2018-2019学年湘教版高中地理必修一学案：2-3-1（含答案解析）

课堂互动与探究

抓要点

知 识 详 解

知识点一 大气垂直分层

地球上的大气，按照温度、密度等物理性质的差异，在垂直方向上可分为对流层、平流层和高层大气。各层次的基本情况如下表： 大气 分层 高度 低气温垂直变化 空气运天气现与人类规律 原因 动 象 的关系 纬气温随地面是人类生活在对对流运 复杂 动显著 多变 流层底部，该层与人类关系最密切 17—18高度增对流层千米，加而递大气主中纬减，大要、直对流层 10—12约每升接的热千米，高高1 源，离纬000米，地面越8—9千气温降远，气米 低6℃ 温越低 自对流下层气该层气平流层 ①臭氧层顶至温随高温基本平流运 天气 大量吸50—55度变化上不受动为主 晴朗 收紫外千米 很小，地面影线，成30千米响，而以上气靠臭氧温随高大量吸度增加收太阳而迅速紫外线上升 增温 为人类生存环境的天然屏障；②大气稳定，利于高空飞行 80—500千米自平流层顶以上到大高层 气上界大气 2 000—3 000千米 起初随高度增加而递减，后随高度增加而上升 高空有自下而氧原子上先对吸收太流后平阳辐射 流 高空有若干电离层，稳定 能反射少变 无线电波，对无线电通信有重要作用 提示：图解大气垂直分层(如下图)

点拨：逆温现象。

在对流层底部有时会出现气温随高度增加而升高的现象，导致空气“脚重头轻”，气象学上称这种现象为“逆温”。我国大部分地区地处中纬度地带，属东亚季风气候区，逆温现象时常出现。一旦逆温层出现，将严重阻碍空气垂直运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成，使大气污染更为严重。逆温一般有三种类型，如下表所示： 类型 发生的条件 经常发生在晴朗无云的夜辐射 逆温 间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高空大气层降温较慢 平流 暖空气水平移动到冷的地中纬度沿海地区 在中高纬度，这种逆温黎明前最强 出现的地区 逆温 面或大气层上 续表

类型 发生的条件 主要由地形造成，由于山坡散热快，冷的空气循山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升 出现的地区 盆地和谷地 地形 逆温 点拨：利用大气热力作用原理解释自然现象。 现象 晴朗天空呈蔚蓝色 原因 波长较短的蓝紫色光易被空气分子所散射 空气分子或微小尘埃的散射作用改变了太阳辐射的方向 红色光线波长较长，难被散射，穿透力强，红灯作为停止的信号更为醒目 多云的云层反射作用强，到达地面的太阳辐射少 夜晚多云时大气逆辐射强，地面散失热量少 可增强大气逆辐射，提高地面日出前、日落后天空仍然明亮 交通信号“红灯停”的科学依据 白天多云时气温比晴天低 夜晚多云时气温比晴天高 人造烟雾的防冻原理 温度 晚秋或初冬，霜冻出现在晴朗夜晚及“十雾九晴” 晴朗夜晚，大气逆辐射弱，气温低，易出现霜冻及雾等天气现象 【例1】 读大气的垂直分层图，回答下列问题。

(1)大气垂直分层的依据是________。

(2)A层是________层，B层是________层，C层是________。

(3)A层气温随高度________，因为________；B层气温随高度________，原因是________。

(4)对流运动强烈的是________层，有利于飞机飞行的是________层，对无线电短波通信有影响的是________层，发射的人造卫星一般在________层中运行。

(5)某波音飞机起飞时，机场风雨交加，飞机起飞后，迅

速做爬升运动，结合所学知识，解释这是为什么。

[解析] 大气温度的垂直变化状况决定了空气的垂直运动情况，随着高度的升高空气密度变得越来越稀薄，到2 000千米—3 000千米高空，大气的密度已与星际空间的密度非常接近。根据温度、密度和大气运动状况，将大气划分为三层，即对流层、平流层和高层大气。其中对流层气温随海拔升高而降低，有利于空气对流运动，由于大气质量的3/4和几乎全部的水汽、固体杂质都集中在该层，所以天气复杂多变，雨、雪、雾等天气现象几乎全部集中在该层。平流层气温特点是上部高，下部低，不利于空气对流运动，以平流运动为主，有利于高空飞行。高层大气中空气稀薄，与之摩擦产生的热量很有限，并且有极光现象。

[答案] (1)温度、密度和大气运动状况 (2)对流 平流高层 大气

(3)升高而递减 地面是对流层大气的主要的直接热源，离地面越高，气温越低 升高而增高 该层的气温基本上不受地面影响，而是靠臭氧吸收大量太阳紫外线而增温的

(4)A B C C

(5)平流层水汽和固体杂质少，天气晴朗，大气平稳，有利于高空飞行，飞机升至平流层比较安全。

知识点二 大气受热过程 1．大气对太阳辐射的削弱作用

大气对太阳辐射的削弱作用，主要表现为选择性吸收、散射和反射。其特点如下表：

拓展：物体的温度与辐射波长的关系

科学家通过实验得知，物体的温度越高，辐射中最强部分的波长越短，反之越长。由于太阳表面温度极高，太阳辐射以短波为主；而地球、大气相对于太阳来说温度低得多，地面辐射和大气辐射为长波辐射。

2．大气对地面的保温作用

大气对地面的保温作用是大气受热过程的延续，大气通过对太阳短波辐射和地面长波辐射的吸收，实现了大气的受热过程。大气受热之后，又通过大气逆辐射的形式弥补了地面辐射的损失，实现对地面的保温作用。具体图示分析如下：

提示：太阳辐射、地面辐射和大气逆辐射的关系 三种辐射的关系应从两个角度来认识，一是它们在大气中传递和转换的关系，如下图所示。二是它们之间在数量上的关系，以大气上界、大气和地面分别为研究对象，它们在热量的收支上是平衡的，例如地面：热量收入＝地面吸收太阳辐射＋地面吸收大气逆辐射，热量支出＝地面辐射＋湍流输送＋潜热输送，热量收入＝热量支出。

3．影响地面辐射的主要因素

方法与技巧：图解影响地面辐射的主要因素

【例2】 下图为地球大气受热过程示意图，读图回答下题。

大气中( )

A．臭氧层遭到破坏，会导致①增加 B．二氧化碳浓度降低，会使②减少 C．可吸入颗粒物增加，会使③增加 D．出现雾霾，会导致④在夜间减少

[解析] 本题主要考查了大气受热过程的原理。图中①表示大气对太阳辐射的吸收，臭氧层破坏，大气中臭氧对太阳辐射中的紫外线吸收减弱，故A项错误；图中②表示大气对地面辐射的吸收，二氧化碳可以强烈吸收地面长波辐射，二氧化碳浓度降低，会使大气对地面辐射的吸收减少，故B项正确；图中③为地面对太阳辐射的吸收，可吸入颗粒物增加，会增加大气对太阳辐射的削弱作用，使到达地面的太阳辐射减少，故C项错误；图中④表示大气逆辐射，出现雾霾，大气中颗粒物增加，大气逆辐射增强，故D项错误。

[答案] B

知识点三 热力环流形成的原理

1．热力环流的形成过程

冷热不均引起热力环流

等压面 气压 气温 近地面大气水平运动 大气垂直运动 高空大气水平运动 2.等压面图的判读

(1)概念：等压面是空间垂直方向上气压值相同的点组成的面，表示气压的垂直分布状况。

A地 下凹 B、C两地 凸出 A地低于B、C两地 A地高于B、C两地 B、C两地流向A地 空气上升 空气下沉 A地流向B、C两地 (2)等压面图的判读

①在垂直方向上，高度越高，气压越低。(如图A) ②若地面海拔相同、冷热均匀，等压面与等高线重合且与地面平行。(如图A)

③若地面冷热不均，等压面发生弯曲，同一水平面上，等压面向上凸起的地方为高压区，等压面下凹的地方为低压区。(如图B)

④近地面的气压与高空气压高低相反。(如图B)

3．常见的三种热力环流形式 (1)海陆风

(2)山谷风

(3)城市风

【例3】 下图是某地高空等高面与等压面关系示意图，读后完成下列问题。

(1)图中点①至点⑤，气压最高的是_____，气压最低的是______。

(2)A、B两地受热的是________，该地空气垂直运动的原因是________；冷却的是________，该地空气垂直运动的方向是________。

(3)用带有方向的箭头画出热力环流。

[解析] 本题主要考查有关热力环流形成的知识。解答本题的关键是从高空等压面的凸凹入手，逐步推理。从图中可以看出在A地3 000米高空附近等压面下凹，B地等压面上凸，B地高空的气压高于A地高空的气压(或④点气压大于③点气压，①、②、③三点气压相等，①点气压又大于⑤点气压，故④点气压大于⑤点气压)，这说明A地空气下沉，B地空气上升，从而可以判断A地冷却，B地受热，高空气流从B地高空流向A地高空，近地面气流从A地流向B地。

[答案] (1)④ ⑤ (2)B 受热膨胀 A 下沉

(3)近地面由A流向B，高空由B地的高空流向A地的高空；垂直方向是A地下沉，B地上升。图示如下：

知识点四 大气的水平运动 1．三种作用力及其影响

2.各种风的受力和风向 风的类型 作用力 名称 方向 受力及风向 受力作用分析 (单位：百帕) 风向

垂直于理想 状态 的风 水平气压梯度力 等压线，由高压指向低压 垂直于水平气压梯度等压线，由高压受一种力作用(水平气压梯度力) 垂直于等压线，由高压指向低 压 当水平气压梯度力与力 指向低压 高空 的风 地转偏受两种力作用(水平气压梯度力＋地转偏向地转偏向力平衡(即大小相等，方向相反，合力 为零)时，风向平行于等压线 垂直于风向，北半球向力) 向力 右偏，南半球向左偏 近地面的风 水平气 水平气受三种力作用地转偏压梯 度力 压梯度(水平气压梯度向力与力：垂直力＋地转偏向力地面摩于等压＋摩擦力) 线，由高压指向低压 地转偏向力：垂直于风地转 向，北半擦力的合力同水平气压梯度 力平衡(即大小相等，方向相反，合力为零)时，风向斜穿等压线 偏向力 球向右偏，南半球向左偏 摩擦力 与风向相反 【例4】 如图示意某一等高面，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。完成下列问题。

(1)若此图表示北半球，PM>PN，则O点风向为( ) A．⑥或⑦ C．④或⑧

B．②或⑥ D．③或④

(2)若此图表示高空等高面，PM

B．②或⑧ D．⑥或⑦

(3)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 C．与气压梯度力方向成90°角 D．与气压梯度力方向成180°角

[解析] 第(1)题，PM>PN，水平气压梯度力应垂直等压线，由高压指向低压，因此⑤为气压梯度力。北半球受地转偏向力影响，风向偏右，如果是高空，风向与等压线平行，为⑦。近地面又受摩擦力影响，风向与等压线斜交，为⑥。第(2)题，高空等高面，PM

行，南北半球不同，受地转偏向力不同，因此答案为③或⑦。第(3)题，近地面空气受水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力三力作用，地转偏向力、摩擦力的合力应与水平气压梯度力相反，成180°角。

[答案] (1)A (2)C (3)D

活 动 参 与

一、课本第43页活动

1．对流层大气温度随高度增加而递减；平流层大气温度随高度增加而升高。

2．因为人类就生活在对流层的底部，可以说是“人类之家”。天气现象复杂多变。近地面的水汽和固体杂质通过对流运动向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨。与人们生活和生产活动紧密相关的各种天气现象(云、雨、雾、雪等)都发生在对流层。因此对流层与人类的关系最为密切。

3．平流层大气以平流运动为主，大气平稳；该层大气中水汽、固体杂质极少，天气晴朗，能见度很好。所以平流层有利于高空飞行。 二、课本第44页活动

1.

2.晴朗的天空呈现蔚蓝色是因为波长较短的蓝紫光被大气分子散射形成的。

三、课本第45页活动

1．地球表面被厚厚的大气层所包围，而月球上没有大气层。与月球相比，地球上白天有大气对太阳辐射的削弱作用，使地球表面增温不致太剧烈；夜晚，大气的保温作用使地表降温不致太快，从而使地球表面的昼夜温差不如月球表面大。

2．晴朗的夜晚，大气逆辐射减弱，地面温度低，所以易发生霜冻。

3．人造烟幕增强大气的逆辐射作用，提高地表温度。 四、课本第47页活动

1．温室的玻璃对地面红外线辐射是隔热层，把热量阻隔在温室内，不易散失，所以温室内气温高于温室外。

2．利用温室效应原理，采取温室育秧。在地热较丰富的地区，也可利用地下热水育秧。

3．农民在冬季采用塑料大棚发展农业，是对气候条件的改造。在大棚内可提高温度和湿度，并进行人工通风等。

五、课本第48页活动

1．上海地区某日14时气温分布如下图：

2．上海地区此时气温的分布规律是：城区高、四周低(或由市区向郊区递减)。造成的原因是城市“热岛效应”。具体说是由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然气等燃料，释放出大量的人为热，因而导致城市的气温高于郊区。

3．上海属亚热带季风气候，P点夏季的盛行风向为东南风。若仅考虑本地区的气温分布和气压的关系，P点此时近地面的风向为偏北风。

五、课本第48页活动

1．上海地区某日14时气温分布如下图：

2．上海地区此时气温的分布规律是：城区高、四周低(或由市区向郊区递减)。造成的原因是城市“热岛效应”。具体说是由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和汽车等交通工具每天要消耗大量的煤、石油、天然气等燃料，释放出大量的人为热，因而导致城市的气温高于郊区。

3．上海属亚热带季风气候，P点夏季的盛行风向为东南风。若仅考虑本地区的气温分布和气压的关系，P点此时近地面的风向为偏北风。

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