届高考地理一轮复习讲义模块一 第二章 第二讲 对流层大气的受热过程及大气运动 教案湘教版doc.docx

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第二讲

对流层大气的受热过程及大气运动

一、大气的垂直分层

大气垂直分层

气温变化

与人类活动的关系

对流层

随高度升高而降低

大气下热上冷，空气上升，对流现象显著；与人类活动最密切

平流层

随高度升高而上升

大气平稳，天气晴朗，适合飞机飞行

高层大气

随高度增加先降低后升高

存在若干电离层，对无线电通信有重要影响

二、对流层大气的受热过程

1．两个来源

（1）大气最重要的能量来源：

A太阳辐射。

（2）近地面大气热量的主要、直接来源：

B地面辐射。

2．两大过程

（1）地面的增温：

大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。

（2）大气的增温：

地面以地面辐射的形式向大气传递热量。

3．两大作用

（1）削弱作用：

大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用。

（2）保温作用：

C大气逆辐射对近地面大气热量的补偿作用。

4．主要影响

大气的受热过程影响着大气的热状况、温度分布和变化，制约着大气的运动状态。

三、热力环流

1．形成原因：

地面冷热不均。

2．形成过程

具体如下图所示（在图中填出近地面的冷热状况和气压高低。

）

四、大气的水平运动

1．形成的直接原因：

水平气压梯度力。

2．风的受力状况与风向

类型

高空风

近地面风

图示

（北半球）

受力

F1（水平气压梯度力）和F2（地转偏向力）共同影响

F1（水平气压梯度力）、F2（地转偏向力）和F3（摩擦力）共同影响

风向

与等压线平行

与等压线斜交

【记1】　气温垂直递减率是表征气体随高度增加其气温的变化程度的物理量。

在对流层大气中平均每上升100m，气温下降约0.6℃。

【注1】　太阳辐射为短波辐射，地面辐射为长波辐射，大气吸收的热量主要为长波辐射，对短波辐射吸收很少。

因此，地面辐射是近地面大气热量的主要、直接来源。

【联1】　

（1）地面对太阳辐射的吸收能力强。

（2）大气对地面辐射的吸收能力强。

（3）地面吸收太阳辐射与地面状况有关，一般规律：

颜色越浅的物体，其反射就越强（反射太阳辐射越多），吸收就越弱，地面辐射越弱；颜色越深的物体，其反射就越弱（反射太阳辐射越少），吸收就越强，地面辐射越强。

比如，对太阳辐射的反射率：

新雪>冰>沙土>草地。

【注2】　太阳辐射强≠温度一定高

青藏高原所处的纬度较低，海拔较高，空气稀薄，大气透明度好，大气对太阳辐射的削弱作用弱，因此太阳辐射强。

但大气吸收地面辐射热量的能力小，通过大气逆辐射返还地面的热量少，造成青藏高原地表热量散失多，温度较低。

【点】　

（1）大气逆辐射在白天和夜晚都存在，而且白天比晚上还要强烈，最强时为大气温度最高时，即午后两小时（14时）左右。

（2）影响大气逆辐射的因素主要有：

空中的云量多少，大气的洁净度、干燥度。

一般情况下，云量越多、空气越浑浊、湿度越大，大气逆辐射越强。

【记2】　掌握热力环流，需把握：

（1）“一个关键”：

冷热判断（根据热容量大小判断）。

（2）“四个步骤”：

①热上升，冷下沉；②热低压，冷高压（近地面）；③近地面与高空气压相反；④水平气流从高压流向低压。

【注3】　关于热力环流，具有“气温越高，气压越低”的规律，切记该规律只适用于热力条件下的下垫面，受动力因素影响的大气环流或者高空不适用于该规律。

【联2】　

（1）近地面摩擦力越大，风向与等压线之间的夹角愈大；反之，夹角愈小。

（2）风向与半球位置及气压分布有密切关系。

无论高空还是近地面，风的来向为高压一侧的方向；风向向右偏的处于北半球，向左偏的处于南半球。

【记3】　风压定律

在北半球，背风而立，高气压在右后方，低气压在左前方；在南半球，背风而立，高气压在左后方，低气压在右前方。

考点一　大气的受热过程

（一）图解大气的受热过程

（二）大气两种作用的实践应用

1．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）

2．大气保温作用原理应用→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）分析农业实践中的一些现象：

①我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。

②深秋农民利用燃烧秸秆制造烟雾预防霜冻。

③华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。

④干旱半干旱地区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。

（三）昼夜温差大小的分析

天气状况

晴朗的天气条件下，白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大

地势高低

地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大

下垫面性质

下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地

[典题精研]

[典例]　（2017·全国卷Ⅰ·节选）我国某地为保证葡萄植株安全越冬，采用双层覆膜技术（两层覆膜间留有一定空间），效果显著。

如图中的曲线示意当地寒冷期（12月至次年2月）丰、枯雪年的平均气温日变化和丰、枯雪年的膜内平均温度日变化。

据此完成

（1）～

（2）题。

（1）图中表示枯雪年膜内平均温度日变化的曲线是（　　）

A．①　　B．②

C．③　　D．④

（2）该地寒冷期（　　）

A．最低气温高于－16℃

B．气温日变化因积雪状况差异较大

C．膜内温度日变化因积雪状况差异较大

D．膜内温度日变化与气温日变化一致

[解析]　第

（1）题，双层覆膜具有良好的保温作用，膜内气温应高于当地实际温度，排除③④。

丰雪年降水多，云层厚，加之积雪覆盖薄膜，膜内平均温度几乎无变化，排除①。

故选B。

第

（2）题，由图并结合上题分析可知，该地寒冷期丰雪年膜内平均温度日变化很小，而枯雪年膜内平均温度日变化较大，因此膜内温度日变化因积雪状况差异较大。

该题的统计数据是“平均气温”，因此不能确定该地寒冷期最低气温高于－16℃。

由于地膜的保温作用，膜内温度日变化相对较小，与实际气温的日变化不一致。

[答案]　

（1）B　

（2）C

1．（变设问）　图中表示丰雪年平均气温日变化的曲线是（　　）

A．①B．②

C．③D．④

解析：

选D　双层覆膜具有保温作用，膜内温度高于当地实际温度，故排除①②。

丰雪年积雪覆盖，反射率大，地面吸热少，地面长波辐射少，故气温较枯雪年更低。

2．（变题型）　图中表示丰、枯雪年膜内平均温度日变化的曲线分别是______，其中膜内气温日变化较大的是________年，原因是____________________________________________

__________________________________________________________________________。

解析：

双层覆膜起到保温作用，故表示丰、枯雪年膜内平均气温日变化的曲线分别是①②。

枯雪年膜内气温日变化较大，主要是枯雪年阴天少，积雪少，夜间到上午热量散失多，膜内温度低，下午获得太阳辐射多，膜内温度高。

答案：

①②　枯雪　枯雪年阴天少、积雪少，夜间到上午散失热量多，下午获得热量多

[集训冲关]

（2019·株洲检测）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。

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”。

图a示意“玉兔号”月球车沉睡了一个月夜后首次醒来。

据此回答1～2题。

1．材料中提到的“太阳翼”接收到的辐射对应图b中的（　　）

A．①　　B．③

C．⑤D．⑦

2．月球表面昼夜温差超过300℃，主要原因是其表面（　　）

A．①强，②强B．②强，③弱

C．④强，⑤强D．①强，③弱

解析：

1.D　2.D　第1题，月球表面没有大气层，不会有大气削弱太阳辐射，“太阳翼”接收到的辐射应是未被削弱的太阳辐射，对应图中的⑦。

第2题，月球表面没有大气层，白天没有大气对太阳辐射的削弱作用，到达月球表面的太阳辐射多，①强；而夜晚月球表面辐射强，没有大气逆辐射，③弱，也就没有大气的保温作用，因此昼夜温差大。

如图中①②③④四条曲线表示30°N某大陆与某大洋不同海拔上1月、7月的气温，读图完成3～4题。

3．大陆1月、大陆7月，大洋1月、大洋7月对应的四条曲线分别是（　　）

A．①④②③B．①③②④

C．②④①③D．②③①④

4．下列对图中内容描述正确的是（　　）

A．随着海拔的增加，海陆热力差异变大

B．7月份，在海拔3000m上海陆热力差异最大

C．7月温差大于1月，因为夏季风强于冬季风

D．1月大陆作为冷源、海洋作为热源在不同海拔上总是存在的

解析：

3.A　4.D　第3题，图中四条曲线表示的是30°N地区，1月份为冬季，7月份为夏季，同一海拔7月气温高于1月，由图中数据可知，①②为1月，③④为7月。

同纬度地区夏季大陆气温比海洋高，冬季大陆气温比海洋低，从而得出①为大陆1月，②为大洋1月，③为大洋7月，④为大陆7月。

故A项正确。

第4题，由图可知，在不同海拔上1月大陆气温总比海洋低，所以1月大陆作为冷源、海洋作为热源在不同海拔上总是存在的，故D项正确。

由图中数据可知，随着海拔的增加，温差变化有大有小，趋势表现不明显，故A项错误；由上题分析可知，③④表示7月份，在海拔1500m左右海陆温差最大，海陆热力差异最大，故B项错误；7月温差大于1月，冬夏季风的强弱与气压差有关，冬季风一般强于夏季风，故C项错误。

考点二　逆温现象

（一）逆温现象产生的机理

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100m，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，离地面越高，受热越小，气温就越低。

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，称为逆温现象。

（二）逆温的类型、过程及其影响

1．逆温的类型及成因

类型

成因

特点

辐射

逆温

地面辐射冷却，在晴朗无云或少云的夜晚，地面辐射冷却快，离地面越近，降温越快

大陆上常年均可出现，尤以冬季最强

平流

逆温

暖空气水平移动到冷的地面或水面上，而发生的冷接触作用

愈近地表，降温愈快

锋面

逆温

冷暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部

出现于锋面附近

地形

逆温

冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动

出现于山谷或盆地

2.逆温的形成及消失过程

3．逆温的影响

（1）有利方面

①逆温的出现阻碍了空气对流，因此可以抑制沙尘暴的发生。

②逆温出现在高空，有利于飞机的飞行。

③和其他天气现象一样，逆温可当成一种气候资源加以利用。

例如，在我国新疆伊犁河谷，逆温出现在10月至次年3月，长达半年之久，有效地提高了冬季谷地的温度，多年生果树越冬可以免受冻害等。

（2）不利方面

①逆温时大气结构比较稳定，容易加重大气污染。

②对天气的影响：

容易产生大雾等不利天气。

③对交通的影响：

能见度降低，地面湿滑。

[集训过关]

霾的形成与水平方向的静风现象、垂直方向的逆温现象、悬浮颗粒物的增加有关。

当大气湿度增加时，霾可以转化为雾，因而霾与雾常常相伴而生，统称雾霾。

据此回答1～2题。

1．四图中容易出现严重雾霾的天气状况及其原因是（　　）

A．①——湿度大，降水多　B．②——气压高，气温低

C．③——逆温层，风力小D．④——风力小，湿度大

2．雾霾天气对下列相关产业直接影响最大的是（　　）

A．果林园艺及乳畜业

B．环境保护及文教事业

C．钢铁及汽车制造业

D．旅游业及交通运输业

解析：

1.C　2.D　第1题，读图，①图中有降水天气，空气中的悬浮颗粒物会随降水落到地面，使大气中悬浮颗粒物减少，不易出现严重雾霾，A错误；②图表示某地不同气压状况的天数，不是某一天的天气情况，B错误；③图中近地面气温随海拔增高而升高，出现逆温现象，不利于空气对流运动，有利于雾霾形成，C正确；④图所示风速较大，不利于雾霾的形成，D错误。

第2题，出现雾霾天气时，大气能见度降低，直接影响到旅游业及交通运输业，但是对其他选项中的产业影响较小。

逆温是指某高度大气实际温度高于理论温度的现象，河流和湖泊中有时也会出现逆温现象。

读阿根廷某湖泊不同季节垂直水温变化图，回答3～4题。

3．图中能反映逆温现象的曲线及其出现的月份是（　　）

A．①　7月B．②　7月

C．①　1月D．②　1月

4．此时该湖泊出现逆温的原因是（　　）

A．处于夏季，湖泊水温上升过快

B．处于冬季，表层湖水受外界降温影响大

C．湖底在此时因为有火山喷发，从底部释放大量热能

D．该季节湖水运动频率过高

解析：

3.A　4.B　第3题，河流和湖泊出现逆温现象，说明随深度增加水温出现升高现象。

读图可知，曲线①随深度增加水温出现升高现象，所以曲线①反映逆温现象；曲线①湖泊水面温度为0°，应该为当地冬季，阿根廷为南半球国家，当地冬季为7月，故A正确。

第4题，出现逆温的季节为当地冬季，A错误；湖泊出现逆温的原因应该是当地冬季湖面降温快，而湖底降温慢，所以形成逆温，B正确；火山喷发是偶然现象，此图反映的是不同季节垂直水温变化图，是一个平均状况，不是偶然发生的，C错误；湖水运动频率过高不是发生逆温的原因，D错误。

考点三　热力环流

[整体感知]

热力环流是由于地面冷热不均而形成的一种环流形式，结合等压面示意图对其形成过程分析如下。

[具体分析]

1．海陆风

（1）成因分析——海陆热力性质差异是前提和关键

（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，是避暑的好地方。

2．山谷风

（1）成因分析——山坡的热力变化是关键

（2）影响与应用

山谷（小盆地）常因夜间冷的山风吹向谷底（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）地区不宜布局产生污染的工业。

3．城市热岛效应

（1）成因分析——“城市热岛”的形成是突破口

⇨

（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。

[集训过关]

湖泊与湖岸之间存在着局部环流。

下图为我国南方某大湖（东西宽约90km）东湖岸7月份某时刻实测风速（m/s）垂直剖面图。

据此完成1～2题。

1．若将该图西湖岸的实测风速补绘完整，则下图正确的是（　　）

2．图示时刻最可能为地方时（　　）

A．2时　　　B．8时

C．14时D．20时

解析：

1.A　2.C　第1题，由图可知，东湖岸风是由湖泊吹向湖岸的偏西风，而高空是偏东风，产生该现象的原因主要是由湖泊和湖岸的热力差异导致的。

根据热力环流原理可知，湖泊两侧的风向应正好相反，故A项正确。

第2题，由图可知，东湖岸风是由湖泊吹向湖岸的偏西风，说明近地面湖泊形成高压，陆地形成低压。

根据热力环流原理可知，此时湖泊气温较低，湖岸陆地气温较高，说明此时应是白天太阳辐射较强、气温较高的时候，故C项正确。

（2019·石家庄检测）城市热岛强度是指城市中心区平均气温与周围郊区（乡村）平均气温的差值。

下图为北京市城市热岛强度四季日变化的平均状况图。

读图完成3～5题。

3．图中表示北京市冬季热岛强度的曲线是（　　）

A．甲B．乙

C．丙D．丁

4．影响北京市热岛强度的最主要因素是（　　）

A．大气环流B．硬化路面

C．人为热源D．纬度位置

5．2018年在对北京市中心区热岛强度进行观测时发现，春节期间的城市热岛强度在冬季内最低。

产生该现象的原因最可能是（　　）

A．寒潮突然降临B．产业大量转移

C．市区人口减少D．气候突然变化

解析：

3.D　4.C　5.C　第3题，夏季城市与郊区普遍高温，城市热岛强度的日变化不大；冬季城区集中供暖，排放的废热较多，而且冬季易出现逆温天气，不利于城区散热，故冬季时市区与郊区温差最大，热岛效应最明显，图中丁曲线表示的城市热岛强度最大，热岛效应最强，应为冬季情况。

第4题，市区人口集中，工业生产、居民生活等都需要排放大量的热；市区车辆多且拥堵严重，也产生大量的废热。

因此影响北京市热岛强度的最主要因素是人为热源，C正确。

第5题，春节期间，大量人口回乡过年，导致城市人口数量减少，排放的人为热减少，因此城市热岛强度在冬季内最低，C正确；寒潮突然降临对城市及城郊均有影响，A错；产业大量转移、气候突然变化持续时间应该较长，仅“春节期间”不符合实际情况，B、D错。

考点四　等压面图的判读

1．判断气压高低

（1）气压的垂直递减规律。

由于对流层大气密度随高度增加而降低，在垂直方向上随着高度增加气压降低，如图，在空气柱L1中，PA′>PA，PD>PD′；在L2中，PB>PB′，PC′>PC。

（2）同一等压面上的各点气压相等。

如图中PD′＝PC′、PA′＝PB′。

综上分析可知：

PB>PA>PD>PC。

2．判读等压面的凸凹

等压面凸向高处的为高压，凹向低处的为低压，可形象记忆为“高凸低凹”。

另外，近地面与高空等压面凸起方向相反。

3．判断下垫面的性质

（1）判断陆地与海洋（湖泊）：

夏季，等压面下凹者为陆地、上凸者为海洋（湖泊）。

冬季，等压面下凹者为海洋（湖泊）、上凸者为陆地。

（2）判断裸地与绿地：

裸地类似陆地，绿地类似海洋。

（3）判断城区与郊区：

等压面下凹者为城区、上凸者为郊区。

4．判断近地面天气状况和气温日较差

（1）等压面下凹者，多阴雨天气，日较差较小。

（2）等压面上凸者，多晴朗天气，日较差较大。

[集训过关]

（2019·烟台适应性考试）读城市中心与郊区垂直方向上的气压分布图（图1）及城郊间高空等压面示意图（图2），完成1～2题。

1．根据热力环流的原理，城郊之间正确的环流方向是（　　）

A．E→F→H→G→E　　　B．G→E→F→H→G

C．G→E→H→F→GD．G→H→F→E→G

2．下列关于城区与郊区大气状况的叙述，正确的是（　　）

A．EF代表城区气压垂直变化规律

B．各点间的热力环流，昼夜方向相反

C．甲处位于郊区高空，气流下沉

D．乙、丙间气流流动方向如箭头所示

解析：

1.D　2.C　第1题，读图可知，G、E位于近地面，且气压E>G，而郊区相对于城区气温较低，气压较高，故E为郊区，G为城区，因此近地面空气从E流向G；F为郊区的上空，气压较低，H为城区的上空，气压较高，所以高空气流从H流向F。

垂直方向，城区近地面空气上升，空气由G流向H；郊区空气下沉，空气从F流向E，由此判断环流的方向为G→H→F→E→G。

第2题，由上题分析可知，近地面城区的温度高于郊区，所以城区近地面形成低压，而图中E处的气压较高，对应的为郊区，EF代表郊区气压垂直变化规律，A错误；无论昼夜，近地面温度都是城区大于郊区，因此热力环流的方向没有昼夜的变化，B错误；由图中甲地等压面向下弯曲，丙处等压面向上拱起可知，甲处气压小于丙处气压，而郊区空气下沉，高空为低压，所以甲处为郊区的高空，气流下沉，C正确；乙、丙之间的气流应该由高压流向低压，不会沿等压面流动，D错误。

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。

完成3～4题。

3．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．①③B．①④

C．②③D．②④

4．该山间河谷此时段多雨。

下列四幅图中，能解释此现象的是（　　）

解析：

3.B　4.D　第3题，由图可知，该时段河谷等温面向高处凸，等压面向低处凹，说明该时段河谷温度高，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，故选B。

第4题，结合上题分析可知，两边山坡气流下沉，为夜间吹山风，河谷气流上升过程中，遇冷凝结，容易成云致雨，因此夜雨较多，故选D。

等压线图是等值线图的一种，表示在同一海拔高度上气压水平分布状况的图。

常见的等压线图有气压场类型图（图1）、某时地面气压等值线图（图2）、某日地面等压线图（图3）。

在同一水平面上，每一条等压线上的气压值相等。

等压线图的判读和应用是高考中经常出现的考查要点，判读的关键是抓住等压线数值特征、分布特征及组合特征。

[常见图示]

图1　气压场类型图

图2　亚洲东部某日某时地面气压等值线图（单位：

hPa）

图3　北美某地区某日等压线图

[判读技巧]

等压线图是等值线图中非常重要的一种类型，它同样具有等值线图的一般特征和基本判读方法。

1．判读气压形式

（1）低压中心（如图1中乙处）：

等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压低（中心为上升气流）。

（2）高压中心（如图1中甲处）：

等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高（中心为下沉气流）。

（3）高压脊（如图1中丙处）：

高气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫脊线。

（4）低压槽（如图1中丁处）：

低气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大各点的连线叫槽线。

（5）鞍：

两个低压和两个高压交汇处，其气压值比高压中心低，比低压中心高。

2．判断风向

首先明确高低气压；其次确定水平气压梯度力的方向；最后根据南、北半球画出偏向风（如图2中A地吹偏南风）。

3．判断南、北半球

（1）风向在水平气压梯度力的右侧——北半球。

（2）风向在水平气压梯度力的左侧——南半球。

4．判断风力（风速）大小

（1）等压线密集——水平气压梯度力大——风力大（如图3中乙地）。

（2）等压线稀疏——水平气压梯度力小——风力小（如图3中甲地）。

5．判断季节

（1）夏季（北半球7月、南半球1月）：

大陆内部一般为低压。

（2）冬季（北半球1月、南半球7月）：

大陆内部一般为高压。

6．判断天气状况

（1）由高纬吹向低纬的风——寒冷干燥。

（2）由低纬吹向高纬的风——温暖湿润。

（3）低气压过境时，多阴雨天气；高气压过境时，多晴朗天气。

（4）低压中心和低压槽控制区多阴雨天气，如图1中乙处和丁处；高压中心和高压脊控制区多晴朗天气，如图1中甲处和丙处。

[应用体验]

[典例]　（2016·江苏高考·节选）2016年1月24日，一股强大的寒潮影响我国。

如图为该日8时亚洲部分地区海平面气压形势图。

读图，判断此时我国（　　）

A．各地均受强大高压脊控制　B．北方普遍降温降雪

C．三亚风力大于昆明D．北京、上海风向基本相同

[审题析题]　（在“____”上填关键点）

1．从文字材料中获取信息

从季节看，我国此时是冬季，寒潮为冷空气活动，其影响地区气压状态为高压。

2．从图表中获取信息

[答案]　D