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第2章 天气与气候
第1节 大气层
学习目标
1.了解大气层的重要性。
2.知道大气温度的垂直分布特点。
3.掌握大气的垂直分层规律。
4.掌握对流层的特点，探究对流运动的形成。
知识点1 大气的温度 重点
1.大气的存在
生活中的许多现象都能使我们感受到大气的存在，举例如下：
2.大气层的重要性
大气主要集中在地表以上1 000千米左右的高度内。与地球的半径相比，大气显得很薄。然而，它对地球而言非常重要，具体如下：
3.大气温度的垂直分布
大气温度是随高度变化的（如下图），大气温度的变化范围约在 之间，具体变化规律如下表所示：
高空 ↑ 地表 高度 变化趋势
85千米以上 大气温度随高度的上升而升高
55~85千米 大气温度随高度的上升而下降
12~55千米 大气温度随高度的上升而升高
0~12千米 大气温度随高度的上升而下降
典例1 如图，探空气球可以从地面上升到约30千米的高空，气球在上升过程中遇到的情况是 ( @1@ )
A.气温越来越高 B.气温越来越低 C.气温先降低后升高 D.气温先升高后降低
C
[解析] 根据所学知识可知，在0～12千米，大气温度随高度上升而下降；在12～55千米，大气温度随高度上升而升高。因此，气球在上升过程中遇到的情况是气温先降低后升高。
知识点2 大气的分层 重点
1.大气分层的主要依据
大气温度在垂直方向上的变化是对大气进行分层的主要依据。
2.教材第48页活动：大气分层
根据大气的温度、密度和物质组成等特点，可以把地球大气层分为五层，即对流层、平流层、中间层、暖层和外层，具体如下：
此三层统称为高层大气
层序 图示 高度 气温分布特点
高↑低 外层 层底距地表约500千米（500千米以上） 气温随高度上升而升高
暖层 自中间层顶到500千米（85~500千米） 气温随高度上升而升高
中间层 自平流层顶到85千米（55~85千米） 气温随高度上升而下降
平流层 自对流层顶到55千米（8~55千米、17或18~55千米） 气温随高度上升而升高
对流层 从地面向上17~18千米（赤道地区） 气温随高度上升而下降
从地面向上约8千米（两极地区） 巧学妙记
巧记大气分层名称及各层温度的垂直分布规律
从低向高数，
对平中暖外，
高升气温变，
降升降升升。
3.大气层的特点
层序 特点
对流层 有强烈的对流运动，天气现象大都发生在该层
平流层 平流层内有对地球生命至关重要的臭氧层。平流层温度的升高主要是由于臭氧层的臭氧吸收太阳辐射中的紫外线，同时以热的形式释放大量的能量。平流层内以平流运动为主，没有云、雨等天气现象，飞机多在平流层中飞行
中间层 由于中间层没有臭氧这一类可直接吸收太阳辐射能量的成分，因此温度随高度上升而降低。这种温度下高上低的特点，使得中间层的空气再次出现强烈的垂直对流运动
层序 特点
暖层 也称为电离层，电离层能将电磁波反射回地球，对全球的无线电通信具有重要意义。航天飞机能到达该层
外层 空气极其稀薄，温度很高，可达数千摄氏度，人造卫星多在该层工作
续表
注意 随着高度上升，大气逐渐变得稀薄，因此大气没有明显的上界。在1 000千米以上的高度，大气密度已变得非常小，到距地表5 000千米处，已接近真空。外层就是地球大气与宇宙空间的过渡层。其层底距地表约500千米。
典例2 （原创题） 如图，2022年2月27日，我国在海南文昌航天发射场用长征八号遥二运载火箭成功将22颗卫星分别送入预定轨道，创造了我国一箭多星发射的最高纪录。据此回答下列问题。
（1） 卫星依次穿过的大气层名称为_________、_________、_________、_______、_______。
对流层
平流层
中间层
暖层
外层
（2） 气温随高度上升而升高的大气层是_________、_______、_______。
平流层
暖层
外层
知识点3 对流层 难点
1.对流层的概况
对流层是大气的底层。对流层在两极地区的厚度约为8千米，到赤道则增大到17～18千米。对流层集中了地球约四分之三的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质。
2.教材第49页活动：空气对流运动
实验装置
实验操作 用酒精灯加热对流管的一端 点燃一段线香，横插在橡皮泥上，把一只大号烧杯或其他玻璃器皿倒扣在桌面上，线香置于中间
实验现象 水会由酒精灯加热的地方向上流动，然后对流管内另一端的水会流过来补充，形成水的对流 线香的烟先向上流动，到顶部后向四周扩散，最后沿烧杯壁（或玻璃器皿壁）向下流动
实验结论 与水受热时会流动一样，空气受热时也会流动。在近地面，气温高的地方空气呈上升运动，而气温低的地方空气呈下沉运动，从而形成了空气的对流。如下图所示：
续表
3.对流层的特点
有强烈的对流运动→最显著的特点 对流层气温下面高、上面低，容易发生空气对流，对流层因此得名
气温与厚度的变化均有规律 气温随高度上升而降低；厚度随纬度的增加而降低
天气现象复杂多变 显著的对流运动和充足的水汽,使对流层的天气现象复杂多变,云、雨、雪、雷电等主要的天气现象都发生在对流层。对流层的各种天气变化影响着生物的生存和行为,对流层是大气层中与人们生活和生产关系最密切的一层
典例3 下列有关对流层特点的描述：①对流层内气温随高度的上升而降低；②不同地表的对流层厚度是一样的；③对流层最显著的特点是空气有强烈的对流运动； ④对流层集中了一半的大气质量和几乎全部的水汽；⑤对流层的天气现象复杂多变。其中正确的是_________。（填序号）
①③⑤
[解析] 对流层是大气的底层，气温随高度的上升而降低，最显著的特点是有强烈的对流运动。对流层在两极地区的厚度约为 千米，到赤道则增大到17～18千米。对流层集中了地球四分之三的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质。显著的对流运动和充足的水汽，使对流层的天气现象复杂多变。故①③⑤正确，②④错误。
题型1 大气层的重要性 ★★
典例4 下列关于大气的说法中，正确的是( @13@ )
A.大气层是地球上存在生命的条件之一
B.随着海拔的增加，大气温度不断下降
C.随着海拔的增加，大气温度不断上升
D.如果没有大气层，地球上依然存在各种天气现象
A
[解析]
选项 分析 结论
大气中含有氮气、氧气、二氧化碳等多种气体，其中氧气是生物生存的重要条件之一 √
大气层中，不同高度的气温变化规律是不同的，在0~12千米、55~85千米高度范围内，大气温度随高度增加而降低，在12~55千米、85千米以上高度范围内，大气温度随高度增加而升高 ×
×
大气层的存在使各种复杂的天气现象得以发生 ×
变式训练
如果地球上没有大气，下列现象中，仍然存在的是( @15@ )
①狂风暴雨 ②电闪雷鸣
③火山喷发 ④蓝天白云
⑤春暖花开 ⑥ 昼夜温差
A.①③ B.②⑤ C.③⑥ D.⑤⑥
C
[解析] 狂风暴雨、电闪雷鸣、蓝天白云、春暖花开都与大气有关；火山喷发是地球内部岩浆活动的结果，与大气无关；昼夜温差一定存在，大气只是减小了昼夜温差。
题型2 大气的分层
角度1 大气各层的气温变化特点 ★★★
典例5 关于大气层的气温特点，下列表示不正确的是( @17@ )
C
[解析] 中间层的气温随着高度的上升而降低， 不正确。
A B C D
角度2 大气各层对人类活动的影响 ★★★★
典例6 （原创题）由于俄乌冲突的爆发，滞留乌克兰的中国同胞牵动人心，撤侨已成为当务之急。已知某撤离包机在某地上空飞行时
出现了颠簸，随后飞机上升，颠簸消失。下列是小
科根据“大气温度的垂直分布图”（如右图）分析的
颠簸消失的原因，其中合理的是( @19@ )
C
A.飞机从②进入到①，大气以平流运动为主
B.飞机从③进入到②，大气以对流运动为主
C.飞机从④进入到③，大气以平流运动为主
D.飞机从③底部进入到③顶部，大气较稳定
[解析]
读图 层序由低到高：④对流层，③平流层，②中间层，①暖层及外层
分析 对流层内有强烈的对流运动；平流层内大气以平流运动为主，飞机多在平流层飞行；中间层无臭氧，大气垂直对流运动强烈；暖层对无线电通信有重要作用，航天飞机能到达该层
判断 颠簸消失的原因是飞机由④对流层进入到③平流层
审题技巧
由“飞机上升”知，飞机应是从低处往高处飞；由“颠簸消失”知，飞机飞行状态由颠簸变为平稳，飞行环境应由“动荡”变为“稳定”。
题型3 对流层的特点 ★★★
典例7 火箭作为探空的工具被广泛使用，如图所示，一探空火箭由地面上升至100 千米处。在此过程中，探空火箭可能探测到水汽集中的层次是( @21@ )
A.对流层 B.平流层 C.中间层 D.暖层
A
[解析] 对流层是大气的底层，地球约四分之三的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质都集中在对流层，因此探空火箭探测到水汽集中的层次是对流层。
题型4 空气的对流运动 ★★★
典例8 在对流层中，气温随着海拔的升高而降低，使得空气
对流运动显著。
（1） 请在“空气对流运动”模型（如右图）中，用箭头表示
出空气的运动方向。
（2） 根据对流原理，室内的取暖装置应安装在房间的_______（选填“上部”或“下部”）效果更好。
下部
（1）
（2）下部
思路点拨
空气受热膨胀上升，降温收缩下沉。室内的取暖装置是给空气加热的，空气受热会膨胀，密度变小而上升，所以为了能更好增温，使整个房间的空气都变暖，应该将取暖装置安装在房间的下部。
[答案]
本节知识归纳

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