第二章 地球上的大气

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第二章 地球上的大气

一、要点总览

1.大气的组成和垂直分层 2.大气的热状况和大气的运动

3.大气降水的时间变化；世界年降水量的分布

4.天气、气候与人类，锋面、低压、高压、锋面气旋等天气系统的特点 5.主要气候类型及分布；影响气候的主要因素 6.气候资源与气象灾害对人类生产、生活的影响

7.气压、气温、降水等值线图、柱状图等图形语言的解读和应用 二、基础梳理

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太阳辐射透过地球大气到达地球表面，在地面和大气之间进行一系列能量转换。如图所示：

从上图可以看出，大气受热过程包括：（1）射向地球的太阳辐射，一部分被大气削弱，其余的太阳辐射到达地面。（2）地面吸收太阳辐射而增温，同时产生地面辐射，向外辐射能量。（3）大气吸收了地面辐射中的绝大部分，同时产生大气辐射，大气辐射除极小部分射向宇宙空间外，绝大部分又以大气逆辐射的

形式射向地面对地面起保温作用。

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4.大气的保温作用（“温室效应”）

（1）温度越高，辐射中最强部分波长越短。 波长排列：太阳辐射〈地面辐射〈大气辐射。

（2）地面辐射与大气辐射：地面吸收太阳辐射而增温进而产生地面辐射，大气主要吸收地面辐射而

增温进而产生大气辐射。

（3）大气逆辐射的保温作用：大气吸收绝大部分的地面辐射（水汽和二氧化碳强烈吸收地面长波辐射），再以大气逆辐射的形式把能量归还地面，被偿地面损失的热量。 （（2）日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的？

5.逆温现象

（1）概念：在对流层中，有时候出现下列情况：①海拔上升，气温升高；②海拔上升1000米，气温下降幅度小于6℃，这两种现象都称为逆温。

（2）出现的时间：逆温现象易出现在近地面气温较低的时候，如冬季的早晨。

（3）影响：由于逆温层的存在，造成对流层大气局部上热下冷，大气稳定，空气对流减弱，大气中的污染物不易扩散，尤其是城市及工业区上空，由于凝结核多，易产生浓雾天气，极易造成严重大气污染。

（4）原因：①地面辐射冷却：在晴朗无云或少云的夜间，地面很快辐射冷却，使贴近地面的大气层也随之降温，离地面愈近，降温愈快，从而产生逆温现象。这种逆温，在大陆上常年都可出现，尤以冬季最强。

②空气平流：暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触冷却的作用，愈接近地表，降温愈快，于是产生逆温现象。

③锋面活动：在锋面附近，由于冷暖空气的温差比较大，暖空气爬到冷空气的上面，也会产生明显的

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逆温现象。

④地形：山地夜间，山上冷空气沉入谷底，所以盆地地形易出现逆温。大气中出现的逆温现象常常是由几种原因共同形成的。 6.热力环流

（1）概念：由于地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动最简单的形式。 （2）形式：地区间的冷热不均，引起空气的上升或下沉的垂直运动。

（图中实线为等压面，虚线为等高面）

空气的上升或下沉，导致了同一水平面上的气压差异（如图1）。气压差异又形成大气的水平运动（如图2）。

7.大气的水平运动——风

（1）影响风的作用力 ①水平气压梯度力；

A.气压梯度：单位距离间的气压差。

B.水平气压梯度力：由于存在气压梯度而产生的力，是形成风的直接原因。方向垂直于等压线，由高压指向低压。

C.等压线图：等压线的疏密判断水平气压梯度力的大小和风力的强弱。等压线愈密集，气压差愈大，风力愈强；等压线愈稀疏，气压差愈小，风力愈弱。从等压线图断各地风力大小应注意等压线的疏密、比

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例尺的大小和相邻两地等压线的等压距等。

②地转偏向力：

地转偏向力的大小与物体水平运动的速度成正比，与地理纬度的正弘值成正比。地转偏向力的方向总是与风向垂直，地转偏向力只改变风向，不改变风速。

③摩擦力：

是指地面与空气之间以及运动状况不同的空气层之间互相作用而产生的阻力。摩擦力的大小取决于地面粗糙程度，与风速大小无关。其方向总是与风向相反，因而摩擦力不仅能减小风速，而且可改变风向。

（2）高空风和近地面风的差异

高空大气中的风向，是水平气压梯度力和地转偏向力二力共同作用的结果，风向与等压线平行；近地面大气中的风向，是水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力三力共同作用的结果，风向与等压线之间成一夹角。一般摩擦力的影响可到达离地面1500米左右的高度，在这个范围内，风向与等压线之间的夹角越往高空越小；越往高空，风速也越大。

（3）风向的画法

在弯曲等压线图上，确定任一地点的风向，可按以下步骤进行：

①在等压线图中，按要求画出与该点相邻的等压线垂直的虚线箭头（由高压指向低压，但并非一定指向低压中心），表示水平气压梯度力的方向（见图中箭头A）。

②确定南、北半球后，面向水平气压梯度力的方向向右（北半球）或左

（南半球）偏转30°~45°角画出实线箭头，即为经过这点的风向（见图中箭头B）。

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8.大气环流

（1）概念：具有全球性的有规律的大气运动，称为大气环流。

（2）大气环流可以调整全球的水热分布，是各地天气和气候形成的重要因素。 （3）三圈环流

①影响因素：高中低纬受热不均和地转偏向力。 ②形成与分布（以北半球为例）：

③成因：低纬环流和高纬环流都是热力因素形成的环流，属于热力环流；中纬环流是动力因素形成的，属于动力环流。

（4）局部地区几种大气环流的形式

①海陆风：滨海地区白天陆地升温快，空气膨胀上升，陆地近地面形成低压，风由海洋吹向陆地（海风）；晚上陆地降温快，空气收缩下沉，陆地近地面形成高压，风由陆地响向海洋（陆风）。海陆

风使滨海地区气温日较差减小，降水增多。

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沿山坡下滑，形成山风。在山谷和盆地常因夜间冷的山风吹入谷底，使谷底和盆地内形成逆温层。若在这些地区布局有废气、粉尘排放的工业，常容易造成大气污染事件。

③城市风：由于城市释放出大量的人为热，导致城市的气温高于郊区，使城市犹如一个温暖的岛屿，人们称之为“城市热岛”。当大的环流微弱时，由于城市热岛的存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，这样就在城市与郊区之间形成了小型的热力环流，称为城市风。

④焚风：空气流越过山脉后，沿坡下降，空气绝热增温，使背风坡空气温度比迎风坡高，湿度比迎风坡低，这种现象叫焚风。初春的焚风可使积雪融化，利于灌溉；夏末的焚风可使粮食和水果早熟，影响产量；冬季焚风可引起雪崩；在春夏季节，焚风还容易引起森林火灾。

⑤龙卷风：空气中产生垂直轴，并伴有极大风速的涡旋，称为龙卷风。龙卷风与强烈的雷暴活动有关，

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它是从雷雨云中伸向地面，呈倒漏斗激烈旋转的空气涡旋。龙卷风接近地面时，能拔树掀屋，破坏力极大，对局部地区来说，是一种灾害性天气。

9.气压带和风带

（1）形成

形成地球上近地面气压带和风带的主要因素有两个：热力因素和动力因素。 热力因素指赤道附近因受势较多，近地面形成低气压带；两极地区则因为寒冷，空气收缩，密度增大，近地面形成高气压带。高空的气压正好相反，在赤道上空，形成高气压带，两极上空气压则相对较低。

受地转偏向力的影响，赤道上空向南北分流的气流，在南北纬30°附近的高空积随，迫使那里的空气产生下沉运动，在近地面形成高气压带。这种空气运动就是形成气压带的动力因素。

在热力因素和动力因素的综合作用下，地球表面形成了一个赤道低气压带，南北极两个高气压带，以及南北半球两个副热带高气压带（南北纬30°附近），而在极地高气压带与副热带高气压带之间，形成两个相对的低气压带——副极地低气压带。

（2）分布 ①七个气压带

②六个风带：

（3）气压带和风带对气候的影响

一般而言，不同的气压带和风带控制下的地区会形成不同的气候。

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②常年受西风带控制的地区形成温带海洋性气候。

④受赤道低气压带和信风带交替控制的地区形成热带草原气候。 ⑤常年受副热带高气压带或信风带控制的地区形成热带沙漠气候。 （4）气压带和风带的季节移动 ①成因：由于太阳直射点随季节变化而南北移动，导致气压带和风带在一年内也做周期性的季节移动。 ②规律：夏季向高纬地区移动，冬季向低纬地区移动，移动方向与太阳直射点移动方向一致，移动幅度为5~10个纬度，移动幅度小于太阳直射点随季节移动的幅度。

（5）海陆分布对气压带、风带的影响

①海陆的热力性质差异，风带和气压带发生的变化：

陆地和海洋的热力性质不同，同样容积的陆地和海洋相比，同时升高1°，海洋需要的热量比陆地多。因此，夏季同纬度陆地与海洋相比，陆地温度高，气压低；海洋温度低，气压高；冬季相反。

②北半球的冬、夏两季气压中心：

③南北半球气压带风带差异：北半球由于海陆热力性质差异，气压带被切割成高低气压中心，南半球由于海洋面积广，在40°S以南，气压带、风带基本呈带状分布。 29

10.季风环流

（1）概念：风向在一年内随季节有规律地向相反或接近相反的方向变化。季风环流是大气环流的组

（2）主要的季风环流

除了东亚季风和南亚季风外，在澳大利亚的北部地区也存在季风环流。1月（夏季），西北季风（东北信风向南越过赤道偏转而成），风由海洋吹向陆地，温和湿润，降水较多；7月（冬季），东南季风（海陆热力性质差异），风由陆地吹向海洋，温和干燥，降水较少。 为什么东亚季风是世界上最显著的季风？

11.天气

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（1）概念：天气是一个地方短时间里的阴晴、风雨、冷热等大气状况，它是具体的，而又时刻变化的现象。

（2）常见的天气系统——锋面系统

①概念：锋面是两种性质不同的气团之间的交界面。

②特点：锋面是一个狭窄倾斜的过渡地带；两侧温度、湿度、气压、风等都有明显的差别；附近伴有云雨、大风等天气。

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④准静止锋：

锋面两侧冷、暖气团势均力敌，或遇地形阻挡，移动幅度小，我们将这类锋面称为准静止锋。多出现雨的重要天气系统；昆明准静止锋，又称云贵准静止锋，贵州“天无三日晴”便与此锋有关，多出现于冬季；天山准静止锋，天山北坡和北疆大部分地区冬、春降水较多与此锋活动有关。

（3）常见的天气系统——气旋和反气旋系统 ①气旋和反气旋

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②锋面气旋 A.概念：地面气旋一般与锋面联系在一起，称为锋面气旋。如右图（北半球）：

B.

是宽阔的暖锋云系及相伴随的连续性降水天气；②气旋的后方b是比较狭窄的冷锋云系和降水天气；③气旋的中部c带地区。

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（1）概念：气候是一地多年天气平均状况。它是有规律的，相对比较稳定的现象。 （2）影响因素：

①太阳辐射：是造成气候地区差异和气候季节差异的主要原因，是形成气候的最基本因素。

③下垫面：下垫面是大气的直接热源和水源，不同性质的下垫面直接影响大气的水热状况。例如，海等对气温和降水都有一定的影响；洋流，暖流增温增湿、寒流降温减湿；植被覆盖地，与裸地比较气温日较差小；地面反射率，黑土地仅为2%，新冰雪面为95%。

CO2）增多），改变地面性质（兴修水库、植树造林）

，影响局部气候。

（3）气候类型

①世界主要的气候类型

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②世界主要的气候类型分布图（亚、非、欧为主）： ]

大陆东西两岸的气候差异以及同一气候类型大陆东西两岸纬度分布高低的差异主要受大气环流及洋流影响。 （4）全球气候的变化 ①全球气候的变化：

气候变化分为地质、历史、短期三种尺度变化周期。影响大、中尺度的气候变化主要是地球运动特点、

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太阳辐射、大气环流、下垫面等自然因素的变化引起的。近百年来的气候变化主要是不适当的人类活动引起的。

A.地质时期（距今22亿年~1万年）：三次大冰期，气温大幅度下降，中间为间冰期，气温上升。最近一次是距今100~200万年的第四纪大冰期。

B.历史时期（1万年左右） C.19世纪末以来：气温波动上升，近百年气温上升了 ②全球气候变暖给人类活动带来的影响：

A.农业：全球变暖对作物生长和作物产量的影响因作物种类和地区条件而异。 有利影响：北半球变暖，使温度带北移，有利于作物生长。

不利影响：增温将加速陆地蒸发，使土壤中水分减少，导致作物产量下降；气候变暖，有助于植物病虫害的迅速爆发，使农业病虫害的范围扩大。全球变暖将会使中纬度地区受损，高纬度地区受益，但是高

B. 全球变暖可使那些产生大量温室气体的工业活动承受越来越多的政策性压力和税收负担，而使节水节能技术、耐高耐温干旱的培育技术等获得广阔的市场。

C.人类健康：夏天气温持续升高，会使人的死亡数量相对增加，同时，

D.对海平面和海岸带的可能影响：气象专家预测，若全球变暖趋势得不到有效抑制，到2030年，海平面将再上升20厘米，到2100年，海平面将上升65~100厘米。海平面上升将给沿海地区带来灾难。部分沿海低地被淹没；地下水位升高，导致土壤盐碱化，影响农业生产；港口设备和海岸建筑物损坏，影响航运；沿海水产养殖业将受影响等。

E.生态系统：全球变暖引起的气候变化将在短时间里发生，而大多数生态系统不可能如此快地适应或迁移，因此自然生态系统将愈来愈不能与变化了的环境相适应；而由于人类社会对土地的占用，生态系统根本无法进行自然的迁移，因此原生态系统内的物种会遭受重大损失。海水温度变化以及某些洋流的潜在变化，可能引起上升流发生区和鱼类聚集地的变化。某些渔场可能会消失，而另一些渔场则可能扩大。

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③全球气候变化的对策：

A.采取一些技术措施减少目前大气中二氧化碳、甲烷等温室气体的含量。 B.科学预测、积极地适应未来气候变化。 C.削减二氧化碳、甲烷等温室气体的排放量。

三、难点突破

1.气温的特点及其判读技巧

（1）影响气温高低的因素

①太阳辐射：即纬度位置，是根本原因。

②大气自身条件：主要是大气对太阳辐射削弱作用的大小和对地面保温作用的强弱。

③地面状况：包括海陆差异、洋流、地形，主要影响太阳辐射的吸收、地面辐射和大气逆辐射。 ④人类活动：森林、水库、城市等影响大气和下垫面的水热状况。 （2）气温的空间变化规律

①气温的垂直变化：对流层海拔每升高1000米，气温下降约6℃。

②世界气温的水平分布：气温总是从低纬度向高纬度逐渐降低；同纬度的陆地与海洋气温存在差异；世界上最热的地方在20°N~30°N的沙漠地区，最冷的地方在南极大陆，北半球的寒冷中心在西伯利亚。

③中国的气温分布：冬季，南北温差大，越往北，温度越低。原因是北方纬度高，太阳高度比南方小，且白昼时间短，获得的太阳辐射少；北方靠近冬季风源地，加剧了寒冷；南方地区受到层层山岭的阻挡，冬季风影响小一些。夏季，南北普遍高温。原因是北方太阳高度虽比南方低一些，但白昼时间长，获得的太阳辐射量与南方相差不大。

（3）气温的时间变化规律

①日变化：一天中，陆地最高气温出现在地方时14时，最低气温出现在凌晨日出前后。日较差的大小变化是低纬小于高纬，沿海小于内陆。日较差大的影响是人体易感冒，农作物高产，瓜果特别甜。

②年变化：一年中，北半球陆地、海洋月均温最高值分别出现在7、8月，最低值分别出现在1、2月，南半球相反原因是下垫面热力性质的差异。

（4）等温线图的判读与应用

①看等温线的延伸方向：分析影响气温（水温）分布的因素。第一，若等温线与纬线大致平行，表明该地主要受纬度因素的影响。第二，若等温线与海岸线平行，表明该地受海洋影响显著。第三，若等温线与等高线平行，则表明该地气温受地形影响。

②看等温线的弯曲程度：等温线平直，表明下垫面性质单一；等温线分布并不完全与纬线或海岸线相平行，有时向北凸出，有时向南凸，这表明等温线分布还与大气运动、洋流、地面状况等因素有关。

③从等温线的数值变化看南北半球：在南北半球上，无论7月还是1月，气温都是从低纬向高纬递减，向北递减为北半球，向南递减为南半球。

④从等温线的数值大小知温度带：冬季（1月）0℃等温线是亚热带和暖温带的分界线；冬季（1月）-8℃等温线是暖温带和中温带的分界线。

⑤看等温线的凸出方向：

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A.判读方法：高高低低规律。即气温高的地方向高纬度凸出，气温低的地方向低纬度凸出。

B.海陆分布：北半球，1月份（冬季）大陆上的等温线向南（低纬）凸出，海洋上则向北（高纬）凸；7月份（夏季）正好相反。这是海陆热力性质差异所致。

C.地形起伏：南北向山地，地势高，气温低，等温线向低纬凸出；南北向谷地，地势低，气温高，等温线向高纬凸出。

D.洋流因素：暖流等温线向高纬凸出，沿岸地区增温增湿；寒流等温线向低纬凸出，沿岸地区降温减湿。

⑥看等温线的疏密程度：等温线的疏密，反映气温水平分布上的差异大小。若就同一地区，两个季节相比，等温线稀疏，气温差异小。

⑦找出气温最高、最低的地方，分析其原因。

⑧特殊等温线（闭合曲线）的判读，盆地增温，山地降温。 （5）月气温变化曲线图的判读

①确定南北半球：波峰式为北半球（7月气温高），波谷式为南半球（1月气温高）。 ②确定温度带：最冷月气温大于15℃为热带，0~15℃之间为亚热带，小于0℃为温带。 2.等压线的判读与应用

（1）根据等压线的排列和数值判断气压系统 ①高压中心：等压线闭合，数值中高周低； ②低压中心：等压线闭合，数值中低周高； ③高压脊：高气压延伸出来的狭长区域； ④低压槽：低气压延伸出来的狭长区域；

⑤鞍部：两个高压脊与两个低压槽之间的部位。 （2）根据等压线的疏密情况判断风力与风向

等压线密集，说明该地区水平气压梯度大，风力也大；等压线稀疏，则说明该地区水平气压梯度小，风力也小。判断风向规律：先判明高低气压，然后确定水平气压梯度力的方向（水平气压梯度力永远从高压指向低压，且垂直于等压线），再根据半球确定地转偏向力的方向。

（3）分析天气情况 高气压中心：晴朗 高压脊：晴朗

低气压中心：阴雨、大风 低压槽：阴雨

鞍部：阴沉，不稳定

3.气候类型判读

（1）气候类型的判读

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