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第1 讲 地球上的大气
[课程标准] 1.运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。
2.运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。
[基本概念] 逆温；气压梯度、水平气压梯度力、山谷风、海陆风、城市风。
[基本原理] 大气的受热过程；热力环流；风向、风力大小判定的基本原理。
[体系架构]
课时13 大气的组成和垂直分层 大气的受热过程
考点1 大气的组成和垂直分层
1．大气的组成
(1)干洁空气
1
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①氧气：氧是人类和其他生物维持__________所必需的物质。
②氮气：氮是地球上________的基本元素。
③____________：绿色植物进行光合作用的基本原料；吸收地面辐射的能力强，使气温升高。
④臭氧：吸收太阳光中的________，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对______具有保
护作用。
(2)水汽和杂质
①______：成云致雨的必要条件；直接影响地面和大气的温度。
②杂质：作为______________，是成云致雨的必要条件。
(3)简述人类活动对大气的影响。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．大气的垂直分层
(1)依据：大气从地面向上______、运动状况和密度的差异。
回归教材 读必修第一册教材第31 页图2.5“大气的垂直分层示意”，在下图中填出对流
层平均高度，并补绘平流层气温变化曲线。
(2)各层特点及与人类活动的关系
分层
高度范围
主要特点
成因
与人类的关系
对流层
低纬：17～18
km
高纬：______
km
平均：12 km
气温随高度的
升高而______
地面辐射是低层大气主要
的直接热源
人类生活在对
流层底部，对
流层与人类关
系最密切
空气______运
动显著
该层上部冷、下部热
天气现象复杂
多变
该层集中了大气圈质量的
3/4 和几乎全部的水汽、杂
2
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质；对流运动易成云致雨
平流层
自对流层顶部至
______ km 高空
气温随高度升
高而______
______吸收大量太阳紫外
线，使大气增温
平流运动适合
______；臭氧
层有保护地球
生命的作用
大气以______
运动为主
该层大气上热下冷，大气
稳定
无云雨现象，
能见度好
水汽、杂质含量很少，气
流平稳
高层大气
自平流层顶部到
2 000～3 000 km
的高空
气温随高度增
加先______后
______
自平流层顶部开始，由于
没有吸收紫外线的臭氧，
气温会下降；随后，由于
大气吸收了更短波长的太
阳紫外线，温度又持续上
升
80～500 km 的
高空有若干
______，对无
线电通信有重
要作用
空气密度很小
距地面远，受到的引力小
逆温
(1)概念：气温随高度增加而上升的现象，或者随高度的增加气温的垂直递减率小于6
℃/km。
(2)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
越接近地表或水面，降温越快
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或盆地流动
出现于山谷或盆地
(3)辐射逆温形成过程
①图a 为对流层正常气温垂直分布状况。在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地
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面的大气也随之降温。离地面越近，降温越快；离地面越远，降温越慢，因而形成了自地面
开始的逆温 (图b)。
②随着地面辐射冷却的加剧，逆温层逐渐向上扩展，黎明时达到最强 (图c)。
③日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温层便自下而上逐渐消失(图d)，最终恢
复正常(图e)。
(4)逆温的影响
有利
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，逆温可作为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，越冬果树可以免受冻害等
不利
①逆温出现时大气结构比较稳定，不利于污染物扩散，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
(2021·广东地理)辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高
的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地，平均海拔4 000 多米，冬季辐射逆温现象多发。
据
此完成1～3 题。
1．冬季易加强辐射逆温的地形是( )
A．山峰
B．平原
C．谷地
D．丘陵
2．黄河源地区辐射逆温出现的时间和天气状况是( )
A．日落前后，大风呼啸
B．正午时刻，雨雪交加
C．午夜时分，浓云密雾
D．日出之前，晴朗无风
3．黄河源地区冬季辐射逆温多发是由于( )
A．锋面气旋多
B．下沉气流盛行
C．准静止锋强
D．热力对流强盛
[关键信息点拨]
辐射逆温是因地面强烈辐射冷却导致的近地面气温______于较高处气温，大气层结构
______，______暖______冷的逆温现象。地面附近气温越________，越有利于逆温的发育。
近地面大气热量的直接来源是__________，距离近地面越近受到地面辐射的影响就越
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______，黄河源地区位于青藏高原，平均海拔______，冬季______，冷空气冷却下沉，在近
地面集聚，形成逆温。
[地理原理再现] 辐射逆温的形成
写出辐射逆温的成因及出现的时间。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案 1.____ 2.____ 3.____
考向1 通过“大气的组成和垂直分层”考查“区域认知”
(2023·陕西西安模拟)对流层是地球大气最靠近地面的一层，对流层高度与近地面的受热
程度有关。下图为“1979～2008 年华北某地区对流层高度变化趋势图”。据此完成1～2 题。
1．1979～2008 年，华北某地区( )
A．空气的对流运动减弱
B．对流层顶部高度年际变化明显减小
C．对流层高度呈波动上升趋势
D．对流层传向高层大气的能量增多
2．下列关于华北某地区对流层高度变化趋势的成因及影响，叙述正确的是( )
A．对流层高度总体变化趋势反映气候变冷
B．利于生物繁育，生物多样性增加
C．导致华北地区变得湿润，利于农业增产
D．矿物燃料的使用和植被破坏等是其变化的主要成因
考向2 通过“逆温”考查“综合思维”
(2023·江苏扬州模拟)湖泊水温是湖泊热量平衡的结果，不仅受到水面蒸发、地表径流及
支流汇入等水循环过程的影响，还受到气温、降水、大气辐射等气象因素及人类活动的综合
影响。图1 为“洞庭湖城陵矶水文站1991～2019 年平均水温与平均气温的年内变化图”，
图2 为“城陵矶水文站表层水温与降水量、风速和气温的相关关系图”。据此完成3～4 题。
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3．洞庭湖区域逆温出现概率小的月份是( )
A．1 月 B．4 月 C．7 月 D．10 月
4．与洞庭湖水温变化趋势相关性最大的影响因子是( )
A．降水量 B．风速 C．气温 D．径流
考点2 大气的受热过程
1．在下图中填出三种辐射的名称。
2．两个来源
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(1)地球大气最重要的能量来源：___________________________________。
(2)近地面大气主要的、直接的热源：__________________。
3．两大过程
(1)地面增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。
(2)大气增温：地面被加热，并以____________的形式向大气传递热量。
4．两大作用
(1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的______、______和散射作用。
(2)保温作用：______________对地面辐射损失的热量有补偿作用。
概念辨析 温室效应与全球变暖
①温室效应：近地面大气中的二氧化碳和水汽等吸收地面长波辐射，并通过大气逆辐射将热
量返还给地面。大气的这种保温作用称为温室效应，是大气层中时刻存在的一种自然现象，
维持着地球表面的温度。
②全球变暖：全球变暖是由于大气层中二氧化碳等温室气体急剧增加，大量吸收地面红外线
长波辐射，进而使温室效应增强造成的。全球变暖是一种生态或气候破坏。
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变暖的影响
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②分析农业实践中的一些现象
我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜；深秋农民利用秸秆燃烧制造烟雾以预防霜冻；
华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。
(3)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
(2022·1 月浙江选考)大气散射辐射的强弱和太阳高度、大气透明度有关。下图为“我
国某城市大气散射辐射日变化图”。完成1～2 题。
1．有关该城市大气散射辐射强弱的叙述，正确的是( )
①夏季大于冬季 ②郊区大于城区 ③冬季大于夏季 ④城区大于郊区
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
2．下列现象与大气散射作用密切相关的是( )
①晴天天空多呈蔚蓝色 ②朝霞和晚霞往往呈红色 ③深秋晴天夜里多霜冻 ④雪后天晴阳
光特别耀眼
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
[关键信息点拨]
北京时间12～14 时，该城市太阳高度大，大气散射辐射强，说明大气散射辐射与太阳高
度
呈______相关。
阴天云层厚，大气透明度低，大气散射辐射强，说明大气散射辐射与大气透明度呈______
相关。
在太阳辐射的可见光中，波长较短的蓝紫光容易被散射，波长较长的红光、橙光、黄光不
易被散射。
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[地理原理再现] 大气的散射作用
描述大气散射作用的特点。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
答案 1.____ 2.____
考向1 通过“大气对太阳辐射的削弱作用”考查“地理实践力”
(2023·安徽合肥模拟)1815 年4 月，地处东南亚的S 岛发生人类历史上最强的火山喷发
事件，在距离S 岛800 km 以外的人们连续多日听到隆隆的雷声，看见飘动的灰尘。受此事
件影响，1816 年北半球盛夏出现人类历史上罕见的低温天气，造成西欧、亚洲、北美洲农
作物大范围减产。下图示意火山喷发后海拔25 km 处大气温度距平和北半球陆地年降水量距
平的变化。据此完成1～3 题。
1．海拔25 km 处位于( )
A．对流层
B．平流层
C．高层大气
D．电离层
2．造成北半球农作物大范围减产的主要原因是大气对( )
A．太阳辐射的削弱作用增强
B．地面的保温作用增强
C．太阳辐射的削弱作用减弱
D．地面的保温作用减弱
3．1816 年北半球陆地年降水量距平变化的主要原因可能是( )
A．海陆温差减小，季风环流减弱
B．海陆温差增大，季风环流减弱
C．海陆温差减小，季风环流增强
D．海陆温差增大，季风环流增强
考向2 通过“大气对地面的保温作用”考查“区域认知”
(2024·广东省部分学校联考)研究表明，水汽充足、微风及大气稳定有利于雾的形成。有
雾时，海面能见度大大降低，对轮渡的运行影响很大。下图示意1975～2009 年广东省南澳
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岛大雾出现次数与月份、气温的关系。据此完成4～6 题。
4．南澳岛大雾( )
①季节变化明显 ②开始出现时气温一般在28 ℃左右 ③水汽多源于暖海水面的水分蒸发
④由强冷空气促成
A．①③
B．②④
C．①②
D．③④
5．促使南澳岛大雾消散的直接原因是( )
A．大气逆辐射增强
B．地面辐射增强
C．大气逆辐射减弱
D．太阳辐射增强
6．连续多日的大雾，导致南澳岛( )
A．航行更加安全
B．作物光合作用效果好
C．生态环境更好
D．昼夜温差减小
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