大气热状况及全球变暖
考点解读
1．大气的受热过程。
2．热力环流的成因及环流模式。
3．大气的水平运动，注意近地面与高空的区别。
4．说明全球气候变化时对人类活动的影响。
5．了解人类应对全球气候变化的对策。
知识清单
1．大气的受热过程
2．全球气候变化对人类活动的影响及对策
参考答案
1．①太阳 ②大气 ③地面 ④短波 ⑤长波
2．海岸线 淹没 积温 生长期 干旱 供水 水循环 蒸发 降水量和降水分布 二氧化碳 甲烷 科学预测 海岸防护堤坝 种类 品种
要点精析
要点一：大气的组成和分层结构
大气的组成
低层大气主要由：干洁空气、水汽、杂质组成
干洁空气的主要成分：
① 氮气：N是生命体的重要组成元素；
②氧气：生命生存的需要；
③二氧化碳：光合作用。
④ 臭氧：吸收紫外线，地球上生命的保护伞。
水汽和杂质：成云致雨，水汽对地面保温。
人类活动对大气成分的影响
如：燃煤，冰箱的使用等使二氧化碳增多，臭氧减少。
大气的垂直分层【高清课堂：大气热状况及全球变暖】
大气的垂直分层 高度 特点
对流层 低纬17～18 km中纬10～12 km高纬8～9 km ①贴近地面的大气最低层，集中了整个大气质量的3／4和几乎全部的水汽与固体杂质；②气温随高度增加而降低；③对流运动显著；④天气现象复杂多变，风、云、雨、雪等天气现象，都发生在这一层，与人类关系最密切
平流层 自对流层顶至50～55 km ①大气中存在一个臭氧层，吸收紫外线；②气温随高度增加而增加；③气流以水平运动为主，气流平稳；④天气晴朗，能见度好；⑤有利于高空飞行；使地球生物免受紫外线侵害
高层大气 自平流层顶以上到大气上层2000～3000 km ①空气密度很小，气压很低；在②80～500 km的高空有若干电离层，处于高度电离状态，能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用
【典型例题】
关于平流层的叙述，正确的是（ ）
A、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流
B、气温基本上不受地面影响
C、在平流层中存在一个电离层，能反射无线电波
D、平流层有利于高空飞行，与人类的关系最为密切
解析：平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，平流层有利于高空飞行，但是与人类的关系最为密切的是对流层，高层大气中存在一个电离层，能反射无线电波。
答案：B
要点二：大气的受热过程【高清课堂：大气热状况及全球变暖】
大气对太阳辐射的削弱作用
表现形式 参与大气成分 波长范围 特 点 实 例
反 射 云层、颗粒较大的尘埃等 所有波段 无选择性 夏天多云白天气温不会太高
吸收 臭氧（平流层）水汽、CO2 (对流层） 紫外线、红外线 有选择性，对可见光吸收很少 南极“空洞”
散射 质点是空气分子，微小尘埃 蓝紫色光 有选择性 晴朗的天空呈蔚蓝色
质点是颗粒较大的尘埃、雾滴等 各种光 无选择性 天空呈白色
大气热力作用原理的应用
1）白天阴天较冷：大气的反射作用造成，云层反射了大量的太阳辐射。
2）晴朗的天空蔚蓝色：大气的散射造成，蓝紫光波长较短最易被散射。
3）日出前的黎明和日落后的黄昏天空是亮的：散射作用造成。
4）霜冻多出现在晴朗的夜晚：晴朗的夜晚大气保温作用弱，地面热量迅速散失，气温随之降低。
5）夜晚阴天不太冷：阴天时大气保温作用强，减少了热量的散失。
6）月球表面的昼夜温差比地球表面大得多：由于月球的体积和质量都比地球小得多所以月球表面没有大气层。白天大气对太阳辐射的削弱作用，使地球表面的温度低于月球表面；夜晚大气对地面的保温作用又使地面的温度高于月球表面。这就减小了地球表面的昼夜温差，使其更有利于生物的生存。
7）二氧化碳增多使温室效应增强：二氧化碳大量吸收红外线，浓度增高，使大气吸收地面辐射的能力增强，从而增加了大气的逆辐射，导致全球气温的升高。
大气受热过程图解及口诀
口诀：太阳暖大地，大地暖大气，大气还大地。
应用：一天之中最高气温出现在午后2点左右的原因
由上图可得，太阳辐射最强时为12时左右，地面温度最高时在13时左右，大气温度最高时在14时左右，说明地面是近地面大气的直接热源，大气对太阳辐射的吸收作用很弱。
【典型例题】
例题1 下图为地球大气受热过程示意图。读图，大气中( )
A．臭氧层遭到破坏，会导致①增加
B．二氧化碳浓度降低，会使②减少
C．可吸入颗粒物增加，会使③增加
D．出现雾霾，会导致④在夜间减少
解析：臭氧层破坏会导致大气吸收的太阳辐射中的紫外线减少；二氧化碳浓度降低，会使得吸收的地面辐射减少；可吸入颗粒物增加，会使得地面吸收的太阳辐射减少；雾霾天气会使得大气逆辐射增加。
答案：B
例题2（2016 北京西城高一期末）
生活在青藏高原的藏族人，脸颊多为黑红色，中午常脱掉藏袍的一只袖子，这些现象与当地的自然环境密切相关。读下图“地球表面受热过程示意图”，完成下列问题。
（1）藏族人脸颊呈现黑红色，原因之一是（ ）
A. ①过多 B. ②过强 C. ③过多 D. ④过强
（2）藏袍适应自然环境，反映出当地（ ）
A. ①弱、③强 B. ①弱、④强 C. ②强、③弱 D. ②强、④弱
解析：第（1）题，藏族人脸颊呈现黑红色，是因为青藏高原海拔高，空气透明度好，太阳辐射强。第（2）题，藏袍适应自然环境，因为白天青藏高原太阳辐射强，气温较高，中午脱掉一直袖子，以利于散热；又因为天气晴朗，大气逆辐射弱，气温下降快，藏袍有利于保温。
答案：（1）B （2）D
要点三：逆温的类型及其影响
在对流层，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低，大约每升高100米，气温降低0.6℃。这主要是由于对流层大气的主要热源是地面长波辐射，离地面愈高，受热愈少，气温就愈低。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，或者地面上随高度的增加，降温变化率小于0.6℃／100 m，称为逆温现象。高空的实际温度大于理论温度。
1.常见的逆温类型
①辐射逆温
因地面强烈辐射而形成的逆温称为辐射逆温。在晴朗无风或微风的夜晚，地面因辐射冷却而降温，与地面接近的大气层冷却降温最强烈，而上层的空气冷却降温缓慢，因此使低层大气产生逆温现象。一般日出后，辐射逆温就逐渐消失了。
②锋面逆温
锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带，暖气团位于锋面之上。冷气团在下。在冷暖气团之间的过渡带上，便形成逆温。
③地形逆温
在低洼地区（谷地、盆地）因辐射冷却，冷空气沿斜坡下沉流入低洼地区形成逆温。这种逆温称为地形逆温。
④平流逆温
暖空气水平移动到冷的地面或气层上，由于暖空气的下层受到冷地面或气层的影响而迅速降温，上层受影响较小，降温较慢，从而形成逆温。主要出现在中纬度沿海地区。
2.逆温的影响
①出现多雾和晴朗天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系；它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至出现交通事故。
②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会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，多雾天气对飞机起降带来不便。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。
【典型例题】
读某地气温随高度和时间变化示意图，据此回答（1）—（3）题。
（1）当日最高气温和最低气温出现的时候（ ）
A．大气辐射达最强和最弱 B．是每天的14时和6时
C．近地面大气热量收入大于支出 D．地面辐射呈现最高值和最低值
（2）近地面空气质量较差的时间段是（ ）
A．20时至次日5时 B．8时至10时 C．10时至15时 D．15时至20时
（3）引起空气质量较差的原因是 （ ）
①该地地势高峻、冷空气容易下沉堆积 ②有一股暖空气流入本地
③该地有锋面活动，暖空气爬到冷空气之上 ④空气流动较差，妨碍烟尘、污染物的扩散
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
解析：第（1）题，气温的高低直接决定着大气辐射的强弱。第（2）题，当近地面大气出现逆温时，空气对流较弱，空气的质量最差，从图中时间上来看符合题意的时段为20时至次日5时。第（3）题，引起空气质量较差的原因主要是逆温的出现。
答案：（1）A （2）A （3）C
要点四：气候的变化【高清课堂：大气热状况及全球变暖】
1． 全球气候在不断变化之中
气候变化是长时期大气状态变化的一种反映；主要表现为不同时间尺度的冷暖或干湿变化。
地质时期的气候变化：时间跨度最大，变化周期最长的气候变化；
历史时期的气候变化：距今1万年以来的气候变化；
近代气候变化：最近一二百年有气象观测记录时期的气候变化。
人们关心的近百年来的全球气候变化显著特点是气温升高 ；区域性气候的变化要比全球性气候变化复杂得多。
2． 全球变暖的原因
自然原因：太阳活动；厄尔尼诺。
人为原因：燃烧矿物燃料排放大量温室气体；毁林，尤其是热带雨林的破坏。
3．全球变暖的影响
（1）海平面上升；
（2）引起世界各地降水和干湿状况的变化，从而导致经济结构的变化。
4．全球变暖的适应对策
（1）控制温室气体排放（如减少化石燃料的使用量；提高能源的利用效率；大力发展新能源；控制水田和垃圾填埋场甲烷的排放量等）；
（2）增加温室气体吸收（如植树造林和采用固碳技术）；
（3）适应气候变化（如培养新的农作物品种，调整农业生产结构，建设海岸堤坝等）；
（4）政府可能采取的政策手段（如实行直接控制、应用经济手段、鼓励公众参与等措施）；
（5）加强国际合作。
【典型例题】
例题1
据专家预测，因全球气候变暖世界海平面到2100年将升高40～50厘米。下图为“我国某地区海陆过渡地带示意图”。读图回答（1）、（2）题。（双选）
（1）海平面上升对该地带的影响有（ ）。
A．加剧农田土壤盐碱化 B．滩涂面积减少
C．淹没部分耕地 D．有利于港口基础设施建设
（2）导致全球气候变暖的主要原因有（ ）。
A．臭氧层破坏 B．森林被大量砍伐
C．二氧化碳排放量增加 D．二氧化硫排放量增加
解析：（1）海平面上升，海水倒灌，农田地下水位上升，加剧农田土壤盐碱化；由图例及其高程比较可排除C、D两项。（2）导致全球变暖的主要原因是大气中二氧化碳等温室气体增加。燃烧矿物燃料，大量森林被砍伐，会使大气中二氧化碳的含量不断增加。
答案：（1）A、B （2）B、C
例题2【高清课堂：大气热状况及全球变暖】
随着世界经济的发展，二氧化碳的排放量不断增加。目前，碳排放已成为全球普遍关注的问题。
下图是21世纪初某年世界部分国家碳排放状况分布示意图。据图回答第（1）—（2）题。
（1）在美国、俄罗斯、法国、印度四国中任选一个国家，指出该国相对于中国的碳排放特点。
（2）说明大气中二氧化碳浓度增加对大气受热过程的影响。
解析：（1）图中碳排放的特点从排放总量和人均排放量两方面与中国进行比较说明即可。（2）该题涉及大气的热力作用知识。二氧化碳浓度增加，地面长波吸收作用增强，大气逆辐射增强，气温上升。
答案：
（1）美国碳排放总量和人均排放量均较多；或俄罗斯碳排放总量较少，人均排放量较多；或法国碳排放总量较少，人均排放量较多；或印度碳排放总量较少，人均排放量接近。（四选其一）
（2）二氧化碳浓度增加，使大气吸收地面长波辐射能力增强，增加了大气逆辐射，导致气温上升（或温室效应增强，或大气保温作用增强）。
思维拓展
青藏高原是我国太阳能资源最丰富的地区，原因是什么？四川盆地是我国年太阳辐射最少的地区，原因是什么？据台湾地形分析台湾太阳辐射的分布特点及成因。
解析：本题主要考查影响太阳辐射的因素。一般来说，纬度越低，正午太阳高度越大，地面接收的太阳辐射就越多；海拔高，大气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射就多；天气晴朗，云量少，日照时间长，太阳辐射也多。
答案：青藏高原地势高，大气稀薄而清洁，透明度好，纬度低，太阳高度角大，日照时间长。四川盆地盆地地形雨多、雾多，晴天较少，大气透明度低， 日照时间短。 台湾太阳辐射由东南向西北逐渐增多，因为降水由东南向西北递减，东部位于中央山脉的迎风坡，云层厚降水多对太阳辐射削弱多。
【课外拓展】
绿洲效应
在沙漠地区，因为无水又高温低湿，因此不适宜动植物存活。但是沙漠地区只有水源，水分与空气混合，降低空气温度，提高相对湿度，湿润的空气适合作物成长，形成人类可居住的条件。空气与水混合，空气的热量使得水分自液体转变为气体（蒸发作用），空气的热量被水分吸收而减少，空气温度因此降低（冷却作用）。水分变成水蒸气又进入空气之内，因此空气内相对湿度增加。此种水与空气混合产生降温加湿的结果与沙漠中绿洲的形成十分相似，因此称为绿洲效应。
狭管效应
地形的狭管作用，当气流由开阔地带流入峡谷时，由于空气不能大量堆积，于是加速流过峡谷，风速增大。当流出峡谷时，空气流速又会减缓。这种地形峡谷对气流的影响称为狭管效应，由狭管效应而增大的风称为峡谷风或穿堂风。气流在地面流经狭窄地形时流速会加快，并因气体具有可压缩性，密度也会增大。地球上山地的许多风口和许多地方出现的地形雨都与气流经过狭窄地形密切相关。
全球气候变化的可能影响：海平面上升会改变________，给沿海地区带来巨大影响，海拔较低的沿海地区将面临被________的危险，气候变暖预示着________增加，________延长，但往往伴随着________加重，造成________不足，影响整个________过程，可能使________加大，改变区域________格局
适应对策：减少________、________等温室气体排放，（通过技术措施）________、积极地适应未来气候变化，如：建设________防止海水入侵，有计划地逐渐改变农作物的________和________
全球气候变化
对人类活动的
影响及对策【巩固练习】
1、 单项选择题
下图为北半球中纬度某地某日5次观测到的近地面气温垂直分布示意图。当日天气晴朗，日出时间为5时。读图回答下题。
1．由图中信息可分析出（ ）
A．5时、20时大气较稳定 B．12时、15时出现逆温现象
C．大气热量直接来自太阳辐射 D．气温日较差自下而上增大
2．下列有关大气对太阳辐射的削弱作用叙述正确的是（ ）
A．对流层中的水汽和二氧化碳吸收紫外线 B．平流层中的臭氧吸收红外线
C．云层越厚，反射作用越强 D．散射作用使地面温度升高
读图2．1“大气受热过程图”，回答3、4题。
3．图中箭头，表示“大气保温作用”的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
4．使近地面大气温度升高的热量传递过程主要是（ ）
A．①—②—③ B．①—④—② C．②—③—④ D．③—②—④
5．图2．2所示几种情况中，昼夜温差最小的是（ ）
自某城市市中心向南、向北分别设若干站点，监测城市气温的时空分布。监测时间为8日（多云）9时到9日9（晴）18时。监测结果如图2所示。据此完成6题。
6．监测时段被监测区域气温（ ）
A．最高值多云天高于晴天 B．白天变化晴天比多云天强烈
C．从正午到午夜逐渐降低 D．白天变化比夜间变化平缓
7．下列地理现象和形成原因，正确的一组是 （ ）
A．日出前的黎明和日落后的黄昏天空仍然明亮——大气的吸收作用
B．早春和晚秋晴天的晚上会有霜冻——大气的反射作用
C．夏季天空多云时，白天不太热——大气逆辐射作用
D．晴朗的天空呈蔚蓝色——大气的散射作用
8. 左图为福建省某地区2014年1月份部分时段天气实况资料，右图是太阳辐射和地面辐射、大气辐射关系图。据左图，出现16日天气状况原因的描述正确的是（ ）
A. ①变小 ④变大 B. ③变大 ④变小
C. ①变大 ③变小 D. ②变大 ③变小
9. （2016 上海理工附中高一期中）PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，对人体健康和大气质量有很大影响。为降低PM2.5的浓度，除减少排放外，有效的治理措施是（ ）
A．进行回收利用 B．扩大绿地面积 C．增强防范意识 D．使用清洁能源
10．二氧化碳对地面具有保温作用，是因为其能够（ ）
A．吸收并放射长波辐射 B．吸收短波辐射放射长波辐射
C．吸收并放射短波辐射 D．吸收长波辐射放射短波辐射
2、 非选择题
11. 2015年11月22日正逢二十四节气中“小雪”。读下图“手机截图：北京市天气预报及空气质量”，完成下列问题。
（1）据图推断，北京市（ ）
A. 日温差逐渐变小 B. 空气湿度不断加大
C. 22、23日大气保温作用较强 D. 24、25日正午太阳高度较大
（2）该时段北京市空气质量良好的主要原因是（ ）
A. 小雪节气后，气温逐渐降低 B. 云量增多，大气削弱作用强
C. 集中供暖，利于污染物沉降 D. 冷锋过境，西北风势力增强
12．读图，回答问题：
（1）A、B、C中表示短波辐射是________________，表示长波辐射的是________________。
（2）A1小于A的原因是 ________________________________，具体表现为______________、_______________、________________， A2更小的原因是________________________________。
（3）C1表示________________，C1>A2说明了________________________________。
（4）B1称为________________，有霜的夜晚B1________________。
参考答案
1．解析：图中信息显示，该地5时、20时近地面出现逆温现象，大气较稳定。12时、15时近地面气温随海拔升高而降低，无逆温现象。
答案：A
2．解析：大气对太阳辐射的削弱作用主要包括吸收、散射和反射。对流层中的水汽和二氧化碳吸收的主要是红外线长波辐射，平流层中的臭氧吸收紫外线，云层越厚，反射作用越强。
答案：C
3．解析：大气保温作用即大气逆辐射。
答案：C
4．解析：太阳暖大地，大地暖大气。近地面大气的主要直接热源是地面。
答案：B
5．解析：白天大气对太阳辐射的削弱多，晚上大气保温作用强，昼夜温差就大小。阴天的白天，云层对太阳辐射的反射作用使得白天温度不高，晚上云又增强了大气逆辐射，使得温度不低，所以温差小。
答案：C
6．解析：读图知，9日最高值达21℃以上，高于8日气温最高值，A错；9日9时到18时比8日等温线更密集，说明白天气温变化晴天比多云天剧烈，选B，一天中，14点前后温度达到最高，故从正午（12点）到午夜（0点）温度不是逐渐降低的，C错；白天等温线比夜晚密集，说明白天气温变化更快，D错。
答案：B
7．解析：日出前的黎明和日落后的黄昏天空仍然明亮主要是大气对太阳辐射的散射作用；早春和晚秋晴天的晚上会有霜冻，主要是大气的保温作用差；夏季天空多云时，白天不太热，是由于云层对太阳辐射的反射作用。
答案：D
8. B
解析：阴天大气云层厚对太阳辐射的削弱作用强，故到达地面的太阳辐射少，地面辐射弱，但大气逆辐射作用较强．而图2④代表太阳辐射的可见光部分，③为大气逆辐射，②为地面辐射，①为大气吸收地面辐射的部分．故③变大 ④变小．
9. 答案：B
解析：对PM2.5进行回收利用，现在存在困难；增强防范意识，却不能治理；使用清洁能源，这是减少了排放；扩大绿地面积，可以吸附空气污染物，降低PM2.5浓度。
10. 答案：A
解析：二氧化碳是暖室气体，可以吸收地面辐射的热量，增加大气的温度，进而增强长波辐射，而地面辐射是长波辐射，大气辐射也是长波辐射。
11. 解析：（1）根据图中天气预报，可见22日、23日空气中的云量较大，大气逆辐射强，保温作用较强。（2）22日之后气温升高了；云量增多，大气空气质量不是良好；集中供暖会减少污染物，但是不利于污染物沉降；冷锋过境，风力增强，利于空气流动，空气质量良好。
答案：（1）C （2）D
12.答案：
（1）A B、C
（2）大气对太阳辐射的削弱作用 吸收 反射 散射 大气吸收有选择性，对太阳辐射中能量最强的可见光却吸收得很少
（3）大气吸收地面辐射 地面是大气的直接热源
（4）大气逆辐射 小
