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第三章 地球上的大气
单元核心知识复习
【湘教版必修一】
大气
大气成分及作用
各层的特点
大气受热过程
干洁空气
水汽
杂质
大气垂直分层
分层依据
气流
温度
范围
人类
活动
大气还大地
2种作用
3种过程
4种辐射
热力环流
大地暖大气
太阳暖大地
大气辐射(大气逆辐射
地面辐射
太阳辐射
大气对太阳辐射削弱
大气对地面的保温
热力环流应用
热力环流原理
根本原因
气温、气流、气压、天气
山谷风
海陆风
城市热岛
核心知识点
低层大气:干洁空气 、水汽 和 杂质
21%
78%
1%
干洁空气成分的体积分数
(25千米以下)
CO2
臭氧—O3
其它
氧气 O2
氮气—N2
生物体的基本成分
维持生物活动的必要物质
植物光合作用的原料、对地面保温
吸收紫外线,保护地面生物
水汽:成云致雨的必要条件、对地面保温
杂质:成云致雨,起凝结核作用
依据:大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异
【核心考点:】
1.范围
2.物质组成
3气温垂直变化
4.气流运动状况
5.天气现象
6.人类活动
大气垂直分层
对流层 —— 与人类的关系最密切
纬度
高纬度地区: 8—9千米
中纬度地区:10—12千米
低纬度地区: 17—18千米
季节
夏季较厚
冬季较薄
大气圈的最底层,集中了约75%的大气的质量和90%以上的水汽质量、固体杂质,大气中的污染物也多集中在这一层。
归纳对流层的主要特点并分析其成因
大气运动:对流运动显著
天气:常出现风、云、雨、雪等天气现象
气温:随高度增加而递减,每上升100米降低0.6℃。
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
原因:直接热源主要来自地面辐射
平流层——飞机飞行的高度
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
臭氧层15-35千米
气温变化:
天气状况:
范围:
对流层顶至50-55千米;臭氧层位于15-35千米.
随高度增加而上升(上热下冷).
平流运动为主
晴朗
原因:
臭氧吸收太阳紫外线
人类活动:为何有利于高空飞行?
水平运动,大气平稳;天气晴朗,能见度好。
大气运动状况:
臭氧层空洞
臭氧在大气中比例虽小,但具有强烈吸收太阳紫外的能力-地球生命的保护伞。
人们大量使用氮肥以及氯氟烃即氟里昂会使平流层的臭氧遭到破坏。
2007年9月13日,南极上空的臭氧层空洞
生物健康:
1.增加皮肤癌发病率
2.损害眼睛,增加白内障发病率
3.削弱免疫力,增加传染病病发率
对生态:
1.农产品:产量和品质下降。
2.减少渔业产量。
3.破坏森林。
大气受热过程
4种辐射 3个过程 2种作用
大气受热过程
太阳辐射:太阳源源不断的以电磁波的形式向宇宙空间放射能量。能量集中在可见光区,属于短波辐射。
地面辐射:地面吸收透过大气的太阳辐射后升温,同时又对外(主要是向大气层)释放辐射能量。能量集中在红外区,属于长波辐射。
大气辐射:大气吸收地面辐射增温,同时也向外辐射能量,即大气辐射。
射向地面的大气辐射, 称为大气逆辐射。能量集中在红外区,属于长波辐射。
【一般一天之中】:地方时正午12点,太阳辐射最强。 下午13点左右,地表地温最高。 下午14点左右,地表气温最高。日出前后,气温最低。
采用塑料大棚发展反季节农业,玻璃温室育苗原理
过程①“太阳暖大地”:
太阳射向地球的短波辐射,经过小部分被大气吸收和反射,大部分到达了地面,地面吸收后升温。
过程②“大地暖大气”:
地面吸收太阳辐射能增稳后,以长波辐射将能量传递给近地面大气,同时近地面大气以对流、传导的方式,逐层向上传播热量,温暖大气。
过程③“大气还大地”:
大气增稳后,小部分射向宇宙,即大气辐射。
另外大部分射回地面,为地面增温,即大气逆辐辐射。
大气能量的根本来源是太阳辐射。
近地面大气主要、直接的热源是地面辐射。
3个过程
大气受热过程
大气受热过程
2种作用
解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响
雾 露 霜冻多出现在秋冬晴朗的夜晚
人造烟雾、浇水防冻原理
天空颜色:朝霞晚霞 蓝天白云
晨昏蒙影:
农业生产:铺地膜(黑膜 白膜)
【学以致用解释生活】
下图为大气受热过程示意图,完成下面小题。
.“本以正身,惟德温温,如冬之日,如夏之云”。“夏之云”令人舒适是因为( )作用增强A.① B.② C.③ D.④.“秋阴不散霜飞晚,留得枯荷听雨声。”对“霜飞晚”起主要作用的是( )A.① B.② C.③ D.④.在大气的受热过程中,图中序号的正确顺序为( )A.①—②—④—③ B.①—③—②—④C.①—④—②—③ D.④—②—③—①
D
C
为了实现对农作物的保温和防晒,绍兴地区部分农民在白色塑料大棚上加一层可收放的黑色尼龙网,如下图所示。据此回答下面小题。
图中塑料薄膜和黑色尼龙网直接影响的辐射分别是
A.地面辐射、太阳辐射B.太阳辐射、地面辐射
C.太阳辐射、太阳辐射D.地面辐射、大气辐射
.若天气晴朗,农民盖上黑色尼龙网的时段多在
A.春季晚上B.夏季午后
C.秋季早晨D.冬季傍晚
(短波)太阳辐射穿过塑料大棚
转化为(长波)地面辐射,
地面长波辐射,难以穿过塑料大棚,起到保温作用。
铺上黑色尼龙网的时间,应该是防止作物晒伤太阳辐射最强的--夏季午后
黑色尼龙网直接影响的是太阳辐射。
A
B
近年来,山东已成为我国北方地区重要的蔬菜生产基地之一。下图为山东某蔬菜基地塑料大棚生产示意图。根据下图和所学知识,据此完成下面小题。
大棚中生产出来的蔬菜质量略逊于自然状态下生长的蔬菜,原因是大棚中( )A.光照太强 B.热量不足 C.日温差较小 D.年温差较小.在冬季,菜农一般在傍晚往大棚内洒水,其原理是( )A.增强地面辐射
B.增强大气对地面辐射的反射C.增强大气对地面辐射的吸收
D.增强地面保温
D
c
在寒冷的冬天来临时,华北地区的果农都要给果树涂上白色的涂白剂:而在夏日来临时却在果树的底部铺上白色的地膜。据此完成下列题。
.果树的幼苗在栽种时要进行地膜覆盖,可有效地提高地温,其主要原理是( )A.减弱了②的逃逸 B.增强了①的反射C.增强了③的强度 D.增强了对④的吸收.将树木涂成白色,下列说法正确的是( )A.有效增加太阳辐射,使地面热量大量增加
B.增加大气逆辐射,保温作用增强以躲过冻害C.减小树干底部日温差,减少树皮冻裂
D.增加树皮厚度,减少虫害,利于抗寒.夏季果树底部覆盖白色地膜的目的是( )A.减少内外空气的对流,而降低膜内温度而制冷B.反射太阳辐射,使到达地面热量减少从而降温C.减少土壤内部水分的蒸发,起到保湿效果D.反射太阳辐射的光照,增加底部叶片的光合作用
A
C
D
每年冬天,茶农都要为西湖龙井茶树防冻。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。如左图);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。如右图)。据图完成下面小题。
.左图中的网纱在冬季主要能够( )A.防太阳暴晒
B.防病虫害C.阻隔霜冻直接接触叶面
D.防洪、防涝.右图中的熏烟能够减轻霜冻,是因为烟雾能够( )A.使大气温度增加,大气逆辐射增强
B.使大气中水汽含量增加,太阳辐射增强C.使地面温度增加,地面辐射增强
D.使大气中二氧化碳浓度、烟尘增加,大气逆辐射增强
寒潮来前,用网纱等覆盖茶树蓬面),图中的网纱在冬季主要能够阻隔霜冻直接接触叶面
熏烟可以增加植被覆盖区域上空大气中二氧化碳、悬浮颗粒物的浓度,从而提高对地面辐射的吸收量,增加大气逆辐射,起到保温作用
茶树受冻主要是因为气温低,
熏烟对地面增温幅度有限,无法起到防冻功能
C
D
青藏高原日较差大的原因
西藏地区的林芝,为什么被称作是“雪域江南”?
说明贵阳打造避暑旅游名城的优势条件,并分析其形成原因。
一般情况下,对流层温度上冷下热,
但在一定条件下,
对流层的某高度范围内会出现
气温随高度增加而上升的现象,
或降温变化率小于0.6℃/100m的现象。
气象学上称之为“逆温”,
发生逆温现象的大气层称为“逆温层”。
【拓展】
逆温
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
热
冷
逆温
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
平流雾
雾的形成需要三大条件:
1.加湿 水汽充足
2.冷却
3.有凝结核,增加水汽含量
天不亮就到树林里锻炼
绿色植物在一天中可发生两种作用:
光合作用和呼吸作用。
白天:日出后有光照进行,吸进二氧化碳,排出氧气。
晚上:太阳落下呼吸作用,吸进氧气;排出二氧化碳,
云贵高原的贵州冬半年
昆明准静止锋面影响
加上逆温
使贵阳出现 阴雨冷湿天气
地形逆温是指夜间盆地和谷底因辐射冷却,冷空气沿斜坡流积于底部而形成的逆温,地形逆温使盆地、谷地霜冻比坡地为重,农业生产上应采取防冻措施。
伊犁河谷也经常出现逆温现象。到了冬季,在伊犁河谷的一些浅山和丘陵区边缘等坡地上,就经常出现逆温层。
逆温带区域内,大约海拔每升高100米,气温随之升高0.5℃。
逆温带里,不受寒流和大雪袭击,为果树和牲畜越冬提供了生存条件。所以,每到严冬,新疆很多地区的牧民就把牛羊都往山上赶,以利用山上较高的温度避过寒冷的冬天。
弊:④带来显著的大气污染、多雾,使能见度降低,造成交通事故;
危害人体健康
利:①一定程度上可以抑制沙尘暴的发生。
②有利飞机的平稳飞行。(对流减弱不易颠簸)
③可应用于农业生产,提高产量及质量
逆温现象影响:
热力环流形成的根本原因:
热力环流:气温 气流 气压 天气 判读
近地面风向的判读:
大气运动的最简单形式---热力环流
近地面受热不均
谷风的风速大于山风
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大,
夜晚(山风) 白天(谷风)
形成 山坡比同高度山谷气温降温快;气流下沉,气压高;冷空气沿山坡下滑 近山坡气温比同高度山谷气温升温快;气流上升,气压低;暖空气沿山坡上升
影响 ①夜间的冷山风吹向谷底,使谷底和盆地内形成逆温层,阻碍了空气的垂直运动,易造成大气污染。②夜晚谷底暖空气被抬升过程中,海拔升高,气温降低,生成夜雨
在晴朗的白天,谷风把温暖的空气向山上输送,使山上气温升高,促使山前坡岗区的农作物和果树早发芽、早开花、早结果、早成熟;并可在冬季减少寒意。
谷风把谷地的水汽带到上方,使山上空气湿度增加,谷地的空气湿度减小,这种现象,在中午几小时内特别的显著。如果空气中有足够的水汽,夏季谷风常常会凝云致雨,这对山区树木和农作物的生长很有利;
夜晚,山风把水汽从山上带入谷地,因而山上的空气湿度减小,谷地空气湿度增加。在生长季节里,山风能降低温度,对植物体营养物质的积累,块根、块茎植物的生长膨大很有好处
秋冬季严重也可在谷底形成冻害。
【成因】——海陆热力性质差
大湖泊周围、大江大河沿岸也可以出现与海陆风相似的风的周期变化,分别称为“湖陆风”或“江(河)陆风”。
1.减小海滨地区气温日较差;2.夏季气温低,空气较湿润,适宜避暑。
【影响】
绿洲近地面气温低于邻近荒漠,空气下沉形成高压,(荒漠近地面气温高于邻近绿洲,空气上升形成低压)近地面的风从绿洲吹向荒漠。
有利影响
1.绿洲气流下沉,抑制水分蒸发;
2.通过近地面的风将水分输送给邻近荒漠,
3.利于邻近荒漠植被生长,形成绿洲外围生态保护带。
1.“冷湖效应”显著出现的时段是( )
A.1月上午 B.7月午后
C.10月中午 D.4月傍晚
2.在博斯腾湖的“冷湖效应”作用下,可能导致( )
A.沙漠戈壁近地面形成高压
B.风从沙漠戈壁吹向湖泊
C.沙漠戈壁与湖泊降水增多
D.冷空气沉积在湖泊上面
3.该地区“冷湖效应”可能( )
A.减少湖面水分蒸发
B.加快湖泊增温速度
C.增加沙漠植物蒸馏
D.使得沙漠辐射停滞
A
D
B
由于沙漠戈壁和湖泊对太阳辐射的反射率不同,在白昼阳光辐射下,沙漠戈壁干燥地面强烈增温,通过大气的环流作用,暖空气被带到湖泊上空,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,下层冷空气得以保持稳定,因而形成一个湿润、凉爽的小气候。这种现象就称之为“冷湖效应”。读图,完成下列各题。
快速的城市化进程,水泥、玻璃和钢铁被越来越多的使用,城市的发例如道路和建筑物取代树木、池塘和土壤,从而会吸收和重新释放更多的热量,使周围环境温度升高,工业和生活废热大量排放这些都使城市中的“热岛”进一步扩大。
“城市热岛”造成降水和雷暴等极端气象活动的增加。城市生态系统,温度的增加会导致物候的波动,导致动物栖息地减少或者消失、原有物种被入侵物种代替。
随着全球气候变化,“城市热岛”与不断出现的“热浪”相叠加,不仅增加了“热浪”的温度,也延长了“热浪”的持续时间,对于城市居民健康的影响是直接甚至是致命的。
【应用城市规划】:化工厂--宜布局在城市郊外热力环流之外。公园、绿化带、城市湿地---布局在热力环流之内。
【缓解城市热岛效应的措施】
增加植被和水域面积;建设海绵城市;
兴建通风廊道;合理规划城市;提高建筑的防热性能
大型太阳能城市空气清洁系统又称为除霾塔。位于西安市的除霾塔,主体由空气导流塔(高60米、直径达10米)及玻璃集热棚两部分构成。玻璃集热棚顶由镀膜玻璃组成,棚内设置过滤网墙,地面铺鹅卵石。据此完成下面小题。
.符合“除霾塔”内外空气运动特征的是( )
A. B. C D.
.“除霾塔”工作效率最高的时段为( )
A.晴朗无风的夜晚 B.晴朗无风的白天
C.阴雨多风的白天 D.阴雨多风的夜晚
A
B
B A 除霾塔由空气导流塔及玻璃集热棚两部分构成,下部的玻璃集热棚利于阳光摄入,地面铺设大量鹅卵石,在白天可以起到快速吸热的作用,使得集热棚内部温度上升,集热棚内气流延空气导流塔呈上升运动, A、C选项错误。由于集热棚鹅卵石温度高,使得气流上升,集热棚内部形成低压,集热棚两侧气流向中心运动,B选项正确,D选项错误。故选B。 除霾塔除霾利用的是热力环流相关原理,主要是集热塔受热使气流上升,使近地面空气向集热棚运动,在棚内设置过滤网将尘埃过滤。晴天太阳辐射强,集热塔吸热效果比阴天吸热效果更好,产生上升气流更强,C、D选项错误。处于塔基周围的集热棚表面采用单双层镀膜玻璃,并在底部铺设鹅卵石,白天收集热量及反射部分太阳光,夜间主动散热的作用加热空气,而受热的空气通过导流墙进入到导流塔内形成气流流动,此时,气流中的气态污染物首先通过过滤装置滤除颗粒物,最后通过塔顶端进入空气中,达到净化空气的目的,由于夜间集热塔内部热源与周边温差更明显,气流运动更突出,故除霾效果晴朗夜间更好, A选项正确,B选项错误。故选A。
大型太阳能城市空气清洁系统又称为除霾塔。位于西安市的除霾塔,主体由空气导流塔(高60米、直径达10米)及玻璃集热棚两部分构成。玻璃集热棚顶由镀膜玻璃组成,棚内设置过滤网墙,地面铺鹅卵石。
伊朗古城亚兹德古老的“风塔”是建筑物中用来通风降温的设计。风塔高过屋顶的部分四面镂空,悬空连接到室内大厅(图2),塔下中央建有一个水池(图1)。外部的空气经过这一系统降温后飘散到各个房间,让主人享受着酷暑中的阵阵清爽。
.“风塔”底部的气流运动方向是
A.辐散下沉 B.辐合下沉
C.辐散上升 D.辐合上升
.与“风塔”原理相同的是
A.温室大棚气温较高
B.锋面暖气团的上升运动
C.秘鲁沿岸的上升流
D.水库库区比周边降水少
根据材料,塔下中央建有一个水池,外部的空气经过这一系统降温后飘散到各个房间,所以“风塔”顶部的气流运动方向是符合下沉,然后再底部辐散,A正确。如果风塔处气流上升,不起到降温作用效果。
.水库库区温度比四周低,以下沉气流为主,降水较周边少,与“风塔”原理相同,D对;温室大棚气温较高,锋面暖气团是受冷气团挤压或主动爬升的;秘鲁沿岸是受离岸风而形成的。
顶部开口部分可以将城市各个方向的来风吸进风管,传输到底层,形成凉爽的气流,然后分散到各个房子。一般风管底部的地面会修建水池,给送风降温并过滤灰尘,因此送到各房间的风会特别清新凉爽。在清真寺、澡堂等公共场所,会配备多座风塔,风塔越高,吸收的风量越大,越能满足公共场所的要求
B
D
“冷湖”是丘陵地区山谷中冬、春季节微风晴夜因近地面空气的长波辐射冷却而形成的近地面逆温现象,我国江南丘陵山谷中出现的“冷湖”经常使种植的柑橘遭受冻害。下面两图分别为某年1月江南某地地形图,某年1月图中山谷在微风晴夜条件下,一次超强寒潮过境时测得的不同地形部位气温变化过程曲线。
根据图文信息推测,图中的河谷、山谷地区柑橘分布的主要地段是
A.坡底部 B.坡中部
C.阴坡坡底部 D.阳坡坡顶部
我国江南丘陵山谷中出现的“冷湖”经常使种植的柑橘遭受冻害”说明柑橘需要分布在温度较高的地方来减轻冻害,由图二可知,坡中部的温度相对于其他部位温度较高,因此选择把柑橘种植在坡中部,B正确。
B
“冷湖”是丘陵地区山谷中冬、春季节微风晴夜因近地面空气的长波辐射冷却而形成的近地面逆温现象,我国江南丘陵山谷中出现的“冷湖”经常使种植的柑橘遭受冻害。下面两图分别为某年1月江南某地地形图,某年1月图中山谷在微风晴夜条件下,一次超强寒潮过境时测得的不同地形部位气温变化过程曲线。
柑橘受冻害的临界低温是-9℃。图中,若按“冷湖”逆温垂直递增率1℃/10米计算,则该山谷种植柑橘的地方到谷底的相对高度至少为
A.42米 B.25米 C.8米 D.80米
读图,坡底的气温最低的时候是-11℃,材料中说柑橘受冻害的临界温度是-9℃,“冷湖”逆温垂直递增率1℃/10米,所以相对高度的范围是20米~30米之间,选B。
B
“冷湖”是丘陵地区山谷中冬、春季节微风晴夜因近地面空气的长波辐射冷却而形成的近地面逆温现象,我国江南丘陵山谷中出现的“冷湖”经常使种植的柑橘遭受冻害。下面两图分别为某年1月江南某地地形图,某年1月图中山谷在微风晴夜条件下,一次超强寒潮过境时测得的不同地形部位气温变化过程曲线。
深秋的清晨图中A地比B地多雾的主要原因是
A.地形迎风坡,降水多,水汽足
B.气温较低,降雪丰富,水分足
C.地形比较封闭,水汽不易扩散
D.气温较高,蒸发量大,水汽足
B地为山脚下,受地形抬升作用不明显,所以不是迎风坡,A地在山谷底部,所以也不是迎风坡,A错。该地位于江南,冬季最冷月均温也在0℃以上,深秋的清晨,“降雪丰富”B错,气温不可能较高,D错。图中A地所处的山谷比较狭窄,地形比较封闭,冷空气从山坡下来到山谷,由于地形较闭塞,水汽不易扩散,容易形成雾,而A地地形较开阔,冷空气容易扩散,C正确。
C