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第06 讲 大气组成、垂直分层和受热过程
目录
01 课标达标练
题型01 大气垂直分层
题型02 大气受热过程
题型03 逆温
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 大气垂直分层
（2024·山东济南·模拟预测）对流层顶作为对流层上部和平流层底部之间的分界层，它的
高度决定着降水、云系的最高点和各种天气现象的位置。青藏高原及毗邻地区对流层顶的气压具有明
显的时空变化。图1 为1979—2016 年青藏高原及毗邻地区对流层顶多年平均气压场（单位：hPa），图
2 为青藏高原对流层顶气压的季节变化。据此完成下面小题。
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1．影响青藏高原对流层顶气压场分布的主导因素是（ ）
A．纬度
B．大气环流
C．地形
D．海陆位置
2．青藏高原对流层顶高度上升幅度最大的时段是（ ）
A．1-2 月
B．4-5 月
C．7-8 月
D．11-12 月
3．伴随着对流层顶高度升高，青藏高原地区（ ）
A．雷暴天气增多
B．雪线整体降低
C．湖泊面积减小
D．夏季风减弱
【答案】1．A 2．B 3．A
【解析】21．由图可知，青藏高原及毗邻地区对流层顶多年平均气压场等压线大致与纬线平行，不同
纬度的对流层顶的气压不同，原因与不同纬度获得的太阳辐射不同，导致地面气温不同，从而影响对
流层顶的气压分布，主导因素为纬度，A 正确；与地形、大气环流、海陆位置关系小，BCD 错误。故选
A。
22．在垂直方向上，海拔升高，气压降低。在相同时间间隔内，对流层顶的气压值变化幅度越大，说明对
流层顶的上升幅度越大。根据图中曲线，4-5 月气压值变化最大，青藏高原地区对流层顶高度上升幅
度最大的时段是4—5 月，B 正确。ACD 错。故选B。
23．对流层顶高度升高，说明地面气温更高，对流强烈，产生对流天气频率增多，雷暴天气增多，A 正确；
气温升高，雪线整体上升，B 错误；气温上升，高山冰雪融化多，湖泊面积增大，C 错误；青藏高原
气温升高，气压降低，海陆热力差异更大，夏季风增强，D 错误。故选A。
02 大气受热过程
（2025·广东珠海·一模）浙江黄岩盛产柑桔，近年来当地农民采用矮化、稀植等新技术，树高控制在2
米左右，行距和株距大幅增加，植株的光照条件明显改善，提高了柑桔的产量和品质。黄岩甲柑桔园
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采用了新技术，紧邻的乙园区则未采用。下图示意某日14 时甲柑桔园温度（包括气温和地温）的垂
直分布情况。完成下面小题。
4．与甲柑桔园相比，该日14 时乙柑桔园气温分布特点是（ ）
A．气温最高离地面较近
B．气温最低处数值较大
C．气温向下递减较明显
D．气温向下递增较明显
6．导致14 时甲柑桔园2m 上、下气温垂直变化的原因是（ ）
①树冠加热效果强②树冠阻挡作用强③地面辐射作用强④大气逆辐射强
A．①②
B．①③
C．②③
D．②④
【答案】4．C 5．A
【解析】4．由材料可知，与甲柑桔园相比，乙园未实施矮化，树顶高度更高，气温最高处离地面更
远；未实施稀植，植株密度更大，枝叶对阳光遮挡作用更强，枝叶下的太阳辐射减少的更多，气温向
下递减更明显，气温最低处数值较小，ABD 错误，C 正确，故选C。
5．甲园2m 上下的气温垂直变化为向上、下递减。从大气的受热过程来看，大气对太阳短波辐射吸收较少，
太阳短波辐射在透过大气到达地面的过程中，先经过柑桔园中高度为2 米左右的树冠层，树冠层吸收
太阳辐射增温，其长波辐射成为上下空气的主要和直接热源，树冠层以上空气获得的热量向上递减，
故气温向上递减。①正确；树冠层以下枝叶茂密，太阳短波辐射透过遮挡的枝叶，太阳辐射量向下递
减，地面辐射较弱；而枝叶温度随太阳辐射量减少向下递减，空气获得的热量也向下递减，②正确，
③错误；大气逆辐射主要与云层厚度等有关，材料中未提及相关信息，且甲园2m 上、下气温垂直变化
主要与树冠和地面辐射有关，并非大气逆辐射强导致，④错误，故选A。
03 逆温
（2025·内蒙古赤峰·三模）大气边界层位于对流层的最底部，其热量主要来源于地面辐射。
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一般情况下，大气对流层底部的气温随高度增加而降低，如果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。酒泉市（98.48°E，39.72°N）地处河西走廊西部，降水稀少，气候干燥，沙尘天
气多发。气象专家利用2009—2018 年的雷达探空观测资料，深入分析了酒泉市大气边界层逆温特征及
演变规律。下图示意2009—2018 年酒泉市8 时（北京时间）和20 时（北京时间）逆温变化频率的季
节变化。据此完成下面小题。
6．2009—2018 年，酒泉市发生逆温频率最高的是（ ）
A．8 时接地逆温B．8 时悬浮逆温
C．20 时接地逆温
D．20 时悬浮逆温
7．冬季，酒泉市8 时接地逆温比20 时接地逆温发生频率高的主要原因是（ ）
A．逆温层被破坏，处于初始重生阶段
B．地面辐射冷却持续，逆温维持加强
C．大气边界层低，获得的地面辐射较多
D．大气中水汽多，吸收的地面辐射更强
8．与春夏季节相比，秋冬季节酒泉市逆温的特点是（ ）
A．出现时间早，逆温层厚度大
B．出现时间晚，逆温层厚度小
C．出现时间早，且发生频率低
D．出现时间晚，但发生频率高
【答案】6．A 7．B 8．A
【解析】3．从图中可以明显看出，在各个季节中，8 时接地逆温的频率相对其他类型逆温是最高的，
尤其是在秋季，频率超过70%，A 正确，BCD 错误。故选A。
4．日落后，地面辐射冷却不断加剧，近地层大气受地面辐射冷却的影响，气温下降，形成逆温，并不断
维持至次日日出前。次日日出后，地面吸收太阳短波辐射迅速增温， 近地层气温吸收地面长波辐射迅
速升高，下暖上冷，易产生垂直运动，逆温层被破坏甚至消失， 日落后又重新建立，20 时是接地逆温
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形成的初始阶段，8 时是接地逆温的加强阶段，所以8 时接地逆温发生频率更高，B 正确；逆温层被破
坏处于初始重生阶段，那么8 时接地逆温频率应该较低，而实际情况是8 时频率高，A 错误；大气边界
层低并不意味着获得的地面辐射就多，且地面辐射主要与地面温度有关，而不是大气边界层的高低，C
错误；酒泉市气候干燥，大气中水汽少，且水汽吸收地面辐射更强，不易形成逆温现象，D 错误。故选
B。
5．秋冬季节，酒泉市白昼时长短，日落时间早，地面冷却辐射降温时间提前，所以秋冬季节酒泉市逆温
出现时间较春夏季节早，同时，由于黑夜时长长，地面持续冷却的时间长，逆温层厚度相对较大，A 正
确，BD 错误；从图中可知，秋冬季节逆温发生频率高，并非低，C 错误。故选A。
（2025·海南·模拟预测）美国某科学家提出了“天空昏暗”计划，其核心思想是利用先进
的技术手段，如向平流层中注入硫酸盐气溶胶等，降低太阳光照对地球的影响，从而缓解气候变暖。
据此完成下面小题。
1．“天空昏暗”计划选择向平流层中注入气溶胶的主要原因是（ ）
A．气溶胶可以在平流层中长时间停留
B．注入成本低，且不会破坏臭氧层
C．能够大量清除平流层中的二氧化碳
D．气溶胶可借助平流层的气流运动垂直扩散
2．“天空昏暗”计划的实施会导致（ ）
A．地球昼长缩短
B．地表反射率增大
C．地面辐射减弱
D．东亚夏季风增强
【答案】1．A 2．C
【解析】1．平流层大气稳定，水汽、杂质含量少，气溶胶注入后可以在平流层中长时间停留，持续
发挥降低太阳光照对地球影响的作用，这是选择向平流层注入气溶胶的主要原因，A 正确；题干未提
及注入成本低，且注入气溶胶可能会对臭氧层产生影响，B 错误；该计划主要目的是降低太阳光照对
地球的影响，不是清除平流层中的二氧化碳，C 错误；平流层大气以平流运动为主，不是垂直扩散，D
错误。故选A。
2．“天空昏暗”计划不会改变地球的自转周期等影响昼长的因素，地球昼长不会缩短，A 错误；该计划是
降低太阳光照对地球的影响，不是改变地表反射率，B 错误；向平流层注入气溶胶降低太阳光照对地球
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的影响，到达地面的太阳辐射减少，地面吸收的太阳辐射能减少，地面辐射减弱，C 正确；东亚夏季风
的强弱主要与海陆热力性质差异等因素有关，该计划对东亚夏季风影响不大，D 错误。故选C。
（24-25 高一上·云南红河·阶段练习）翼装飞行是指运动员穿戴着拥有双翼的飞行服装和降落伞设备，
运动员从飞机、热气球、悬崖绝壁、高楼大厦等高处一跃而下，飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向，
用身体进行无动力空中飞行的运动，在到达安全极限的高度，运动员将打开降落伞平稳着落。无动力
翼装飞行进入理想飞行状态后，飞行时速通常可达到200 千米/时左右，翼装飞行的滑降比约3：1，
即在每下降一米的同时前进约三米。据此完成下面小题。
3．运动员从悬崖绝壁一跃而下进行翼装飞行时，一般会感觉到（ ）
A．呼吸越来越困难
B．尘埃越来愈少
C．气压越来越低
D．气温越来越高
4．若翼装飞行可从高层大气开始，仅考虑气流运动方向的影响，滑降比明显增大的圈层是（ ）
A．高层大气
B．中间层
C．平流层
D．对流层
5．对流层的厚度会因纬度和季节的不同而发生变化。一年中对流层最厚的季节是（ ）
A．冬季
B．夏季
C．秋季
D．春季
【答案】3．D 4．C 5．B
【解析】3．根据材料“运动员从悬崖绝壁一跃而下”可知，此时的翼装飞行发生在对流层，对流层
自高空向地面，气温越来越高，D 正确；气压越来越大，C 错误；空气密度越来越大，呼吸越来越顺
畅，A 错误；尘埃含量也越来越足，B 错误。故选D。
4．结合所学可知，平流层温度下低上高，气流以水平运动为主，空气阻力小，根据材料“理想飞行状态
的滑降比为3：1”，故水平运动的气流可以增加横向移动距离，从而导致滑降比增加，C 正确。对流层、
高层大气平流运动都没有平流层明显，AD 错误。中间层又称中层，是指自平流层顶到85 千米之间的大
气层。该层内因臭氧含量低，同时，能被氮、氧等直接吸收的太阳短波辐射已经大部分被上层大气所
吸收，所以温度垂直递减率很大，对流运动强盛，对滑降比增大影响不大，B 错误。故选C。
5．根据材料“对流层的厚度会因纬度和季节的不同而发生变化”，结合所学可知，邢台夏季近地面热，
大气上升运动强烈，对流旺盛，对流层最厚，B 正确，ACD 错误。故选B。
（2025·河南信阳·模拟预测）沙尘气溶胶是沙漠表面的沙尘粒子和尘土被大风吹起后，悬浮在大气里
的各种固体颗粒混合物。沙尘气溶胶消光系数是表征大气散射和吸收能力的重要光学参数，其值越高
说明气溶胶浓度越高，污染越严重。如图示意新疆民丰气象观测站不同季节沙尘气溶胶消光系数的垂
直变化。据此完成下面小题。
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6．大气中的沙尘气溶胶可以（ ）
A．减少云量形成B．增强太阳辐射
C．延缓地面冷却
D．增强地面辐射
7．图中甲、乙、丙、丁对应的季节（ ）
A．春季、夏季、秋季、冬季
B．夏季、秋季、冬季、春季
C．秋季、冬季、春季、夏季
D．冬季、春季、夏季、秋季
8．图甲中4 千米高度沙尘气溶胶消光系数为四季中最大的原因是（ ）
A．逆温增强
B．对流旺盛
C．强风扰动
D．蒸发强烈
【答案】6．C 7．B 8．B
【解析】6．由材料可知，大气中的沙尘气溶胶就是悬浮在大气里面的各种固体颗粒混合物，有利于
水汽凝结形成云，A 项错误；沙尘气溶胶对太阳辐射具有削弱作用，B 项错误；沙尘气溶胶可阻挡地
面散热，延缓地面冷却，C 项正确；沙尘气溶胶削弱太阳辐射后，地面吸收热量减少，地面辐射一定
减弱，D 项错误。故选C。
7．夏季空气对流旺盛，垂直扩散能力强，4 千米高度气溶胶浓度最大，边界层高度为一年中最高，故甲为
夏季。秋季季风较弱，且随着气温降低，空气对流弱，大气中沙尘气溶胶含量较少且高度较低，故乙
为秋季。冬季气温低，空气对流弱，沙尘气溶胶消光系数的平均垂直边界线偏低，故丙为冬季。一年
中以春季的沙尘天气最为频繁，加之沙尘粒子易沉降的属性，沙尘粒子向低空集聚，故丁为春季。综
上所述，B 正确，ACD 错，故选B。
8．逆温增强，大气稳定，不利于沙尘气溶胶的上升，A 项错误；夏季气温高，空气对流旺盛，故边界层高
度最高，B 项正确；强风扰动有利于沙尘气溶胶扩散，但边界高度不一定最高，C 项错误；水分蒸发强
烈与气溶胶的分布高度关系不大，D 项错误。故选B。
（2025·湖南·三模）下图示意我国某地观测站7 月连续四天太阳辐射、地面反射太阳辐射、
地面长波辐射和大气逆辐射的通量逐小时观测结果。四天天气状况差异显著，其中一天天气晴朗。据
此，完成下面小题。
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9．图中甲、乙、丙三条曲线依次表示（ ）
A．地面长波辐射、地面反射太阳辐射、大气逆辐射
B．地面反射太阳辐射、地面长波辐射、大气逆辐射
C．大气逆辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射
D．地面反射太阳辐射、大气逆辐射、地面长波辐射
10．观测期间该地（ ）
①第1 天地表净辐射最大 ②第2 天白天温度变化较第1 天小
③第3 天可能出现阵雨 ④第4 天最可能为晴天
A．①②
B．②③
C．①④
D．③④
11．该地最可能位于（ ）
A．青藏高原
B．东北平原
C．华北平原
D．东南丘陵
【答案】9．D 10．D 11．A
【解析】9．太阳辐射为短波辐射，只出现在白天，因此地面反射太阳辐射也只出现在白天，故甲为
地面反射太阳辐射。大气逆辐射是大气通过吸收地面辐射增温后辐射的，地面长波辐射≈大气逆辐射
+射向宇宙空间的地面辐射，推测大气逆辐射小于地面长波辐射，从图中可以看出，丙大于乙，因此
丙为地面长波辐射，乙为大气逆辐射。综上分析，D 正确，ABC 错误。故选D。
10．地表净辐射取决于该日的辐射收支状况，第1 天的太阳辐射弱，其他几天的辐射差异不是很显著，故
第一天的地表净辐射不可能最大，①错误；第2 天时，白天的太阳辐射变化幅度更大，温差更大，②
错误；第3 天的太阳辐射波动大，可能出现阵雨，③正确；第4 天的太阳辐射变换最均衡，结合材料
“四天天气状况差异显著，其中一天天气晴朗”可推断第4 天最可能为晴天，④正确。综上所述，D
正确，ABC 错误。故选D。
11．结合上一题的分析，第4 天为晴天，晴天时太阳辐射最强的时刻出现在正午，但该地太阳辐射最强的
时刻出现在14:00（北京时间）左右，这说明北京时间14 时左右是当地的地方时12 时，当地的经度应
在120°E 以西30°，故该地的大致经度为90°E。四个选项中只有青藏高原有90°E 经线经过，其他选项
三地均没有90°E 经线经过，A 正确，BCD 错误。故选A。
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12．（2025·福建漳州·模拟预测）阅读图文资料，完成下列要求。
西藏某农业基地在研究温室效应与农业设施的联系过程中，首先开展了探究二氧化碳对气温影响的简
易实验。实验使用锥形瓶、干燥管、导气管等材料，用大理石粉末和稀盐酸进行反应
（CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑），装置如图1 所示，气密性良好。在相同强日照条件下，向锥形瓶A
中加入稀盐酸并记录锥形瓶B 和C 的温度变化。结果表明，锥形瓶B 和C 的温度均上升，B 瓶升温更
快，温差最终稳定。该基地开发的阴阳棚日光温室是对传统温室的创新。图2 为双拱三膜半地下式阴
阳棚日光温室结构，它在传统日光温室北侧增建采光面朝北的阴棚，二者共用一面支撑墙。阳棚有内
外两层拱架，内层铺塑料薄膜，外层辅塑料薄膜和保温被，额外加一层薄膜。建造时阳棚地基低于阴
棚。
(1)结合实验原理，说明图2 的阴阳棚日光温室提升阳棚保温性能的过程。
(2)简述阴阳棚日光温室相较传统温室的优势。
【答案】(1)实验中的保温原理，一是在于二氧化碳能吸收地面长波辐射，减少热量散失；另一方面在
于装置气密性好，从而减少热量散失。阴阳棚日光温室中，多层薄膜能起到阻挡地面长波辐射散逸、
减少热量散失的作用；温室构建封闭空间，也能减少热量外散；温室封闭空间便于积聚作物呼吸和土
壤微生物活动产生的二氧化碳，提高二氧化碳浓度，从而提升阳棚保温性能。
(2)阴阳棚共用支撑墙，降低建造成本；温室采用三层薄膜和保温被，一方面阻挡地面长波辐射散失热
量；另一方面结合半地下式及阴棚设计，形成空气隔热层，有效减少热量散失，增强保温性能；阴棚
通过阻挡冷空气的直接侵袭同时吸收白天太阳辐射并缓慢释放热量；作为缓冲层可减少阳棚的热量损
失，提高阳棚的温度，减少作物冻害，提升农作物质量。
【详解】（1）在实验中，锥形瓶A 中大理石粉未和稀盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳进入锥形瓶B
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和C。由于二氧化碳能吸收地面长波辐射，使得B 和C 瓶内热量不易散失，从而温度上升。装置气密
性良好，防止了瓶内热量与外界空气进行热交换，进一步减少了热量散失。阴阳棚日光温室采用多层
薄膜结构，阳棚有内外两层拱架，内层铺塑料薄膜，外层辅塑料薄膜和保温被，额外加一层薄膜。这
些薄膜能够阻挡地面长波辐射，就像实验中二氧化碳吸收长波辐射一样，减少热量向外界散失，起到
保温作用。温室构建了一个封闭的空间，类似于实验装置的气密性结构，减少了室内与室外空气的热
量交换，阻止了热量外散，保持了室内温度。在温室封闭空间内，作物呼吸和土壤微生物活动会产生
二氧化碳。由于空间封闭，二氧化碳不易扩散到室外，从而积聚在室内，提高了室内二氧化碳浓度。
高浓度的二氧化碳能更好地吸收地面长波辐射 进一步提升了阳棚的保温性能。
（2）阴阳棚日光温室的独特结构是在传统日光温室北侧增建采光面朝北的阴棚，二者共用一面支撑
墙。相比传统温室，减少了支撑墙的建设数量，节省了建筑材料和施工成本，降低了整体建造成本；
温室采用三层薄膜和保温被，多层覆盖结构能够更有效地阳挡地面长波辐射，减少热量向室外散失；
采用半地下式设计，阳棚地基低于阴棚，这种设计可以利用地下土壤的恒温特性来调节室内温度。阴
棚的存在形成了一个空气隔热层，进一步阻止了外界冷空气的侵入，减少了热量散失，增强了保温性
能；阴棚位于阳棚北面，中间共用一堵墙，这样能够更好地阻挡来自北面冷空气的直接侵袭，同时，
阴棚的棚膜具有一定的透明度，允许太阳短波辐射（主要是可见光）进入棚内，吸收白天太阳辐射并
缓慢释放热量，加热棚内地面；冬季或夜晚阴棚使得后墙不再直接面对风雪侵害，作为缓冲层减少了
阳棚后墙的热量散失，有利于提高阳棚温度，减少作物冻害，提升农作物质量。
（2023·广东·高考真题）2019 年5 月28 日，某科研团队利用往返式探空气球，在长沙观测站
（28°07′N，112°17′E）收集了四个不同时刻释放的气球所记录到的太阳短波辐射量变化信息
（图a）。图b 为其中某一时刻对应的太阳光照示意图（阴影部分代表黑夜）。据此完成下面小题。
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1．在图a 中，符合图b 示意时刻所释放气球接收到的太阳短波辐射量变化的曲线是（ ）
A．①
B．②
C．③
D．④
2．这次探测结果显示，白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随高度增加而增多，是因为随高度增加（
）
A．CO2量减少
B．空气温度降低
C．大气越稀薄
D．人类干扰越小
【答案】1．A 2．C
【解析】1．由图b 可知，此时长沙位于晨线西侧，处于夜半球，而太阳以电磁波的形式向外传递能
量，夜半球处于背对太阳状态，近地面无法接收到太阳辐射，因此近地面太阳辐射接近于零，CD 错误；
此时长沙位于晨线附近，随着海拔的升高，接收到太阳辐射的区域逐渐增加，太阳辐射应呈现增加的
趋势，B 错误，A 正确。故选A。
2．大气削弱作用原理太气对太阳辐射的削弱作用主要表现为：吸收、散射、反射。白昼期间气球逐渐上
升的过程中，海拔逐渐升高，大气变稀薄，空气中的尘埃分子减少，对太阳短波辐射的削弱作用变弱，
故白昼期间气球接收到的太阳短波辐射量随着海拔的升高而增多，C 正确；白昼期间气球接收到的太阳
短波辐射量随高度增加而增多，与CO2 量减少、空气温度降低、人类干扰减小关系不大，ABD 错误。
故选C。
3．（2025·浙江·高考真题）其他条件相同情况下，在青藏高原四地观测太阳辐射与海拔高度之间的关系，
结果如下表。完成问题。
地点
①
②
③
④
海拔高度（米）
2200
3700
5000
6325
太阳辐射（卡/平方厘米·
分）
1.318
1.455
1.632
1.729
导致四地太阳辐射随海拔高度产生差异的主要因素是（ ）
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A．大气逆辐射
B．地面反射与吸收
C．地面长波辐射
D．大气反射、吸收与散射
【答案】D
【详解】大气逆辐射属于长波辐射，主要影响的是地面保温，与属于短波辐射的太阳辐射到达地面的
强度无直接关系，A 错误；题目强调“其他条件相同”，地面反射与吸收差异较小，且海拔变化主要
影响大气而非地面，B 错误；地面长波辐射是地面向外辐射热量，与太阳辐射的接收无关，C 错误；
海拔升高会导致大气愈加稀薄，大气反射、吸收与散射作用减弱，大气对太阳辐射的削弱作用减弱使
更多太阳辐射到达地面，D 正确。故选D。
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