第一节 大气的组成与垂直分层
课标要求 素养目标
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.人地协调观:认识人类活动对大气环境的影响和作用,树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。 2.综合思维:结合大气成分的主要作用,分析大气层气温变化和大气运动的原因。 3.区域认知:结合图表等资料,分析不同地区对流层高度的差异及成因。 4.地理实践力:通过实验或图表,说明大气的组成及其作用,认识人类活动对大气成分的影响。
一、大气的组成
结合教材第66～68页相关知识,完成以下内容。
1.低层大气的组成:干洁空气、水汽和杂质。
2.干洁空气
成分 作用
氮气 氮是地球上生物体的基本成分
氧气 ①氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质; ②氧参与有机物的燃烧、腐败和分解过程
二氧化碳 绿色植物进行光合作用的基本原料,对地面起着保温作用
臭氧 强烈吸收太阳紫外线,保护地球上的生物
3.水汽
(1)
(2)作用:产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。
4.杂质
(1)大气中的含量:陆地多于海洋,城市多于农村,冬季多于夏季。
(2)作用
[思考1] 大气的组成成分是固定不变的吗
答案:不是。从地质作用看,原始大气和现代大气成分不同;从当前来看,不同的区域由于地理环境的变化,会导致大气成分的变化;现代生产、生活排放大量的废气,有害气体增加,加剧大气环境的污染。
二、大气的垂直分层
结合教材第68～72页相关知识,完成以下内容。
1.划分依据:大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异。
2.各层特征比较
垂直 分层 A对流层 B平流层 C高层大气
气温 特点 随高度的增加而递减 随高度的增加而上升 随高度增加先下降,后又持续上升
大气 运动 状况 对流运动 水平运动 —
天气 状况 天气现象 复杂多变 天气现象少见,天气晴朗 —
与人 类关 系 与人类关系最为密切 有利于航空飞机飞行 有若干电离层,能反射无线电波
[思考2] 你知道对流层高度有怎样的变化规律吗
答案:对流层的高度因纬度而异:低纬度地区高17～18千米,中纬度地区高10～12千米,高纬度地区高仅8～9千米。同一地区夏季对流层高度大,冬季高度小。
判断题
(1)氧是地球上生物体的基本成分。( × )
(2)臭氧层能强烈吸收太阳辐射中的红外线,被誉为“地球生命的保护伞”。( × )
(3)对流层的大气上部热、下部冷,有利于大气的对流运动。( × )
(4)平流层大气主要靠臭氧吸收太阳紫外线增温。( √ )
(5)高层大气中的电离层对人类的无线电通信有重要作用。( √ )
探究一 大气的组成及其作用
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,如今的大气成分是地球长期演化的结果,在短时间内不会有明显变化。但是随着人类的生产、生活等一系列活动,人类排放的大量污染物进入大气,会影响大气的成分和含量,产生大气污染,对生态系统和人类生存造成不利影响。
[思考]
(1)(综合思维)现在大气的主要成分有哪些 地球是如何从形成之初的无氧环境演化成有氧环境的
答案:干洁空气(氮气、氧气、二氧化碳、臭氧)、水汽和杂质。光合作用。
(2)(人地协调观)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;人类排放大量的二氧化硫,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,造成臭氧洞等。
1.大气的主要组成及其作用
组成 成分 占大气 体积 作用
干 洁 空 气 氮气 78% 氮是地球上生物体的基本成分
氧气 21% 氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质
二氧 化碳 很少 是绿色植物进行光合作用的基本原料,对地面起着保温作用
臭氧 极少 能强烈吸收太阳紫外线,臭氧层可保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害
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
杂质 作为凝结核,是成云致雨的必要条件
2.大气主要成分对大气环境的影响
成分 对大气环境的影响
二氧 化碳 CO2→吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→射向地面的热量→保温作用
臭氧 和氧 原子 高层大气中的氧原子→吸收波长较短的紫外线→升温使大气电离→形成电离层
平流层中的臭氧→吸收波长较短的紫外线→升温的同时阻挡紫外线到达地面→保护地球上的生物免受紫外线伤害
水汽 ①近地面水汽吸收地面热量→大气升温 ②水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、雨、雾、雪等天气现象的发生
杂质 ①尘埃物质→吸附水汽→雾或降水 ②尘埃物质→削弱太阳辐射→大气能见度降低
下图中所示是干洁空气的组成成分和比例。读图,回答(1)～(2)题。
(1)(综合思维)下列对于各字母代表的成分及作用的叙述,正确的是( )
A.A—氧气,氧是生物体的基本成分
B.A—氮气,吸收紫外线,保护地球生命
C.B—氧气,氧是地球生物维持生命活动必需的物质
D.B—氮气,吸收地面辐射,具有保温作用
(2)(综合思维)下列有关各大气成分的作用的叙述,不正确的是( )
A.臭氧尽管含量少,但却能够吸收紫外线
B.水汽和杂质是成云致雨的必要条件
C.氮气为绿色植物的光合作用提供了原料
D.二氧化碳吸收地面辐射,具有保温作用
思路点拨:第(1)题,根据所学地理知识可知,A表示氮气,B表示氧气,排除A、D;臭氧吸收紫外线,从而保护地球生命,B错误;B表示氧气,氧是地球生物维持生命活动必需的物质,C正确。第(2)题,绿色植物光合作用的原料是二氧化碳和水,不是氮气,C错误;其他选项描述均正确。故选C。
答案:(1)C (2)C
探究二 大气的垂直分层与逆温现象
2021年1月1日,陈老师一家从杭州乘飞机到海南去旅游。起飞时还是细雨蒙蒙,起飞后不久却是晴空万里,阳光普照。如图为大气的垂直分层示意图。
[思考]
(1)(区域认知、综合思维)为什么会出现材料所述的这种天气变化
答案:起飞时细雨蒙蒙是由于飞机仍在对流层大气中,当飞机穿过对流层,进入平流层飞行时,天气晴好。
(2)(综合思维)有利于飞机飞行的大气层应具有什么样的特征
答案:大气上部热,下部冷,不易形成对流,主要以水平运动为主,大气平稳,且该层无云雨现象,天气晴朗,能见度好。
(3)(地理实践力)飞机起飞和降落时能不能拨打电话 为什么
答案:不能。在飞机上拨打电话会干扰飞机的通信、导航、操作系统及飞机与地面的无线信号联系。
1.大气的垂直分层
分 层 高度 范围 大气的温度变 化和运动特点 与人类的关系
主要特点 成因
对 流 层 就纬度而言:低纬度地区17～18千米,中纬度地区10～12千米,高纬度地区8～9千米。就季节而言:任何纬度,夏季高于冬季 气温随高度的增加而降低(每升高100米,气温约下降0.6 ℃) 地面是对流层大气的直接热源 集中了几乎全部的水汽、杂质、大气中的污染物,对流运动易成云致雨,使天气现象复杂多变,人类生活在该层底部,与人类关系最密切
空气对流运动显著 该层上部冷,下部热
平 流 层 从对流层顶向上至50～55千米高度 气温随高度升高而上升 该层中的臭氧(集中在离地面15～35千米的气层中)大量吸收太阳紫外线 ①人类生存环境的天然屏障(臭氧吸收紫外线); ②适合航空飞行(天气晴朗,能见度好;大气平稳)
空气以水平运动为主 该层大气上部热,下部冷,大气稳定
高 层 大 气 平流层顶以上的大气,统称高层大气 大气气压很低,密度极小;离地面60～500千米的高空,有若干电离层 距地面远,受到引力小 电离层能反射无线电波,对远距离无线电通信有重要作用
2.逆温现象及其影响
(1)逆温现象。
正常情况下,对流层的气温随高度增加而递减,且海拔每上升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”。如下图。
(2)造成逆温现象的原因。
类型 发生的条件 出现的地区 及时间
辐射 逆温 经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面辐射很强,地面热量散失快,近地面大气温度迅速下降,而上层大气降温较慢 中高纬度大陆冬季黎明前
地形 逆温 主要由地形造成,由于山坡散热快,冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地中夜间
锋面 逆温 锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著 锋面活动地区
(3)逆温现象与生产生活联系。
有利影响 ①逆温的出现阻碍了空气对流,可抑制沙尘暴的发生; ②如果逆温出现在高空,以平流运动为主,飞行中不会有较大颠簸,则有利于飞机的飞行
不 利 影 响 成雾 早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系,它使能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至引发交通事故
大气污染 由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会使近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康
对航空 运输造成 不利影响 逆温多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便
中国首枚X射线天文望远镜“慧眼”在550 km高的近地圆轨道上,成功监测到引力波源所在的天区,参与监测首个引力波电磁对应体。下图为大气的垂直分层示意图。据此回答(1)～(2)题。
(1)(综合思维)影响对流层大气气温垂直变化的主要原因是( )
A.大气对太阳辐射有削弱作用
B.地面是大气主要的直接热源
C.高山地区海拔高,空气稀薄
D.地面对太阳辐射有反射作用
(2)(区域认知、综合思维)“慧眼”望远镜运行轨道所处大气层的特点是( )
A.气温随高度的增加而递减
B.对流现象显著,多云雨天气
C.气流平稳,天气晴朗,有利于飞机飞行
D.存在电离层,可反射无线电波
思路点拨:解答该类题需要掌握大气垂直分层中各层的特点及其成因来分析作答。第(1)题,在对流层,地面是大气主要的直接热源,海拔越高,距离地面越远,大气吸收地面辐射的能量越少,气温越低,B正确。第(2)题,由材料并结合图可知,“慧眼”望远镜运行轨道所处大气层为高层大气,存在电离层,可反射无线电波,D正确。气温随高度的增加先降低后增加;“对流现象显著,多云雨天气”为对流层的特征;“气流平稳,天气晴朗,有利于飞机飞行”为平流层的特征。
答案:(1)B (2)D
一、选择题
1.下列关于大气中二氧化碳作用的叙述,正确的是( )
A.能吸收太阳光中的紫外线,增加大气温度
B.能分解氧分子与氮分子为原子,使大气强烈增温
C.能吸收地面长波辐射,对地面起到保温作用
D.能反射和散射太阳辐射,增加大气温度
解析:C 二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射,使气温升高,对地面有保温作用。
2.关于大气成分的叙述,正确的是( )
A.低层大气是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成
B.氮气是大气中最重要的温室气体
C.臭氧层大量吸收紫外线,被誉为“地球生命的保护伞”
D.杂质主要分布在高空,是成云致雨的必要条件
解析:C 大气是多种气体的混合物,低层大气是由干洁空气、水汽和杂质组成,A错误;二氧化碳是大气中最重要的温室气体,能强烈吸收长波辐射,B错误;臭氧层能大量吸收紫外线,保护地球上的生命免受过量紫外线的伤害,被誉为“地球生命的保护伞”,C正确;杂质几乎全部分布在对流层大气中,D错误。
下图为大气垂直分层示意图。读图,回答3～4 题。
3.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
4.我国发射的“神舟”号飞船运行轨道所在大气层的特点是( )
A.气温在-50～20 ℃
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 ℃
解析:3.B 4.C 第3题,①曲线所示对流层的气温变化过于剧烈,最低气温过低,排除①;对流层气温随高度增加而递减,排除④;平流层气温随高度增加而上升,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上升,②曲线正确。第4题,“神舟”号飞船的运行轨道在高层大气,依据图示读出相关数据即可。
谚语“天上鲤鱼斑,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,往往是高气压控制下的征兆,一般短期内天气晴好。读鲤鱼斑状云块示意图,回答5～6 题。
5.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
6.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13 000米以上的高空
D.保持原高度飞行并加速飞行
解析:5.A 6.C 第5题,透光高积云能指示天气变化,据此可判断其所处大气层天气现象多变,因此应位于对流层中。第6题,雷雨等天气现象多发生在对流层内,因而飞机升空后遇到雷雨,应该提升飞行高度,进入平流层大气。中纬度平流层底部高度约为12 000米,因此升到13 000米以上的高空可以避开雷雨天气。
二、非选择题
7.读大气的垂直分层示意图,回答下列问题。
(1)A层的气温垂直变化规律是 。
(2)B是 层,该层有被称为“地球生命的保护伞”的 层。
(3)云、雨、雾、雪等天气现象多发生在 (填字母)层,对无线电通信有重要作用的是 (填字母)层。
(4)在A、B、C三层中,与人类关系最密切的是 (填字母)层;现代飞机多在 (填字母)层飞行。
解析:第(1)题,A层为对流层,对流层的气温随高度的增加而递减。第(2)题,平流层中的臭氧可以吸收紫外线,避免过多的紫外线到达地面而对生物造成伤害。第(3)题,云、雨、雾、雪等天气现象主要发生在对流层,对无线电通信有重要作用的是高层大气。第(4)题,人类主要生活在对流层,且云、雨等天气现象也在对流层,所以该层与人类关系最密切。平流层气流平稳,适合航空飞机飞行。
答案:(1)随高度的增加而递减
(2)平流 臭氧
(3)A C
(4)A B
基础达标训练
读干洁空气的体积和质量构成(高度25千米以下),回答1～2题。
干洁 空气 氮气 氧气 氢气 二氧 化碳 臭氧等 其他气体
体积/% 78.09 20.95 0.93 0.03 极少
质量/% 75.52 23.15 1.28 0.05 极少
1.关于干洁空气组成物质及表现说法正确的是( )
A.氮气和臭氧吸收太阳紫外线
B.二氧化碳只吸收太阳辐射
C.占比最大的物质是地球上生物体的基本成分
D.氧气和氮气供植物呼吸作用
2.人类大量燃烧煤、石油等石化燃料会导致( )
A.二氧化碳增多 B.臭氧层破坏
C.氮气增加 D.水汽含量减少
解析:1.C 2.A 第1题,氮是地球上生物体的基本成分,臭氧可以大量吸收紫外线,A错误。二氧化碳吸收红外线长波辐射,B错误。占比最大的物质是氮气,氮是地球上生物体的基本成分,C正确。氧气可以供生物呼吸,而氮气没有此功能,D错误。故选C。第2题,燃烧煤、石油等石化燃料会导致二氧化碳增多,大气逆辐射增强,形成温室效应。
读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图,回答3～4题。
3.关于图中①②层大气的正确叙述是( )
A.①层大气厚度随纬度增加而减小
B.②层因氢原子吸收紫外线而增温
C.①层大气平稳,利于大型飞机飞行
D.②层大气与人类关系最密切
4.关于图中内容的正确叙述是( )
A.大气垂直分层的依据是大气温度和气压的变化
B.随高度的增加,气温和气压均越来越低
C.距地面20 km处气压降为地面的一半
D.对流层垂直方向上的温度变化范围大致是-60～20 ℃
解析:3.A 4.D 第3题,图中①层是对流层,大气厚度随纬度增加而减小,A对;②层是平流层,因臭氧吸收紫外线而增温,B错;②层大气平稳,利于大型飞机飞行,C错;①层大气与人类关系最密切,人类生活在对流层(①层)底部,D错。第4题,大气垂直分层的主要依据是温度、密度、大气运动状况,气压的变化不是划分依据,A错;在对流层,随高度的增加,气温和气压均越来越低,平流层随着高度增加,气温升高,B错;气压是单位面积上空气柱产生的压强,结合图示纵轴数值,距地面20 km处空气稀薄,气压不到地面的十分之一,C错;对流层垂直方向上温度变化范围大致是-60～20 ℃,D对。
气球作为探空的工具已经被广泛使用,如图所示。假如一探空气球由地面上升至100千米处,据其可能探测到的现象,回答5～6题。
5.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是( )
A.递减→递增→递减
B.递减→递减→递增→递增
C.递增→递减→递增→递减
D.递减→递增→递减→递增
6.探空气球探测到水汽集中的层次是( )
A.对流层 B.平流层
C.中间层 D.热层
解析:5.D 6.A 第5题,探空气球在上升的过程中,依次经过对流层、平流层和高层大气,因此气温变化规律是递减→递增→递减→递增。第6题,水汽几乎全部集中在对流层。
7.读图,回答下列问题。
(1)该图反映的是 纬度大气的垂直分层,理由是 。
(2)A层大气热量直接来自 ,该层大气天气现象复杂多变的原因:① ;
② 。
(3)补绘B层气温变化曲线。 集中在15～35千米的气层中,形成 层,成为人类生存环境的天然屏障。
(4)C层中有 层。 爆发时,会引起该层的扰动,此时传播的 信号会被部分或全部吸收。
(5)某飞机起飞时,机场风雨交加,飞机起飞后,迅速爬升至平流层。结合所学知识,解释原因。
解析:第(1)题,对流层的厚度因纬度而异,低纬度为17～18千米,高纬度为8～9千米,图示高度为12千米,可以判定该图反映的是中纬度大气的垂直分层。第(2)题,对流层天气复杂多变的原因有二:一是该层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质;二是空气的对流运动显著,气流上升时,气温下降,容易成云致雨。第(3)题,B层为平流层,因臭氧的存在,大量吸收紫外线,一方面使气温随高度升高而升高,另一方面使射向地面的紫外线大大减少,成为人类生存环境的天然屏障。第(4)题,太阳活动时,会对电离层产生扰动,影响短波通信。第(5)题,飞机起飞后,迅速爬升到达平流层,平流层水汽和杂质少,天气晴朗,能见度好;大气平稳,有利于航空飞行,飞机升至平流层比较安全。
答案:(1)中 该地对流层的高度为12千米,而对流层在低纬度为17～18千米,在高纬度为8～9千米
(2)地面辐射 ①该层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质 ②大气对流运动显著
(3)补绘曲线略。 臭氧 臭氧
(4)电离 太阳活动(耀斑) 短波
(5)平流层水汽和杂质少,天气晴朗,能见度好;大气平稳,有利于航空飞行,飞机升至平流层比较安全。
能力提升训练
民航客机在飞行过程中,机身后面往往会留下一个长“尾巴”(即飞机尾迹,又叫飞行云),有时这个“尾巴”又细又长且在天空长时间停留,有时又会很短且很快消失。民航航线的位置和高度一般是固定的。下图是民航客机飞行时留下的“尾巴”。据此回答8～9题。
8.民航客机水平飞行时,其所在大气层的特点是( )
A.氧气含量高,空气对流作用强
B.空气强烈上升,节省飞行燃料
C.大气稳定,利于飞机安全飞行
D.臭氧含量高,利于燃料充分燃烧
9.民航客机在高空飞行时留下的飞行尾迹是( )
A.飞机尾气中的水汽在高空遇冷凝结而成的
B.飞机在飞行过程中,把天空的云划成了条痕状
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
解析:8.C 9.A 第8题,根据大气的垂直分层,大型客机飞行一般在平流层,海拔高,氧气含量低,空气平流作用强,A错误。平流层下冷上热,平流为主,节省飞行燃料,B错误。客机选择平流层飞行的主要原因是透明度高,大气层结构稳定,利于飞机安全飞行,不是为了利用臭氧层的臭氧,臭氧层在平流层中上部,客机飞行高度一般达不到臭氧层高度,C正确,D错误。故选C。第9题,飞行尾迹又叫飞行云,是飞机尾气中的水汽在高空遇冷凝结而形成的小水滴,并不是燃料不完全燃烧排放的气体,更不是飞机为了美观而有意排出的烟雾,A正确,C、D错误;读图可知,该图中云层很少,但在飞机的尾部形成飞行云,因此并不是飞机把天空中的云划成了条痕状,B错误。故选A。
2018年12月22日,中国航天科工集团“虹云工程”首颗卫星成功发射,该卫星在距离地面1 000千米的低空轨道上围绕地球运行。如图为大气垂直分层示意图。据此回答10～12题。
10.“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,下列描述正确的有( )
①太阳辐射逐渐增多 ②气压逐渐降低 ③空气密度逐渐减小 ④臭氧含量逐渐减小
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
11.“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,依次经过的是( )
A.对流层、大气上界、高层大气
B.高层大气、平流层、对流层
C.平流层、高层大气、对流层
D.对流层、平流层、高层大气
12.下列叙述正确的是( )
A.低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成
B.云、雨、雪、雷电等天气现象发生在平流层
C.大气中的臭氧可以减少红外线对生物的伤害
D.大气组成成分比例不会因人类活动而改变
解析:10.A 11.D 12.A 第10题,由材料可知,该卫星在距离地面
1 000千米的低空轨道上围绕地球运行,越往高处,空气密度越小,气压越低,大气对太阳辐射的削弱作用越小,太阳辐射越多,①②③正确。臭氧层集中在平流层,臭氧含量先增大后减小,④错误。故选A。第11题,大气自下而上依次是对流层、平流层和高层大气,故“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,依次经过的是对流层、平流层和高层大气,D正确。第12题,低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成,A正确;云、雨、雪、雷电等天气现象发生在对流层,B错误;大气中的臭氧可以减少紫外线对生物的伤害,C错误;大气组成成分比例会因人类活动而改变,D错误。
2019年9月19日14时42分,中国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭,采取一箭五星的方式成功将“珠海一号”03组卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。据此回答13～14题。
13.下列图示能正确反映“珠海一号”03组卫星在升空过程中经历的大气环境状况的是( )
14.下列有关Ⅰ、Ⅱ层可能出现的现象描述不正确的是( )
A.飞机在Ⅰ层飞行有时会出现颠簸现象
B.飞机在Ⅱ层飞行时,飞行员常感觉万里无云
C.在Ⅰ层中有时会出现气温随高度增加而上升的现象
D.在Ⅱ层中沐浴阳光时不会损伤皮肤
解析:13.C 14.D 第13题,臭氧层分布在平流层底部;对流层中气温随高度的上升而下降,平流层气温随高度上升而升高,故选C。第14题,Ⅰ层为对流层,飞行有时会出现颠簸现象;Ⅱ层为平流层,适合飞行;在Ⅰ层中有时会出现气温随高度增加而上升的现象,称作逆温现象;Ⅱ层紫外线强烈,会对皮肤造成损伤。
15.气温随高度变化会影响大气的稳定性,读图判断下列叙述正确的是( )
A.①利于大气污染物扩散
B.②天气现象复杂多变
C.③空气对流运动显著
D.④有利于高空飞行
解析:B 气温下部热上部冷的情况下大气层不稳定,空气的对流运动显著,利于污染物的扩散,水汽上升过程中冷却凝结,天气现象复杂多变。所以①气温随高度升高而升高,大气稳定,不利于污染物的扩散,A错误;②气温随高度升高而降低,对流运动显著,天气现象复杂多变,B正确;③气温随高度变化无变化,大气稳定,C错误;④反映的是某一高度气温剧变,不利于高空飞行,D错误。
近年来,雾霾天气在我国频繁出现,空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的四种情形。读图,回答16～17题。
16.假设四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程,则正确反映雾霾天气生消过程的是( )
A.①→②→③→④ B.④→①→②→③
C.③→④→①→② D.②→③→④→①
17.图中最有利于大气污染物扩散的情形是( )
A.① B.② C.③ D.④
解析:16.D 17.A 第16题,大气越稳定,越有利于雾霾的形成,而逆温出现时大气较稳定,故雾霾的生消过程与逆温过程大体一致。②→③→④→①是逆温由出现到消失的过程,D正确。第17题,读图可知,①情形时气温随高度的增加而降低,利于空气的对流运动及大气污染物的扩散,A正确。②③④情形时均存在气温随高度的增加而升高的情况,即三幅图中大气均存在逆温层。逆温层底部气温低、顶部气温高,不利于空气的对流运动,大气污染物不易扩散。
2018年12月13日,国外某公司的“太空船2号”飞行器成功飞至高度约80千米的“太空边界”,这次成功试飞意味着亚轨道太空旅行成为可能。下图为大气垂直分层示意图。读图,回答18～19题。
18.与图中②③层大气相比,①层大气( )
A.气温随海拔升高而递减
B.集中了几乎全部的水汽
C.有大气运动现象
D.以平流运动为主
19.图中短波利用了( )
A.电离层中大气高度电离的特性
B.高层大气中大气温度高的特性
C.臭氧层中臭氧含量高的特性
D.平流层大气能见度好的特性
解析:18.B 19.A 第18题,从图中看,①和③气温随海拔升高而递减,A错误。①层为对流层,集中了几乎全部的水汽,B正确。①②③层都有大气运动现象,C错误。①层以对流运动为主,②层以平流运动为主,D错误。故选B。第19题,图中短波利用了电离层中大气高度电离的特性,A正确。短波与高层大气的温度、臭氧含量、大气能见度无关。故选A。
20.读大气的垂直分层示意图,回答下列问题。
(1)简述图中A层大气所具有的特点。
(2)图中B层大气被誉为“地球生命的保护伞”,请说明其中的原因。
(3)写出电离层位于图中大气层的哪一分层(用字母表示),说明电离层对于人类的重要作用。
解析:第(1)题,图中A是对流层,集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质。地面是对流层大气主要的直接热源,所以气温随高度的增加而降低。热空气上升,冷空气下沉,空气对流运动显著,天气现象复杂多变。第(2)题,图中B层大气是平流层,该层中的臭氧能够强烈吸收太阳紫外线,使地球生物免受强烈太阳紫外线的伤害,因此被誉为“地球生命的保护伞”。第(3)题,电离层位于图中大气层的C层,即高层大气。电离层大气处于高度电离状态,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用。
答案:(1)集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质;气温随高度的增加而降低;空气对流运动显著;天气现象复杂多变。
(2)该层中的臭氧能够大量吸收太阳紫外线,使地球生物免受强烈太阳紫外线的伤害。
(3)C。能反射无线电波,对无线电通信有重要作用。
21.阅读图文材料,回答下列问题。
臭氧层是法国科学家法布里于20世纪初发现的,它位于距离地面15～35千米处的大气平流层,能吸收99%以上对人类有害的太阳紫外线,是地球上所有生物的天然保护屏障。20世纪80年代中期,科学家在南极上空首先发现了臭氧洞。现在虽然情况有所好转,全球臭氧含量大致保持恒定状态,但南极上空仍然有很大的空洞,2005年臭氧洞面积达到2 400万平方千米,相当于北美洲的面积。臭氧层保护仍是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S～80°S平流层臭氧总量多年变化状况。
(1)据图说明9月份平流层臭氧总量的时空分布规律。
(2)简述臭氧总量多年变化造成的主要危害及人类的应对措施。
解析:第(1)题,从空间看,中低纬度地区臭氧总量较高,高纬度地区较低。由低纬度向高纬度臭氧总量先增加后降低。从时间看,全球臭氧总量有逐年递减的趋势。从总量变化幅度上看,高纬度地区减小的幅度大,中低纬度地区变化幅度小。第(2)题,臭氧总量在减少,在南极上空形成了巨大的臭氧洞,导致到达地面的太阳紫外线增加,危害地球生态环境和人类健康。在保护臭氧层方面,必须进行国际合作,同时加大宣传力度,提高人们的环保意识。氟氯烃的使用是导致臭氧减少的主要原因,要逐渐减少直至杜绝其使用和排放。
答案:(1)臭氧总量从低纬度向高纬度先递增后递减;从时间上看,臭氧总量有逐年递减的趋势;在高纬度地区递减幅度大,中低纬度地区变化幅度较小。
(2)危害:形成臭氧洞,导致到达地面的太阳紫外线增加,危害地球生态环境和人类健康。应对措施:加强宣传教育,提高人们保护臭氧层的环保意识;制定法律法规,限制氟氯烃化合物的使用和排放;积极开展氟氯烃替代技术的研究;加强国际合作,共同保护臭氧层。第二节 大气受热过程
课标要求 素养目标
运用示意图等,说明大气受热过程,并解释相关现象。 1.人地协调观:应用大气受热状况原理,指导人们的生产、生活。 2.综合思维:了解太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射的性质,理解大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用。 3.区域认知:结合不同地区的地面特征、大气状况,分析大气受热过程的差异。 4.地理实践力:不同天气状况下,在室外观察大气受热状况的差异。
一、大气对太阳辐射的削弱作用
结合教材第73～76页相关知识,完成以下内容。
1.反射作用
(1)含义:大气中的云层和较大颗粒的尘埃,能将投射在其上的太阳辐射的一部分,又反射回宇宙空间。
(2)特点:没有选择性,反射光呈白色。
(3)表现:云层越低、越厚,云量越多,反射越强。
2.散射作用
(1)含义:太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,太阳辐射的一部分便以这些质点为中心,向四面八方弥散。
(2)特点:可见光中蓝光、紫光波长较短,容易被散射。
(3)表现:晴朗的天空呈蔚蓝色。
3.吸收作用
(1)特点:大气的吸收作用具有选择性。
①臭氧:主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。
②水汽和二氧化碳:主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。
③大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少。
(2)表现
4.到达地面的太阳辐射的地区差异
(1)到达地面的太阳辐射不是均匀分布的,而是由低纬度向两极递减。
(2)到达地面的太阳辐射并不能完全被地面吸收。地面对太阳辐射的反射率的大小,取决于地面的性质。
[思考1] 大规模的火山爆发可能造成地表温度下降,用大气的削弱作用解释原因。
答案:大规模的火山爆发会喷发出大量的火山灰,火山灰对太阳辐射的反射和散射作用很强,即对太阳辐射具有很强的削弱作用,从而使到达地面的太阳辐射减弱。
二、大气对地面的保温作用
结合教材第76～78页相关知识,完成以下内容。
1.保温过程
大气辐射中的大气逆辐射把热量还给地面,对地面起到保温作用。
2.表现
3.现象
[思考2] 物体辐射的最强部分波长与物体温度有什么关系 太阳辐射、地面辐射和大气辐射按照波长分属于什么辐射
答案:物体温度越高,辐射中最强部分的波长越短,反之越长。太阳辐射为短波辐射;地面辐射和大气辐射均为长波辐射。
判断题
(1)太阳辐射是大气能量的根本来源。( √ )
(2)“高处不胜寒”的主要原因是高海拔处大气稀薄,吸收的太阳辐射少。( × )
(3)海拔越高,太阳辐射越强,大气保温作用越弱。( √ )
(4)大气逆辐射只存在于夜晚。( × )
(5)月球表面没有大气层,因此月球表面的温度高于地球表面。( × )
探究一 大气的削弱作用
情境1 歌曲《草原上升起不落的太阳》中唱道:“蓝蓝的天上白云飘,白云下面马儿跑……”
情境2 在日出之前(黎明)和日落以后(黄昏)的一段时间,天空仍然明亮,处于半光明状态。这段时间,既不是真正的白昼,也不是真正的黑夜,是昼夜交替的过渡时期。天文学称之为晨昏蒙影。
[思考]
(1)(综合思维)晴朗的天空为什么是“蓝蓝的”,天上的云层为什么是白色的
答案:蓝光、紫光波长较短,容易被空气分子散射,因此晴朗的天空呈现蔚蓝色。云层能反射太阳辐射,反射因为没有选择性,故反射光呈白色。
(2)(地理实践力、综合思维)简析情境2中“晨昏蒙影”形成的原因。
答案:这种现象是由大气散射引起的,在日出之前(黎明)和日落以后(黄昏)的一段时间,太阳辐射虽然不能直接照射到地面,但可以射到地球的大气层,高层大气能够对太阳辐射起到散射作用,故天空仍然明亮,处于半光明状态。
1.反射作用
受云层和较大颗粒尘埃的影响,大气对太阳辐射削弱较明显。如下图。
2.散射作用
当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,波长较短的蓝光最容易被散射。如下图。
3.吸收作用
对能量最强的可见光吸收得很少。如下图。
4.反射、散射、吸收作用的比较
削弱 作用 特点 参与作用的 大气成分 被削弱的辐射 形成的自然现象
反射 作用 无选 择性 云层、较大颗粒的尘埃 各种波长的太阳辐射 夏季多云的白天,气温不太高
散射 作用 有选 择性 空气分子、颗粒微小的尘埃 波长较短的蓝光、紫光 晴朗天空呈蔚蓝色
无选 择性 颗粒较大的尘埃等 各种波长的太阳辐射 阴天、黎明低空呈灰白色
吸收 作用 有选 择性 臭氧、水汽、二氧化碳 紫外光、红外光 —
5.大气削弱作用原理应用→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)湿润内陆盆地:如四川盆地。
大气对太阳辐射的削弱作用随纬度、时间而变化
(1)随时间变化(图1)。
太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,太阳辐射越强;反之,被大气削弱得越多,太阳辐射越弱。
(2)随纬度变化(图2)。
纬度越低,太阳高度越大,太阳辐射经过大气的路程越短,被大气削弱得越少,太阳辐射越强;纬度越高,太阳辐射被大气削弱得越多,太阳辐射越弱。
目前西藏军区海拔4 500米以上的哨所全部建成“阳光保暖房”(图1)。住进这种新式营房,官兵再不用“四季穿棉袄”了。图2为大气受热过程示意图。据此回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)以前官兵“四季穿棉袄”的原因是( )
A.海拔高,水汽少,①较弱
B.多晴朗天气,②作用较弱
C.纬度高,风力大,③损失多
D.海拔高,空气稀薄,④较弱
(2)(综合思维)下列地理现象与“阳光保暖房”原理一致的是( )
A.夏季白天多云时不会太热
B.晴朗的天空常呈蔚蓝色
C.深秋多云的夜晚不易霜冻
D.日落后的天空仍然明亮
思路点拨:第(1)题,根据图1的箭头方向判断,①为大气吸收的太阳辐射,②为到达地面的太阳辐射,③为地面辐射射向宇宙空间的部分,④为大气吸收的地面辐射。材料信息表明,位于4 500米以上的哨所,海拔高,空气稀薄,大气吸收的地面辐射少,即④较弱,气温低,导致官兵“四季穿棉袄”,由此判断,D符合题意。对流层大气热量主要来自地面,大气吸收的太阳辐射①较弱,对对流层大气气温影响小,排除A。多晴朗天气,②作用较强,不是较弱,排除B。当地纬度不高,③损失多与风力大无关,排除C。第(2)题,“阳光保暖房”是利用保温作用原理建设的。夏季白天多云时不会太热,这是因为大气对太阳辐射的削弱作用在多云时较强,与保温作用原理不同,排除A。晴朗的天空常呈蔚蓝色,这是大气对太阳辐射的散射作用的结果,与保温作用原理不同,排除B。深秋多云的夜晚不易霜冻,这是因为多云的夜晚大气逆辐射强,地面损失的能量较少,温度不至于降得过低,这是保温作用的结果,与“阳光保暖房”原理相似,C符合题意。日落后的天空仍然明亮,这是大气对太阳辐射的散射作用的结果,与保温作用原理不同,排除D。
答案:(1)D (2)C
探究二 大气对地面的保温作用
由于月球表面昼夜温差非常大,白昼时温度高达127 ℃,黑夜时低至-183 ℃。为适应极端环境,“玉兔号”月球车不得不遵守“日出而作,日落而息”的作息规律。如图示意“玉兔号”月球车沉睡了一个月夜后首次醒来。专家这样形容它:肩插“太阳翼”,脚踩“风火轮”,身披“黄金甲”,腹中“秘器”多。“玉兔号”月球车使命大、本领强。
[思考]
(1)(区域认知)月球上的气温变化为什么会如此剧烈
答案:月球上没有大气层,不能对昼夜温度进行调节。
(2)(综合思维)地球、月球与太阳的距离相当,为什么地球上的气温比较稳定呢
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,大气逆辐射对地面有保温作用,使地面温度下降缓慢。
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.太阳辐射、地面辐射及大气辐射之间的关系
3.大气保温作用的应用→分析生产、生活现象
(1)解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响。
(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)利用大气对太阳辐射的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉。
如:高海拔地区——空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,太阳能丰富;内陆地区——晴天多,阴雨天少,大气对太阳辐射的削弱作用弱,太阳能丰富。
昼夜温差大小的分析
分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理,主要从地势高低、天气状况及下垫面性质分析。
读大气受热过程示意图,回答(1)～(3)题。
(1)(综合思维)图中与大气保温作用密切相关的是( )
A.①吸收 B.②吸收
C.④大气逆辐射 D.③地面吸收
(2)(区域认知)大气的热量主要直接来自图中的( )
A.①吸收 B.地面辐射
C.④大气逆辐射 D.太阳辐射
(3)(人地协调观)倡导低碳生活,减少二氧化碳排放,主要使图中( )
A.①吸收减弱 B.③地面吸收增强
C.②吸收减弱 D.④大气逆辐射增强
思路点拨:第(1)题,图中与大气保温作用密切相关的是④大气逆辐射,减少了地面辐射的热量损失,C对;①吸收的太阳辐射少,对大气影响小,A错;②大气吸收地面辐射,是大气升温的主要的直接能量来源,B错;③地面吸收太阳辐射,使地面增温,D错。第(2)题,大气的热量主要直接来自图中的地面辐射,地面辐射是大气热量的主要的直接来源,B对;①吸收的是太阳辐射,大气直接吸收的太阳辐射热量很少,A、D错;④大气逆辐射是大气释放热量,C错。第(3)题,倡导低碳生活,减少二氧化碳排放,主要使图中②吸收减弱,大气吸收的地面辐射减少,大气增温减慢,C对;①吸收对大气温度影响小,A错;③地面吸收太阳辐射,不受二氧化碳影响,B错;④大气逆辐射减弱,D错。
答案:(1)C (2)B (3)C
一、选择题
读大气受热过程图,回答1～2题。
1.使近地面大气温度升高的热量传递过程顺序是( )
A.①—②—③ B.①—④—②
C.②—③—④ D.③—④—②
2.近地面大气温度随高度升高而递减,其影响因素是箭头( )
A.① B.② C.③ D.④
解析:1.B 2.B 第1题,近地面大气增温的过程是①太阳辐射穿过大气层到达地面,地面增温后又以②地面辐射的形式将热量传递给大气,大气吸收地面辐射后增温。第2题,近地面大气的主要的直接热源是②地面辐射。
3.以下四图中昼夜温差最大的是( )
解析:C 晴朗的白天,大气对太阳辐射的削弱作用微弱,气温较高;晴朗的夜晚,大气的保温作用差,地面损失的热量多,气温较低。故昼夜皆晴时温差最大。
如图中各箭头及其代表符号①②③④⑤表示太阳、地面、大气、宇宙空间之间的热力作用,其中包括太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射、削弱作用(吸收、反射和散射)。据此回答4～5题。
4.2020年2月3日,日本鹿儿岛县口永良部岛新岳火山发生喷发,喷出的火山灰高达7 000 m,飘浮在大气中的火山灰能使( )
A.①增强 B.②增强
C.④减弱 D.⑤增强
5.青藏高原的纬度比云贵高原高,但年太阳辐射总量比云贵高原大,其原因主要与图中的哪个因素数值大小有关( )
A.① B.② C.③ D.④
解析:4.A 5.A 第4题,可根据各要素间的相互关系判断出各符号代表的作用:①削弱作用,②到达地面的太阳辐射,③地面辐射,④大气逆辐射,⑤大气辐射。飘浮在大气中的火山灰能使①增强,即大气对太阳辐射的削弱作用增强。②减弱、④增强、⑤减弱。第5题,青藏高原的纬度比云贵高原高,但年太阳辐射总量比云贵高原大,其原因主要与图中的①大气对太阳辐射的削弱作用的数值大小有关。
二、非选择题
6.如图为昼夜太阳辐射示意图。读图,回答下列问题。
(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 。
(3)夜间多云时,由于云层 地面长波辐射,并使大气的 增强,所以地面温度比晴天时 。
(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。
解析:第(1)题,由图可知,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,所以昼夜温差比晴天小。
答案:(1)反射 大气逆
(2)反射 减弱 低
(3)吸收 逆辐射 高
(4)5
基础达标训练
1.下列地理现象和形成原因,按其内在联系正确的连线是( )
A.日出前的黎明和日落后的黄昏天空仍然明亮——大气的折射和反射作用
B.早春和晚秋多云的夜晚不会有霜冻——大气逆辐射作用
C.夏季天空多云时,白天不会太热——大气的散射作用
D.城市上空的雾比郊区多——空气中的水汽多
解析:B 日出前的黎明和日落后的黄昏天空仍然明亮是大气的散射作用,A错误。早春和晚秋多云的夜晚不会有霜冻是大气的保温效应,即大气逆辐射作用强导致的,B正确。夏季天空多云时,白天不会太热是因为大气的反射作用强,C错误。城市上空的雾比郊区多主要是因为城区是上升气流,水汽易凝结成雾;郊区是下沉气流,水汽不易凝结形成雾,D错误。
2.下列地理现象①太阳辐射、②地面辐射、③大气削弱作用、④地面增温、⑤大气逆辐射,按其出现的先后顺序排列,正确的是( )
A.①②③④⑤ B.①④②③⑤
C.①③④②⑤ D.①②④⑤③
解析:C 太阳辐射经过大气层被大气削弱,太阳辐射穿越大气到达地面使地面增温,地面吸热同时产生地面辐射,大气中的水汽和二氧化碳通过吸收地面长波辐射使大气增温,而后产生大气逆辐射对地面起保温作用。故按先后顺序排列是太阳辐射、大气削弱作用、地面增温、地面辐射、大气逆辐射。故选C。
我国北方地区农民为了避免所种庄稼遭受霜冻灾害,在深秋的夜晚往往于田间点燃柴草。结合大气受热过程示意图,回答3～4题。
3.关于图中a、b、c所代表的内容,叙述正确的是( )
A.a代表近地面大气的直接热源
B.a、b、c所代表的辐射波长的大小关系是a
C.b代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收
D.c代表的辐射与天气状况无关
4.燃烧柴草防御霜冻的做法,有利于( )
A.增强a辐射
B.增强b辐射
C.增强c辐射
D.改变b的辐射方向
解析:3.B 4.C 第3题,a是太阳辐射、b是地面辐射、c是大气逆辐射,近地面大气的直接热源是地面辐射b,A错误;a为太阳辐射,是短波辐射,地面温度高于大气的温度,地面辐射波长小于大气逆辐射, B正确;b为地面辐射,被大气中的水汽和二氧化碳所吸收,位于对流层,C错误;c为大气逆辐射,晴天大气稀薄,大气逆辐射作用较弱,阴天云层厚,大气逆辐射强,D错误。第4题,燃烧柴草会增加大气中二氧化碳的含量,进而能增强大气逆辐射,故选C。
下图表示北半球中纬度某地连续三天的天气状况。读图,回答5～6题。
5.11月4日白天云层的主要作用是( )
A.保温作用 B.吸收作用
C.反射作用 D.散射作用
6.下列叙述正确的是( )
A.11月4日平均气温最高
B.11月5日昼夜温差最大
C.11月6日夜间最容易出现霜冻
D.三天中最低气温都出现在子夜时分
解析:5.C 6.B 第5题,据图可知,11月4日白天云层的主要作用是对太阳辐射的反射作用,故选C。第6题,11月5日昼夜均为晴天,白天大气削弱作用弱,气温高,晚上大气逆辐射弱,气温低,昼夜温差最大,B正确。
7.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。
(1)填写图甲中字母所表示的含义:A ,B ,C 。
(2)近地面大气的主要热量来源是 (填字母);全球变暖与 (填字母)过程增强有关。
(3)图乙①②两条曲线中,表示阴天时气温变化的是 ,据图甲所示原理说明判断理由。
解析:第(1)题,根据图甲中箭头指向进行判断即可,A为太阳辐射,B为地面辐射,C为大气逆辐射。第(2)题,近地面大气的主要热量来源是地面辐射,对应的是B;全球变暖与大气逆辐射增强有关,对应的是C。第(3)题,从大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的保温作用进行分析即可,由图中曲线变化可以判断,阴天昼夜温差小,对应的是曲线②;昼夜温差小的原因是白天大气对太阳辐射削弱作用强,夜晚大气逆辐射作用强,对地面的保温作用强。
答案:(1)太阳辐射 地面辐射 大气逆辐射
(2)B C
(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。
能力提升训练
8.在不同的环境或状态下,图中箭头所代表的太阳辐射转换过程会发生一定的变化。下列叙述正确的是( )
A.阴雨天气,a被大气削弱多
B.湖泊湿地,b能传递给大气的能量减少
C.二氧化碳增多,c补偿地面热量减少
D.冰雪地面,a→b的转化率增加
解析:A 图中a是太阳辐射,b是地面辐射,c是大气逆辐射。阴雨天气,天空云量多,a被大气削弱多,A对;下垫面是湖泊湿地,比热容大, b能传递给大气的能量增多,B错;二氧化碳增多,大气逆辐射强,c补偿地面热量增加,C错;冰雪地面对a的反射作用强,地面吸收太阳辐射少,a→b的转化率减少,D错。
《齐民要术》有一段描述:“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。”(注:煴是指无焰的小火)。地膜覆盖是一种农业栽培技术,具有保温、保水、保肥、改善土壤理化性质、提高土壤肥力、抑制杂草生长、减轻病害的作用。下面左图为北方某地农业景观图,右图为大气受热过程图。读图,回答9～11 题。
9.“此时放火作煴,少得烟气,则免于霜矣”的主要原因是( )
A.①增强 B.②增强
C.③增强 D.④增强
10.我国北方农民春播时进行地膜覆盖,可有效地提高地温,其主要原理是( )
A.增强①过程 B.增强②过程
C.减弱③过程 D.增强④过程
11.一些果农为让苹果上色更加均匀,夏季在苹果树下覆盖浅色地膜的主要作用是( )
A.减弱①,降低气温 B.反射②,增加光效
C.减弱③,保持水分 D.吸收④,保持地温
解析:9.D 10.C 11.B 第9题,“此时放火作煴,少得烟气,则免于霜矣”是放火制烟,以增加大气中的二氧化碳;二氧化碳可增强大气逆辐射,对地表有保温作用。图中①是大气对太阳辐射的削弱作用;②是太阳辐射;③是地面辐射,④是大气逆辐射。D正确。第10题,进行地膜覆盖,太阳辐射可透过地膜使地面增温,地膜内气温也随之增高,但地面辐射③和大气辐射不能透过地膜散失到大气中,可有效地提高地温。C正确。第11题,在苹果树下覆盖浅色地膜,可增加其对太阳辐射②的反射,增加光效,使苹果受光均匀,上色更加均匀。B正确。
我国隧道等交通建设技术世界领先。读我国某山地隧道内部和外部1月和7月平均气温日变化图,回答12～13题。
12.表示7月隧道内气温日变化的曲线是( )
A.① B.② C.③ D.④
13.据图可知,此隧道( )
A.内外温差白天大于夜晚
B.内部温差大于外部
C.冬暖夏凉
D.北京时间12时气温最高
解析:12.B 13.C 第12题,夏季隧道内外温度都比冬季高,因此①②表示7月份隧道外、隧道内平均气温日变化。白天隧道外部直接接受太阳辐射,温度高,则②表示7月份隧道内平均气温日变化。故选B。第13题,白天隧道外部直接接受太阳辐射,温度高,因此①④分别表示7月份和1月份隧道外平均气温日变化,②③分别表示7月份和1月份隧道内平均气温日变化。据图分析可知,无论是1月还是7月,隧道内温差都小于外部,隧道内1月份偏温暖,7月份偏凉爽,具有冬暖夏凉的特点,C正确,B错误;1月隧道内外温差白天明显低于夜晚,A错误;图中最高气温出现在北京时间15时左右,D错误。故选C。
每年冬天,浙江省农业厅专家都要为西湖龙井茶树防冻支着。以下是两种常见的防冻措施:①覆盖防寒(寒潮来前,用网纱等覆盖茶树蓬面,以保护茶树,如图1);②熏烟驱霜(晚霜来前,气温降至2℃左右时点火生烟,以减轻晚霜冻害,如图2)。读图,回答14～15题。
14.图1中的网纱在冬季主要能够( )
A.防太阳暴晒
B.阻隔霜冻直接接触叶面
C.防病虫害
D.防洪、防涝
15.图2中的熏烟能够减轻霜冻,是因为烟雾能够( )
A.使二氧化碳浓度增加,大气逆辐射增强
B.使水汽含量增加,太阳辐射增强
C.使地面温度增加,地面辐射增强
D.使大气温度增加,大气逆辐射增强
解析:14.B 15.A 第14题,覆盖防寒,即阻断寒潮、霜冻直接接触茶树叶面。第15题,熏烟能使大气中二氧化碳浓度增加,使大气吸收地面辐射增强,大气逆辐射增强,从而起到保温作用。
雾是空气中的水汽遇冷凝结而成的小水滴或冰晶,通常能见度低于1千米。下图为大气受热过程示意图。据此回答16～18题。
16.③代表的是( )
A.大气逆辐射 B.太阳辐射
C.大气反辐射 D.地面辐射
17.雾使空气能见度降低,原因是( )
A.①减弱 B.②减弱 C.③减弱 D.④减弱
18.我国最北端的漠河市,每年夏天有“白夜”现象,即当天的晨蒙影和前一天的昏蒙影相接,与该现象相关的是( )
A.① B.② C.④ D.⑤
解析:16.A 17.A 18.B 第16题,由图中所示信息及所学知识可知,①是太阳辐射,②是大气对太阳辐射的削弱作用,③是大气逆辐射,④是地面辐射,⑤是云的反射作用,⑥是大气辐射。由上可知,③代表的是大气逆辐射,A正确;B、C、D错误。故选A。第17题,由所学知识及上题分析可知,雾是指由于近地面空气中悬浮的无数小水滴或小冰晶造成水平能见度不足1 000米的一种天气现象,雾使空气能见度降低,原因是太阳辐射被削弱得多,到达地表的太阳辐射减弱,A正确;B、C、D错误。故选A。第18题,由所学知识可知,漠河市每年夏天有“白夜”现象出现是因为大气的散射作用,与大气对太阳辐射的削弱作用有关,即与②有关,B正确;A、C、D错误。故选B。
2020年1月的某天,杭州大雪,雪后寒风凛冽,张老师在大雪后外出办事随手拍摄到图1、图2的照片。据此回答19～20题。
19.图1中道路上无积冰,但桥面有大量积冰的原因是( )
A.桥面下层与大地隔离,桥体热量散失多,温度低
B.路面下层与大地相连热量散失快
C.桥面吸收大气逆辐射较少
D.路面吸收大气逆辐射较少
20.图2照片显示屋顶西面、北面积雪面积较小且薄,东面、南面积雪面积较大,而当时地面积雪几乎没有融化。屋顶西面、北面积雪面积小且薄的原因是( )
A.太阳照射西、北面的时间长
B.太阳照射西、北面时太阳辐射强
C.西、北面受冬季风吹拂,雪不易存留
D.太阳照射东、南面时太阳高度小
解析:19.A 20.C 第19题,桥面下层与大地相隔,呈悬空状态,周围空气流动快,散热快,温度降低快。路面下层与大地相连,有地温支撑,降温较慢;路面、桥面获得的大气逆辐射相同。第20题,据材料可知,地面积雪未化,且阳面积雪面积大,说明此时影响积雪面积和厚度的主要因素不是温度。该地纬度相对较高,冬季风较强,西面、北面位于冬季风的迎风坡,受冬季风的吹拂,积雪易被吹散不易存留。
21.读大气对地面的保温作用示意图,回答下列问题。
(1)图中①和③的含义分别是① ,③ 。对地面有保温作用的是 ,属于短波辐射的是 。
(2)近地面大气热量的根本来源是 ,直接来源是 。
(3)运用图示反映的原理,说明非洲撒哈拉沙漠地区昼夜温差大的
原因。
(4)在寒冷的冬天,农民往往在麦田边燃烧大量的湿草来防御冻害。试运用大气受热过程原理解释其原因。
解析:第(1)题,读图可知,①被地面吸收,部分被大气吸收,表示太阳辐射;地面增温后形成地面辐射,故④为地面辐射;地面辐射被大气吸收,形成大气辐射,因此②表示大气辐射;大气吸收地面辐射而增温,又以大气逆辐射的形式将部分热量返还给地面,因此③为大气逆辐射。大气逆辐射对地面有保温作用;太阳辐射属于短波辐射。第(2)题,根据所学地理知识可知,太阳辐射是大气热量的根本来源,地面辐射是大气热量的直接来源。第(3)题,沙漠地区多晴天,白天时大气的削弱作用弱,太阳辐射强,从而地面辐射强,大气增温幅度大;夜晚大气的保温作用弱,大气降温幅度大。第(4)题,燃烧湿草可产生大量的浓烟,主要目的是增加空气中二氧化碳和水汽含量,有利于吸收地面辐射,从而增强大气逆辐射,加强大气的保温作用,有利于减轻冻害的危害。
答案:(1)太阳辐射 大气逆辐射 ③ ①
(2)太阳辐射 地面辐射
(3)沙漠地区白天天气晴朗,大气对太阳辐射的削弱作用弱,气温高;夜晚天气晴朗,大气逆辐射弱,气温低。所以昼夜温差大。
(4)燃烧湿草可产生大量的浓烟,它可以强烈吸收地面辐射,然后又以大气逆辐射的形式把部分热量返还给地面,从而使地面辐射热量损失减少,降温减慢,减少冻害造成的损失。
22.读材料和图示,回答问题。
为了充分利用气候资源,发挥土地生产优势,我国许多地区发展了冬暖式温室大棚,极大地提高了农民收入,丰富了我国冬季城乡居民的蔬菜供应。
(1)建温室主要是改善农作物生长的 条件,实现这一目的的原理是 。
(2)依照菜农的经验,每天下午都要在棚内洒水,以保证蔬菜安全过夜,试用所学知识分析这一现象。
(3)A、B两位置的蔬菜,长势较好的是 ,口感较好的是 。简要分析原因。
(4)分析说明大棚技术对农业生产光、热、水条件的影响。
解析:第(1)题,温室大棚根据大气保温效应原理建造而成,能够改善冬季农作物热量不足的问题。第(2)题,水汽可以吸收地面辐射与大气辐射,储存更多热量。第(3)题,A、B两地位置不同,导致热量、温差都存在差异。B处热量较充沛,蔬菜长势较好。A处白天温度高,光合作用强,产生的营养物质多,晚上温度低,呼吸作用消耗的营养物质较少,集聚在蔬菜内的营养物质多,蔬菜口感好。第(4)题,大棚技术使冬季的太阳光得以充分利用,提高了大棚内的温度;有利于保持、调节大棚内空气和土壤的水分。
答案:(1)热量 大气保温效应
(2)棚内洒水可以吸收地面辐射与大气辐射,储存更多的热量。
(3)B A B处保温效果好,热量充沛,蔬菜生长状况好。A处在门口位置,温差较大,蔬菜储存营养物质多,口感好。
(4)使冬季的太阳光照得以充分利用;提高了大棚内的温度,使作物在冬季也可种植(可以减轻冻害,提高农业生产抗灾能力);有利于保持、调节大棚内空气和土壤的水分。第三节 大气热力环流
课标要求 素养目标
运用示意图等,说明热力环流原理,并解释相关现象。 1.人地协调观:运用城市热岛环流原理,理解人类活动对大气运动的影响。 2.综合思维:结合空气对流实验的热胀冷缩原理,综合分析热力环流的成因及影响。 3.区域认知:通过不同地点下垫面受热状况、等压面图,认识不同区域的热力环流。 4.地理实践力:利用热力环流的基本原理分析实际生活中相关的地理现象。
一、大气热力环流的形成
结合教材第79～80页相关知识,完成以下内容。
1.大气运动
(1)成因:太阳辐射在地球表面的差异分布,造成不同地区气温不同,并导致水平方向上各地间的气压差异,引起大气运动。
(2)类型:垂直运动和水平运动。
(3)表现:大气的垂直运动表现为气流上升或者下沉,大气的水平运动即是风。
2.热力环流
(1)概念:由于地面冷热不均而形成的空气环流。
(2)形成过程(如图)。
①A地受热,空气膨胀上升,近地面空气密度减小,形成低气压;D处空气聚集,密度增大,形成高气压。
②B、F地冷却,空气收缩下沉,近地面空气密度增大,形成高气压;C、E处空气密度减小,形成低气压。
③水平运动:在同一水平面上,空气由高气压区流向低气压区。
[思考1] 等压面凸起或下凹的地区与同海拔地区的气压有什么差异 上图中,A和D两点的气压哪个大
答案:等压面凸起的地区为高气压区,比同海拔地区的气压高;等压面下凹的地区为低气压区,比同海拔地区的气压低。垂直方向上的气压值总是近地面大于高空,故A气压大于D气压。
二、自然界的大气热力环流
结合教材第80～82页相关知识,完成以下内容。
1.种类
在陆地与海洋之间形成的海陆风、山坡与山谷之间形成的山谷风、城市与郊区之间形成的城市热岛环流等。
2.山谷风
(1)日出后山坡受热,空气增温快,空气密度变小,但山谷上方同高度的空气,增温较慢,密度仍较大,因而空气自山谷沿山坡上升,形成谷风。
(2)夜间山坡辐射冷却比山谷上方同高度的空气要快,因而气温下降、空气密度增大均较山谷上方同高度空气更快,使空气沿山坡流向山谷,形成山风。
(3)谷风的风速大于山风。
(4)山区与平原之间,有时也出现山谷风特征。
[思考2] 城市热岛是怎么形成的 城市热岛环流有周期性吗
答案:城市中的工厂、交通工具、家庭炉灶及空调等排放大量热量;城市中的建筑物对太阳辐射的吸收作用强;建筑物密集,热量不易散失;城市中的水面、绿地少,地面吸热快等。城市热岛环流没有周期性。
判断题
(1)随着高度的升高,大气温度和气压越来越低。( × )
(2)低气压中心的数值一定低于高气压中心的数值。( × )
(3)白天山坡受热所造成的温差,比夜间辐射冷却所造成的温差要小。( × )
(4)一般情况下,沿海地区空气中水汽含量白天大于夜晚。( √ )
(5)由于城市热岛的存在,白天风从郊区吹向城市,晚上风从城市吹向郊区。( × )
探究一 大气热力环流的形成
情境1 孔明灯又叫天灯,相传是由三国时期的诸葛孔明发明的。当年,诸葛孔明被司马懿围困于阳平,无法派兵出城求救。诸葛孔明制成会飘浮的纸灯笼,系上求救的信息,其后脱险,于是后世就称这种灯笼为孔明灯。
情境2 我国南方有“稻草烧塔”祈求来年丰收的习俗。稻草燃烧过程中塔中心火势猛,静风条件下灰烬会落在火塔的外围。
[思考]
(1)(综合思维)分析孔明灯是如何升空的,以及孔明灯里蕴含的大气原理。
答案:孔明灯里的空气受热后膨胀上升。大气的热力环流原理。
(2)(地理实践力)探讨稻草燃烧过程中气流运动的过程是怎样的。
答案:塔中心气温高,气流上升,灰烬随气流到高空、塔中心的上方形成高气压;外围气温低,气流下沉,外围的上方形成低气压,灰烬由高气压向低气压运动,在火塔外围下降。
1.热力环流的形成过程
2.热力环流中的两大关系
(1)温压关系。
(2)风压关系:水平方向上,风总是从高气压区吹向低气压区。
等压面图的判读方法
等压面是空间气压值相等的点组成的面,等压线是同一水平面上气压值相等的点组成的线。等压面图表示气压的垂直分布状况,等压线图表示气压的水平分布状况。
(1)在同一地点不同海拔高度上,海拔越高,气压越低。如图PA>PE。
(2)在近地面:气温越高,气压越低;气温越低,气压越高。如图PA(3)同一水平面上,高气压区等压面都向高空凸起,低气压区等压面都向低空凹陷,即“凸高凹低”。
(4)同一垂直方向上,近地面和高空的气压区类型相反,即近地面为高气压,高空则为低气压。
生活中,我们在切大葱或洋葱的时候,经常会忍不住“泪流满面”。为此,我们可以在切大葱或洋葱的时候点燃一支蜡烛,便可极大地缓解眼部的不适感。如图为切大葱或洋葱示意图。据此回答(1)～(2)题。
(1)(综合思维)从热力环流的角度看,切大葱或洋葱时点燃蜡烛能缓解眼部不适感的原理是( )
A.空气受热加大风速 B.空气遇冷减小风速
C.空气受热膨胀上升 D.空气遇冷收缩下沉
(2)(综合思维)下列热力环流示意图能反映上图中蜡烛附近空气环流的是( )
思路点拨:第(1)题,从热力环流的角度看,点燃蜡烛使空气受热膨胀上升,切大葱或洋葱处气温较低,空气下沉,故能缓解大葱或洋葱对眼部的刺激,C正确。第(2)题,点燃蜡烛使空气受热膨胀上升,之后空气在两侧下沉形成环流,A正确。
答案:(1)C (2)A
探究二 自然界的大气热力环流
公元234年盛夏,诸葛亮在上方谷设伏兵,安排大将魏延诱敌深入。当司马懿等人追进上方谷时,山上士兵即投下石块堵塞谷口,同时引燃谷内干柴。然而正当火旺人困,司马懿全军行将覆灭之时,一场大雨不期而至,司马懿感谢苍天保佑,趁机逃脱。诸葛亮叹道:“谋事在人,成事在天。”
[思考]
(1)(综合思维)推测“火熄上方谷”的原因。
答案:盛夏时节,山谷中的空气温度比较高,谷中气流上升,形成谷风;再加上谷中大火,近地面空气受热膨胀上升,上升过程中不断冷却,易成云致雨。
(2)(地理实践力)女同学们想去海边照相,若想照出长发飘飘的感觉,她们应该选择什么时间 应该怎么站位呢
答案:选择白天的中午前后,陆地气压更低,面向大海,海风更大。
1.海陆风
(1)成因——海陆热力性质差异。
(2)影响与应用:海陆风使海滨地区气温日较差减小,夏季气温低,空气较湿润,成为避暑的好地方。
2.山谷风
(1)成因——山坡的冷热变化。
(2)影响与应用:山谷(小盆地)常因夜间冷的山风吹向谷底(小盆地),使谷底(小盆地)内形成逆温层,大气稳定,易造成大气污染。所以,山谷(小盆地)地区不宜布局污染工业。
3.城市热岛环流
(1)成因——城市中心区比郊区气温高。
(2)影响与应用:一般将绿化带布置在气流下沉处以及下沉距离以内,而将卫星城或污染较重的工厂布置于下沉距离之外。
沙漠和林地之间的热力环流
(1)白天,沙漠增温快,气温高,形成低气压;林地增温慢,气温低,形成高气压;白天近地面大气由林地吹向沙漠。(如图a)
(2)夜晚,沙漠降温快,气温低,形成高气压;林地降温慢,气温高,形成低气压;夜晚近地面大气由沙漠吹向林地。(如图b)
下图为我国某山间河谷某时段等温面和等压面分布剖面示意图。读图,回答(1)～(2)题。
(1)(区域认知)下列能正确反映图示情况的是( )
①该时段为夜间 ②该时段为白天 ③该时段吹谷风 ④该时段吹山风
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
(2)(综合思维)下列古诗蕴含的原理与图中现象相关的是( )
A.两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山
B.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开
C.何当共剪西窗烛,却话巴山夜雨时
D.山重水复疑无路,柳暗花明又一村
思路点拨:第(1)题,从图中等压面和等温面的分布状况可以看出,该时段河谷等温面向高处凸,等压面向低处凹,说明该时段河谷气温较高,气压较低,根据山谷风的热力环流原理,可以判断该时段为夜间,吹山风。第(2)题,夜间河谷气温高,气流上升,在上升过程中遇冷凝结,容易成云致雨,所以夜雨较多。
答案:(1)B (2)C
一、选择题
为了更好地理解同一水平面上的气压差异,某校学生绘制了等压面发生弯曲的素描图,如图所示。读图,回答1～2 题。
1.读图判断( )
A.A、B两地气压相等
B.A地气压小于B地
C.空气从A地流向B地
D.空气从B地流向A地
2.该图可以用来解释( )
A.大气圈的组成 B.大气圈的结构
C.大气受热过程 D.大气水平运动
解析:1.C 2.D 第1题,同一等压面上的气压相同,A、B两地分别在等压面的下方和上方,不在同一等压面上,气压不相等;A地等压面向高处弯曲,因此A地气压大于B地,水平方向上空气从A地流向B地,C正确。第2题,大气圈由地面到高空,因组成物质、物理性质、化学性质等差异划分为不同的层次,该图不能解释大气圈的组成和结构;大气的受热过程是因太阳辐射、地面辐射和大气辐射差异而形成的,与该图无关;该图因同一水平面存在气压差,导致空气由高气压区流向低气压区,所以该图可以用来解释大气水平运动,D正确。
3.如图为南半球同纬度的P、Q及同纬度附近各地近地面与高空垂直气压差示意图,P、Q两地形成热力环流。关于P、Q两地的说法,可能正确的是( )
①P海洋 Q陆地 ②P陆地 Q海洋 ③P郊区
Q城市 ④P城市 Q郊区
A.①②④ B.①②③
C.①③④ D.②③④
解析:A 根据热力环流的原理,高空是高气压的近地面相对是低气压,高空是低气压的近地面相对是高气压,近地面热的地方是低气压,冷的地方为高气压,所以近地面气温低的垂直气压差大,气温高的垂直气压差小。据图可知近地面P气温高,Q气温低,城市具有热岛效应,P气温高是城市,Q气温低是郊区。题中没说明时间,因此分不清楚P、Q是陆地还是海洋,选择A。
在水库及其周围,由于热容量的差异,产生了局部小气候。据此回答第4题。
4.下列关于水库对库区周边的影响,叙述正确的是( )
A.风力减弱
B.雷电、阵雨等天气现象增加
C.气温的年较差增大,日较差减小
D.增加周边地区空气湿度
解析:D 水库建设,产生了湖陆热力性质差异,周边的风力增强,A错。水库面积小,对雷电、阵雨等天气现象影响不明显,B错。气温的年较差、日较差都减小,C错。水域面积增大,增加了周边地区空气湿度,D对。
5.某城市钢铁化学工业发达,大气污染源较多,工业企业主要分布于谷地中(如下图所示)。从地形的角度,根据热力环流的原理分析,下列说法正确的是( )
A.住宅区大气污染程度白天比夜间严重
B.一年中该城市晴天的日子很多
C.住宅区大气污染程度晚上较白天严重
D.住宅区大气污染程度全天相同
解析:A 白天吹谷风,夜间吹山风,故住宅区大气污染程度白天比夜间严重,A对,C、D错。工业区布局在谷地中,空气上升易成云致雨,B错。
二、非选择题
6.读图(虚线a、b表示等压线),回答下列问题。
(1)B地空气的垂直运动方向为 (填“上升”或“下沉”)。
(2)图中所示的热力环流形成的过程:先有 运动,再形成 运动。
(3)热力环流形成的根本原因是 ,它是大气运动的一种 的形式。
(4)A、B、C、D四处气压由高到低的排序为
。
(5)热力环流的实例有 、 和 。
解析:第(1)题,B处等压面向高空凸起,说明B处比两侧气压高,为下沉气流。第(2)题,冷热不均引起大气的垂直运动,垂直运动导致同一水平面上的气压差异,同一水平高度的气压差异形成大气的水平运动。第(3)题,冷热不均是大气运动的根本原因,大气运动最简单的形式是热力环流。第(4)题,近地面气压高于高空气压;同一水平高度上,等压面向高空凸起的为高气压区,反之为低气压区。第(5)题,城市和郊区之间,海洋和陆地之间,山峰和山谷之间,因为有冷热差异,都形成了热力环流。
答案:(1)下沉
(2)垂直 水平
(3)冷热不均 最简单
(4)PB、PC、PD、PA
(5)海陆风 城市热岛环流 山谷风
基础达标训练
读热力环流示意图,回答1～2题。
1.甲、乙、丙、丁四地中,气压最低和气温最高的分别是( )
A.丙和甲 B.丙和乙
C.丁和乙 D.丁和甲
2.若该图表示海陆风,下列说法正确的是( )
A.若为白天,则甲为海洋,乙为陆地
B.若为白天,风从丁吹向丙
C.若为夜晚,甲地气流上升
D.若为夜晚,丁处等压面向上凸起
解析:1.C 2.A 第1题,垂直方向,海拔升高、气压降低,则甲处气压高于丁处,乙处气压高于丙处。高气压区等压面向上拱起,低气压区等压面向下弯曲,依据图中等压面可判定甲处气压高于乙处,高空与近地面气压性质相反,丁处气压低于丙处,因此四地气压由高到低依次为甲>乙>丙>丁。四地中气压最低的为丁处。热力环流中,近地面气温高,气流垂直上升,形成低气压;近地面气温低,气流垂直下沉,形成高气压,甲处气压高于乙处,因此甲处气温比乙处低;垂直方向,海拔升高、气温降低,则甲处气温高于丁处,乙处气温高于丙处,因此乙处气温最高。C正确,A、B、D错误。故选C。第2题,高气压区等压面向上拱起,低气压区等压面向下弯曲,依据图中等压面可判定甲处气压高于乙处。陆地比热容小于海洋,白天陆地升温快,形成低气压,海洋为高气压,A正确;高空与近地面气压性质相反,甲处气压高于乙,则丁处气压低于丙处,等压面向下弯曲,风从丙吹向丁,B、D错误;甲处位于近地面,形成高气压,气流应做下沉运动,C错误。故选A。
下图所示为我国东南福建省沿海地区被海风“吹弯了腰”的草丛。读图,回答3～4题。
3.下列能正确示意图中风向形成原因的是( )
4.该地一年中盛行风向也因海陆间温度差异发生季节变化。盛行风从海洋吹向陆地的是( )
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
解析:3.B 4.B 第3题,由图中草的倒伏方向可知,当时风从海洋吹向陆地。海洋上气压高,气温低,气流下沉;陆地气压低,气温高,气流上升,为白天。第4题,夏季,陆地升温快于海洋,形成热低压,因此风从海洋吹向陆地。
读某自然地理过程模拟实验示意图,回答5～6 题。
5.该模拟实验过程中,烟的运动轨迹是( )
A.① B.② C.③ D.④
6.该实验主要模拟的是( )
A.大气受热过程 B.水循环
C.热力环流 D.全球变暖
解析:5.B 6.C 第5题,读图分析可知,由于热水和冰块使得该地受热不均,冰块的近地面,空气受冷下沉,热水处,空气受热上升,高空中,空气从热水上空流向冰块上空,近地面空气由冰块流向热水,空气的运动方向即为烟的运动方向。结合图示,②正确。第6题,本实验演示的是地面受热不均导致的空气运动,即热力环流。
7.阅读图文材料,回答下列问题。
图1为某时刻海陆等压面示意图,图2为四川某地传统民居穿堂风(穿堂风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,在炎热的夏季能取得较好的纳凉效果)示意图。
(1)读图,比较①②③④数值大小并排序:气压 ;气温 。
(2)比较①②的降水概率: 。比较①②的昼夜温差: 。
(3)屋前石子地面,屋后种植林草,可以明显增强夏季穿堂风。请运用热力环流原理加以解释。
解析:第(1)题,从图中可以看出,高度越高气压越低,故①②大于③④;据“高压处等压面上凸,低压处等压面下凹”的规律可知,①等压面下凹,故为低气压,②等压面上凸,故为高气压,而近地面与高空相反,故④为低气压,③为高气压。故气压排序是②>①>③>④。近地面大气温度越高气压越低,而①为低气压,故气温高,②为高气压,故气温低。根据温度随高度递减规律可知,④气温低于③,故综合得知,气温排序是①>②>③>④。第(2)题,①为低气压,气流上升,降水概率大,②为高气压,气流下沉,降水概率小。阴雨天气温差小,晴朗天气温差大,故昼夜温差①<②。第(3)题,本题考查热力环流原理的应用:屋前石子地面比热容小,吸热快,升温快,形成低气压;屋后林草地面比热容大,吸热慢,升温慢,形成高气压,不同地表使屋前屋后的温差增大,加大了屋前屋后的气压差,加强了空气流动,可以明显增强夏季穿堂风。
答案:(1)②>①>③>④ ①>②>③>④
(2)①>② ①<②
(3)石子地面比热容小(吸热快),升温快;林草地面比热容大(吸热慢),升温慢,不同地表使屋前屋后的温差增大,加大了屋前屋后的气压差,加强了空气流动。
能力提升训练
读热力环流示意图,回答8～9题。
8.能正确表达热力环流形成过程的是( )
A.①③→②→④ B.①→②→③→④
C.①③→④→② D.④→②→①→③
9.如果甲是北京,则乙可以代表( )
A.白天的南部郊区 B.白天的北部山区
C.夜间的北部山区 D.夜间的南部郊区
解析:8.C 9.B 第8题,热力环流的形成过程为近地面温度高,气体膨胀上升形成低气压,高空形成高气压;近地面温度低,气体收缩下沉形成高气压,高空形成低气压;大气在水平方向上从高气压流向低气压,从而形成热力环流。图中甲地等压面上凸,说明甲地为冷源,空气收缩下沉,近地面形成高气压;乙地空气上升,则乙地为低气压。高空与近地面气压性质相反,则甲地上空为低气压,乙地上空为高气压,气流从甲地流向乙地,高空则流动方向相反。据此在①②③④中形成的热力环流过程应为近地面冷热不均形成①③,之后由于同一水平面上气压不同,导致气流由高气压区向低气压区流动形成②④,故选C。第9题,如果甲是北京,图中显示甲气流下沉,则甲是高气压区,意味着甲为冷源地;乙处气流上升,则乙应为热源地。与郊区相比,北京市是大城市,气温高于郊区,故应为城市热岛效应中的热源地,排除A、D;北京位于平原、低地地区,白天与夜间相比,白天盛行谷风,风从低地流往山区,B正确。夜间山顶为冷源,风从山区流往平原或谷地,不符合图示信息,排除C。故选B。
图甲为燃放孔明灯的原理图,图乙为北半球某区域等压线(单位:百帕)图。读图,回答10～11题。
10.下面四幅图能够正确示意孔明灯点燃时灯内产生的空气环流状况的是( )
11.在图乙中a、b、c、d四地燃放孔明灯,飞得最高的是( )
A.a地 B.b地
C.c地 D.d地
解析:10.B 11.B 第10题,根据热力环流的原理,空气受热上升,所以孔明灯火焰处是上升气流。气流在顶部向四周散开,四周的灯罩边缘是下沉气流,底部气流流向灯火处,所以正确示意孔明灯点燃时灯内产生的空气环流状况的是B。第11题,根据图中等压线数值,a是高气压中心,盛行下沉气流;b是低气压中心,盛行上升气流,孔明灯飞得最高;c、d气流以水平运动为主,对孔明灯影响小。
读山谷风剖面示意图,回答12～14题。
12.下列判断正确的是( )
①图中表示的时间是夜晚 ②图中表示的时间是白天 ③此时吹山风 ④此时吹谷风
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
13.对于图中的气温、气压说法正确的是( )
A.图中的等压线的数值自下往上递增
B.图中的等温线的数值自上往下递减
C.甲地的气压较同一高度的乙地低
D.甲地的气压较同一高度的乙地高
14.据实际调查,图中甲地的夜雨较多,其主要原因是该地区( )
A.夜晚的气温高于白天的气温,气流做上升运动
B.夜晚的气温比周围地区的气温低,气流做下沉运动
C.夜晚的气温比周围地区的气温高,气流做上升运动
D.夜晚的气温比周围地区高,蒸发旺盛,空气中的水汽丰富
解析:12.D 13.D 14.C 第12题,图中等压面向上凸,故谷地近地面为高气压,坡地近地面为低气压,风的方向由高气压指向低气压,即为谷风。根据地面辐射是近地面大气的直接热源,坡地的大气由于近地面白天增温快,地面辐射强,气温高,形成低气压,而谷地的大气得到太阳辐射少,气温低,形成高气压,夜晚相反。第13题,根据气温、气压和海拔的关系判断,海拔越高,气压和气温值越小,即等温线和等压线的数值均自下而上不断递减,排除A、B;据上题,此时谷地近地面气压大于坡地近地面气压,即甲地气压大于乙地,排除C。第14题,结合上题,甲地为谷地,夜晚热量散失慢,其气温高于周边地区,盛行上升气流;同时,夜晚下沉气流从山顶顺坡而下,迫使谷底气流上升,从而形成夜雨。
夏季干旱地区绿洲、湖泊的最高气温比其毗邻的沙漠戈壁低30℃左右,水分的蒸发量要少一半,几乎和沿海湿润地区差不多。其原因是沙漠戈壁和绿洲、湖泊对于太阳辐射的反射率不同,在白天阳光辐射下,沙漠戈壁干燥地面强烈增温,通过大气的平流作用,暖空气被带到绿洲、湖泊上空,形成一个上热下冷的逆温层,上下层空气间的热交换难以进行,下层冷空气团得以保持稳定,因而形成一个湿润、凉爽的小气候,这种现象被称之为“冷岛效应”。据此回答15～16题。
15.“冷岛效应”产生的根本原因是( )
A.不同纬度的光照差异
B.不同下垫面的热量差异
C.不同高度的气压差异
D.不同海陆位置的水分差异
16.“冷岛效应”产生时,与绿洲、湖泊上空气温变化规律相符的是( )
解析:15.B 16.C 第15题,气温是热量的体现,绿洲、湖泊与沙漠戈壁物质不同,比热容大小不一,升温快慢不一样,是“冷岛效应”产生的根本原因。第16题,由“暖空气被带到绿洲、湖泊上空,形成一个上热下冷的逆温层”可知,大气层某一高度出现了逆温层,则C图符合题意。
17.能体现“巴山夜雨涨秋池”的图示是( )
解析:B 大巴山地区地形以山地为主;夜晚山上气温低、气压高,山谷气温高、气压低,风从山顶吹向山谷,山谷的暖湿气流被抬升而凝云致雨;河谷地形,河水汇集快,迅速上涨。读图可知,B为山风示意图,故选B。
“绿岛效应”是指在一定面积的绿地处气温比周围裸地或建筑用地处低0.5℃以上的现象,绿地对小气候的改善作用明显。读图,回答18～19题。
18.“绿岛”对小气候的改善作用主要体现在( )
A.可以消除各种污染 B.可以增加空气湿度
C.可以增大气温日较差 D.可以增大地表风速
19.图中绿地与周围裸地或建筑用地之间的大气运动状况是( )
A.近地面风由周围吹向绿地
B.近地面风由绿地吹向周围
C.绿地处气流上升
D.裸地或建筑用地处气流下沉
解析:18.B 19.B 第18题,注意审清题意,是“绿岛”对小气候的改善作用;图中显示绿地中植物通过蒸腾作用增湿、散热,因此“绿岛”可以增加空气湿度;图中显示绿地上空云量较多,因此“绿岛”会减小气温日较差;图中显示大风经过绿地后变为微风,因此“绿岛”可以减小地表风速。第19题,由材料可知,绿地处的气温比周围裸地或建筑用地处低,因此绿地处气流下沉,近地面形成高气压,风由绿地吹向
周围。
20.阅读图文材料,回答下列问题。
云南香格里拉位于青藏高原东南部,海拔约3 300米,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,在冬季晴朗的白天,暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温(如图所示)。
(1)分析香格里拉太阳辐射强,但气温低的原因。
(2)分析暖棚内气温比室外高的原因。
(3)运用热力环流原理,阐述图中循环气流的形成过程,并简单说明内室增温的原因。
解析:第(1)题,太阳辐射强弱并不与气温高低呈正相关,而取决于太阳高度的大小、海拔高低、昼夜长短和天气状况。香格里拉纬度低,太阳高度大,获得的太阳辐射量多;海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用较弱,白天的太阳辐射强,晴天多也使太阳辐射增强。但空气稀薄,大气逆辐射弱,大气的保温作用差,不利于热量储存,所以常年气温较低。第(2)题,辐射是能量的传播方式,波长短的电磁波能量强,透过玻璃的能力强,反之则弱,太阳辐射是短波辐射,可透过玻璃到达棚内,使温度升高,而棚内的地面辐射是长波辐射,很少能透射出去,从而使热量保存在暖棚内。故暖棚内气温高于暖棚外气温。第(3)题,热力环流是冷热不均引起的环流运动,垂直方向上,因热而引起上升运动,近地面形成低气压、高空形成高气压,因冷而引起下沉运动,近地面形成高气压,高空形成低气压,水平方向上再因水平气压梯度力,使大气由高气压流向低气压。由图可知:暖棚内因受热,空气膨胀上升,内室受热少,空气冷却下沉,于是上层空气由气压高的暖棚通过1通风口向气压低的内室流动;下层空气由气压高的内室通过2通风口向气压低的暖棚流动。暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温。
答案:(1)香格里拉纬度低,太阳高度大;海拔高,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用较弱,故白天太阳辐射强。但空气稀薄,大气逆辐射弱,大气的保温作用差,不利于热量储存,所以常年气温较低。
(2)太阳短波辐射可透过玻璃到达棚内,使温度升高,而棚内的地面长波辐射却很少能透射出去,从而使热量保存在暖棚内。
(3)暖棚受热多,空气膨胀上升,内室受热少,空气冷却下沉,于是上层空气由气压高的暖棚通过1通风口向气压低的内室流动;下层空气由气压高的内室通过2通风口向气压低的暖棚流动。暖棚通过通风口与内室形成循环气流,使内室增温。
21.阅读材料,回答下列问题。
材料一 新疆的博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖。河水补给占入湖水总量的94.8%,蒸发占出湖水总量的60.45%,但蒸发总量有上升的趋势。湖区水位季节变化很大,但近年有减小的趋势。湖区内湖陆风(在较大水域和陆地之间形成的以24小时为周期的地方性天气)现象较显著。多年平均数据显示,博斯腾湖夏半年陆风转湖风的时间为上午11～12时,比冬半年提前两小时左右。
材料二 博斯腾湖区域图和湖区湖风、陆风风速月变化统计图。
(1)根据材料,找出博斯腾湖湖陆风最弱的季节,并分析原因。
(2)分析夏半年陆风转湖风的时间比冬半年早的原因。
(3)试分析在湖边大规模兴建城市对湖陆风的影响,并说明理由。
解析:第(1)题,由图可知湖陆风最弱的季节应为冬季。湖陆风现象与海陆热力性质差异引起的季风原理相同。冬季,太阳高度小,白昼短,热量少,且水量最小,导致湖陆温差小,湖陆热力性质差异最小;且靠近冬季风源地,冬季风强劲,湖陆风不显著。第(2)题,湖陆风的转换早晚取决于湖、陆的气温高低,风总是从气温低的地区吹向气温高的地区。夏季日出较冬季早,陆地升温时间早;太阳高度较冬季大,获得的太阳辐射量多,陆地升温快;湖泊水量较冬季大,湖面升温慢,所以陆风转湖风时间早。第(3)题,风总是从气温低的地区吹向气温高的地区,湖陆风的强弱与湖陆的温差大小有关,温差大则风强,反之则弱。在湖边大规模兴建城市,会形成城市的热岛效应,白天增大了湖陆之间的温差,使湖风加强;晚上减弱了湖陆之间的温差,使陆风减弱。
答案:(1)冬季。原因:冬季博斯腾湖水量最小,湖陆热力性质差异最小;冬季太阳高度小,白昼短,湖水获得的热量少,湖陆温差小;靠近冬季风源地,冬季风强劲,湖陆风不显著。
(2)夏季日出较冬季早,陆地升温时间早;太阳高度较冬季大,获得的太阳辐射量多,陆地升温快;湖泊水量较冬季大,湖面升温慢,所以陆风转湖风时间早。
(3)使湖风加强,陆风减弱。由于城市的热岛效应,白天增大了湖陆之间的温差,使湖风加强;晚上减弱了湖陆之间的温差,使陆风减弱。章末整合
1.(2019·浙江4月选考改编)下图为某地近地面垂直方向气温、气压分布示意图(图中虚线为等温线、实线为等压线)。据此回答(1)～
(2)题:
(1)若该地位于我国西北沙漠地区,则其成因和空气垂直运动正确的是( )
A.动力 上升 B.热力 上升
C.动力 下沉 D.热力 下沉
(2)易形成这种大气物理状况的是( )
A.夏季白天的内陆湖面
B.冬季晴朗夜晚的谷底
C.夏季晴朗白天的郊区
D.夏季夜晚的内陆湖面
思路点拨:第(1)题,读图可知,该地等温线向上凸出,说明该地气温较周边地区高,气流在垂直方向上上升,是热力原因导致的,在近地面等压线向下凹,说明该处气压较周边地区低,气流上升,故选B。第(2)题,夏季白天内陆地区的湖泊气温较周边地区低,气流下沉,形成高气压,A错。山谷风成因分析的关键是山坡的冷热变化。冬季晴朗夜晚山坡比同高度的山谷降温快,气流沿山坡下沉使谷底暖空气被迫抬升,B错。郊区与城市之间,由于城市热岛效应,郊区为高气压,气流下沉,C错。夏季夜晚的湖泊气温较周边地区高,气流上升,D对。故选D。
答案:(1)B (2)D
2.积云为常见的一类云,其形成受下垫面影响强烈。空气在对流过程中,气流挟带来自下垫面的水汽上升,温度不断下降,至凝结温度时,水汽凝结成云。水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度。据此回答(1)～(2)题。
(1)大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布,因此积云常常呈( )
A.连续层片状 B.鱼鳞状
C.间隔团块状 D.条带状
(2)在下垫面温度决定水汽凝结高度的区域,积云的云底高度低值多出现在( )
A.日出前后 B.正午
C.日落前后 D.午夜
思路点拨:第(1)题,根据材料,积云是由空气对流上升冷却使水汽发生凝结而形成的。因此,积云的外形特征与空气对流运动的特点紧密相关。由于大气对流过程中上升气流和下沉气流相间分布,气流上升地方的高空形成积云,气流下沉地方的水汽不易凝结,高空无积云,故积云常呈现间隔团块状,C正确。连续层片状、鱼鳞状和条带状的云,都在空中大面积连续分布,不符合空气对流运动下积云的特点,A、B、D错误。第(2)题,一天中日出前后地面温度最低,近地面气温最低,导致空气对流运动最弱,上升气流到达的高度最低,因此积云的云底高度最低,A正确。正午、午夜和日落前后的温度一般要高于日出前后,因而对流运动相对较强,其形成积云的云底高度也相对较高,B、C、D错误。
答案:(1)C (2)A
大气逃逸或将毁灭生命并使地球变得贫瘠荒凉
据英国每日邮报报道,每分钟大概181千克氢和3千克氦从地球大气层进入外太空,这一过程叫作“大气逃逸”。未来有一天将导致地球生命灭亡消失。一位天体物理学家指出,未来数十亿年,大气层逃逸气体将使地球成为一颗类似火星的干燥荒凉星球。
美国哈佛-史密森天体物理研究中心的安加利-特里帕蒂(Anjali Tripathi)解释称,大气逃逸将导致地球变得干涸,在遥远的未来,太阳将变得更加明亮,在这一过程中,来自太阳的热量将变得更加强烈,气体从地球涌向外太空,或许在遥远的未来,地球将变成像火星一样的贫瘠星球。水分解的氢气将更快速地逃逸进入太空。
第三章检测试题
一、选择题(30小题,每小题2分,共60分)
1.霜冻往往出现于深秋至第二年早春晴朗的夜晚,因为此时( )
A.地面辐射强,地表降温慢
B.空气中水汽多,地表降温快
C.大气逆辐射弱,地表降温快
D.大气保温作用强,地表降温慢
解析:C 大气逆辐射强弱与云层厚度有关,云层越厚,大气逆辐射作用越强。晴朗的夜晚,大气逆辐射弱,大气的保温作用弱,地面降温快,当气温降至0 ℃以下,大气中的水汽就会凝华为霜,因降温幅度大,会带来冻害。
2.我国东部地区不少城市出现了热岛效应,其主要原因有( )
①城市郊区化 ②绿地面积增大 ③能源消耗加大 ④城市人口
剧增
A.①② B.③④ C.②④ D.①③
解析:B 城市热岛效应主要是城市人口众多,生产、生活、交通等消耗大量燃料,排放大量的废热造成的。
3.1960年以来,青藏高原的积雪厚度呈现出大—小—大的年际变化。下列地理过程因果关系正确的是( )
A.积雪厚度大-大气反射量少-年平均气温低
B.积雪厚度大-地面吸收量多-年平均气温高
C.积雪厚度小-大气吸收量少-年平均气温低
D.积雪厚度小-地面反射量少-年平均气温高
解析:D 本题考查积雪对太阳辐射的反射作用及其对气温的影响。积雪厚度大则对太阳辐射的反射量多,地面吸收的太阳辐射少,地面温度低,地面辐射释放的热量少,年平均气温低。反之,积雪厚度小,地面反射量少,吸收量大,年平均气温高。
乘坐飞机是人们常见的出行方式(如图)。据此回答4～5题。
4.人们出行坐飞机时,飞机最可能在( )
A.平流层顶部飞行
B.平流层中部飞行
C.平流层底部飞行
D.平流层任意高度飞行
5.平流层适合飞机飞行的主要原因是( )
①平流层大气气温上热下冷,以平流运动为主
②平流层大气气温下热上冷,以平流运动为主
③水汽和杂质含量少,无云雨现象,能见度好 ④水汽和杂质含量少,多云雨现象,能见度好
A.①④ B.①③ C.②③ D.②④
解析:4.C 5.B 第4题,飞机飞行时,遇到大气对流运动,会使得飞机颠簸,安全性受到威胁,因此人们出行坐飞机时,飞机最可能在以水平运动为主的平流层中飞行,但由于平流层中、上部空气密度小,机翼上下产生的气压差小,不利于飞机飞行,因此飞机应在空气密度较大的平流层底部飞行,因此C符合题意,排除A、B、D。故选C。第5题,根据所学知识可知,平流层大气随高度升高气温上升,气温上热下冷,以平流运动为主,利于飞机飞行,①符合题意,②不符合题意;相对于对流层,平流层高度较高,水汽和杂质含量少,无云雨现象,能见度好,利于飞机飞行,③符合题意,④不符合题意。综上所述,B符合题意,排除A、C、D。故选B。
电影《中国机长》根据真实事件改编,2018年5月14日,四川航空3U8633航班由重庆飞往拉萨,途中驾驶舱挡风玻璃爆裂、脱落,突发极端罕见险情,但在全体机组人员齐心协力下,航班安全返航。读大气垂直分层示意图,回答6～8题。
6.3U8633 航班从重庆正常起飞半小时后,飞行高度达9 800米时突发事故,此时( )
A.驾驶舱内温度出现急剧下降
B.飞机正飞行在平流层的顶部
C.机外气压明显高于机内气压
D.飞机周围大气臭氧浓度很高
7.影片中多次提到“释压”,而且副驾驶大半个身体曾被吸出机外,同时全机人员戴上氧气罩。事故时机舱状态是( )
A.气压升高,臭氧含量显著减少
B.气压升高,臭氧含量显著增加
C.气压降低,氧气含量明显减少
D.气压降低,氧气含量明显增加
8.3U8633航班返航遇雷暴云,飞机剧烈颠簸,这是由于此时所处大气层( )
A.太阳辐射过强
B.空气电离程度高
C.空气以水平运动为主
D.空气垂直运动显著
解析:6.A 7.C 8.D 第6题,飞行高度达9 800米,海拔越高,气温越低,此时驾驶舱挡风玻璃爆裂、脱落,使得驾驶舱内温度出现急剧下降,A正确;重庆位于中纬度地区,中纬度地区对流层平均高度为12千米,此时飞机正位于对流层顶部,B错误;海拔越高,气压越低,此时机外气压明显低于机内气压,C错误;臭氧浓度在平流层最高,此时飞机周围大气臭氧浓度并不高,D错误。故选A。第7题,高空中,机外气压低于机内气压,事故发生后,驾驶舱挡风玻璃爆裂、脱落,使得机舱气压降低,A、B错误;海拔越高,空气越稀薄,氧气含量越少,所以机舱氧气含量明显减少,全机人员戴上氧气罩,C正确,D错误。故选C。第8题,风、雨、雷电等天气现象发生在大气层的对流层,航班返航偶遇雷暴云,是因为飞机所处大气层位于对流层,空气垂直运动显著,D正确;对流层太阳辐射并没有过强,且太阳辐射过强与飞机剧烈颠簸无直接关系,飞机的剧烈颠簸主要反映了空气的垂直运动显著,A错误;高层大气空气的电离程度较高,对流层空气电离程度低,B错误;平流层空气以水平运动为主,对流层空气以对流运动为主,C错误。故选D。
最新研究发现,鸟粪可以降低北极的气温。北极地区的鸟类产生的鸟粪被微生物分解后,与海水浪花喷洒出的硫酸盐及水分子混合,形成大量悬浮在空气中的尘埃颗粒。下图示意大气受热过程。据此回答9～10题。
9.鸟粪对北极地区气温产生影响的主要环节是( )
A.①增强 B.②增强
C.③增强 D.④增强
10.该影响最明显的季节是( )
A.春季 B.夏季
C.秋季 D.冬季
解析:9.A 10.B 第9题,据材料可知,鸟粪被微生物分解后,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,这些颗粒会增强大气的削弱作用,使得到达地面的太阳辐射量减少,从而降低北极的气温。第10题,夏季气温较高,微生物数量较多,鸟粪被微生物分解的量较多,形成悬浮在空气中的尘埃颗粒较多,对降温影响最明显。
某中学地理兴趣小组为验证二氧化碳对温室效应的增强作用,用玻璃瓶设计了以下实验(图1)并获取了相关数据(图2)。读图,回答11～12题。
11.二氧化碳之所以对温室效应有增强作用,主要是因为它( )
A.强烈吸收地面辐射,使大气增温
B.强烈吸收太阳辐射,使大地增温
C.破坏臭氧层,增加到达地面的紫外线
D.通过化学反应向大气释放热能
12.实验小组认为两组实测数据的差距与预估相比不够显著,下列改进措施合理的是( )
A.将瓶子悬空放置
B.将内瓶底涂成黑色
C.将温度传感器放至瓶底
D.将纵坐标间隔扩大
解析:11.A 12.B 第11题,二氧化碳对太阳辐射几乎不吸收,但可强烈吸收地面辐射,使大气增温,A正确,B、D错误;破坏臭氧层的是氟氯烃,而不是二氧化碳,C错误。故选A。第12题,将瓶子悬空放置,瓶内空气吸收地面辐射的能力减弱,二氧化碳的保温作用减弱,减弱了效果,A错误;将内瓶底涂成黑色增加地面吸收的太阳辐射,从而增加二氧化碳的保温作用,B正确;将温度传感器放至瓶底则测量的不是空气的温度,C错误;将纵坐标间隔扩大不能使实测数据变化,D错误。故选B。
雾霾是指空气中因悬浮着大量微粒而形成的混浊现象。图甲是我国某地雾霾天气前后对比图,图乙为大气受热过程示意图。读图,回答13～14题。
13.雾霾天气对大气的受热过程产生一定的影响,雾霾天气会使图乙中的( )
A.①增强 B.②增强
C.③增强 D.④增强
14.近地面大气主要的直接热源是( )
A.① B.③ C.④ D.⑤
解析:13.B 14.C 第13题,读图乙,①是大气上界的太阳辐射,②是大气的削弱作用,图示为云的反射作用,③是到达地面的太阳辐射,④是地面辐射,⑤是大气逆辐射。雾霾天气对大气的受热过程产生一定的影响,雾霾天气大气削弱作用强,会使图乙中的②增强,B正确。到达地面的太阳辐射减少,③减弱,C错误。①不受影响,A错误。地面吸收的太阳辐射少,地面温度低,④减弱,D错误。第14题,近地面大气主要的直接热源是地面辐射,结合上题分析,①是大气上界的太阳辐射,②是云的反射作用,③是到达地面的太阳辐射,④是地面辐射,⑤是大气逆辐射。C正确。大气直接吸收的太阳辐射很少,A、B错误。⑤表示大气散失热量,D错误。
图甲为大气受热过程示意图,图乙为北京市2019年12月15日、16日天气示意图。读图,回答15～16 题。
15.使近地面大气温度升高的热量传递过程是( )
A.①→②→③ B.①→②→④
C.②→③→④ D.②→④→③
16.与15日相比,16日气温日较差变化的主要原因是( )
A.①减弱,③增强 B.②减弱,③增强
C.②增强,③减弱 D.②增强,④减弱
解析:15.B 16.C 第15题,近地面是对流层大气的直接热源,太阳辐射经大气的削弱作用后到达地面,地面吸收热量后以地面辐射④形式释放热量,近地面大气吸收地面辐射后升温,据此结合图示,①为太阳辐射,②为经大气削弱后到达地面的太阳辐射,④为地面辐射,选B。第16题,与15日的多云天气相比,16日为晴天,云量少,白天大气对太阳辐射的削弱作用较弱,到达地面的太阳辐射②较多,气温高;晚上,云量少,大气逆辐射③较弱,气温较低,故16日比15日的气温日较差大,选C。
近年来,随着机动车数量的剧增,机动车尾气已成为重庆城区大气的主要污染物。为打赢蓝天保卫战,2019年5月起,重庆市实施机动车新排放标准,减少机动车尾气排放量。图中的箭头表示近地面大气辐射的方向。据此回答17～18题。
17.机动车尾气排放到大气中,会改变大气的( )
A.组成成分 B.运动速度
C.垂直分层 D.地转偏向力
18.实行新标准以后,汽车排放的大气污染物减少,M方向的辐射将( )
A.增强 B.减弱 C.不变 D.为0
解析:17.A 18.B 第17题,机动车尾气排放到大气中,会增加硫氧化物和氮氧化物的含量,会改变大气的组成成分,A正确。第18题,从图中可以看出,M方向的辐射由大气指向地面,为大气逆辐射,汽车排放的大气污染物减少,大气吸收地面辐射的能力下降,大气逆辐射减弱,故选B。
19.交通信号“红灯停,绿灯行”的科学依据最可能是( )
A.红色光线易被散射,穿透力强
B.红色光线不易被散射,穿透力强
C.绿色光线易被反射,穿透力强
D.绿色光线易被散射,穿透力强
解析:B 红色光线波长较长,很难被散射,穿透力强,以红灯作为停止的信号更为醒目。
2019年1月某日三峡库区出现云海日出奇观,下面左图为某记者拍摄的照片。下面右图为大气受热过程示意图。读图,回答20～21题。
20.三峡库区云海形成原理与下列大气热力环流模式相符的有( )
A.Ⅰ、Ⅱ B.Ⅱ、Ⅲ
C.Ⅰ、Ⅳ D.Ⅲ、Ⅳ
21.受云海影响,三峡库区大气受热过程对应于上面右图中( )
A.①增大 ②增大 B.②增大 ③减小
C.③增大 ④减小 D.②减小 ④增大
解析:20.C 21.B 第20题,云层的本质是小水滴,云层是水在温度升高的条件下蒸发形成水蒸气并达到过饱和的状态,又吸附空气中的凝结核而产生的。因此,三峡库区云海的形成过程是库区表层的水分受热膨胀上升,盛行上升气流,形成水蒸气,吸附凝结核在高空形成了云海,而库区周围地区则盛行下沉气流。故选C。注意水域对应云海,盛行上升气流。第21题,云层会阻挡太阳光,云层多时对太阳辐射的反射增强,从而减少到达地面的太阳辐射,因此④增大、①减小,地面受到的太阳辐射减弱,增温减弱,因此地面辐射减弱,③减小。云层多,大气逆辐射增强,对地面的保温作用增强,②增大。故选B。
如图为莱芜雪野湖沿湖区域某时刻测得的湖陆风垂直结构示意图,图中①处右侧彩旗随风飘扬。据此回答22～23题。
22.据图可知,此时( )
A.①处为陆风,观测时为夜晚
B.②处可能为阴雨天气
C.①处为湖风,观测时为夜晚
D.④处盛行上升气流
23.与图中相对应的高空等压面的剖面线是( )
解析:22.D 23.B 第22题,读图,根据彩旗随风飘扬的方向,判断出风是由湖面吹向陆地,吹湖风,应为白天。白天陆地增温快,近地面气温高,盛行上升气流,可能为阴雨天气;而湖面增温慢,气温低,盛行下沉气流,可能为晴天。D正确。第23题,图中近地面风由湖面吹向陆地,为湖风,而高空风则由陆地上空吹向湖面上空,由此可以判断出,此时陆地近地面为低气压,而其上空为高气压,湖面上空为低气压,B正确。
24.若图示为热力环流形式,则a地与b地的气压(P)和气温(T)状况是( )
A.Pa>Pb;Ta>Tb
B.PaC.PaTb
D.Pa>Pb;Ta解析:D 由图中垂直气流的方向可知,a地气流下沉,b地气流上升,故气压Pa>Pb,气温Ta拉萨河流域拥有丰富的物质文化和非物质文化资源,拉萨位于宽阔的拉萨河谷地北侧。下图为拉萨7月降水量日平均变化图。据此回答第25题。
25.有关拉萨7月降水日变化成因的叙述,正确的是( )
A.夜晚地面降温迅速,近地面水汽易凝结成雨
B.夜晚近地面形成逆温层,水汽易凝结成雨
C.白天盛行下沉气流,水汽不易凝结成雨
D.白天升温迅速,盛行上升气流,水汽不易凝结成雨
解析:C 拉萨位于拉萨河谷地,7月受山谷风环流的影响明显。白天,气流沿山坡上升,谷地处盛行下沉气流,不利于水汽冷却凝结,C正确,D错误;夜晚,气流沿山坡下沉,谷地处盛行上升气流,水汽易冷却凝结成雨,A、B错误。
随着生活品质的提高,阳光房在城市中大受欢迎。阳光房附建在房子一侧,中间用一堵墙(带门、窗或通风孔)将房子与阳光房隔开,通过合理的设计发挥阳光房的作用,让时尚成为一种节能。据此回答26～27题。
26.图示阳光房的玻璃墙通风孔和共用墙通风孔打开的季节分别是( )
A.春季、秋季 B.秋季、春季
C.夏季、冬季 D.冬季、夏季
27.晴日的一天中,阳光房的气温比室外气温高,其主要原因是( )
A.玻璃可透光并能阻隔室内热量散失
B.室内大气逆辐射和保温作用强
C.室内花草多,空气湿度与比热容大
D.室外空气流动性强,不易增温
解析:26.C 27.A 第26题,阳光房接收光照多而气温较高,冬季可向室内传导热量,夏季室内温度高而不需要向室内传导热量,则共用墙通风孔冬季打开、夏季关闭;夏季为了降低阳光房内温度,需要打开玻璃墙通风孔,使其与室外进行热交换来降低室内温度。第27题,阳光房得到的光照与室外相差不大,但区域封闭而热量不易散失,故温度高于室外。室内外大气成分相差不大,则大气保温作用、大气逆辐射强度相差也不大。
图中甲为某游戏中的海岛地图,图乙为该岛东部小村庄地区海陆热力环流图,图丙为气温变化特征图。据此回答28～30题。
28.某队员在该岛从1 500 m左右高空跳伞降落过程中,仅从大气的热力状况分析气温和气压变化状况是( )
A.气温升高、气压降低
B.气温降低、气压升高
C.气温升高、气压升高
D.气温降低、气压降低
29.图乙中①②③④四处气温最高的是( )
A.①处 B.②处 C.③处 D.④处
30.据图丙,降落后队员可能感觉海风的时间段是( )
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:28.C 29.D 30.B 第28题,同一竖直面上越靠近地面气温越高、气压越高。第29题,热力环流的过程为近地面气温高,气体膨胀上升形成低气压,高空形成高气压;近地面气温低,气体收缩下沉形成高气压,高空形成低气压;大气在水平方向上从高气压流向低气压,从而形成热力环流。近地面大气高度越高气温越低,①④处气温高于②③处,大气在水平方向上由①处流向④处,④处气压较低,气温最高。第30题,根据热力环流的过程得知,当海洋温度低于陆地时,海洋大气下沉形成高气压,陆地为低气压,即吹海风,由图可知,在8时至16时海洋温度低于陆地,故此时吹海风,故选B。
二、非选择题(共40分)
31.读华北地区某城市2019年11月13日20时的气温(单位:摄氏度)实况图,回答下列问题。(10分)
(1)此图反映了城市所具有的 效应。在这种效应的作用下,如不考虑其他因素,城郊之间的风向应该是 。(2分)
(2)一般而言,城区的降水概率 (填“大于”或“小于”)郊区,主要是因为城区空气 旺盛,且城区 多,水汽容易凝结。(3分)
(3)“清晨,炊烟袅袅,笼罩着村庄”,这种描述表明该地可能出现了
现象,若该种现象出现在城区,则此时城市热岛环流会 。(2分)
(4)在下图中画出城区和郊区之间的热力环流。(3分)
解析:第(1)题,城区气温高,而郊区气温低,反映了城市具有的热岛效应。第(2)题,城区空气对流上升运动强烈及悬浮颗粒多,降水概率大于郊区。第(3)题,题中描述说明该地出现了逆温现象,会抑制空气对流运动。第(4)题,略。
答案:(1)热岛 由郊区吹向城区(2分)
(2)大于 对流 凝结核(灰尘)(3分)
(3)逆温 消失(2分)
(4)(3分)
32.阅读图文材料,回答下列问题。(10分)
为了缓解全球变暖,英国科学家设想将足球场大小的氦气球升到约19千米的高空,并用软管相连,向大气中输送大量微粒,以降低地球表面的温度。图1示意大气受热过程(数码代表各种辐射),图2示意大气垂直分层。
(1)图1中②代表的是 。(1分)
(2)按照该科学家的设想,氦气球上升到图2中大气的 (填名称)层停止,该层大气以 运动为主。(2分)
(3)若输送到空中的微粒可以缓解全球气候变暖,主要是因为这些微粒会使图1中 (填序号)减弱;秋季在农田中燃烧秸秆预防霜冻,主要是因为烟幕可增强 (填序号)。(2分)
(4)图2中G层大气直接热源是图1中的 (填序号),G层气温随海拔升高而 。(2分)
(5)云、雨、雾、雪等天气现象大都发生在图2中 (填名称)层,简析其原因。(3分)
解析:第(1)题,据图并结合所学知识可知,①为太阳辐射,②为地面辐射,③为大气逆辐射,④为大气辐射。第(2)题,“英国科学家设想将足球场大小的氦气球升到约19千米的高空”,根据图2可知,19千米的高空处于平流层,该层大气以平流运动或者水平运动为主。第(3)题,这些微粒到达平流层,会使太阳辐射①减弱;秋季在农田中燃烧秸秆预防霜冻,主要是因为烟幕可增强③大气逆辐射,达到对地表保温的作用,预防霜冻对农作物的危害。第(4)题,G层为对流层,对流层大气主要的直接热源是地面辐射,即②,据图可知对流层气温随海拔升高而降低。第(5)题,对流层多云、雨、雾、雪等天气现象,原因是水汽、固体杂质主要集中于对流层,为形成云、雨、雾、雪等天气现象提供了物质基础;该层大气运动以对流为主,水汽易冷却凝结、成云致雨。
答案:(1)地面(长波)辐射(1分)
(2)平流 水平(平流)(2分)
(3)① ③(2分)
(4)② 降低(2分)
(5)对流 水汽、固体杂质主要集中于这一层,为形成云、雨、雾、雪等天气现象提供了物质基础;大气运动以对流为主,水汽易冷却凝结、成云致雨。(3分)
33.结合下列材料和图示,回答下列问题。(20分)
绍兴市春晖中学地理研究性学习小组对某城市四个住宅小区的环境进行观察测算,得到了白天(晴天)6:00至18:00的温升数据并绘制了图甲、图乙。(基准温度取某日平均温度)
材料一 几种下垫面的吸收率。
下垫面 道路(沥青) 混凝土 砖 石
吸收率 0.8～0.95 0.65～ 0.9 0.6～ 0.8 0.65～ 0.8
下垫面 土壤(黑土) 沙漠 草 水
吸收率 0.6～ 0.95 0.55～ 0.85 0.74～ 0.84 0.9～ 0.97
材料二 图甲中小区1下垫面吸收率较高,平均吸收率为0.74;小区2下垫面吸收率较低,平均吸收率为0.64。
材料三 图乙中小区3风速较大,风速为3 m/s;小区4风速较小,风速为2.5 m/s。
(1)根据材料一、二,分析下垫面的吸收率对小区温升的影响及原因。(6分)
(2)根据材料三,分析风速与热岛强度的关系与原因。(8分)
(3)分析该研究性小组的研究成果对小区建筑规划和设计有何启发。(6分)
解析:第(1)题,大气热量主要来源于地面辐射,地面对太阳辐射吸收率高低直接影响大气温升情况。第(2)题,风速越大,散热效果越明显,相应地城郊之间温差变小,热岛强度亦变小。第(3)题,降低热岛效应,就要减小下垫面的吸收率,增加热容量和散热率。
答案:(1)影响:下垫面吸收率小的小区的温升幅度(作用)要小于吸收率大的小区。(2分)原因:大气增温的热源主要来源于地面辐射,不同下垫面,热容量不同;吸收率小的下垫面吸收的太阳辐射热量较少,因此它通过地面辐射和对流释放到空气中的热量较少,引起的升温幅度小。(4分)
(2)关系:风速与热岛强度(升温幅度)呈负相关;风速越大,升温幅度越小。原因:风速越大,空气流动性越强,由风带走的热量也越多。可见,风速大有助于减弱建筑群的热岛效应;风速小则相反。(8分)
(3)①尽量使用对太阳辐射吸收率较小的建筑材料,避免采用对太阳辐射吸收率较大的沥青、混凝土来铺全部地面;②增加绿地和水面,以增加下垫面热容量(减少地面辐射量);③通过合理布局小区建筑物(建筑密度布局要适当),加强小区的自然通风,有利于热量散失,从而有效改善小区热岛效应。(6分)