3.1大气的组成与垂直分层——2023-2024学年高一地理湘教版(2019)必修第一册课时分层练
【夯实基础】
知识点1 大气的组成
下面图1为2022年1月15日汤加海底火山喷发时形成的火山灰景象图,图2为2022年1月某日雾霾笼罩某城市的景象图。读图回答下面小题。
1.下列大气成分中,与两图所示景象都密切相关的是( )
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.杂质
2.图2所示雾霾景象的形成还离不开另一种大气成分。下列关于该大气成分的叙述,正确的是( )
A.海洋上空少于陆地上空 B.自地面向高空逐渐增多
C.与雨、雪的形成密切相关 D.北京冬季该成分含量多于夏季
知识点2 大气的垂直分层
神舟十四号载人飞船于2022年6月5日从酒泉卫星发射中心发射升空,约577秒后进人距离地球表面有300~360公里的预定轨道。读大垂直分层图,完成下面小题。
3.神舟十四号载人飞沿经过①层大气时( )
①气温随高度增加而递减 ②空气对流运动显著
③低纬地区厚度小于高纬地区 ④二氧化碳和水汽绝大部分集中在此层
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
4.神舟十四号飞船运行轨道所在的大气层( )
A.大气密度大、气压高 B.存在电离层,反射无线电波
C.气流以平流运动为主 D.有时会发生云、雨、雾、雪等天气现象
知识点3 逆温现象及其影响
研究者在中国西北一处被戈壁包围的绿洲获得的近地面气温(℃)等值线时空剖面图(如图所示)。据此完成下面小题。
5.下列时间中,近地面未出现逆温的是( )
A.7:30 B.11:30 C.15:00 D.21:00
6.甲处温度可能是( )
A.32℃ B.28℃ C.25℃ D.34℃
7.甲处中心气团出现的原因是( )
A.地面辐射冷却降温 B.戈壁热空气平流集聚
C.地面辐射传导聚集 D.大气逆辐射的保温作用
【提升能力】
下图为“大气受热过程示意图”,据此完成下面小题。
8.近地面大气的热量主要来自( )
A.① B.② C.③ D.④
9.大气中( )
A.臭氧层遭到破坏,会导致①增加 B.可吸入颗粒物增加,会使②增加
C.二氧化碳浓度降低,会使③减少 D.出现雾霾,会导致④在夜间减少
10.目前全球气候变暖的直接原因是( )
A.①增强 B.②减弱 C.③减弱 D.④增强
在对流层中,气温垂直分布一般为"上冷下热",但有时会出现"上热下冷"的现象,我们称逆温。下图为某地某时刻对流层气温垂直分布状况示意图。读图完成下面小题。
11.对流层出现逆温时,空气中污染物不易扩散的主要原因是( )
A.人类排放污染物增多 B.抑制了①层空气的对流上升
C.增强了③层空气对流上升 D.阻挡了①层空气的水平运动
12.下列大气的组成成分及其作用的连线,错误的是( )
A.CO2—光合作用的原料 B.O2—温室效应
C.O3—吸收紫外线 D.水汽和尘埃—成云致雨
13.已知某登山队的出发营地海拔为1500米,出发时的气温为10 C。当他们登上3500米的山顶时,所测量到的气温值应是( )
A.42 C B.-2 C C.22 C D.-17 C
【综合素养】
14.阅读图文资料,完成下列问题。
2020年12月17日,嫦娥五号完成月球采样任务,在内蒙古四王子旗预定区域安全着陆,图为嫦娥五号部分返回路线示意图。
(1)判断乙、丙两层中属于对流层的是____,说出对流层气温变化特点,并分析形成这一特点的原因____。
(2)嫦娥五号返回过程中依次穿过甲、乙、丙三个层次,比较三个层次的气压大小____,并说明理由____。
(3)有利于高空飞行的是____层,解释原因____。
15.阅读图文材料,完成下列要求。
大气边界层是靠近地球表面、受地面摩擦阻力影响的大气层区域。大气流过地面时,地面上各种粗糙元素,如草、沙粒、庄稼、树木、房屋等会使大气流动受阻,这种摩擦阻力会随高度的增加而逐渐减弱,达到某一高度后便可忽略。此高度称为大气边界层厚度,它随气象条件、地形、地面粗糙度而变化,大致为300~1000米。在大气边界层内,风速、温度和湿度都有明显的日变化,这种日变化随高度减弱。海南岛春夏季北部开阔地区平均边界层较高;秋冬季海岛的西北一东一东南沿岸的半环绕地带平均边界层较高;岛内中南部山区平均边界层高度较低且季节变化不大。各季盛行风向及海风发展因素与平均边界层的空间分布之间有良好的对应关系。大气边界层是地球表面与自由大气进行物质、能量交换的主要空间。研究大气边界层结构特征以及大气边界层内部气象要素的变化规律,有助于我们理解和预测空气质量变化。在稳定边界层状况下,污染物不易扩散,容易造成更为严重的大气污染。图1示意海南岛及邻近海区地形和海陆分布,图2示意四测站大气边界层高度的平均日变化季节变化特征。
(1)图2中显示东方站大气边界层各季的日变化都较弱,高度较低。试分析其原因。
(2)据材料说明海口站和三亚站大气边界层高度的日变化季节分布特征、差异及原因。
(3)对于“人类是否应干预大气边界层高度”这一问题,提出自己的观点,并说明理由。
答案以及解析
1.答案:D
解析:图1所示为火山喷发时形成的火山灰;图2所示为雾霾,其形成离不开大气中的杂质。所以两者都与空气中的杂质有关,D项正确。
2.答案:C
解析:雾霾是雾和霾的组合词,图2所示雾霾景象的形成还离不开水汽。大气中的水汽含量,在水平方向上,海洋上空高于陆地上空,A项错误;在垂直方向上,一般自地面向高空逐渐减少,B项错误;在大气温度变化的范围内,水汽可发生固、液、气三态的转化,产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象,C项正确;北京位于季风气候区,夏季降水丰富,水汽含量大于冬季,D项错误。
3.答案:B
解析:x①是对流层,空气对流运动显著,气温随海拔升高而降低,海拔每升高100米,气温约下降0.6℃,①、②正确;对流层的平均厚度约为12千米,低纬地区厚度可达17至18千米,③错误;对流层容易形成云、雨、雪等天气现象,④正确。故选B。
4.答案:B
解析:神舟十四号飞船运行轨道所在的大气层是高层大气,海拔越高,大气密度越小、气压越低,高层大气密度小、气压低,A错误;高层大气中存在电离层,能够反射无线电波,B正确;平流层气流以平流运动为主,C错误;只有对流层会发生云、雨、雾、雪等天气现象,D错误。
5.答案:C
解析:一般情况下,大气温度随着高度增加而下降,可是在某些天气条件下,地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象,气象学上称之为“逆温”;读该地近地面气温(℃)等值线时空剖面图可知,15:00时随海拔升高气温下降,未出现逆温,选项中其它时间都有随海拔升高气温上升的逆温层出现,故C正确,ABD错误。
6.答案:A
解析:读图可知,图中相邻等值线的差是2.5℃,甲周围有30℃闭合等值线,在27.5℃等值线之间,根据等值线递变规律可知,甲处的温度大于30℃,在30℃~32.5℃之间,故A正确,BCD错误。
7.答案:B
解析:A.结合上一题分析可知,甲处气温较周围高,出现小型热气团;地面辐射冷却降温不会导致逆温出现,故A错误;B.该绿洲被戈壁包围,由于戈壁、绿洲比热容不同,白天戈壁吸热快,戈壁上空气温高,对流旺盛,上升的热空气,通过平流作用被带到绿洲上空,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;故B正确;C.白天绿洲吸热慢,气温较周围戈壁低,地面辐射传导不会导致逆温出现,故C错误;D.大气逆辐射的保温作用不会在甲地上空形成小型热气团,故D错误。
8.答案:C
解析:由图可知①是大气对太阳辐射的削弱作用,②是到达地面的太阳辐射,③是地面辐射,③是大气逆辐射。近地面大气热量主要来自地面辐射,C正确,ABD错。故选C。
9.答案:C
解析:①是大气对太阳辐射的削弱作用,臭氧层主要吸收大部分紫外线,臭氧层遭到破坏,会导致大气对太阳辐射的削弱作用减弱,①减弱,A错误。可吸入颗粒物增加会导致大气对太阳辐射削弱增强,使到达地面的太阳辐射减少,②减小,B错误,二氧化碳浓度降低,大气对地面辐射的吸收能力减弱,③减少,C正确。④为大气逆辐射,出现雾霾,大气对地面辐射的吸收作用增强,大气逆辐射在夜间增加。故D项错误。故选C。
10.答案:D
解析:①是大气对太阳辐射的削弱作用(反射、吸收、散射)较小,不是导致全球气候变暖的直接原因,A错误。②是到达地面的太阳辐射,②减弱利于缓解全球气候变暖,B错误,③是地面辐射,③减弱利于缓解全球气候变暖,C错误,④是大气逆辐射,④增强说明大气将吸收的地面辐射热量还给地面的增加,是目前全球气候变暖的直接原因,D正确。故选D。
11.答案:B
解析:空气中污染物不易扩散与逆温有关,不是因为人类排放污染物增多,A错误;出现逆温时,温度变为上热下冷,抑制了空气对流上升,空气中的污染物得不到及时扩散,B正确;污染物主要在近地面的①层,③层空气运动对污染物扩散影响不大,C错误;逆温主要是阻挡了空气对流运动,不是阻挡空气水平运动,D错误。故选B。
12.答案:B
解析:CO2是植物进行光合作用的原料,A正确。O2是维持生命活动的必要条件,能产生温室效应的是CO2等气体,B错误。O3吸收紫外线,臭氧层是地球生命的保护伞,C正确。水汽和尘埃是成云致雨的必要条件,D正确。该题要求选择错误的,故选B。
13.答案:B
解析:根据气温垂直递减率可知,海拔每升高100米气温下棒0.6C,出发时海拔为1500米,山地海拔为3500米,之间高差为2000米,根据公式计算山顶气温=10℃-(2000/100*0.6℃)=-2'℃,B正确,ACD错误。故选B。
14.答案:(1)丙;特点:气温随高度升高而降低;成因:对流层大气的直接热源是地面辐射,故距离地面越远,获得的地面辐射越少,气温越低。
(2)甲<乙<丙;理由:海拔越高,气压越低
(3)平流层或乙层;原因:以水平运动为主,大气平稳;水汽和杂质少,无云雨现象,能见度高
解析:(1)根据地球大气层的划分,最靠近地面的大气层是对流层,因此图中乙、丙两层大气,乙是平流层,丙是对流层。对流层气温垂直变化规律是随着海拔的升高而降低,原因是对流层大气的直接热源是地面辐射,距离地面越远,获得的地面辐射越少,气温越低。
(2)大气是因为地球引力作用被聚集在地球周围,随着距离地球越来越远,引力作用越来越小,大气层的空气密度随高度而减小,气压越来越低。因此,嫦娥五号返回过程中依次穿过甲、乙、丙三个层次时,气压越来越高。
(3)图中甲、乙、丙三个层次中,最有利于飞机飞行的是乙层大气。因为乙是平流层,大气对流弱,以平流运动为主,飞机在其中飞行平稳,不颠簸;其次,平流层水汽、悬浮固体颗粒、杂质等极少,天气比较晴朗,能见度很高,便于高空飞行;飞鸟飞行的高度一般达不到平流层,飞机在平流层中飞行就比较安全。
15.答案:(1)东方站附近区域常年风速较大;风向为迎岸风(海风),故而受到海洋性气流的影响,各季边界层的日变化都较弱,高度较低。
(2)海口站秋冬季(冬季或1月)边界层高度日变化弱(小),春夏季(夏季或7月)边界层日变化强(大)。三亚站春夏季(夏季或7月)边界层高度日变化小(弱),秋冬季(冬季或1月)边界层日变化大(强)。海口7月大气边界层高度的日变化幅度大于三亚1月大气边界层高度的日变化幅度。
原因:海口、三亚两站在不同季节盛行风影响下,边界层高度日变化明显受海面气流和岛内陆地气流的不同影响;当气流来自海上时,由于海洋表层热力性质较为均一,且日变化较弱,导致大气边界层高度的日变化不明显,白天和夜间边界层高度相差不大;当气流来自陆上时,由于陆地表面热力性质差异相对较大,且日变化较大,导致大气边界层高度的日变化明显,白天和夜间边界层高度相差大。
(3)观点1:应干预大气边界层高度。理由:大气边界层高度决定了污染物垂直扩散情况,干预大气边界层高度,可以加快污染物的扩散,改善大气环境质量。
观点2:不应干预大气边界层高度。理由:大气边界层高度是自然现象,是地球自然生态系统的一部分,干预大气边界层高度会引起自然系统的连锁反应,甚至引发其他生态灾难。
解析:(1)东方站位于海南岛西岸,夏季风的迎风海岸;冬春季节位于冬季风背风地带,背景风弱,海陆风强,又因其位于低纬,海风发育强。故常年受海风影响明显。
(2)据图2可知,季节分布特征:海口站秋冬季(冬季或1月)边界层高度日变化弱(小),春夏季(夏季或7月)边界层日变化强(大);三亚站春夏季(夏季或7月)边界层高度日变化小(弱),秋冬季(冬季或1月)边界层日变化大(强)。
差异:海口7月大气边界层高度的日变化幅度大于三亚1月大气边界层高度的日变化幅度。
原因:海口、三亚两站在不同季节盛行风的影响下,边界层高度日变化在受到海面气流和岛内陆地气流的影响时呈现出不同的高度变化:当气流来自海上时,由于海洋表层热力性质较为均一,且日变化较弱,导致大气边界层高度的日变化不明显,白天和夜间边界层高度相差不大;当气流来自陆上时,由于陆地表面热力性质差异相对较大,且日变化较大,导致大气边界层高度的日变化明显,白天和夜间边界层高度相差大。(具体表达海口、三亚不同季节的风向也可)
(3)观点1:应干预大气边界层高度。理由:大气边界层高度决定了污染物垂直扩散情况,在一定程度上,干预大气边界层高度,可以加快污染物的扩散,增加大气的自净能力,改善大气环境质量。
观点2:不应干预大气边界层高度。理由:大气边界层高度是自然现象,是地球自然生态系统的一部分,也是自然物质循环中的重要环节,干预大气边界层高度会引起自然系统的连锁反应,甚至引发其他生态灾难。