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第13讲
大气的垂直分层和受热过程
课标要求：
1.运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。
2.运用示意图等，说明大气受热过程，并解释相关现象。
学习目标：
1.结合图文材料，掌握不同地区对流层厚度的特点及成因。
2.结合图文材料，综合分析大气各垂直分层的特点、成因及对人类的影响；理解大气的削弱作用和保温作用。
3.结合大气对地面的保温作用原理解释生产、生活中的地理现象。
一、大气的组成
1.大气的组成
大气：指包围地球的空气，是多种气体的混合物。
低层大气：主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
大气中不包含水汽和杂质的整个混合气体
干结空气
含量很少且不固定,随时间、空间及气象条件而变化。
水汽
含量不定,随时间、空间及天气条件而变化。
固体杂质
成云致雨的必要条件
氮气78﹪
氧气21﹪
其它气体1﹪
干洁空气的组成
（1）干洁空气
干
洁
空
气
绿色植物光合作用的基本原料,吸收和反射长波辐射,对地面起保温作用。
人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质。
地球生物体的基本成分
能强烈吸收太阳紫外线,保护地球生物面受过量紫外线伤害。
氮气(N2)
氧气(O2 )
二氧化碳 (CO2)
臭氧(O3)
①氮气（N2）：
是大气中含量最多的气体。氮元素是生物体内蛋白质和很多复杂化学物质的组成成分，是生物体健康生长必不可少的元素。
②氧气（O2）：
氧气来源于绿色植物的呼吸作用。
是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质,并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。
③二氧化碳（CO2）：
主要来自火山喷发，人和动物的呼吸以及人类活动。
植物光合作用的原料。
④臭氧：
臭氧在距离地面25-30千米处是臭氧浓度最高的区域，有个臭氧层，能吸收太阳辐射中的紫外线，使地面上的生物免受紫外线的伤害，被称作地球生命保护伞，在低层大气中，臭氧深度增高会对人体的健康造成一系列不利影响。
（2）水汽
（3）杂质
二、大气的垂直分层
气温（℃）
高度（千米）
50
12
高
层
大
气
平
流
层
对
流
层
宇宙火箭 人造卫星
极光
流星
气温垂直分布
积雨云
-100
60
20
-20
-60
近地面到2000-3000km（大气上界）
划分依据：根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异。
1、对流层：
对流层
大气圈的最底层。
高度：
特点：
上部冷，下部热，有利于对流运动，云、雾、雨、雪等天气现象均出现在此层
组成：
整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽和固体杂质。
对流层
气温变化：
规律：在对流层，海拔每上升100米，
气温下降0.6℃。
为什么
地面是对流层大气主要的直接热源，离地面越远，气温越低。
低纬-
中纬
高纬
中纬
高纬
17~18km
10~12km
10~12km
8~9km
8~9km
1.一架客机要求保持在10千米左右的高度飞行，应该在（ ）地方上空飞最安全。
A.澳大利亚上空 B.加拿大北部上空
C.新加坡上空 D.中国南部上空
【当堂训练】
B
对流层顶
对流层
高度：
平流层范围自对流层顶部到50-55千米高空。
平流层气温随着高度升高而升高。平流层上热下冷，因此不易对流，以平流为主，适合航空飞行。
特点：
组成：
水汽含量极少，22-27千米处，形成臭氧层。
2、平流层：
在30千米以上，气温随着高度增加而迅速上升，这是因为平流层的臭氧吸收大量紫外线使得大气增温的原因，臭氧层的范围大约是22-27千米。
重点提示：
对流层
3、高层大气：
高度：
特点：
组成：
平流层顶部至2000-3000千米的高空
空气密度很小，存在若干电离层
温度随高度增加先下降后上升
流星体燃烧，形成流星；
极光现象
电离层影响无线电通信
大气分层 高度 气温垂直变化 空气运动 天气现象 与人类的关系
规律 原因
对流层 低纬17～18千米，中纬10～12千米，高纬8～9千米 随高度增加而?递减，大约每升高100米，气温降低?0.6℃ 地面是对流层大气主要的直接热源，离地面越远，气温越低 对流运动显著 复杂多变 人类生活在对流层底部，对流层与人类的关系最为密切
平流层 自对流层顶向上至50～55千米 气温随高度的增加而上升；先缓慢上升，30千米以上随高度增加而迅速上升 该层气温基本上不受地面影响，而靠臭氧大量吸收紫外线增温 平流运动为主 天气晴朗 臭氧大量吸收紫外线，成为人类生存环境的天然屏障；大气稳定，利于航空飞机飞行
高层大气 自平流层顶以上到大气上界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 高空有氧原子吸收太阳辐射 自下而上先对流后平流 稳定少变 60～500千米高空有若干电离层，能反射无线电波，对远距离无线电短波通信有重要作用
小结
下图为大气垂直分层示意图。读图完成下列小题。
1. 生活中常见的云、雨、雪等天气现象出现在（ ） A.①层 B.②层 C.③层 D.无法确定
2. 有关各层的叙述，正确的是（ ）
A. ①层大气的直接热源是太阳辐射
B. ②平流层下部冷，上部由于臭氧吸收太阳紫外辐射，气温迅速上升
C. ②层复杂的天气现象不利于飞行
D. ①层大气上热下冷，对流运动显著
A
B
(1)逆温现象
①逆温的概念
一般情况下,对流层温度上冷下暖。但在一定条件下,对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象,这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。
拓展延伸 逆温现象
②逆温的分类
辐射逆温 在晴朗无风的夜晚，地面辐射减弱，地面大气迅速冷却，上层大气降温较慢，形成逆温。一天中逆温层在黎明时最厚。逆温层冬厚夏薄。易出现于中、高纬地区，是最常见的逆温类型
平流逆温 当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响迅速降温，上层空气因距离较远，降温较慢，于是产生逆温。逆温的强弱主要由暖空气和冷地表面的温差决定
锋面逆温 暖空气移动到冷空气之上，形成冷暖相交的锋面，如果锋面上下冷暖空气的温度差较大，则形成逆温
地形逆温 局部地形条件引起的。在山谷和盆地中，由于山坡散热快，夜间较重的冷空气沿山坡流动，聚集在谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，由此产生下部是冷气层、上部是暖气层的现象
下沉逆温 在高压控制区，高空存在着大规模的下沉气流。气流下沉的绝热增温作用，致使气层在下沉运动的终止高度出现逆温现象
③逆温的形成及消失过程
④逆温的影响
积极影响
①可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动；
②逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全；
③逆温是一种气候资源，可应用于谷物种植，提高产量及质量。逆温层的出现有利于保持温暖湿润的局地气候，而冬季逆温层有利于生物越冬。
①出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至造成交通事故；
②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康，如果位于盆地，将会更加严重；
③对航空造成影响。逆温现象如果出现在低空，多雾天气会给飞机起降带来麻烦。
消极影响
1.冬季易加强辐射逆温的地形是( )
A.山峰 B.平原 C.谷地 D.丘陵
2.黄河源地区辐射逆温常出现的时间和天气状况是( )
A.日落前后，大风呼啸 B.正午时刻，雨雪交加
C.午夜时分，浓云密雾 D.日出之前，晴朗无风
3.黄河源地区冬季辐射逆温多发是由于( )
A.锋面气旋多 B.下沉气流盛行 C.准静止锋强 D.热力对流强盛
(2021·广东地理)辐射逆温是低层大气因地面强烈辐射冷却导致气温随高度增加而升高的现象。黄河源地区位于青藏高原腹地，平均海拔4000多米，冬季辐射逆温现象多发。
C
D
B
课堂小结

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