
例4 读下面城市中心与郊区垂直方向上的气压分布图（图 1）及城郊之间高空等压面示意图（图 2），完成（1）—（2）题。
（1）根据热力环流的原理，判断城郊之间空气环流方向，正确的是 （　　）
A. E → F → H → G → E B. G → E → F → H → G
C. G → E → H → F → G D. G → H → F → E → G
（2）下列关于城市中心与郊区大气状况的叙述，正确的是 （　　）
A. EF 代表市中心气压垂直变化状况
B. 城郊之间的热力环流，昼夜方向相反
C. 甲处位于郊区高空，气流下沉
D. 乙、丙间气流流动方向如箭头所示
解析：（1）读图可知，G、E 位于近地面，且气压 E 高于 G，郊区气温较低，气压较高，E 为郊区，市中心气温较高，气压较低，G 为市中心，因此近地面空气从 E 流向 G ；F 为郊区上空，为低压，H 为市中心上空，为高压，所以高空气流从 H 流向 F ；垂直方向，市中心气温高，空气从 G 流向 H ；郊区空气下沉，空气从 F 流向 E。综上判断空气环流的方向为 G → H → F → E → G。（2）由上题分析可知，市中心气温高于郊区，所以市中心近地面形成低压，E 的气压较高，对应郊区，EF 代表郊区气压垂直变化规律；城市与郊区相比，无论昼夜，气温都是城市高于郊区，因此热力环流的方向没有昼夜的变化；由图 2 中甲处等压面下凹可推知，甲处气压低，郊区空气下沉，高空为低压，故甲为郊区的高空，C 项正确；乙、丙之间的气流应该由高压流向低压，不会沿等压面流动。
答案：（1） D　 （2） C 　
四、大气的水平运动
1.影响风的三种力
作用力 方向 大小 对风的影响
风速 风向
水平气压梯度力 始终与等压线垂直，由高压指向低压 等压线越密集，水平气压梯度力越大 水平气压梯度力越大，风速越大 垂直于等压线，由高压指向低压
地转偏向力　 始终与风向垂直 大小随纬度增大而增加，赤道为零 不影响风速大小 北半球使风向右偏，南半球使风向左偏
摩擦力 始终与风向相反 大小与下垫面性质有关，下垫面越粗糙，摩擦力越大，反之越小 使风速减小 与其他两力共同作用，使风向斜穿等压线
2.风向的逆向应用
(1)等压线值的变化规律：顺着风向，等压线值越来越小。
(2)判断南北半球：向右偏 北半球；向左偏 南半球。
(3)判断近地面和高空(高空忽略摩擦力)：风向与等压线的关系：斜交——近地面；平行——高空。
(4)判断高压和低压：近地面，观测者背风而立，北半球，高压在右后方，低压在左前方；南半球，高压在左后方，低压在右前方。
例5 下图示意某一等高面。P 1 、P 2 为等压线，P 1 、P 2 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，完成（1）—（2）题。
（1）若图示为北半球，P 1 >P 2 ，则 O 点风向为 （　　）
A. ④或⑤ B. ③或④ C. ⑥或⑦ D. ⑤或⑥
（2）若图示为高空等高面，P 1

A. ③或⑦ B. ①或⑧ C. ⑦或⑧ D. ②或③
解析：（1）首先，根据水平气压梯度力由高压指向低压，并垂直于等压线的特点，判断 O 点的水平气压梯度力方向为⑤。其次，图示为北半球，受地转偏向力影响，风向应向右发生偏转，如果位于高空，不考虑摩擦力影响，风向最终与等压线平行，与图中方向③相同；如果位于近地面，考虑摩擦力影响，风向向右斜穿等压线，与方向④相同。（2）根据前提条件可知，图示为高空等高面，不考虑摩擦力，风向应与等压线平行，只有③或⑦符合条件。
答案：（1） B　 （2） A　
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1.下列有关大气各组成成分的叙述，正确的是 （　　）
A. 二氧化碳大量吸收太阳紫外线
B. 水的相变，影响地面和大气温度
C. 氧气对地面起保温作用
D. 对流层被誉为“地球生命的保护伞”
1.B 　解析：二氧化碳对地面起保温作用。水的相变，伴随着热量的吸收和释放，影响地面和大气温度。大气中的臭氧能够大量吸收紫外线；臭氧层存在于平流层中，被誉为“地球生命的保护伞”。
下图为大气的垂直分层示意图。读下图，完成2—3题。
2. a 层与人类的关系最密切。下列对该层大气的表述，正确的是 （　　）
A. 水平运动明显 B. 气温随高度升高而升高
C. 密度随高度升高而增加 D. 天气现象复杂多变
3.与 a 层相比，b 层 （　　）
A. 能大量吸收紫外线 B. 随高度升高气温降低
C. 空气中水汽含量较大 D. 对流运动旺盛
2.D　3.A 　解析：2. 由图中可以看出，a 层位于大气层的最底层，气温随着高度的增加而降低，可以判断该层为对流层。对流层的大气对流运动显著，气温随着高度的增加而降低，密度随着高度增加而减小。因几乎所有的水汽和固体杂质都分布在对流层，所以对流层天气现象复杂多变。3. b 层为平流层，平流层中有一个臭氧层，能大量吸收紫外线，使平流层的气温随着高度的增加而升高，因平流层气温下冷上热，大气以平流运动为主，空气中的水汽含量较小。
下图为大气垂直分层示意图及各层特征表。读图表，完成 4—5 题。
4.下列关于大气垂直方向各分层的说法，正确的是 （　　）
A. 随高度增加，大气运动状况差异是划分各层的唯一依据
B. ①层集中了大气质量的 3/4 和几乎全部的水汽和杂质
C. ②层的热量主要来自地面
D. ③层有臭氧层存在
5.表中甲、乙两格应该填写 （　　）
A. ↑　晴朗 B. → → 　阴雨 C. ↓　阴雨 D. ↑↓　晴朗
4.B 　 5.D 　解析：4. 对于大气垂直方向的分层，随高度增加，大气运动状况的差异是划分各层的重要依据，不是唯一依据，A 项错误。①层是对流层，集中了大气质量的 3/4 和几乎全部的水汽与杂质，B 项正确。②层是平流层，热量主要来自太阳辐射，C 项错误。③层是高层大气，有若干电离层存在，不存在臭氧层，D 项错误。5. 表中甲在对流层，对流运动旺盛， “↑↓”。乙在平流层，大气以平流运动为主，天气晴朗。
读下面地球大气的垂直分层示意图（部分），完成 6—8 题。
6.①②③④四条曲线中，能正确表示该部分大气层气温垂直变化情况的是 （　　）
A. ① B. ② C. ③ D. ④
7.影响该层大气气温垂直变化的主要因素是 （　　）
A. 地面辐射 B. 二氧化碳 C. 臭氧 D. 人类活动
8.下列有关该层大气的叙述，正确的是 （　　）
A. 有电离层，对无线电通信有重要作用
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 ℃
6.A　7.C　8.D 　解析：6. 图示为 12—50 千米高度的大气层，故为平流层；平流层大气气温随高度增加而上升，且底部气温随高度增加变化不大，图中横坐标越往右气温越高，故①符合该特征。7. 平流层气温受地面影响较小；对流层大气靠水汽和二氧化碳吸收地面长波辐射使大气增温，而平流层气温与二氧化碳没有直接关系；平流层靠臭氧大量吸收紫外线使大气增温；与人类关系最为密切的是对流层，而非平流层。8. 电离层位于高层大气；平流层上部热下部冷，空气以平流运动为主，利于高空飞行；读图可知，平流层顶部与底部的气温相差约 50 ℃。
下图示意大气垂直分层。读下图，完成 9—10 题。
9.图中表示大气层气温垂直变化的曲线，正确的是 （　　）
A. ① B. ② C. ③ D. ④
10.对无线电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
9.B　10.D　 解析：9.根据图示高度可知，Ⅰ层是对流层，Ⅱ层是平流层，Ⅲ层是高层大气。对流层气温随高度增加而降低，排除④。平流层气温随高度增加而升高，排除③。高层大气的底层气温随高度增加而降低，上层气温随高度增加而升高，②正确。10. Ⅲ层为高层大气，在该层中有若干电离层，对地球上的无线电通信具有重要意义。
幻日奇观是大气的一种光学现象，在天空出现的半透明薄云里面，有许多飘浮在空中的六角形柱状的冰晶体，偶尔它们会整整齐齐地排列在空中。当太阳光射在这一根根六角形冰柱上时，就会发生非常规律的折射现象。下图为 2018 年2 月呼伦贝尔出现的幻日奇观图。读下图，完成 11—12 题。
11.幻日奇观往往出现在 （　）
A. 日出不久 B. 正午时分
C. 午后时分 D. 午夜时分
12. 呼伦贝尔幻日现象发生频率相对较高，以此推断
幻日现象出现的天气条件为 （　）
A. 晴空万里 B. 低温薄云
C. 狂风暴雨 D. 干燥无风
11.A　12.B 　解析：11. 一般日出时气温较低，空气中冰晶充足，且满足太阳光的折射条件，出现幻日的可能性最大。12. 幻日现象首先需要有云，才会形成相应的冰晶；其次，云层要比较薄，透光率要好，这样才能把太阳光折射出来。
读下图，完成 13—14题。
13.图中①②③三个箭头所表示的辐射依次是（　　）
A. 大气逆辐射、地面辐射、太阳辐射
B. 太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射
C. 地面辐射、大气逆辐射、太阳辐射
D. 太阳辐射、大气逆辐射、地面辐射
14.大气对地面的保温作用及其在图中对应的数码，正确的是 （　　）
A. 到达地面的太阳辐射——① B. 大气的反射作用——④
C. 大气的吸收作用——② D. 大气逆辐射作用——③
13.B　14.D 　解析：13. 由图中可以看出，①是由太阳射向地面的辐射，是太阳辐射，②是由地面射向大气的辐射，为地面辐射，③是由大气射向地面的辐射，为大气逆辐射。14. 大气逆辐射将热量返还给地面，对地面起保温作用。
下图为近地面等压面分布示意图。读下图，完成15—16题。
15.该地等压面弯曲是由地面冷热不均导致的，下面描述中，正确的是 （　　）
A. A 地气温高，气压低 B. 垂直方向气流：A 处上升，B 处下沉
C. B 地气温低，气压高 D. 水平方向气流：由 A 流向 B
16.若 A 位于海洋，B 位于陆地，则此时 （　　）
A. 为白天，吹海风 B. 为白天，吹陆风
C. 为夜晚，吹海风 D. 为夜晚，吹陆风
15.D　16.A 　解析：15. 由 A 处气压高于 B 处，可推知 A 处气流下沉，B 处气流上升，因此 A 处气温低于 B 处，水平方向气流由 A 流向 B。16. 结合上题分析，A 地气压较高，气温较低，B 地气压较低，气温较高，故判断为白天，风由海洋吹向陆地，为海风。
读北半球某沙漠地区绿洲分布示意图，完成 17—18 题。
17.夜晚 M 地的风向为 （　　）
A. 西南风 B. 东北风 C. 东南风 D. 西北风
18.造成该地区风向昼夜反向的原因是 （　　）
A. 人类活动差异 B. 降水差异
C. 下垫面热力性质差异 D. 地势差异
17. C　18. C 　解析：17. 根据沙漠和绿洲热力性质的差异，夜晚绿洲气温高，近地面气压低，沙漠气温低，近地面气压高，风由高压吹向低压，该地区位于北半球，地转偏向力向右偏，M 地的风向为东南风。18. 造成该地区风向昼夜反向的原因是下垫面热力性质差异。
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