第06講大氣的組成、垂直結構及受熱過程

考點分布教學目標核心素養(yǎng)命題趨勢

大氣受熱2023浙江1月，25題，2分區(qū)域認知：能運用圖表掌握大近年來以大氣組分和

過程2022浙江1月，24-25題，4分氣圈層的空間結構。垂直分布示意圖為背

2022浙江6月，24-25題，4分人地協(xié)調觀：說明大氣的物質景，考查大氣各組分的

2021浙江卷，6-7題，4分組成及人類活動對大氣環(huán)境的作用及區(qū)域差異，分析

2021遼寧卷，4-5題，6分影響。大氣垂直分層的特點

2021北京卷,6-7題，6分綜合思維：說明各層大氣的特及與人類活動的關系。

氣溫與逆

2021廣東卷，12-14題，9分征及成因；理解大氣的削弱作多以統(tǒng)計圖、示意圖為

溫

2021全國乙卷，7題，3分用和保溫作用；理解大氣受熱背景，考查大氣受熱過

2021江蘇卷，4-5題，4分過程原理并學會解釋相關地理程原理。

2020浙江1月，24-25,6分現(xiàn)象。

地理實踐力：結合大氣對地面

的保溫作用原理解釋生產、生

活中的地理現(xiàn)象。

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考點一大氣的組成和垂直分層

?夯基?必備基礎知識梳理

知識點1大氣的組成(基礎)

低層大氣由干潔空氣、水汽和雜質組成。

(1)干潔空氣

干潔空氣組成氧氣：

人類和一切生物維持生命活動必需的物質

其他氣體：

二氧化碳是綠色植物進行光合作用基本

原料，溫室氣體。

氮氣：

地球上生物體的基本元素，其化合物可用肥料。

在25千米以下的干潔空氣中，氮氣、氧氣占總體積的99%

(2)水汽和雜質

作用：水汽是成云致雨的必要條件，影響地面和大氣的溫度，水的相變產生一系列的天氣現(xiàn)象。雜質

會使大氣的能見度變差，也是成云致雨的必要條件。

降水（成云致雨）的條件：

①充足的水汽；②遇冷凝結；③凝結核

大氣中雜質作為凝結核，是成云致雨的必要條件。

雨后空氣是清新的：

雜質作為凝結核隨降雨降落到地面

大氣組成主要作用；

1

I

氮氣氮是地球上生物體的基本元素

干氧氣氧是入不和其砥生物維持生命活動康需的物質

潔

二氧

空綠色植物進行光合作用的基本原料；吸收地面輻射的能力強，使氣溫升高

化碳

氣

臭氧吸收紫外線，使大氣增溫；減少到達地面的紫外線，對生物具有保護作用

「水汽成云致雨的必要條件；影響地面和大氣的溫度

雜質作為凝結核，是成云致雨的必要條件

典題練習

甲烷是僅次于二氧化碳的重要溫室氣體，主要由沉積物中的微生物產生。青藏高原多熱喀斯特地

貌，大氣甲烷以自然來源為主，夏季甲烷濃度最高。受周邊地區(qū)的影響，青藏高原西南部對流層上層

甲烷匯集形成高值區(qū)。據(jù)此完成下面小題。

1.青藏高原大氣甲烷自然來源主要包括（）

①沼澤②放牧③湖泊④高山草原

A.①③B.②③C.②④D.①④

2.青藏高原大氣甲烷夏季濃度最高，其影響因素是（）

A.地質活動

B.氣溫

C.臺風

D.植被類型

3.青藏高原西南部對流層上層甲烷匯集的動力是（）

A.西南季風B.東北季風

C.印度低壓D.副熱帶高壓

【答案】1.A2.B3.A

【解析】1.結合材料和所學，濕地是永久性或季節(jié)性積水區(qū)，過飽和的土壤水分提供了良好的無氧環(huán)

境，青藏高原沼澤、湖泊較多，①③正確，放牧屬于人為來源，②錯誤；高山草原能吸收甲烷，④錯

誤，A正確，BCD錯誤，故選A。

2.結合材料和所學，青藏高原多熱喀斯特地貌，大氣甲烷以自然來源為主，夏季甲烷濃度最高。夏季

溫度升高造成冰川、凍土的融化形成了眾多熱喀斯特地貌，產生了更多的甲烷排放源，B正確，該區(qū)

一年四季地質活動都較為頻繁，A錯誤；青藏高原地區(qū)無臺風，C錯誤；夏季植被茂密，對于甲烷有

吸收凈化作用，濃度應該降低，與題干不符，D錯誤，故選B。

3.結合材料和所學，南亞夏季風將印度地區(qū)產生的甲烷傳輸至對流層上層，并在青藏高原西南部匯集形

成高值區(qū)，A正確，該區(qū)海拔高，北部山脈阻擋，受東北季風影響較小，B錯誤；夏季印度半島形成

低氣壓，但是隨氣壓帶風帶移動，該區(qū)主要盛行西南季風，C錯誤；受副熱帶高氣壓帶影響氣流會下

沉，不會聚集到對流層的上層，D錯誤，故選A。

知識點2大氣的垂直分層（基礎）

分層依據(jù)：根據(jù)地球大氣的溫度、密度和運動狀況，可將其劃分為對流層、平流層和高層大氣。

高

低

小

AA層

大

氣

平

流

層

對

流

層

多

水汽

塵埃

8~18千米，因緯度和季節(jié)

厚度變化的不同而不同。低緯17~

18km,高緯度8?9km

大氣熱量主要來自地面輻射,

大氣運動

對流顯著

水汽塵埃含量多，天氣和氣

天氣狀況候變化顯著

隨高度增加而遞減；上冷下

氣溫變化

熱（熱量源自地面）

隨季節(jié)變化：夏季：厚冬季：薄

隨緯度變化:

對流層頂至50-55千米；臭

厚度變化

氧層在15-35千米處

大氣運動水平運動，大氣平穩(wěn)

水汽雜質少，天氣晴朗，

天氣狀況

能見度好

臭氧吸收太陽輻射，氣溫隨

氣溫變化

高度增加而上升（上熱下冷）

-100-50050100溫度（℃）

高度（千米）

120

100

80

60

50-55

40

20

電離層：在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，大氣分子被分解為離子，使大氣處于高度電離狀態(tài)，所

以稱為電禺層。

作用：電離層反射無線電波，對遠距離無線電通信有重要作用

小結:

垂直分層氣溫變化與人類關系

大氣卜熱上冷，空氣上升，對流現(xiàn)象顯

對流層隨高度升高而盟既

著，與人類關系最密切

平流層隨高度升高而大氣平穩(wěn)，天氣晴朗，適合飛機飛行

存在若干電離層，對無線電通信后重要

局）層人q隨高度增加先降后增

作用

典題練習

國產大飛機C919在一次測試飛行中，巡航高度達到8km。下圖為“試飛區(qū)域氣溫隨高度變化曲線示意

圖”。據(jù)此完成下面小題。

海拔高度/km

A.對流層B.平流層C.臭氧層D.高層大氣

2.飛機從地面飛到8km高空的過程中（）

A.氣溫先升高后下降B.空氣密度降低

C.氣流做水平運動D.氣壓一直升高

【答案】LA2.B

【解析】1.讀圖可知，圖中對流層氣溫隨海拔高度升高而降低，對流層的平均高度為12km,且圖示顯

示，氣溫隨高度降低的高度達到16km,此地對流層高度大約為16km,此次飛行中巡航高度達到8km,

位于對流層，A正確，BCD錯誤，故選A。

2.飛機從地面飛到8km高空的過程中，一直位于對流層，氣溫隨海拔升高而降低，A錯誤；空氣密度

降低，B正確；空氣對流顯著，C錯誤；氣壓隨海拔升高逐漸降低，D錯誤。故選B。

2022年1月15日，湯加首都附近的海底火山劇烈噴發(fā)，火山灰與蒸汽在太平洋海面形成“蘑菇云”

云柱（下圖），高度可達30多千米。據(jù)此完成下列各題。

3.云柱頂端大氣層的特征是（）

A.大氣的能見度高B.能反射無線電短波

C.氣溫隨高度升高而降低D.吸收波長更短的紫外線而增溫

4.此次火山噴發(fā)（）

A.可能引發(fā)海嘯、臺風B.可能導致當?shù)貧鉁叵陆?/p>

C.短期內的太陽輻射減弱D.導致全球氣溫顯著升

【答案】3.A4.B

【解析】3.火山灰云柱最高達30多千米已到平流層，平流層以平流運動為主，大氣能見度高，A正確;

平流層不能反射無線電短波，是高層大氣，B錯誤；平流層隨著高度的增加而增加，C錯誤；大氣中

的臭氧層，在20-25千米，所以33千米不是臭氧層，吸收紫外線D錯誤；故選A。

4.火山灰長期滯留在大氣中，一方面由于火山灰的顆粒較大，能反射太陽光線，另一方面火山灰為水汽

凝結提供大量的凝結核，使云量增加，對太陽輻射的削弱作用增強，使地表獲得的太陽輻射減少，地

面輻射是近地面大氣的直接熱源，進而導致氣溫下降，B正確。

考點二大氣的受熱過程與逆溫現(xiàn)象

?夯基?必備基礎知識梳理

知識點1大氣的受熱過程（重點）

太陽屋大地H大地施大氣H大W還大地

大

氣增

后

成

溫后形成溫

大

氣輻

濱

射

大部分太陽輻射射,大部分翦

下

的部

稱

到達地面，地面地面輻射的熱里分

輻射

逆

吸收太陽輻射后它M

被大氣吸收，使大，

熱量

分

給

面

增溫氣增溫還

［熱量

來源

太陽輻射地面輻射大氣輻射

大氣的受熱過程:

大氣的削弱作用：吸收、反射、散射

大氣最根本的能量來源：太陽輻射能

近地面大氣主要直接熱源：地面

大氣的保溫作用：大氣逆輻射

云層越厚云量越大，大氣逆輻射越強

名稱參與輻射直接熱量來源具體過程

大部分太陽輻射穿過大氣射到地面，

太陽暖大地太陽輻射太陽輻射

地面吸收后增溫

地面增溫后以長波輻射的形式向大氣

大地暖大氣地面輻射地面輻射

傳遞熱量，大氣吸收后增溫

大氣輻射大氣增溫后形成大氣輻射，其中大氣

大氣返大地太陽輻射大氣輻射逆輻射射向地面，對近地面大氣熱量

(大氣吸收)起補償作用。

【拓展延伸】

(1)物體溫度越低，輻射波長越長，因此太陽輻射、地面輻射、大氣輻射溫度越來越低，波長越來越長。

⑵地面長波輻射，除少部分透過大氣射向宇宙空間外，絕大部分被近地面大氣中的水汽和二氧化碳吸

收,使大氣增溫。

(3)同樣是“高處不勝寒”，不同地形的原因不同。平原高空氣溫低是離地面較遠,接受到的地面輻射較

少造成的；高山地區(qū)氣溫低是地面熱源太小而“供熱不足”以及高空風力和云霧較多、削弱作用強造成

的；高原上氣溫低是太陽輻射和地面輻射強而大氣保溫作用弱造成的。

(4)任何物體溫度最高時，其輻射最強。就某一地區(qū)而言，地方時12點時，太陽輻射最強；地方時

13點時，地面溫度最高，地面輻射最強；地方時14點時，大氣溫度最高，大氣輻射(包括大氣逆輻射)

最強。

1.能量來源：

(1)根本來源：太陽輻射。

⑵直接來源：地面輻射。

2.兩個環(huán)節(jié)

(1)地面增溫：大部分太陽輻射透過大氣射到地面，使地面增溫。

⑵大氣增溫：地面以長波輻射的形式向大氣傳遞熱量。

3.影響地面獲得太陽輻射的主要因素

①天氣因素：天氣晴朗，云量少，空氣能見度高，大氣對太陽輻射的削弱量少，到達地面的太陽輻射

多，地面輻射強陰天多，則到達地面的太陽輻射量少。

②下墊面因素:下墊面表面光滑則反射率高，地面輻射量少，吸收少；地面粗糙，則反射率低，吸收量

多。

③緯度因素：緯度越低，太陽高度角越大，穿過大氣路徑短，太陽輻射被大氣削弱少，到達地面輻射

量多；緯度高，太陽高度角小，經過大氣路徑長，削弱作用強，到達地面輻射量少。

④海拔因素：海拔高，空氣稀薄，對太陽輻射削弱少，到達地面的太陽輻射多；反之，海拔低，則到

達地面的太陽輻射量少。

3.大氣的兩大作用

（一）削弱作用

①表現(xiàn)形式：吸收、反射和散射。

②削弱強度：對流層大氣基本上不能直接吸收太陽輻射的能量。

吸收：大氣對太陽輻射中能量最強的可見光卻吸收得很少，大部分可見光能夠透過大氣射到地面上來。

平流層大氣中的臭氧（03）,主要吸收太陽輻射中波長較短的紫外線。對流層大氣中的水汽（H2O）和

二氧化碳（CO2）等，主要吸收太陽輻射中波長較長的紅外線。

反射：云的反射作用最為顯著

云層越低、越厚，云量越多，反射越強。

散射：當太陽輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時，太陽輻射的一部分便以這些質點為中心，向

四面八方彌散，這種現(xiàn)象稱為大氣的散射。

大氣散射有時無選擇性，有時具有選擇性。

大氣散射無選擇性時，如樹蔭下以及室內沒有太陽光直接照射也能看到光亮；陰雨天沒有見到太陽依

然有光亮；高緯度地區(qū)的白夜現(xiàn)象；晨昏蒙影；曙光和暮光等。

【拓展】在日出之前（黎明）和日沒以后（黃昏）的一段時間，天空仍然明亮，處于半光明狀態(tài)。這

段時間，既不是真正的白晝，也不是真正的黑夜，是晝夜交替的過渡時期。天文學稱之為晨昏蒙影。

晨昏蒙影是由于大氣散射形成的，日出前和日落后太陽光雖然不能直接照射到地面，但可以射到地球

的大氣層。高空大氣能夠對太陽起散射作用，從而引起晨昏蒙影。在高緯度地區(qū)，每年有一段時間，

當天的晨昏蒙影與前一天的晨昏蒙影相接，出現(xiàn)白夜現(xiàn)象。緯度越高，白晝持續(xù)時間越長。

大氣對太陽輻射的散射作用具有選擇性。其散射強度與入射光的波長的四次方成反比。

入射光的波長越短越容易被散射，波長越長，越不容易被散射（穿透性強）。

藍紫光最易被散射，紅黃光最不易被散射

案例：紅橙色的朝霞；火紅色的晚霞；蔚藍色的天空；紅綠燈原理等。

（5）大氣對太陽輻射的削弱作用隨緯度、時間而變化

圖1圖2

1）隨緯度變化：

緯度越低，太陽高度越大，太陽輻射經過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，到達地面的太陽輻射

越多；緯度越高，太陽輻射被大氣削弱得越多，到達地面的太陽輻射越少。

2）隨時間變化：

正午太陽高度越大，太陽輻射經過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，輻射作用越強；反之，被大

氣削弱得越多，輻射作用越弱。

作用形式參與作用的大氣成分被削弱的光線作用和特點

臭氧（平流層）紅外線對可見光吸收得很少，故

吸收太陽輻射不是對流層大氣

水汽、二氧化碳（對流層紫外線主要的直接熱源。

云層越低、越厚，云量越

云層（作用最顯著）、塵多，反射越強。

反射全部光線

埃（較大顆粒的）反射沒有選擇性，因而反

射光呈白色。

有選擇性可見光中

空氣分子、微小塵埃晴朗的天空呈蔚藍色

波長較短的藍紫光

散射

無選擇性各種波長的

較大顆粒的塵埃等陰天的天空呈灰白色

太陽輻射

（二）大氣的保溫作用：大氣逆輻射對地面輻射損失的熱量有補償作用。

案例：月球基本上沒有大氣，赤道處中午高達127℃,晚上最低達-183℃o月球表面晝夜溫差大于

地球表面。

夜晝夜晝

太

陽大

輻輻氣

射輻

射射

月月

太球

蜃陽表

面輻面地收吸

輻吸

射太面大

醺射輻

陽r

射

輻a

射輻

射

表面

地球

面

求表

月壬

。

有關

含量

水汽

2和

中CO

與大氣

強，

用越

溫作

氣保

強，大

射越

逆輻

大氣

晴

現(xiàn)在

多出

，霜凍

季節(jié)

早春

二年

至第

深秋

關；