第17讲大气环境（1）—大气的垂直分层、受热过程及运动【考试说明要求】考试要点具体考试内容要求大气的受热过程对流层及对流层大气的受热过程（受热过程、保温作用、热力环流）大气水平运动三力作用下的大气水平运动【基础梳理】一．对流层与人类的关系对流层与人类的关系对流层特点气温随高度增加而______；______运动显著；天气现象________与人类关系最密切。整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、固体杂质都集中在该层二．对流层大气的受热过程对流层大气的受热过程大气对太阳辐射的削弱作用吸收波长小于0.175微米的几乎完全被上层大气吸收；0．175—0．4微米的绝大部分被______吸收大于0.76微米的被对流层大气中的____、水汽、云和浮尘大量吸收散射____色光较易被大气分子所散射反射水汽、云、浮尘可反射一部分可见光地面辐射和大气辐射地面辐射概念地面持续向外辐射能量性质______辐射意义______增温的直接能量来源大气辐射概念大气向外辐射的能量性质经外线长波辐射意义大气____辐射会使地面增温影响地面辐射的主要因素纬度因素纬度不同，______太阳高度不同，会使单位面积得到的热量不同下垫面因素地面不同，吸收和反射的太阳辐射不同气象因素大气状况不同，影响地面获得的太阳辐射不同三．热力环流和大气的水平运动热力环流和大气水平运动热力环流原理________在地表的分布差异造成不同地区气温不同，并导致水平方向上各地间的______差异，引起大气运动动力水平气压差异性质最______的大气运动形式大气水平运动水平气压梯度力____于等压线，由______指向______水平气压梯度力地转偏向力风向从高压到低压，北半球向____偏，南半球向____偏，最终风向与等压线______水平气压梯度力地转偏向力摩擦力在上面的基础上，受____力的作用，最终风向与等压线成一定_____（即呈______关系）【疑难突破】一．图表解析记忆大气的垂直分层二．图解大气对太阳辐射的削弱作用三．风压定律-6-\n北半球，两个力作用下的风(或高空风)，背风而立，高压在右，低压在左；三个力作用下的风，近地面背风而立，高压在右后方，低压在左前方。南半球，两个力作用下的风，背风而立，高压在左，低压在右；三个力作用下的风，背风而立，高压在左后方，低压在右前方。四．大气保温作用全解：地面辐射是对流层大气能量的直接来源，太阳辐射是根本来源，大气的受热过程具体图解如下大气对地面的保温作用的简化认识“太阳暖大地→大地暖大气→大气还大地。”五．图解热力环流的形成由于地面冷热不均而形成的空气环流，称为热力环流，其形成过程如下图所示：特别说明：空间气压值相等的各点所组成的面，称为等压面。等压面凸起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。基本程序为：热量差―→大气上升或下降―→同一水平面上的气压差异―→大气水平运动。六．等压面的判读受热均匀情况下⑴在垂直方向上，高度越高，气压越低。⑵若地面海拔相同，冷热均匀，等压面与等高面重合且与地面平行。冷热不均情况下⑴若地面冷热不均，等压面发生弯曲，等压面向上凸的地方为高压区，向下凹的地方为低压区。⑵近地面气压与高空气压高低值相反,体现出“热胀冷缩”的原理原理应用⑴判断陆地与海洋、城市与郊区⑵冬季，近地面等压面凹（高空凸）是海洋⑶夏季，近地面等压面凹（高空凸）是陆地 ⑷城市，近地面等压面凹（高空凸）。郊区，近地面等压面凸（高空凹）。七．常见的热力环流城郊风由于城市人们的生产、生活释放出大量人为热，使城市气温升高，空气上升，与郊区下沉气流形成城市热力环流，下沉气流又从近地面把郊区污染物带入城市中心，严重污染了城市环境。因此，为了减轻城市污染，如何减少化石燃料的使用量及如何布局郊区工业及卫星城市，成为人们普遍关心的问题。一般将绿化带布局于气流下沉处及下沉距离以内，而将卫星城或污染较重的工厂布局于下沉距离之外。-6-\n海陆风白天在太阳照射下，陆地增温快，气温比海上高，空气膨胀上升，高空气压比原来气压升高，空气由大陆流人海洋；近地面陆地形成低气压，而海洋上因气温低，形成高气压，使下层空气由海洋流人大陆，形成海风。夜间与白天大气的热力作用相反而形成陆风。山谷风白天因山坡上的空气增温强烈，于是暖空气沿坡上升，形成谷风(如图a)。夜间山坡上的空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流人谷地，形成山风(如图b)。特别说明：城市风环流的方向不随时间而变化，因为市区的气温总是高于郊区。而海陆风环流和山谷风环流的流向则随昼夜的变化而向相反的方向变化，因为海与陆、山与谷的气压高低随昼夜改变而改变。八．图解气温、气压、气流的关系九．图示高空与低空产生的风向特点【名题例析】例1．（2022山东高考）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1～2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．当地该日()A．日落时间为17时B．与海口相比白昼较长C．正午地物影子年内最长D．正午太阳位于正北方向1．【解析】由题图，本题可以采用删除法进行选择。我们都知道，大气的主要的直接热源是地面辐射，显然选项C错误。如图中曲线关系所示，越接近地面，日较差越大，越往高处，日较差越小。我们又知道，对流层大气气温的变化规律是随着高度的增加而递减，而图中12时、15时的气温垂直变化规律是递减，显然此两个时间段内不会发生逆温现象，选项B错误。因此，正确选项是A。【答案】A2．【解析】由题图，当日该地是5时日出，以中午12时为当地白天的中间分界线，则该地日落时间应该是19时，选项A错误。因该地的昼长时间为14小时，说明此时北半球是夏季，即北半球纬度位置越高，昼越长，因此说明此时当地的昼长与北纬20°左右的海口市相对白昼要长一些，选项B正确。【答案】B例2．(2022广州模拟)读下图，回答(1)～(2)题。(1)下列叙述正确的是( )A．一天中最高气温出现在谷地B．山顶气温日变化最小-6-\nC．山顶冬季日温差大于夏季日温差D．山谷冬季日温差远大于夏季日温差(2)导致一天中最低温出现在山谷的主要原因是( )A．山谷地形闭塞，降温快B．夜间吹谷风，谷地散热快C．谷地多夜雨，降温快D．夜间吹山风,冷空气沿山坡下沉集聚在谷地【解析】从图中可以看出，山顶冬季气温最低值比谷地和陡崖高，最高气温介于谷地和陡崖之间，气温日较差最小；夏季，山顶最低气温最高，最高气温最低，气温日较差最小，所以，山顶气温日变化最小。导致一天中最低温出现在山谷的主要原因是夜间吹山风，冷空气沿山坡下沉集聚在谷地，同时山谷近地面空气受地面影响大，夜晚地面降温，空气的降温幅度也会相应增大。【答案】(1)B (2)D【课堂训练】一．单项选择题（每题5分，共25分）地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐射。读下图并结合所学知识，回答1～2题。１．关于甲、乙、丙三地多年平均年有效辐射总量的空间分布，下列叙述正确的是( )A．由甲地向乙地急剧增加B．由乙地向丙地急剧增加C．由甲地向丙地逐渐减少D．由丙地向乙地逐渐减少２．关于地面辐射和大气逆辐射，下列叙述不正确的是( )A．地面辐射与下垫面性质有关B．地面温度越高，地面辐射越弱C．空气湿度越低，大气逆辐射越弱D．空气湿度大、云量多，大气逆辐射强下图为某一等高面。M、N为等压线，其气压值分别为PM、PN，M、N之间的气压梯度相同。①～⑧是只考虑水平受力，不计空气垂直运动时，O点空气运动的可能方向。回答3～5题。３．若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为( )A．⑥或⑦B．②或⑥C．④或⑧D．③或④４．若此图表示高空等高面，PM<PN，则O点风向为( )A．③或④B．②或⑧C．③或⑦D．⑥或⑦５．近地面，空气作水平运动时，所受摩擦力与地转偏向力的合力方向( )A．与空气运动方向成180°角B．与空气运动方向成90°角-6-\nC．与气压梯度力方向成90°角D．与气压梯度力方向成180°角二．综合题（12分）６．根据下图所给内容，完成下列要求。(1)图中①、②、③各表示什么辐射：①________辐射；②________辐射；③________辐射。(2)图中④表示大气对太阳辐射的________作用。(3)大气能吸收地面辐射的75%～95%，对地面起到________作用。(4)影响图中①的强度的最主要因素是_____________，这是因为___________________________________，________________________________________。(5)地面增温主要来自图中的________，大气受热主要来自图中的________。(填代号)-6-\n【基础梳理】一．降低对流复杂多变二．臭氧CO2蓝长波大气逆正午三．太阳辐射气压简单垂直高压低压右左平行摩擦夹角斜交【课堂训练】一．单项选择题（每题5分，共25分）1．C 2．B【解析】第1题：读图可知，由甲地向乙地变化不大，由甲地、乙地向丙地均逐渐减少。第2题：物体的温度越高，其辐射越强。3．A 4．C 5．D【解析】第3题，若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向应考虑两种情况，近地面为⑥，高空由于忽略摩擦力的作用，向右偏转至与等压线平行，即⑦。第4题，高空空气不考虑摩擦力，所以风向应与等压线平行。由于不确定此图所在半球，所以在北半球高空应为③，在南半球高空应为⑦。第5题，在近地面，水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同影响风向和风速。两力的合力与另一力的方向成180°角。二．综合题（12分）6．【答案】（1）太阳地面大气逆（3分）（2）削弱（2分）（3）保温（1分）（4）太阳高度角太阳高度角越大，单位面积地面获得的热量越多（2分）太阳高度角越大，经过大气层的路程越短，被削弱得越少（2分）（5）①②（2分）。【解析】由题干可知：①太阳、地面、大气之间存在热量的传递，且大气对太阳辐射具有一定的削弱作用，对地面具有一定的保温作用；②影响太阳辐射强度最主要的因素是太阳高度角，太阳高度角越大，地面单位面积上获得的太阳辐射能量越多；③大气对太阳辐射的削弱作用包括大气的吸收、反射和散射作用，地面辐射的绝大部分被近地面大气中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温，大气增温的同时也向外辐射热量，其中大部分又归还给地面，对地面起到了保温作用。解答本题的关键是明确热量的传递过程。-6-
