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专题二 地球上的大气
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1.大气的垂直分层。
2.对流层、平流层的特点及其产生原因。
3.大气的受热过程。
4.热力环流的形成。
5.水平气压梯度力、地转偏向力、近地面摩擦力及其对大气水平运动的影响。
考点1 大气的组成和垂直分层
一、大气的组成
1.低层大气的组成:干洁空气、水汽和固体杂质。
2.干洁空气的成分及作用。
(1)氧气:维持生命活动必需的物质。
(2)氮气:地球上生物体的基本元素。
(3)二氧化碳:绿色植物光合作用的原料,对地面有保温作用。
(4)臭氧:强烈吸收太阳紫外线,被誉为“地球生命的保护伞”。
(5)水汽和杂质:是成云致雨的必要条件,影响天气变化。
二、大气的垂直分层
1.划分依据:大气垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。
2.各层特征比较。
垂直分层 气温特点 大气运动状况 与人类关系
A对流层 随高度增加而递减 对流运动显著 最为密切,天气现象复杂多变
B平流层 随高度增加而升高 平流运动为主 适合飞机飞行
C高层大气 随高度增加先降低后升高 — 有电离层,能反射无线电波
下图为某大气层示意图。读图,完成(1)~(2)题。
(1)符合该大气层气温垂直分布状况的曲线是( )
A.① B.②
C.③ D.④
(2)关于该层的叙述,正确的是( )
①该层吸收相当数量的红外光
②大气稳定,适合于飞机飞行
③上冷下热,大气平流运动为主
④大量紫外线被该层的臭氧吸收
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析:第(1)题,图中显示,该大气层位于离地面12千米至50千米之间,应为平流层。平流层含有大量臭氧,而臭氧能够大量吸收紫外线而增温,越向上获得的太阳紫外线越多,因此平流层向上气温升高。图中显示,曲线③和曲线④表示向上气温
降低,因此C、D错误。曲线②表示整体上向上气温升高,但在中下层频繁变化,不符合平流层大气稳定的特征,因此B错误。臭氧大多分布在距地面20千米~50千米的大气中,因此在12千米至20千米处,向上气温变化不大,20千米以上气温向上增长较快,与图中①曲线变化特征相同,因此符合该大气层气温垂直分布状况的曲线是①,选项A正确。第(2)题,该层为平流层,含有大量臭氧,主要吸收相当数量的波长较短的紫外光,不是红外光,①错误;由于平流层气温向上递增,对流运动弱,且水汽和尘埃少,天气单一,大气稳定,适合于飞机飞行,②正确;平流层向上气温递增,上热下冷,不是上冷下热,③错误;平流层含有大量臭氧,大量紫外线被该层的臭氧吸收,④正确。综上所述,选项D正确,故选D。
答案:(1)A (2)D
一、 单项选择题
1.在大气成分中,既是植物光合作用的重要原料,又对地面有保温作用的是( )
A.氮 B.臭氧
C.二氧化碳 D.氧
C
低层大气主要由三部分组成:干洁空气、水汽和杂质,其中氮气和氧气为主要成分。随着人类社会的发展,人类也在改变着大气的成分,进而引发了环境问题。据此,完成2~4题。
2.大气中含量虽很少,却对天气变化影响很大的物质是
( )
A.水汽和臭氧 B.二氧化碳和臭氧
C.氩和氖 D.水汽和杂质
3.近些年来,随着霾天气现象出现频率越来越高,空气质量逐渐恶化。霾出现频率增加是由于人类活动改变了大气组成中的( )
A.水汽比重 B.杂质含量
C.有害气体成分 D.干洁空气成分
4.下列现象主要与大气中水汽含量相关的是( )
A.臭氧层变薄 B.酸雨加重
C.旱灾频发 D.全球变暖
2.D 3.B 4.C 第2题,水汽和固体杂质是成云致雨的必要条件,对天气变化影响很大,D正确;臭氧能够吸收紫外线,因而被称为地球生命的保护伞,二氧化碳有保温作用,但二者对天气影响小,AB错误;氩气和氖气在大气中含量较少,无法影响天气变化,C错误,所以选D。第3题,霾是指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒,霾出现频率增加是由于人类活动改变了大气组成中的杂质含量,B正确;水汽比重变化主要影响
降水等天气现象,A错误;霾是烟、尘等杂质,不是有害气体成分,C错误;干洁空气成分的变化不会导致霾出现频率的增加,D错误,所以选B。第4题,臭氧层变薄主要与大气中臭氧含量的变化相关,A错误;酸雨加重主要与大气中氮氧化合物,硫氧化合物的增多有关,B错误;大气中水汽含量减少容易引发旱灾,C正确;全球变暖主要由于二氧化碳的排放,D错误,所以选C。
二、不定项选择题
浙江省山地丘陵广布,适宜茶树的生长,但春季易受霜冻天气影响。为此,当地茶园引进了“防霜冻风扇”(如图甲)。当夜晚温度降到4 ℃时,风扇会自动打开,从而减轻霜冻对茶树的伤害。图乙示意茶园春季夜晚某时气温垂直分布。读图,完成5~6题。
5.“防霜冻风扇”最适宜的安装高度为( )
A.9~10 m B.7~8 m
C.6~7 m D.4 m以下
6.关于风扇的作用原理,正确的是( )
A.风扇可以把高处的暖空气往下吹到茶树上
B.风扇吹出的热风可以使茶树免受霜冻影响
C.风扇的转动可以增强近地面空气对流运动程度
D.风扇转动可带动空气流动,阻止上层冷空气向下流动
5.B 6.AD 第5题,读图乙,在8米高度附近,气温最高,“防霜冻风扇” 安装高度为7~8米时,风扇启动后,可把该处暖空气吹到茶树上,从而减轻霜冻对茶树的伤害,B正确;9~10 m、6~7 m、4 m以下气温较低,A、C、D错误。所以选B。第6题,结合前面分析,风扇启动后,可把高处的暖空气吹到茶树上,A对;风扇吹出的并不是热风,B错误;近地面存在空气对流运动,但风扇吹下来的暖空气会削弱近地面的对流运动,C错误;风扇的转动使下层空气的循环阻止了上层冷空气下压,D对。所以选AD。
探空气球主要是将探空仪器带到高空进行温度、压力、湿度、风速和风向等气象要素测量,左图为一个探空气球由地面上升至38千米并停留,右图为停留在该层的大气垂直分层图,据此,完成7~8题。
7.下列说法正确的是( )
A.正确表示该层大气层垂直分布状况的是①
B.正确表示该层大气层垂直分布状况的是②
C.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是先递增后递减
D.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是先递减后递增
8.有关探空气球停留所在层的叙述,正确的是( )
A.顶部与底部的气温相差约50 ℃左右
B.有电离层,对无线电通讯有重要作用
C.上热下冷,空气以平流运动为主
D.天气晴朗,对流旺盛,有利于高空飞行
7.AD 8.AC 第7题,据所学知识,对流层的高度在低纬度地区为17~18千米,中纬度地区为10~12千米,高纬度地区为8~9千米。自对流层顶向上至50~55千米高度的范围为平流层。由材料可知,探空气球由地面上升至38千米并停留,因此探空气球所在的大气层为平流层。平流层大气主要靠臭氧吸收太阳紫外线增温。臭氧集中在15~35千米的气层中,臭氧层以上,臭氧含量逐渐减少,但是太阳紫外线辐射强烈,气温随高度的增加迅速上升,读图中①②两曲线温度变化规律,符合上述气温变化规律的为①,因此A正确,B错误;探空气球由地面上升至38千米并停留,经过的大气层依次为对流层和平流层。对流层气温随高度升高而降低,平流层气温随高度升高而升高,
因此C错误,D正确。故选AD。第8题,读图示可知,探空气球停留的所在层气温最高大约为0℃,气温最低大约为零下50℃,因此温差约为50℃,A正确;能反射无线电波的是电离层,存在于高层大气中,而不是平流层,B错误;平流层气温随高度增加而上升。该层大气主要靠臭氧吸收太阳紫外线增温。臭氧层以上,臭氧含量逐渐减少,但是太阳紫外线辐射强烈,气温随高度的增加迅速上升。平流层上部热下部冷,大气稳定,不易形成对流,大气以水平流动为主,C正确;平流层中水汽、杂质含量稀少,大气稳定,以平流运动为主,天气晴朗,有利于飞机飞行,D错误。故选AC。
一、大气的受热过程
1.能量来源:太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。
2.大气的受热过程。
(1)A是太阳短波辐射,大气吸收较少。
(2)地面被加热,以B地面长波辐射的形式释放能量,大气吸收较多。
(3)近地面大气的直接热源:地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
考点2 大气受热过程和大气运动
二、大气对地面的保温作用
1.大气增温原理。
(1)对流层中的水汽、二氧化碳等,吸收长波辐射的能力很强。
(2)地面长波辐射的绝大部分被对流层中的水汽、二氧化碳等吸收。
2.大气的保温作用。
(1)大气辐射属于长波辐射。
(2)大气辐射大部分射向地面,被称为大气逆辐射。
(3)大气辐射以大气逆辐射为主,对地面起到了保温作用。
三、热力环流
1.概念。
由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。
2.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气压的差异→大气的水平运动→形成高低空热力环流。如下图所示:
四、大气的水平运动——风
1.风形成的过程。
2.风形成的原因。
(1)直接原因:水平气压梯度力。
(2)根本原因:地面受热不均。
3.高空中的风和近地面的风的比较。
类型 受力 风向 图示(北半球)
高空中的风 水平气压梯度力和
地转偏向力 与等压线平行
近地面的风 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力 与等压线斜交
新疆地区采用黑白条带地膜覆盖法(图1)繁殖山葡萄,即在垄中间用白色塑料薄膜,垄两侧用黑色塑料薄膜,以此提高葡萄植株成活率。图2示意大气的受热过程。据此,完成(1)~(2)题。
(1)不同颜色的地膜透光性不同,农业生产中白膜、黑膜对大气受热过程的主要影响分别是( )
A.增强①过程 减弱④过程
B.减弱③过程 增强②过程
C.减弱③过程 减弱②过程
D.增强④过程 增强①过程
(2)在葡萄垄两侧铺黑色塑料薄膜可以( )
A.增加土壤温度、降低土壤湿度
B.保持水分、抑制杂草滋生
C.增加土壤肥力、提高膜内温度
D.提高温度、增强光合作用
解析:第(1)题,读大气的受热过程图判断,①是大气对太阳辐射的削弱作用,②为太阳辐射,③是地面辐射,④是大气逆辐射。太阳辐射属于短波辐射,太阳短波辐射大部分可以穿越白膜,从而使地面增温,地面增温后,以长波辐射的形式向外散失热量,但是地面长波辐射和大气辐射却很少能够穿越白膜,就相当于阻止了热对流,起到保温作用,结合题干即为减弱了地面辐射。黑膜对太阳辐射的削弱作用较强,穿透薄膜的光照较少,减弱到达地面的太阳辐射。综合可知C正确。故选C。第(2)题,薄膜覆盖不管是白色还是黑色,都能减少水分蒸发,保持膜内土壤湿度,A错误。垄两侧黑色薄膜由于透光率低,因此,可减少杂草的光合作用,从而抑制垄两侧杂草滋生,B正确。薄膜覆盖不能影响土壤的肥力,C错误。透光性差,不能提高温度和增强光合作用,D错误。故选B。
答案:(1)C (2)B
一、 单项选择题
读冬季某时亚洲局部地区海平面等压线分布图(单位:hPa),完成1~2题。
1.下列四地中,风力最大的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
C
2.下列四地中,风力最小的是( )
A.① B.② C.③ D.④
C
由于建筑密度增加,城市内空气流动十分困难,因此加强对城市通风廊道规划具有重要意义。下图示意城市通风系统。读图,完成3~4题。
3.城市通风廊道的主要作用是( )
A.加快城郊热力环流 B.降低城市热岛效应
C.减少风沙天气频率 D.减少汽车尾气排放
4.关于图示环流的叙述,正确的是( )
A.环流中气温越低的地方,气压一定越高
B.近地面气温高处,空气上升,气压较低
C.近地面大气气温低的地方,高空的等压面向上拱起
D.该环流中大气的运动总是由高压流向低压
3.B 4.B 第3题,根据热力环流的原理,城市因气温高于郊区,城市盛行上升气流,郊区盛行下沉气流,高空气流由城市流向郊区,近地面的风由郊区回流到城市,城市通风廊道的主要作用是有利于近地面的风从郊区回到城市,降低城市中心的温度,削弱城市热岛效应,B正确;减小城郊的温差,会减弱热力环流,A错误;和减少风沙天气频率无关,C错误;尾气排放的多少主要和车的数量、交通的通达度及燃料的清洁程
度有关,D错误。故选B。第4题,环流中城市上空气温低于近地面,但近地面气压更高,故A错误;近地面气温高处,空气受热膨胀,形成上升气流,近地面大气密度降低,气压较低,B正确;近地面大气气温低的地方,高空气压高,垂直方向上气压自近地面向高空降低,高空的等压面应向下弯曲,C错误;大气的水平运动是由高压到低压,垂直运动有上升和下沉气流,D错误。故选B。
二、不定项选择题
火山活动深刻影响着地球的气候变化。1883年,印度尼西亚喀拉喀托火山爆发,产生的巨量火山灰上升到高层大气中,导致随后一年全球均温下降0.6 ℃。而7亿年前的全球火山大爆发,则深刻改变了大气成分,将地球从漫长寒冷的“雪球时期”中拯救出来。读大气受热过程图,完成5~6题。
5.据图分析,1883年喀拉喀托火山爆发导致随后全球降温的主要原因是( )
A.①减小 B.②减小
C.③增大 D.⑤减小
6.据图分析,7亿年前全球火山爆发导致全球升温的主要原因是( )
A.④减小 B.⑥减小
C.⑧增大 D.⑨减小
5.BC 6.AC 第5题,根据材料“产生的巨量火山灰上升到高层大气中,导致随后一年全球均温下降0.6 ℃”,结合图形,①表示的是大气层以外的太阳辐射,未被削弱,A错误。大气层中多火山灰,太阳辐射穿过大气层时被吸收、反射、散射,达到地面的太阳辐射减少,故③和⑤均增大,②减小。BC正确,D错误。故选BC。第6题,结合材料“7亿年前火山爆发之前,地球处于漫长寒冷的‘雪球时期’”和图示可知,火山爆发后地表覆盖火山灰,导致地面反射太阳辐射的能力减弱,吸收能力增强,A正确。地面吸收太阳辐射增多,地温升高,地面辐射增强,即⑥和⑨都增多,B、D错误。近地面大气因大气逆辐射强而升温,C正确。故选AC。
7.下图为城郊间高空等压面示意图。关于城市与郊区大气状态的叙述,正确的是( )
A.甲位于郊区高空,气流上升
B.丙位于城市高空,气流上升
C.乙处气流运动方向是丙到甲
D.甲处温度一定高于乙、丙处
BC 读城郊间高空等压面示意图可知,甲处高空等压面下凹,丙处等压面上凸,表明在高空同一水平面上,甲处气压低于丙处,高空与近地面气压形势相反,则甲处近地面气压高于丙处,根据热力环流原理判断,甲处近地面气流应冷却下沉,丙处近地面气流应受热上升,在城郊之间,城市主要因排放废热多而气温高于郊区,因此甲处为郊区高空,丙处为城区高空,A错误,B正确;由于高空丙处气压高于甲处,因此乙处气流方向是丙到甲,C正确;由前面分析可知,甲处近地面气温较低,而甲、乙、丙三处高度相同,如果气温垂直递减率相似,则甲处温度可能低于乙、丙处,D错误。故选BC。
下图为太阳辐射和地面辐射、大气逆辐射关系示意图。读图,完成8~9题。
8.表示大气向外辐射能量的箭头是( )
A.① B.③ C.④ D.⑥
BC
9.霜,是指贴近地面的空气受地面辐射冷却的影响而降温到霜点(指露点低于0)以下,在地面或物体上凝华而成的白色冰晶。当霜冻现象较为严重时,则( )
A.①弱 B.②强
C.③弱 D.④强
AC