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第二章　自然地理要素及现象
第二节　大气的组成与垂直分层
[课标要点] [学法指导]
运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层，以及其与生产生活的联系。 人地协调观：大气的组成对人类生产生活的影响，人类活动对大气成分的影响。
综合思维：根据日常生活的感受分析大气垂直分层的特点。
地理实践力：观察天气变化，体验大气组成对天气变化的影响。
课前精梳理 自学教材　梳理知识
预习点1　大气的组成
组成 含量 作用
干洁空气 _______________ 含量最多 氮元素是生物体健康生长必不可少的元素
_______________ 仅次于氮气 众多生物生命活动必需的物质
二氧化碳(CO2) 近几十年来浓度升高 植物进行____________的重要原料；对地面具有______作用
臭氧(O3) 垂直方向上分布不均 吸收太阳辐射中的_________，被称为地球生命的“保护伞”
氮气(N2)
氧气(O2)
光合作用
保温
紫外线
组成 含量 作用
__________________ 很少 影响天气变化的重要因素
固体杂质
水汽(H2O)
辨易误　大气成分是固定不变的。
提示：不是。从地质作用看，原始大气成分和现代大气成分不同；从当前看，不同的区域由于地理环境的变化，会导致大气成分的变化；现代生产、生活大量的废气排放，使有害气体增加，加剧大气环境的污染。
连一连　请将低层大气的组成与作用连线。
提示：
微思考　为什么大气中的臭氧被誉为地球生命的“保护伞”？
提示：它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线，使动植物免遭这种射线的危害。
预习点2　大气的垂直分层
(1)依据：大气在垂直方向上的物理性质和____________。
(2)各个大气层的特点和作用
运动状况
高度
降低
对流运动
天气现象
高度
升高
水平运动
臭氧
航空飞行
无线电波
连一连　将平流层特征及成因连线。
提示：
辨易误　不同纬度对流层高度是一样的。
提示：低纬度地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此对流层的高度高；而高纬度地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的高度低；中纬地区则适中。对流层的高度因纬度而异。同一地区对流层的高度夏季高于冬季。
微思考　鲍姆加特纳从39千米高空跳伞，为什么要穿特制的宇航服？
提示：鲍姆加特纳跳伞的高度处于平流层，那里氧气稀薄，气温低。
1．判断正误。
(1)大气圈中最多的成分是氧。( 　　)
(2)大气圈中各种成分均匀分布。( 　　)
(3)臭氧对人类和动物是无害的。( 　　)
(4)空气中只要有水汽就可以形成降水。( 　　)
(5)大气中的尘埃物质可以反射太阳辐射，降低地面温度。( 　　)
(6)对流层是大气层各层中最厚的一层。( 　　)
×
×
×
×
√
×
(7)对流层的厚度低纬度地区大于高纬度地区，夏季大于冬季。( 　　)
(8)对流层的高度受地面影响很大。( 　　)
(9)对流层的厚度为12千米。( 　　)
√
√
×
2．关于大气组成成分及其作用的叙述，正确的是(　　)
①二氧化碳对地面有保温作用　②干洁空气的主要成分是氧和氢　③水汽和杂质含量很少，对天气变化不产生影响　④臭氧能大量吸收太阳紫外线
A．①② B．②③
C．①④ D．②④
解析：二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，对地面有保温作用；干洁空气的主要成分是氮和氧；水汽和杂质含量虽然很少，却对天气变化影响很大；臭氧能大量吸收太阳紫外线。
C
3．下列叙述正确的是(　　)
①对流层气温随高度升高而降低　②平流层有电离层，对有线电通信有重要作用　③水汽和杂质主要存在于对流层，臭氧层位于平流层　④高层大气以水平运动为主，利于高空飞行
A．①② B．②③
C．②④ D．①③
解析：对流层气温随高度升高而降低；高层大气有电离层，对无线电通信有重要作用；水汽和杂质主要存在于对流层，臭氧层位于平流层；平流层大气以水平运动为主，利于高空飞行。故选D。
D
课堂强研习 合作学习　精研重难
大气的组成及其作用
臭氧层破坏
1．原因：①自然：太阳活动；②人为：人类向大气中排放消耗臭氧的物质(例如，氟氯烃化合物)。
2．后果：①影响人类的健康：一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增加皮肤癌的发病率。②影响农作物的产量和质量。③影响水生生态系统，会直接引起整个水生食物链的破坏。
3．措施：①减少破坏臭氧层的有害气体的排放，如冰箱制冷剂氟利昂的排放(改为无氟制冷剂)；②寻找新的替代品，对替代品的研制要加大力度。
近些年来，生活在伍拉斯顿群岛的许多动物视力严重退化，羊患上了白内障，野兔和鸟类几乎双目失明，渔民捕到的鱼大多数是盲鱼。当地居民外出时暴露的皮肤很快就被晒得通红，眼睛也有痒痛感。这种情况是由大气层中臭氧层被破坏造成的。读图，回答1～2题。
1．造成当地环境问题的臭氧空洞出现在(　　)
A．北极上空 B．南极上空
C．赤道上空 D．北大西洋上空
2．臭氧层能够大量吸收(　　)
A．太阳辐射中的紫外线
B．太阳辐射中的红外线
C．地面辐射
D．大气辐射
B
A
解析：第1题，臭氧空洞在地球的两极地区均有出现，尤以南极地区最为严重。图示信息表明该群岛位于南美洲的最南段，应该是受南极的臭氧空洞影响而造成的环境问题。故选B。第2题，臭氧层能够强烈地吸收太阳辐射中的紫外线，让生物免受伤害。故选A。
[解题思维]
解答该类题应从以下两点入手：
(1)地理位置要依据经纬网判断，根据图中的经纬度可以看出该区域是南半球的中高纬度地区。
(2)依据大气组成成分对生物的作用分析回答。　
臭氧层保护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S～80°S平流层臭氧总量多年变化状况。据此完成1～2题。
1．随年份的推移，臭氧总量(　　)
A．最大值所在位置南移
B．在各纬度均出现递减
C．在高纬地区递减明显
D．随大气CO2浓度增加而增加
2．臭氧总量减少直接导致(　　)
A．太阳紫外线辐射减少
B．全球降水量减少
C．平流层气温降低
D．地面辐射强度减弱
C
C
解析：第1题，结合图示分析可知，随着年份的推移，臭氧总量最大值所在位置北移；在中纬度，臭氧总量随纬度的升高而递增，而在高纬度递减明显。故选C。第2题，臭氧层破坏直接导致到达地面的紫外线辐射增多，使平流层吸收太阳紫外线短波辐射的能力降低，从而引起平流层气温降低。故选C。
(1)如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。但人类活动排放的污染物会影响大气的成分和含量，产生大气污染。
(2)大气中二氧化碳主要吸收地面辐射，对太阳辐射的吸收很少。
(3)臭氧空洞最严重的是南北极和青藏高原地区，由于南北极和青藏高原地区上空的对流层较低，相应的平流层的高度也随之降低。人们向对流层大气中排放的氟氯烃会随着大气的环流运动而到达“三极”地区的上空，进而破坏臭氧层。
大气的垂直分层
1．大气垂直分层及其特点
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系
对流层 低纬：17～18千米
中纬：10～12千米
高纬：8～9千米 ①气温随高度增加而降低；
②空气对流运动显著；
③天气现象复杂多变 ①地面是对流层大气的直接热源；所以同一地区的对流层高度夏季高于冬季；
②该层上部冷，下部热；
③几乎全部的水汽、固体杂质都集中在该层，对流运动易成云致雨 人类生活在对流层底部；与人类关系最密切
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系
平流层 从对流层顶至离地面约50千米 ①气温随高度增加呈递增趋势；
②以水平运动为主；
③天气晴朗 ①该层中的臭氧吸收太阳紫外线；
②该层上部热下部冷，大气稳定；
③水汽、杂质少，气流平稳 人类生存环境的天然屏障；利于高空飞行
高层大气 平流层顶以上的大气 大气密度极小 距地面远，受地球引力小 电离层能反射无线电波
2.大气逆温与生产生活
(1)逆温的含义
有两种情况：①海拔上升，气温升高；②海拔上升，气温下降，但幅度小于每上升1 000米，温度降低6 ℃。(即气温下降幅度小于垂直递减率)。
(2)逆温的影响
对天气而言，大气结构稳定，对流微弱，天气以晴好为主。对环境而言，它可以阻碍空气垂直运动的发展，使大量烟、尘、水汽凝结物聚集在其下面，使能见度降低等。
下图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(　　)
A．① B．②
C．③ D．④
B
解析：大气垂直温度变化曲线大致呈“倒3”形，③④排除；地表气温约20 ℃，对流层顶部气温约－50 ℃，平流层顶部气温约0 ℃，①错误，②正确。故选B。
[解题思维]
本题主要考查大气的垂直分层，要从各大气层平均温度的变化规律去分析。　
气温垂直递减率是指空气温度在垂直方向上随高度升高而降低的数值。读“某地春季某日气温垂直递减率(℃/100 m)时空变化图”，回答1～3题。
1．当天该地几乎没有对流运动发生的时段是(　　)
A．9时～17时 B．18时～次日7时
C．17时～次日9时 D．19时～次日8时
2．发生大气逆温现象的最大高度约为(　　)
A．100 m B．200 m
C．400 m D．500 m
B
C
3．如果该地位于华北地区，这一天(　　)
A．大气环境质量好
B．不容易有沙尘暴形成
C．较有可能出现阴雨天气
D．能见度高，行车方便
B
解析：第1题，气温垂直递减率为正值，则表明气温随高度增加而降低(正常分布)，为负值则表明气温随高度增加而升高(出现逆温)。图中18时至次日7时，气温垂直递减率为负值，出现了逆温现象，对流运动不会发生。故选B。第2题，发生逆温现象的最大高度与图中0等值线的最大分布高度接近。故选C。第3题，逆温现象抑制了空气对流，近地面污染物聚集，大气能见度差，环境质量差；空气对流弱，不易形成阴雨天气；近地面沙尘不易被上升气流带起，沙尘暴不易发生。故选B。
逆温的类型
类型 发生的条件和过程 出现的地区
辐射
逆温 在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。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 中高纬度地区，黎明前最强
类型 发生的条件和过程 出现的地区
平流
逆温 当暖空气运动到冷的地面上空时，暖空气与冷地面之间不断进行热量交换，暖空气下层受冷地面影响大．气温降低较快，上层降温较慢，从而形成逆温 中纬度沿海地区
锋面
逆温 锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带，暖气团位于锋面上部，冷气团在下部，会形成逆温 冷暖气团之间的过渡带
地形
逆温 由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象，即地形逆温 山地、盆地和谷地
教材第39页探索
提示：大型民航客机飞行高度主要位于平流层。该层上部存在大量臭氧，臭氧吸收紫外线，上层温度高，底部温度低，上热下冷，平流运动显著，利于飞机的安全飞行。
—————[教材活动点拨]—————
教材第41页思考
提示：变化：大气的组成成分增加了气溶胶和污染气体等。
影响：(1)人类活动产生的气溶胶包括工业生产、生活燃料和交通工具排放的烟雾粉尘等，气溶胶粒子能反射、散射、吸收部分太阳辐射，致使大气能见度下降，改变区域的辐射平衡，影响地面和大气的温度，导致气候异常；产生雾霾天气，大气能见度下降，影响居民出行；气溶胶作为凝结核，致使区域性的降水增加，城市雨岛效应增强。(2)大量污染气体进入环境，通过降水等形式，从空中落地，污染地表水、地下水、土壤、生物体等，对人类的健康造成威胁；产生酸雨、光化学烟雾等威胁生命体；一些污染气体的混合体具有毒性，会导致人类的呼吸系统疾病等。
教材第42页活动
提示：
1．略。
2．会造成大气污染的人类活动：燃烧化石燃料；工厂、汽车排放污染物；建筑工地产生的扬尘等。减少大气污染的措施：加强对排污企业的监管，污染物达标排放；植树种草，恢复植被；大力发展公共交通、推行绿色出行等。
教材第44页活动
提示：两个最佳天文观测点均位于高海拔地区，空气稀薄，水汽少，晴天多，大气的能见度高。几乎无云，观测时间长；空气稀薄，大气温度和密度起伏引起的折射率变化小，保证了观测的准确性；远离城市、工厂，避免了人工光源及尘埃等对观测的干扰。
教材第45页思考
提示：
1．优点：探测范围广，具有全球性；不受季节和地域影响，精确度高。
2．通过碳排放的量化监测，确定温室气体减排的具体举措；通过测量数据，提高对全球碳循环过程的理论认识，增强对气候变化预测的准确性；为全球气候变化提供更丰富的监测数据；增强我国在气候变化方面的话语权。
教材第45页作业题
提示：
1．大气主要由氮气和氧气组成，对人类的生存和生产有重要影响。其中氮气的体积分数约为78% ，氧气的体积分数约为21%。空气中的氧气对于所有需氧生物来说是必需的。所有动物都需要呼吸氧气，绿色植物的呼吸作用也需要氧气。
人需要呼吸空气以维持生命。污染的空气直接影响身体健康，诱发呼吸道疾病与生理机能障碍，眼、鼻等的黏膜组织受到污染物刺激也会患病。即使大气中污染物浓度不高，但人体成年累月呼吸这种污染了的空气，也会形成慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等严重影响植物。当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶片枯萎脱落；当污染物浓度不高时，也会对植物产生慢性危害，如植物叶片褪绿，植物质量下降等。大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的，如削弱到达地面的太阳辐射量；加剧酸雨，进一步毁坏森林和农作物、腐蚀金属和损坏建筑物等。
2．列表如下。
大气分层 吸收热量
的主要物质 热量来源 气温变化 大气运动及
其对人类影响
对流层 水汽、二氧化碳和固体杂质 地面辐射 随高度递减(水汽、二氧化碳吸收地面长波辐射) 垂直运动，水汽、杂质较多，天气现象复杂多变
平流层 臭氧 太阳辐射 随高度递增(臭氧吸收紫外线) 水平运动，天气晴朗，利于飞行
大气分层 吸收热量
的主要物质 热量来源 气温变化 大气运动及
其对人类影响
高层大气 氧原子 太阳辐射 先递减(无臭氧)，后递增(氧原子吸收波长小于0.175 μm的太阳紫外线) 先垂直运动，后向外散逸；电离层部分可以反射无线电波，使人类可以远距离传播信息
3.(1)磁暴可能引发电子导航系统和人造卫星通信故障。同时可以扩大极光现象出现的范围。
(2)极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生的现象。
(3)极光常常出现于纬度靠近地磁极地区的上空。
课后提素养　深刻剖析　提升能力
在我国甘肃某绿洲观测发现，在天气稳定的状态下，会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。主要成因是戈壁沙漠上空被加热的暖空气，通过局地环流作用输送到绿洲上空，形成一个上热下冷的逆温层，使近地面冷空气保持稳定，于是形成了一个比较凉爽、湿润的小气候。结合所学知识，完成1～2题。
1．该现象出现时，下列各图，与绿洲上空气温变化情况相符的是(　　)
D
2．该现象的存在，会使绿洲地区(　　)
A．热量交换变缓 B．空气对流增强
C．水汽蒸发加快 D．地面风速增强
解析：第1题，由材料可知，绿洲上空出现逆温现象，即海拔越高，气温越高，B、C近地面没有出现逆温，排除；逆温层出现的高度有限，A出现两个逆温层，不符合题意，排除；D符合逆温分布的特征，D正确。故选D。第2题，逆温的出现，使上下层大气难以形成对流，热量交换少，A正确，B错误；近地面气温低，蒸发弱，C错误；由于垂直方向难以形成对流，使水平方向的气流难以形成气压差异，地面风速小，D错误。故选A。
A
飞机飞过暖锋前缘晴朗的天空时，其排出的水汽常凝结成白色云带。这种云带能较长时间存在，人们常以此来预报暖锋的到来。下图为某时刻某区域等压线分布图。读图，完成第3题。
3．飞机尾部凝结的云带能较长时间存在的主要原因是(　　)
A．受强紫外线照射 B．处在逆温层之中
C．处在强烈对流中 D．风力较大
解析：由题干“飞机尾部凝结的云带能较长时间存在”可知，机尾部凝结的云不容易扩散，是因为其处在逆温层之中，B正确。受强紫外线照射对飞机尾部凝结的云带能较长时间存在没有影响，A错误。强烈对流运动，加速云的消失，C错误。风力较大，云易消失，D错误。故选B。
B
2021年11月6日，一则点赞风雨无阻的气象人的短视频火了。视频中气象员无论风霜雨雪，都要保证探空气球每天早上和晩上的7：15准时携带无线电探空仪升起，上升到大约30 km高空后自行爆裂。探空仪犹如一个听诊器，从地面逐层扫描至高空，从而获得各层的气压、温度、湿度、风向、风速等气象要素值。正是这每天看似重复简单，却又复杂的工作，让我们预知阴晴冷暖，启动灾害预警，让气象为生活服务，将损失降到最低。据此完成4～5题。
4．探空气球需要测量空气湿度，是因为空气中的水汽意义重大。空气中的水汽(　　)
①含量和人体舒适度甚至健康密切相关　②直接产生云、雨、雾、雪等天气现象　③吸收地面短波辐射，以达到保温效果　④放出长波辐射，以达到保温效果
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
C
5．探空气球在大约30 km高空爆裂的原因是(　　)
A．探测结束后，自爆防止数据泄密
B．高空气温低，气球球皮受冷破裂
C．高空气压低，气球急剧膨胀炸裂
D．距太阳较近，氢气受热易燃易爆
C
解析：第4题，空气中的水汽含量和人体舒适度甚至健康密切相关，①正确。空气中的水汽遇冷，并且空气中要有凝结核，才能够产生云、雨、雾、雪等天气现象，②错误。地面辐射是长波辐射，③错误。水汽能够吸收地面长波辐射使大气增温，大气又以大气逆辐射的形式向地面辐射，可以达到保温效果，大气逆辐射是长波辐射，④正确。故选C。第5题，探空气球在大约30 km高空爆裂的原因是高空气压低，气球急剧膨胀炸裂，与其他因素关系不大，C正确，A、B、D错误。故选C。
课时作业(六)　大气的组成与垂直分层
基础练
2021年，中国载人航天工程实施了五次发射任务，成功将空间站天和核心舱、天舟二号和天舟三号货运飞船、神舟十二号和神舟十三号载人飞船发射入轨。中国空间站组合体稳定运行在高度390千米附近的近圆轨道。下图示意大气的垂直分层。据此完成1～2题。
1．神舟十二号返程穿过地球大气层时(　　)
A．大气温度变化剧烈，先降低后升高
B．经过平流层时遭遇大气极高温
C．依次经过高层大气、平流层和对流层
D．所经大气层的能见度不断升高
2．图示①层大气(　　)
A．直接热源是太阳辐射
B．厚度夏季大于冬季
C．常有极光形成
D．厚度夏季沿海大于内陆
C
B
解析：第1题，读图可知，神舟十二号返程穿过地球大气层时，依次经过高层大气、平流层、对流层，大气温度是先降低再升高再降低再升高，A错误，C正确；经过平流层时随高度降低，气温下降，不会遭遇大气极高温，B错误；在不受其他因素影响下所经大气层的能见度不断降低，D错误。故选C。第2题，图中的①层是最接近地面的对流层，该层大气的直接热源是地面，A错误；夏季地面温度高，对流层大气获得热量多，上升高度高，因此厚度夏季大于冬季，B正确；极光现象发生在高纬度的高层大气，C错误；夏季时受海洋影响，沿海地区升温慢，内陆地区升温快，沿海气温低于内陆地区，因此沿海地区对流层大气上升高度较低，沿海对流层厚度小于内陆地区对流层厚度，D错误。故选B。
暑假期间，运城某同学首次坐飞机，在经历起飞颠簸之后，飞机升到云层之上，平稳飞行，俯瞰云海，地面是阴天，但没想到云上的天空湛蓝，随即拍了张照片(如图)。据此完成3～4题。
3．关于图示飞机所在大气层特点的描述，正确的是(　　)
A．机舱外温度高于机舱内
B．臭氧层位于该层
C．该层常有极光现象
D．该层天气多变
4．下面为该同学在下飞机后微信分享的文字信息，其中不可信的是(　　)
A．飞行时，偶遇神舟十三号
B．降落时，又穿过云雾
C．降落时，再次颠簸
D．落地时，飞机雨中滑行
B
A
解析：第3题，该大气层飞机平稳飞行，天空湛蓝，应为平流层，臭氧层位于该层，B正确。平流层海拔高，机舱外温度远低于机舱内，A错误。极光现象主要发生在高层大气，C错误。平流层天气稳定，D错误。故选B。第4题，神舟十三号位于太空，在大气层之外，飞行中不可能偶遇神舟十三号，A符合题意；降落时要经过对流层，可能又穿过云雾，同时，对流层空气对流运动强烈，可能飞机会再次颠簸。落地时，落地所在机场可能出现阴雨天气，所以飞机可能在雨中滑行，B、C、D不符合题意。故选A。
2021年3月17日中国“亚轨道”高超音速飞机初始性验证试飞成功。“亚轨道”在距离地面大约100千米处，是飞行器离开地球表面的大气层，开始进入太空的边缘的高度。下图示意大气的垂直分层，据此完成5～7题。
5．高超音速飞机起飞后，穿过甲层时大气特点为(　　)
A．气温先降后升
B．大气较稳定
C．天气现象多变
D．有极光现象
6．乙层与人类活动的关系主要表现为(　　)
A．其氧原子能吸收紫外线，从而对地面起到保温作用
B．复杂的天气现象不利于高空飞行
C．能反射无线电波
D．能降低紫外线对人类和地表生物的伤害
C
D
7．高超音速飞机的飞行轨道，即“亚轨道”位于大气垂直分层的(　　)
A．对流层 B．平流层
C．高层大气 D．外太空
C
解析：第5题，据图可知，高超音速飞机起飞后，穿过的甲层为对流层，该层大气随高度增加气温下降，A错误；对流层大气上部冷，下部热，有利于大气的对流运动，近地面的水汽和杂质通过对流运动，在上升过程中，随着气温的降低，容易成云致雨，风、云、雨、雾等天气现象也都出现在这一层，所以对流层的天气现象复杂多变，B错误，C正确；极光现象主要出现在高纬度的高层大气，D错误。故选C。第6题，据图可知，乙层为平流层，该层中的臭氧能吸收紫外线，保护地面上的生物免受紫外线的伤害，A错误，D正确；平流层中水汽、杂质含量极少，云、雨现象较少出现。大气平稳，天气晴朗，对高空飞行有利,
B错误；高层大气中，有若干电离层。这一层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，能反射无线电波，C错误。故选D。第7题，由材料可知，“亚轨道”位于距离地面大约100千米处，而对流层最上部的平均高度为10～12千米，平流层最上部高度为50～55千米，A、B错误；平流层顶部以上至地面2 000～3 000千米的高度的大气统称高层大气，故“亚轨道”位于大气垂直分层的高层大气，C正确；外太空指的是地球稠密大气层之外的空间区域，一般定义为大约距离地球表面1 000千米之外的空间，D错误。故选C。
美国东部时间2021年11月24日凌晨1时21分，DART航天器搭乘“猎鹰9”火箭从加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空。据此完成8～9题。
8．“猎鹰9”火箭从发射至50 km高空，经历的气温(　　)
A．逐渐升高 B．一直不变
C．先降低后升高 D．先升高后降低
9．该火箭选择在夜间发射，主要是因为(　　)
A．夜间安静 B．躲避追踪
C．发射具有随意性 D．夜间便于监测
C
D
解析：第8题，火箭从发射至50千米高空，经历了对流层和平流层，对流层气温随高度升高而降低，平流层气温随高度升高而升高，所以气温变化是先降低后升高，C正确，A、B、D错误。故选C。第9题，生活噪音不影响火箭发射，A错误；火箭发射应该紧密跟踪其运行轨迹，B错误；火箭发射应该选择合适的时间窗口，C错误；火箭发射选择在夜间，是因为夜间天空的光源比较少，有利于监测火箭的运行状况，D正确。故选D。
点睛　气温在大气层中的变化规律：随海拔升高，对流层气温逐渐降低，平流层气温逐渐升高，高层大气气温先降低后升高。
10．一架飞机从北极飞往赤道，再飞往南极，一直保持在12千米的高度，这架飞机是从(　　)
A．平流层—对流层
B．对流层—平流层
C．对流层—平流层—对流层
D．平流层—对流层—平流层
解析：对流层的厚度随纬度而变化，其中低纬度地区对流运动旺盛，对流层厚度为17～18千米，中纬度地区为10～12千米，高纬度地区为8～9千米，因此一架飞机从北极飞往赤道，再飞往南极，一直保持在12千米的高度，应从平流层进入对流层再进入平流层。故选D。
D
11．“委内瑞拉遥感卫星二号”是中国向委内瑞拉出口的第二颗遥感卫星。2017年10月9日12时13分，在酒泉卫星发射中心顺利升空。下列关于“委内瑞拉遥感卫星二号”穿越大气层时遇到的现象，说法正确的是(　　)
A．只有对流层气温随高度增加而降低
B．平流层大气没有运动现象
C．各层大气均有显著对流运动
D．在高层大气中有电离层存在
D
解析：“委内瑞拉遥感卫星二号”穿越大气层时，对流层和高层大气都存在气温随高度增加而降低的现象。平流层大气有水平运动现象，没有对流运动现象。在高层大气中有电离层存在。故选D。
提升练
2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入高度约400 km的预定轨道。7月4日空间站的航天员首次实现出舱，航天员身着中国自主研制的新一代“飞天”航天服进行舱外作业。9月17日，返回舱顺利返回地球。据此完成1～2题。
1．运行中的空间站所处的地球大气垂直分层是(　　)
A．对流层 B．平流层
C．臭氧层 D．高层大气
2．返回舱返回过程中(　　)
A．大气温度不断升高
B．大气密度不断增大
C．空气对流不断减弱
D．水汽含量不断减少
D
B
解析：第1题，从地面到大气上界，在垂直方向上大气被分为对流层、平流层和高层大气三层。对流层顶的平均高度约为11～12千米，平流层顶的高度约为50千米，平流层顶之上为高层大气。由材料可知，运行中的空间站所处高度约为400千米，应处于高层大气。故选D。第2题，返回舱返回过程中，进入地球大气层后，先经过高层大气，再经过平流层，最后经过对流层降落至地表。大气温度变化应是降低—升高—降低—升高，A错误；大气密度不断增大，B正确；空气对流主要发生在对流层，而平流层以水平运动为主，几乎没有对流现象，C错误；水汽几乎全部位于对流层，D错误。故选B。
3．由于臭氧吸收太阳紫外辐射而导致气温随海拔升高而升高的大气分层是(　　)
A．对流层 B．平流层
C．中间层 D．热层
B
解析：对流层的气温随高度增加而递减，是因为其直接热源是地面，A错误；平流层的气温随高度升高而升高，是因为臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温，B正确；中间层属于高层大气，为自平流层顶到85千米之间的大气层，因臭氧含量低，且大部分太阳短波辐射已经被上层大气所吸收，所以气温随高度增加而递减，C错误；热层属于高层大气，为自中间层顶(约85千米)至250 km(在太阳宁静期)或500 km左右(太阳活动期)之间的大气层，由于波长很小的紫外线都被该层中的大气物质所吸收，所以气温随高度的增加而迅速升高，D错误。故选B。
北京时间2021年10月16日0时33分，长征二号运载火箭将神舟十三号载人飞船送入预定轨道(高度400～450千米)。据此完成4～5题。
4．下列反映神舟十三号载人飞船经历的大气垂直分层示意图中，正确的是(　　)
(图中曲线表示气温垂直变化)
C
5．有关上题图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层可能出现的现象，描述正确的是(　　)
A．Ⅰ层上部热下部冷，大气稳定，不易形成对流
B．Ⅱ层中的电离层对远距离无线电通信作用较大
C．在一定条件下，Ⅰ层下部会出现逆温现象
D．在Ⅲ层中的臭氧层吸收紫外线
C
解析：第4题，该题可以从以下几个关键点进行判断：①近地面的平均温度约为15 ℃；②Ⅰ层为对流层，气温随高度升高而降低，Ⅱ层为平流层，气温随高度升高而升高，Ⅲ层为高层大气，气温随高度增加先降低后升高；③臭氧层分布在平流层。综合比较判断可知，正确的是C。故选C。第5题，根据所学知识可知，Ⅰ层为对流层，上冷下热，对流旺盛，天气复杂多变，A错误；电离层分布在Ⅲ层高层大气，B错误；对流层在一定条件下，下部会出现上热下冷的逆温现象，C正确；臭氧层分布在Ⅱ层平流层，D错误。故选C。
北京时间2020年2月5日22时43分，某国际航班从我国北京大兴国际机场(39.5°N,116.4°E)起飞，飞往马来西亚吉隆坡国际机场(2.7°N，101.7°E)，下图为该国际航班飞行高度实况记录图。据此完成6～7题。
6．整个航行过程中，飞机经过的大气层有(　　)
①对流层　②平流层　③电离层　④高层大气
A．①② B．②③
C．①④ D．②④
7．飞机飞行高度后半程比前半程高，原因是后半程(　　)
A．平流层顶部高度高
B．对流层顶部高度高
C．调整飞行方向
D．逆风飞行
A
B
解析：第6题，结合所学知识可知，飞机起飞和降落在近地面大气层，即对流层；飞机在平稳飞行的过程中会经过气流相对平稳的平流层。平流层的高度范围是自对流层顶至50～55 km，结合图中数据可知飞机未进入高层大气，而电离层位于高层大气，因此③④错误，排除B、C、D，故选A。第7题，读材料可知此次飞行路线是从我国北京大兴国际机场(39.5°N,116.4°E)起飞，飞往马来西亚吉隆坡国际机场(2.7°N,101.7°E)，起飞地位于中纬度地区，目的地位于低纬度地区。对流层的高度在低纬度地区为17～18 km，中纬度地区为10～12 km，因此飞机飞行高度后半程比前半程高的原因是后半程在低纬度地区，低纬度地区对流层顶部高度高，B正确。平流层的高度范围是自对流层顶至50～55 km，结合图中数据可知飞机未流层顶部，A错误。飞机调整飞行方向和逆风飞行与飞行高度无关，C、D错误。故选B。
点睛　对流层高度在低纬度地区为17～18 km，中纬度地区10～12 km，高纬度地区8～9 km，夏季大于冬季，平均厚度为12千米左右。第二节　大气的组成与垂直分层
[课标要点] [学法指导]
运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层，以及其与生产生活的联系。 人地协调观：大气的组成对人类生产生活的影响，人类活动对大气成分的影响。综合思维：根据日常生活的感受分析大气垂直分层的特点。地理实践力：观察天气变化，体验大气组成对天气变化的影响。
预习点1　大气的组成
组成 含量 作用
干洁空气 氮气(N2) 含量最多 氮元素是生物体健康生长必不可少的元素
氧气(O2) 仅次于氮气 众多生物生命活动必需的物质
二氧化碳(CO2) 近几十年来浓度升高 植物进行光合作用的重要原料；对地面具有保温作用
臭氧(O3) 垂直方向上分布不均 吸收太阳辐射中的紫外线，被称为地球生命的“保护伞”
水汽(H2O) 很少 影响天气变化的重要因素
固体杂质
辨易误　大气成分是固定不变的。
提示：不是。从地质作用看，原始大气成分和现代大气成分不同；从当前看，不同的区域由于地理环境的变化，会导致大气成分的变化；现代生产、生活大量的废气排放，使有害气体增加，加剧大气环境的污染。
连一连　请将低层大气的组成与作用连线。
提示：
微思考　为什么大气中的臭氧被誉为地球生命的“保护伞”？
提示：它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线，使动植物免遭这种射线的危害。
预习点2　大气的垂直分层
(1)依据：大气在垂直方向上的物理性质和运动状况。
(2)各个大气层的特点和作用
①对流层
②平流层
③高层大气
连一连　将平流层特征及成因连线。
提示：
辨易误　不同纬度对流层高度是一样的。
提示：低纬度地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此对流层的高度高；而高纬度地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的高度低；中纬地区则适中。对流层的高度因纬度而异。同一地区对流层的高度夏季高于冬季。
微思考　鲍姆加特纳从39千米高空跳伞，为什么要穿特制的宇航服？
提示：鲍姆加特纳跳伞的高度处于平流层，那里氧气稀薄，气温低。
1．判断正误。
(1)大气圈中最多的成分是氧。(×)
(2)大气圈中各种成分均匀分布。(×)
(3)臭氧对人类和动物是无害的。(×)
(4)空气中只要有水汽就可以形成降水。(×)
(5)大气中的尘埃物质可以反射太阳辐射，降低地面温度。(√)
(6)对流层是大气层各层中最厚的一层。(×)
(7)对流层的厚度低纬度地区大于高纬度地区，夏季大于冬季。(√)
(8)对流层的高度受地面影响很大。(√)
(9)对流层的厚度为12千米。(×)
2．关于大气组成成分及其作用的叙述，正确的是(　　)
①二氧化碳对地面有保温作用　②干洁空气的主要成分是氧和氢　③水汽和杂质含量很少，对天气变化不产生影响　④臭氧能大量吸收太阳紫外线
A．①② B．②③
C．①④ D．②④
解析：二氧化碳能强烈吸收地面长波辐射，对地面有保温作用；干洁空气的主要成分是氮和氧；水汽和杂质含量虽然很少，却对天气变化影响很大；臭氧能大量吸收太阳紫外线。
答案：C　
3．下列叙述正确的是(　　)
①对流层气温随高度升高而降低　②平流层有电离层，对有线电通信有重要作用　③水汽和杂质主要存在于对流层，臭氧层位于平流层　④高层大气以水平运动为主，利于高空飞行
A．①② B．②③
C．②④ D．①③
解析：对流层气温随高度升高而降低；高层大气有电离层，对无线电通信有重要作用；水汽和杂质主要存在于对流层，臭氧层位于平流层；平流层大气以水平运动为主，利于高空飞行。故选D。
答案：D　
研习1 大气的组成及其作用
臭氧层破坏
1．原因：①自然：太阳活动；②人为：人类向大气中排放消耗臭氧的物质(例如，氟氯烃化合物)。
2．后果：①影响人类的健康：一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增加皮肤癌的发病率。②影响农作物的产量和质量。③影响水生生态系统，会直接引起整个水生食物链的破坏。
3．措施：①减少破坏臭氧层的有害气体的排放，如冰箱制冷剂氟利昂的排放(改为无氟制冷剂)；②寻找新的替代品，对替代品的研制要加大力度。
　　　　　　　　　　　　　　
近些年来，生活在伍拉斯顿群岛的许多动物视力严重退化，羊患上了白内障，野兔和鸟类几乎双目失明，渔民捕到的鱼大多数是盲鱼。当地居民外出时暴露的皮肤很快就被晒得通红，眼睛也有痒痛感。这种情况是由大气层中臭氧层被破坏造成的。读图，回答1～2题。
1．造成当地环境问题的臭氧空洞出现在(　　)
A．北极上空 B．南极上空
C．赤道上空 D．北大西洋上空
2．臭氧层能够大量吸收(　　)
A．太阳辐射中的紫外线
B．太阳辐射中的红外线
C．地面辐射
D．大气辐射
解析：第1题，臭氧空洞在地球的两极地区均有出现，尤以南极地区最为严重。图示信息表明该群岛位于南美洲的最南段，应该是受南极的臭氧空洞影响而造成的环境问题。故选B。第2题，臭氧层能够强烈地吸收太阳辐射中的紫外线，让生物免受伤害。故选A。
答案：1.B　2.A　
[解题思维]
解答该类题应从以下两点入手：
(1)地理位置要依据经纬网判断，根据图中的经纬度可以看出该区域是南半球的中高纬度地区。
(2)依据大气组成成分对生物的作用分析回答。　
臭氧层保护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S～80°S平流层臭氧总量多年变化状况。据此完成1～2题。
1．随年份的推移，臭氧总量(　　)
A．最大值所在位置南移
B．在各纬度均出现递减
C．在高纬地区递减明显
D．随大气CO2浓度增加而增加
2．臭氧总量减少直接导致(　　)
A．太阳紫外线辐射减少
B．全球降水量减少
C．平流层气温降低
D．地面辐射强度减弱
解析：第1题，结合图示分析可知，随着年份的推移，臭氧总量最大值所在位置北移；在中纬度，臭氧总量随纬度的升高而递增，而在高纬度递减明显。故选C。第2题，臭氧层破坏直接导致到达地面的紫外线辐射增多，使平流层吸收太阳紫外线短波辐射的能力降低，从而引起平流层气温降低。故选C。
答案：1.C　2.C　
(1)如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。但人类活动排放的污染物会影响大气的成分和含量，产生大气污染。
(2)大气中二氧化碳主要吸收地面辐射，对太阳辐射的吸收很少。
(3)臭氧空洞最严重的是南北极和青藏高原地区，由于南北极和青藏高原地区上空的对流层较低，相应的平流层的高度也随之降低。人们向对流层大气中排放的氟氯烃会随着大气的环流运动而到达“三极”地区的上空，进而破坏臭氧层。
研习 2 大气的垂直分层
1．大气垂直分层及其特点
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系
对流层 低纬：17～18千米中纬：10～12千米高纬：8～9千米 ①气温随高度增加而降低；②空气对流运动显著；③天气现象复杂多变 ①地面是对流层大气的直接热源；所以同一地区的对流层高度夏季高于冬季；②该层上部冷，下部热；③几乎全部的水汽、固体杂质都集中在该层，对流运动易成云致雨 人类生活在对流层底部；与人类关系最密切
平流层 从对流层顶至离地面约50千米 ①气温随高度增加呈递增趋势；②以水平运动为主；③天气晴朗 ①该层中的臭氧吸收太阳紫外线；②该层上部热下部冷，大气稳定；③水汽、杂质少，气流平稳 人类生存环境的天然屏障；利于高空飞行
高层大气 平流层顶以上的大气 大气密度极小 距地面远，受地球引力小 电离层能反射无线电波
2.大气逆温与生产生活
(1)逆温的含义
有两种情况：①海拔上升，气温升高；②海拔上升，气温下降，但幅度小于每上升1 000米，温度降低6 ℃。(即气温下降幅度小于垂直递减率)。
(2)逆温的影响
对天气而言，大气结构稳定，对流微弱，天气以晴好为主。对环境而言，它可以阻碍空气垂直运动的发展，使大量烟、尘、水汽凝结物聚集在其下面，使能见度降低等。
下图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(　　)
A．① B．②
C．③ D．④
解析：大气垂直温度变化曲线大致呈“倒3”形，③④排除；地表气温约20 ℃，对流层顶部气温约－50 ℃，平流层顶部气温约0 ℃，①错误，②正确。故选B。
答案：B　
[解题思维]
本题主要考查大气的垂直分层，要从各大气层平均温度的变化规律去分析。　
气温垂直递减率是指空气温度在垂直方向上随高度升高而降低的数值。读“某地春季某日气温垂直递减率(℃/100 m)时空变化图”，回答1～3题。
1．当天该地几乎没有对流运动发生的时段是(　　)
A．9时～17时 B．18时～次日7时
C．17时～次日9时 D．19时～次日8时
2．发生大气逆温现象的最大高度约为(　　)
A．100 m B．200 m
C．400 m D．500 m
3．如果该地位于华北地区，这一天(　　)
A．大气环境质量好
B．不容易有沙尘暴形成
C．较有可能出现阴雨天气
D．能见度高，行车方便
解析：第1题，气温垂直递减率为正值，则表明气温随高度增加而降低(正常分布)，为负值则表明气温随高度增加而升高(出现逆温)。图中18时至次日7时，气温垂直递减率为负值，出现了逆温现象，对流运动不会发生。故选B。第2题，发生逆温现象的最大高度与图中0等值线的最大分布高度接近。故选C。第3题，逆温现象抑制了空气对流，近地面污染物聚集，大气能见度差，环境质量差；空气对流弱，不易形成阴雨天气；近地面沙尘不易被上升气流带起，沙尘暴不易发生。故选B。
答案：1.B　2.C　3.B　
逆温的类型
类型 发生的条件和过程 出现的地区
辐射逆温 在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气层也随之降温。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 中高纬度地区，黎明前最强
平流逆温 当暖空气运动到冷的地面上空时，暖空气与冷地面之间不断进行热量交换，暖空气下层受冷地面影响大．气温降低较快，上层降温较慢，从而形成逆温 中纬度沿海地区
锋面逆温 锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带，暖气团位于锋面上部，冷气团在下部，会形成逆温 冷暖气团之间的过渡带
地形逆温 由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象，即地形逆温 山地、盆地和谷地
———————————[教材活动点拨]———————————
教材第39页探索
提示：大型民航客机飞行高度主要位于平流层。该层上部存在大量臭氧，臭氧吸收紫外线，上层温度高，底部温度低，上热下冷，平流运动显著，利于飞机的安全飞行。
教材第41页思考
提示：变化：大气的组成成分增加了气溶胶和污染气体等。
影响：(1)人类活动产生的气溶胶包括工业生产、生活燃料和交通工具排放的烟雾粉尘等，气溶胶粒子能反射、散射、吸收部分太阳辐射，致使大气能见度下降，改变区域的辐射平衡，影响地面和大气的温度，导致气候异常；产生雾霾天气，大气能见度下降，影响居民出行；气溶胶作为凝结核，致使区域性的降水增加，城市雨岛效应增强。(2)大量污染气体进入环境，通过降水等形式，从空中落地，污染地表水、地下水、土壤、生物体等，对人类的健康造成威胁；产生酸雨、光化学烟雾等威胁生命体；一些污染气体的混合体具有毒性，会导致人类的呼吸系统疾病等。
教材第42页活动
提示：
1．略。
2．会造成大气污染的人类活动：燃烧化石燃料；工厂、汽车排放污染物；建筑工地产生的扬尘等。减少大气污染的措施：加强对排污企业的监管，污染物达标排放；植树种草，恢复植被；大力发展公共交通、推行绿色出行等。
教材第44页活动
提示：两个最佳天文观测点均位于高海拔地区，空气稀薄，水汽少，晴天多，大气的能见度高。几乎无云，观测时间长；空气稀薄，大气温度和密度起伏引起的折射率变化小，保证了观测的准确性；远离城市、工厂，避免了人工光源及尘埃等对观测的干扰。
教材第45页思考
提示：
1．优点：探测范围广，具有全球性；不受季节和地域影响，精确度高。
2．通过碳排放的量化监测，确定温室气体减排的具体举措；通过测量数据，提高对全球碳循环过程的理论认识，增强对气候变化预测的准确性；为全球气候变化提供更丰富的监测数据；增强我国在气候变化方面的话语权。
教材第45页作业题
提示：
1．大气主要由氮气和氧气组成，对人类的生存和生产有重要影响。其中氮气的体积分数约为78% ，氧气的体积分数约为21%。空气中的氧气对于所有需氧生物来说是必需的。所有动物都需要呼吸氧气，绿色植物的呼吸作用也需要氧气。
人需要呼吸空气以维持生命。污染的空气直接影响身体健康，诱发呼吸道疾病与生理机能障碍，眼、鼻等的黏膜组织受到污染物刺激也会患病。即使大气中污染物浓度不高，但人体成年累月呼吸这种污染了的空气，也会形成慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿及肺癌等疾病。大气污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等严重影响植物。当污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶片枯萎脱落；当污染物浓度不高时，也会对植物产生慢性危害，如植物叶片褪绿，植物质量下降等。大气污染物对天气和气候的影响是十分显著的，如削弱到达地面的太阳辐射量；加剧酸雨，进一步毁坏森林和农作物、腐蚀金属和损坏建筑物等。
2．列表如下。
大气分层 吸收热量的主要物质 热量来源 气温变化 大气运动及其对人类影响
对流层 水汽、二氧化碳和固体杂质 地面辐射 随高度递减(水汽、二氧化碳吸收地面长波辐射) 垂直运动，水汽、杂质较多，天气现象复杂多变
平流层 臭氧 太阳辐射 随高度递增(臭氧吸收紫外线) 水平运动，天气晴朗，利于飞行
高层大气 氧原子 太阳辐射 先递减(无臭氧)，后递增(氧原子吸收波长小于0.175 μm的太阳紫外线) 先垂直运动，后向外散逸；电离层部分可以反射无线电波，使人类可以远距离传播信息
3.(1)磁暴可能引发电子导航系统和人造卫星通信故障。同时可以扩大极光现象出现的范围。
(2)极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生的现象。
(3)极光常常出现于纬度靠近地磁极地区的上空。
在我国甘肃某绿洲观测发现，在天气稳定的状态下，会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。主要成因是戈壁沙漠上空被加热的暖空气，通过局地环流作用输送到绿洲上空，形成一个上热下冷的逆温层，使近地面冷空气保持稳定，于是形成了一个比较凉爽、湿润的小气候。结合所学知识，完成1～2题。
1．该现象出现时，下列各图，与绿洲上空气温变化情况相符的是(　　)
2．该现象的存在，会使绿洲地区(　　)
A．热量交换变缓 B．空气对流增强
C．水汽蒸发加快 D．地面风速增强
解析：第1题，由材料可知，绿洲上空出现逆温现象，即海拔越高，气温越高，B、C近地面没有出现逆温，排除；逆温层出现的高度有限，A出现两个逆温层，不符合题意，排除；D符合逆温分布的特征，D正确。故选D。第2题，逆温的出现，使上下层大气难以形成对流，热量交换少，A正确，B错误；近地面气温低，蒸发弱，C错误；由于垂直方向难以形成对流，使水平方向的气流难以形成气压差异，地面风速小，D错误。故选A。
答案：1.D　2.A　
飞机飞过暖锋前缘晴朗的天空时，其排出的水汽常凝结成白色云带。这种云带能较长时间存在，人们常以此来预报暖锋的到来。下图为某时刻某区域等压线分布图。读图，完成第3题。
3．飞机尾部凝结的云带能较长时间存在的主要原因是(　　)
A．受强紫外线照射 B．处在逆温层之中
C．处在强烈对流中 D．风力较大
解析：由题干“飞机尾部凝结的云带能较长时间存在”可知，机尾部凝结的云不容易扩散，是因为其处在逆温层之中，B正确。受强紫外线照射对飞机尾部凝结的云带能较长时间存在没有影响，A错误。强烈对流运动，加速云的消失，C错误。风力较大，云易消失，D错误。故选B。
答案：B　
2021年11月6日，一则点赞风雨无阻的气象人的短视频火了。视频中气象员无论风霜雨雪，都要保证探空气球每天早上和晩上的7：15准时携带无线电探空仪升起，上升到大约30 km高空后自行爆裂。探空仪犹如一个听诊器，从地面逐层扫描至高空，从而获得各层的气压、温度、湿度、风向、风速等气象要素值。正是这每天看似重复简单，却又复杂的工作，让我们预知阴晴冷暖，启动灾害预警，让气象为生活服务，将损失降到最低。据此完成4～5题。
4．探空气球需要测量空气湿度，是因为空气中的水汽意义重大。空气中的水汽(　　)
①含量和人体舒适度甚至健康密切相关　②直接产生云、雨、雾、雪等天气现象　③吸收地面短波辐射，以达到保温效果　④放出长波辐射，以达到保温效果
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
5．探空气球在大约30 km高空爆裂的原因是(　　)
A．探测结束后，自爆防止数据泄密
B．高空气温低，气球球皮受冷破裂
C．高空气压低，气球急剧膨胀炸裂
D．距太阳较近，氢气受热易燃易爆
解析：第4题，空气中的水汽含量和人体舒适度甚至健康密切相关，①正确。空气中的水汽遇冷，并且空气中要有凝结核，才能够产生云、雨、雾、雪等天气现象，②错误。地面辐射是长波辐射，③错误。水汽能够吸收地面长波辐射使大气增温，大气又以大气逆辐射的形式向地面辐射，可以达到保温效果，大气逆辐射是长波辐射，④正确。故选C。第5题，探空气球在大约30 km高空爆裂的原因是高空气压低，气球急剧膨胀炸裂，与其他因素关系不大，C正确，A、B、D错误。故选C。
答案：4.C　5.C　
课时作业(六)　大气的组成与垂直分层
基础练
2021年，中国载人航天工程实施了五次发射任务，成功将空间站天和核心舱、天舟二号和天舟三号货运飞船、神舟十二号和神舟十三号载人飞船发射入轨。中国空间站组合体稳定运行在高度390千米附近的近圆轨道。下图示意大气的垂直分层。据此完成1～2题。
1．神舟十二号返程穿过地球大气层时(　　)
A．大气温度变化剧烈，先降低后升高
B．经过平流层时遭遇大气极高温
C．依次经过高层大气、平流层和对流层
D．所经大气层的能见度不断升高
2．图示①层大气(　　)
A．直接热源是太阳辐射
B．厚度夏季大于冬季
C．常有极光形成
D．厚度夏季沿海大于内陆
解析：第1题，读图可知，神舟十二号返程穿过地球大气层时，依次经过高层大气、平流层、对流层，大气温度是先降低再升高再降低再升高，A错误，C正确；经过平流层时随高度降低，气温下降，不会遭遇大气极高温，B错误；在不受其他因素影响下所经大气层的能见度不断降低，D错误。故选C。第2题，图中的①层是最接近地面的对流层，该层大气的直接热源是地面，A错误；夏季地面温度高，对流层大气获得热量多，上升高度高，因此厚度夏季大于冬季，B正确；极光现象发生在高纬度的高层大气，C错误；夏季时受海洋影响，沿海地区升温慢，内陆地区升温快，沿海气温低于内陆地区，因此沿海地区对流层大气上升高度较低，沿海对流层厚度小于内陆地区对流层厚度，D错误。故选B。
答案：1.C　2.B　
暑假期间，运城某同学首次坐飞机，在经历起飞颠簸之后，飞机升到云层之上，平稳飞行，俯瞰云海，地面是阴天，但没想到云上的天空湛蓝，随即拍了张照片(如图)。据此完成3～4题。
3．关于图示飞机所在大气层特点的描述，正确的是(　　)
A．机舱外温度高于机舱内
B．臭氧层位于该层
C．该层常有极光现象
D．该层天气多变
4．下面为该同学在下飞机后微信分享的文字信息，其中不可信的是(　　)
A．飞行时，偶遇神舟十三号
B．降落时，又穿过云雾
C．降落时，再次颠簸
D．落地时，飞机雨中滑行
解析：第3题，该大气层飞机平稳飞行，天空湛蓝，应为平流层，臭氧层位于该层，B正确。平流层海拔高，机舱外温度远低于机舱内，A错误。极光现象主要发生在高层大气，C错误。平流层天气稳定，D错误。故选B。第4题，神舟十三号位于太空，在大气层之外，飞行中不可能偶遇神舟十三号，A符合题意；降落时要经过对流层，可能又穿过云雾，同时，对流层空气对流运动强烈，可能飞机会再次颠簸。落地时，落地所在机场可能出现阴雨天气，所以飞机可能在雨中滑行，B、C、D不符合题意。故选A。
答案：3.B　4.A　
2021年3月17日中国“亚轨道”高超音速飞机初始性验证试飞成功。“亚轨道”在距离地面大约100千米处，是飞行器离开地球表面的大气层，开始进入太空的边缘的高度。下图示意大气的垂直分层，据此完成5～7题。
5．高超音速飞机起飞后，穿过甲层时大气特点为(　　)
A．气温先降后升
B．大气较稳定
C．天气现象多变
D．有极光现象
6．乙层与人类活动的关系主要表现为(　　)
A．其氧原子能吸收紫外线，从而对地面起到保温作用
B．复杂的天气现象不利于高空飞行
C．能反射无线电波
D．能降低紫外线对人类和地表生物的伤害
7．高超音速飞机的飞行轨道，即“亚轨道”位于大气垂直分层的(　　)
A．对流层 B．平流层
C．高层大气 D．外太空
解析：第5题，据图可知，高超音速飞机起飞后，穿过的甲层为对流层，该层大气随高度增加气温下降，A错误；对流层大气上部冷，下部热，有利于大气的对流运动，近地面的水汽和杂质通过对流运动，在上升过程中，随着气温的降低，容易成云致雨，风、云、雨、雾等天气现象也都出现在这一层，所以对流层的天气现象复杂多变，B错误，C正确；极光现象主要出现在高纬度的高层大气，D错误。故选C。第6题，据图可知，乙层为平流层，该层中的臭氧能吸收紫外线，保护地面上的生物免受紫外线的伤害，A错误，D正确；平流层中水汽、杂质含量极少，云、雨现象较少出现。大气平稳，天气晴朗，对高空飞行有利，B错误；高层大气中，有若干电离层。这一层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态，能反射无线电波，C错误。故选D。第7题，由材料可知，“亚轨道”位于距离地面大约100千米处，而对流层最上部的平均高度为10～12千米，平流层最上部高度为50～55千米，A、B错误；平流层顶部以上至地面2 000～3 000千米的高度的大气统称高层大气，故“亚轨道”位于大气垂直分层的高层大气，C正确；外太空指的是地球稠密大气层之外的空间区域，一般定义为大约距离地球表面1 000千米之外的空间，D错误。故选C。
答案：5.C　6.D　7.C　
美国东部时间2021年11月24日凌晨1时21分，DART航天器搭乘“猎鹰9”火箭从加利福尼亚州范登堡空军基地发射升空。据此完成8～9题。
8．“猎鹰9”火箭从发射至50 km高空，经历的气温(　　)
A．逐渐升高 B．一直不变
C．先降低后升高 D．先升高后降低
9．该火箭选择在夜间发射，主要是因为(　　)
A．夜间安静 B．躲避追踪
C．发射具有随意性 D．夜间便于监测
解析：第8题，火箭从发射至50千米高空，经历了对流层和平流层，对流层气温随高度升高而降低，平流层气温随高度升高而升高，所以气温变化是先降低后升高，C正确，A、B、D错误。故选C。第9题，生活噪音不影响火箭发射，A错误；火箭发射应该紧密跟踪其运行轨迹，B错误；火箭发射应该选择合适的时间窗口，C错误；火箭发射选择在夜间，是因为夜间天空的光源比较少，有利于监测火箭的运行状况，D正确。故选D。
点睛　气温在大气层中的变化规律：随海拔升高，对流层气温逐渐降低，平流层气温逐渐升高，高层大气气温先降低后升高。
答案：8.C　9.D　
10．一架飞机从北极飞往赤道，再飞往南极，一直保持在12千米的高度，这架飞机是从(　　)
A．平流层—对流层
B．对流层—平流层
C．对流层—平流层—对流层
D．平流层—对流层—平流层
解析：对流层的厚度随纬度而变化，其中低纬度地区对流运动旺盛，对流层厚度为17～18千米，中纬度地区为10～12千米，高纬度地区为8～9千米，因此一架飞机从北极飞往赤道，再飞往南极，一直保持在12千米的高度，应从平流层进入对流层再进入平流层。故选D。
答案：D　
11．“委内瑞拉遥感卫星二号”是中国向委内瑞拉出口的第二颗遥感卫星。2017年10月9日12时13分，在酒泉卫星发射中心顺利升空。下列关于“委内瑞拉遥感卫星二号”穿越大气层时遇到的现象，说法正确的是(　　)
A．只有对流层气温随高度增加而降低
B．平流层大气没有运动现象
C．各层大气均有显著对流运动
D．在高层大气中有电离层存在
解析：“委内瑞拉遥感卫星二号”穿越大气层时，对流层和高层大气都存在气温随高度增加而降低的现象。平流层大气有水平运动现象，没有对流运动现象。在高层大气中有电离层存在。故选D。
答案：D　
提升练
2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入高度约400 km的预定轨道。7月4日空间站的航天员首次实现出舱，航天员身着中国自主研制的新一代“飞天”航天服进行舱外作业。9月17日，返回舱顺利返回地球。据此完成1～2题。
1．运行中的空间站所处的地球大气垂直分层是(　　)
A．对流层 B．平流层
C．臭氧层 D．高层大气
2．返回舱返回过程中(　　)
A．大气温度不断升高
B．大气密度不断增大
C．空气对流不断减弱
D．水汽含量不断减少
解析：第1题，从地面到大气上界，在垂直方向上大气被分为对流层、平流层和高层大气三层。对流层顶的平均高度约为11～12千米，平流层顶的高度约为50千米，平流层顶之上为高层大气。由材料可知，运行中的空间站所处高度约为400千米，应处于高层大气。故选D。第2题，返回舱返回过程中，进入地球大气层后，先经过高层大气，再经过平流层，最后经过对流层降落至地表。大气温度变化应是降低—升高—降低—升高，A错误；大气密度不断增大，B正确；空气对流主要发生在对流层，而平流层以水平运动为主，几乎没有对流现象，C错误；水汽几乎全部位于对流层，D错误。故选B。
答案：1.D　2.B　
3．由于臭氧吸收太阳紫外辐射而导致气温随海拔升高而升高的大气分层是(　　)
A．对流层 B．平流层
C．中间层 D．热层
解析：对流层的气温随高度增加而递减，是因为其直接热源是地面，A错误；平流层的气温随高度升高而升高，是因为臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温，B正确；中间层属于高层大气，为自平流层顶到85千米之间的大气层，因臭氧含量低，且大部分太阳短波辐射已经被上层大气所吸收，所以气温随高度增加而递减，C错误；热层属于高层大气，为自中间层顶(约85千米)至250 km(在太阳宁静期)或500 km左右(太阳活动期)之间的大气层，由于波长很小的紫外线都被该层中的大气物质所吸收，所以气温随高度的增加而迅速升高，D错误。故选B。
答案：B　
北京时间2021年10月16日0时33分，长征二号运载火箭将神舟十三号载人飞船送入预定轨道(高度400～450千米)。据此完成4～5题。
4．下列反映神舟十三号载人飞船经历的大气垂直分层示意图中，正确的是(　　)
(图中曲线表示气温垂直变化)
5．有关上题图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层可能出现的现象，描述正确的是(　　)
A．Ⅰ层上部热下部冷，大气稳定，不易形成对流
B．Ⅱ层中的电离层对远距离无线电通信作用较大
C．在一定条件下，Ⅰ层下部会出现逆温现象
D．在Ⅲ层中的臭氧层吸收紫外线
解析：第4题，该题可以从以下几个关键点进行判断：①近地面的平均温度约为15 ℃；②Ⅰ层为对流层，气温随高度升高而降低，Ⅱ层为平流层，气温随高度升高而升高，Ⅲ层为高层大气，气温随高度增加先降低后升高；③臭氧层分布在平流层。综合比较判断可知，正确的是C。故选C。第5题，根据所学知识可知，Ⅰ层为对流层，上冷下热，对流旺盛，天气复杂多变，A错误；电离层分布在Ⅲ层高层大气，B错误；对流层在一定条件下，下部会出现上热下冷的逆温现象，C正确；臭氧层分布在Ⅱ层平流层，D错误。故选C。
答案：4.C　5.C　
北京时间2020年2月5日22时43分，某国际航班从我国北京大兴国际机场(39.5°N,116.4°E)起飞，飞往马来西亚吉隆坡国际机场(2.7°N，101.7°E)，下图为该国际航班飞行高度实况记录图。据此完成6～7题。
6．整个航行过程中，飞机经过的大气层有(　　)
①对流层　②平流层　③电离层　④高层大气
A．①② B．②③
C．①④ D．②④
7．飞机飞行高度后半程比前半程高，原因是后半程(　　)
A．平流层顶部高度高
B．对流层顶部高度高
C．调整飞行方向
D．逆风飞行
解析：第6题，结合所学知识可知，飞机起飞和降落在近地面大气层，即对流层；飞机在平稳飞行的过程中会经过气流相对平稳的平流层。平流层的高度范围是自对流层顶至50～55 km，结合图中数据可知飞机未进入高层大气，而电离层位于高层大气，因此③④错误，排除B、C、D，故选A。第7题，读材料可知此次飞行路线是从我国北京大兴国际机场(39.5°N,116.4°E)起飞，飞往马来西亚吉隆坡国际机场(2.7°N,101.7°E)，起飞地位于中纬度地区，目的地位于低纬度地区。对流层的高度在低纬度地区为17～18 km，中纬度地区为10～12 km，因此飞机飞行高度后半程比前半程高的原因是后半程在低纬度地区，低纬度地区对流层顶部高度高，B正确。平流层的高度范围是自对流层顶至50～55 km，结合图中数据可知飞机未流层顶部，A错误。飞机调整飞行方向和逆风飞行与飞行高度无关，C、D错误。故选B。
点睛　对流层高度在低纬度地区为17～18 km，中纬度地区10～12 km，高纬度地区8～9 km，夏季大于冬季，平均厚度为12千米左右。
答案：6.A　7.B　
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