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(共66张PPT)
课时2　大气的受热过程 (重难课时，层层破)
第一节　大气的组成和垂直分层
及大气受热过程
“必备知识”梳理
1.两个能量来源
(1)地球大气最重要的能量来源：A[1]　　 　　。
(2)近地面大气热量主要的、直接的来源：B[2]　　　　　　　　　　。
太阳辐射
地面长波辐射
2.两大过程
(1)地面的增温过程：太阳辐射穿过大气层，小部分被大气层削弱，大部分太阳辐射透过大气射到地面，使[3]　　　　　。
(2)大气的增温过程：地面以[4]　　　　　的形式向大气传递热量，使大气增温。
地面增温
长波辐射
3.两大作用
(1)削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、
[5]　　　和散射作用。
(2)保温作用：C[6]　　　　　　　将部分热量还给地面，[7]　　　地面辐射损失的热量。
反射
大气逆辐射
补偿
理解大气受热过程应注意的两点
(1)太阳辐射强≠温度一定高。
青藏高原的海拔较高，空气稀薄，大气透明度好，大气对太阳辐射的削弱作用弱，因此太阳辐射强。但大气吸收地面辐射热量的能力弱，通过大气逆辐射返还地面的热量少，造成青藏高原地表热量散失快，温度较低。
(2)白天也有大气逆辐射。
大气逆辐射在白天和夜晚都存在，而且白天比夜晚还要强烈，最强时为大气温度最高时，即午后两小时(14时)左右。
“关键能力”突破
1.影响大气受热过程的三大因素
(1)大气成分：主要是大气中二氧化碳、水汽等对地面辐射的吸收和对大气逆辐射作用的影响。全球气候变暖就是温室气体影响大气受热过程的典型表现。
(2)天气状况：主要是大气中云层、尘埃对太阳辐射与地面辐射的影响。昼、夜云量对大气受热过程的影响很大，列表如下。
项目 作用对象 集中表现时段 作用过程
保温作用 地面辐射 夜间 大气逆辐射
削弱作用 太阳辐射 白天 反射等
(3)下垫面状况：地面长波辐射是近地面大气的直接热源，地面状况的差异影响大气受热过程，进而影响气温状况。水陆性质、植被、冰雪等差异不仅直接影响地面对太阳辐射的反射率，而且影响地面辐射的释放持续度。地形起伏、地势高低通过影响大气层的厚度来影响其对太阳辐射的削弱作用和对地面的保温作用。
2.大气两种作用的原理应用
(1)大气削弱作用原理的应用——分析某地区太阳能的多寡。
①高海拔地区(如青藏高原地区)。
②内陆地区(如我国西北地区)。
③湿润内陆盆地(如四川盆地)。
(2)大气保温作用原理的应用——分析生产、生活现象。
①解释全球气候变暖。
②解释谚语中的雾、露、霜。
谚语 成因
十雾
九晴 低温条件下才会形成雾。晴朗的夜晚，大气的保温作用弱，近地面辐射降温，气温较低，故易形成雾。翌日，日出后气温上升，过饱和状态逐渐结束，雾也就逐渐消散，天气晴好。所以有“十雾九晴”之说
露重见
晴天　 露的形成类似于雾，气温低才会形成露。露的出现说明当地夜间天气晴朗，大气的保温作用弱，气温低，大气稳定，地面辐射降温强烈
霜重见
晴天　 晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，大气的保温作用弱，气温降低，地表水汽凝结为霜
(3)在农业生产中的应用。
①采用塑料大棚发展农业、玻璃温室育苗等。塑料薄膜、玻璃与大气中的温室气体具有相似的功能，能让太阳短波辐射透射进入，地面长波辐射却难以穿透，从而将热量保留在塑料大棚或玻璃温室里。
②深秋利用烟雾防霜冻。烟雾增强了大气逆辐射，对地面具有保温作用。
③干旱、半干旱地区果园中铺沙或鹅卵石。沙或鹅卵石减少土壤水分蒸发，增加昼夜温差，促进水果糖分的积累，有利于提高农产品的品质。
3.三个角度归纳昼夜温差大小的分析方法
分析昼夜温差的大小要结合大气受热过程原理，主要从地势高低、天气状况、下垫面性质等方面分析。
(1)地势高低：地势高→大气稀薄→白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。
(2)天气状况：晴朗的天气条件下，白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱→昼夜温差大。
(3)下垫面性质：下垫面的比热容大→增温和降温速度都慢→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。
注意：
(1)山顶昼夜温差小于平地，主要是因为山顶气流运动速度较快，空气湍流混合作用强，使热量容易散失，因此昼夜温差比平地小。
(2)夏季昼夜温差大于冬季，低纬度地区昼夜温差大于高纬度地区，均与太阳高度的日变化幅度有关。
“学科素养”应用
［命题探究］
(2024年安徽高考地理)下图为我国某地面观测站(47°06'N，87°58'E，海拔561米)某月1日前后连续4天太阳辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射和大气逆辐射的通量逐小时观测结果。据此完成(1)~(3)题。
(1)图中甲、乙、丙三条曲线依次表示(　　)
A.地面长波辐射、地面反射太阳辐射、大气逆辐射
B.地面长波辐射、大气逆辐射、地面反射太阳辐射
C.大气逆辐射、地面反射太阳辐射、地面长波辐射
D.大气逆辐射、地面长波辐射、地面反射太阳辐射
B
(2)观测期间该地(　　)
①第1天晴朗无云　②第2天地面吸收的太阳辐射量最大　③第3天比第4天大气透明度低　④可能经历了降水过程
A.①②　　　　　　B.②③
C.①④　　　　　　D.③④
D
(3)该时段可能为(　　)
A.4月1日前后
B.6月1日前后
C.10月1日前后
D.11月1日前后
B
【思维过程】
丙
甲
乙
太阳辐射
较小
高
夏季
［跟踪训练］
考向1　大气受热过程原理
　　(2024年北京延庆区模拟)单位时间和单位面积地表吸收的辐射能与损失的辐射能之差，称为地面净辐射。感热通量是由地温与气温差产生的热输送量，是地气热交换量的重要参数。准确测量地表感热通量对于了解大气运动以及局地气候特征的形成机制十分重要。地面长波辐射强度总体上大于大气逆辐射强度。
图甲和图乙分别示意晴天和阴天我国某城镇感热通量和净辐射量日变化情况。据此完成第1~2题。
1.感热通量与净辐射量(　　)
A.阴天与晴天变化趋势不一致
B.白天大于夜间
C.晴天最大值出现时间一致
D.夜间净辐射量晴天高于阴天
解析：第1题，结合图中信息可知，感热通量和净辐射量变化趋势阴天和晴天一致，在正午时刻较高，A项错误；白天大于夜间，B项正确；晴天时最大值出现的时间并不一致，C项错误；夜间净辐射量晴天低于阴天，D项错误。
B
2.图像表明(　　)
A.晴天对流比阴天旺盛
B.白天大气吸收地面辐射少
C.阴天昼夜温差比晴天更大
D.夜间大气逆辐射量比白天更强
解析：第2题，结合图中信息可知，晴天比阴天感热通量更高，因此对流活动更强，A项正确。
A
考向2　大气受热过程原理的应用
　　(2024年山东淄博模拟)下图为我国某地区塑料大棚生产蔬菜示意图。读图，完成第3~4题。
3.大棚中生产出来的蔬菜质量略逊于自然状态下生长的蔬菜，原因是大棚中(　　)
A.光照太强
B.热量不足
C.日温差较小
D.年温差较小
C
解析：第3题，大棚内由于有覆盖物等的调节，白天和夜晚的温差相对自然状态下较小，日温差小不利于蔬菜积累养分，使得蔬菜质量略逊于自然状态下生长的蔬菜，C项正确。
4.在冬季，为了保温，菜农一般在傍晚往大棚内洒水，其原理是(　　)
A.增强地面辐射
B.增强大气对地面辐射的反射
C.增强大气对地面辐射的吸收
D.增强地面保温
解析：第4题，傍晚洒水后，水汽增加，能增强大气对地面辐射的吸收，地面辐射的能量被大气吸收后，大气温度升高，又会以大气逆辐射的形式将热量返还给地面，从而起到保温作用，C项正确。
C
“核心价值”提升
热点情境必“追”②
逆温对生产、生活的影响
［情境归纳］
1.逆温的概念
逆温指气温随高度增加而上升的现象，或者随高度的增加，气温的垂直递减率小于6 ℃/千米。　
2.逆温的类型及成因
类型 示意图 成因
辐射
逆温 地面辐射冷却，在晴朗无云或少云的夜晚，大气逆辐射较弱，地面辐射冷却快。离地面越近，降温越快，而高处大气层降温幅度较小，从而出现上暖下冷的逆温现象
类型 示意图 成因
平流
逆温 当暖空气水平移动到冷的地面或水面上时，暖空气与冷的地面(水面)之间不断进行热量交换，暖空气下层受冷的地面(水面)影响大，气温降低较快，上层降温较慢，从而形成逆温
锋面
逆温 冷、暖气团温度差异显著，暖气团位于锋面上部，在冷暖气团之间的过渡带上易形成逆温
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，谷底原本较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度倒置现象
3.逆温现象的形成及消失过程
4.逆温的影响
有
利
影
响 逆温的出现阻碍了空气对流，可以抑制沙尘暴的发生
逆温出现在高空时，有利于飞机的飞行
逆温可作为一种气候资源加以利用。例如，新疆伊犁河谷逆温现象出现在10月至次年3月，有效地提高了冬季谷地的温度，果树越冬可以免受冻害
不
利
影
响 ①对环境：逆温时大气结构比较稳定，容易加重大气污染。
②对天气：容易产生大雾等不利天气。
③对交通：能见度降低，地面湿滑
［应用体验］
　　(2021年广东高考地理)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4 000多米，冬季辐射逆温现象多发。据此完成第1~3题。
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
C
解析：第1题，从现象上看，逆温是近地面气温低于较高处气温的现象，地面附近气温越低，越有利于逆温的发育。四种地形中谷地更易于积累冷空气，冬季冷空气沿山坡下沉到谷底，导致底部冷空气聚集，产生下冷上热的逆温层，C项正确。
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
D
解析：第2题，辐射逆温是由地面强烈辐射冷却导致的，近地面气温低于较高处气温，形成上暖下冷的逆温现象，其实质是近地面热量的收支平衡问题。近地面大气的直接热源是地面辐射，距离地面越近，受到地面的影响就越大。逆温发生时，近地面气温低，意味着地面辐射弱，即地温低，地温最低的时刻一般是日出前后。逆温的形成需要相对稳定的气象条件，晴朗天气，大气逆辐射弱，地面降温快，利于逆温的形成；风力小，空气稳定，与周边大气热量交换微弱，更易于冷空气集聚，D项正确。
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
解析：第3题，逆温主要是由近地面低温所致，黄河源地区地处青藏高原，冬季严寒，空气冷却下沉，冷空气在地面集聚，利于逆温的形成，B项正确。
B
　　(2024年重庆云阳模拟)雾霾作为一种灾害性天气现象，会对人体健康造成严重影响。雾霾天气的形成与污染源和气象条件密切相关。大气出现逆温层是雾霾天气形成的主要气象条件，逆温层的厚度、强度和层数对污染物都有影响，其中逆温层强度是指逆温层顶部与底部的温差与逆温层厚度的比值。2019年12月26日至2020年1月8日，我国华北地区发生了一次严重的雾霾天气过程，该时段华北地区无明显降水天气过程。下图示意该时段华北地区逆温层强度与能见度随时间的变化过程。据此完成第4~6题。
4.此次形成逆温层的大气环境条件是(　　)
A.受强低压控制 B.受弱高压控制
C.西北风强劲 D.受冷锋控制
解析：第4题，结合所学知识可知，华北地区冬季受亚洲高压控制，盛行西北风，大气运动剧烈，通常不利于逆温层形成，只有在高压减弱、大气稳定的环境下才可能形成逆温层，B项正确。
B
5.12月28日能见度最高的主要原因是(　　)
A.12月26日逆温层强度上升
B.12月27日逆温层接近消失
C.12月28日逆温层完全消失
D.12月29日逆温层强度下降
解析：第5题，逆温层强度变化会导致污染物聚集或者扩散，能见度变化会有一个滞后时间，通常在1天之内。读图可知，12月28日能见度最高，主要是因为12月27日逆温层接近消失，B项正确。
B
6.在污染源稳定的前提下，逆温层强度越大，则(　　)
A.污染物聚集，能见度降低
B.太阳辐射强，能见度升高
C.污染物扩散，能见度升高
D.太阳辐射弱，能见度降低
解析：第6题，逆温层出现，空气垂直对流运动减弱或几近消失，污染物无法扩散，逐渐聚集，浓度增大，能见度降低，A项正确。
A
(本栏目对应学生用书P402~404)　　　　　　　　　　
一、选择题
　　(2024年北京海淀区模拟)宇宙尘埃和固体块等在高速穿越地球大气层时摩擦产生光迹，这种现象被称为流星，一般发生在距地面80~120千米的高空。下图为大气垂直分层示意图。据此完成第1~2题。
1.在出现流星现象的高空中(　　)
A.杂质和污染物集中分布
B.空气的密度比对流层小
C.随高度增加气温无变化
D.水汽充足，易成云致雨
解析：第1题，由材料“宇宙尘埃和固体块等在高速穿越地球大气层时摩擦产生光迹，这种现象被称为流星，一般发生在距地面80~120千米的高空”可知，出现流星现象的是高层大气，高层大气空气的密度比对流层小，B项正确。
B
2.图中气温变化规律可以解释的地理现象是(　　)
A.山顶比山麓气温低
B.晴天比阴天温差大
C.低纬比高纬气温高
D.冬季比夏季气温低
解析：第2题，读图并结合所学知识可知，对流层大气的直接热源来自地面辐射，因此，随海拔升高气温递减，故山顶气温低于山麓，A项正确。
A
　　(2024年广东高考地理)有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值。如图表示2003—2012年云南省西双版纳热带季雨林林冠层向上长波辐射(L↑)及其上大气逆辐射(L↓)的月平均变化。据此完成第3~4 题。
3.与7—9月相比，2—4月西双版纳热带季雨林林冠层之上的大气逆辐射值较低，主要是因为2—4月期间(　　)
A.降水较多
B.云雾较少
C.地表植被覆盖度较低
D.正午太阳高度角较大
B
解析：第3题，云南省西双版纳属于热带雨林气候，7—9月降水量远大于2—4月，2—4月由于降水较少，云雾日数少，天气以晴朗为主，因此2—4月该地热带季雨林林冠层之上的大气逆辐射值较低，B项正确。
4.根据有效辐射变化可知，一年中该地热带季雨林的林冠层(　　)
A.表面的温度保持恒定
B.热量主要来自大气层
C.各月都是其上表层大气的冷源
D.夏季对大气加热效果小于冬季
解析：第4题，林冠层向上长波辐射与林冠层之上的大气逆辐射差值夏季较冬季小，说明林冠层向上有效辐射夏季小于冬季，林冠层对大气的加热效果夏季小于冬季，D项正确。
D
　(2024年河南顶级名校联考)大气对流层与上面的平流层被对流层顶部分开。对流层顶的海拔由赤道向极地逐渐下降。国外某科研团队研究发现，北半球对流层顶的海拔从1980年至2020年逐渐上升，2001年至2020年上升速度加快。据此完成第5~7题。
5.该科研团队研究对流层顶海拔的上升，需要的对流层信息有(　　)
①气压数据　②气温数据　③湿度数据　④氧离子数据
A.①②④ B.②③④
C.①②③ D.①③④
C
解析：第5题，大气垂直分层的主要依据是大气温度的垂直变化、大气运动状况和大气密度变化。其中大气运动状况与气压、气温关系密切，空气湿度与密度、气压等相关性强，与氧离子数据关系不大，①②③正确，④错误。
6.对流层顶海拔上升的主要原因可能是(　　)
A.对流层温室气体的增多
B.厄尔尼诺现象频繁发生
C.海—气相互作用增强
D.高层大气的厚度变薄
解析：第6题，对流层温室气体增多，吸收地面辐射能力增强，使全球气温升高，大气对流运动更强，使对流层顶海拔上升，A项正确。
A
7.研究发现，北半球对流层顶的变化比南半球大，可能由于(　　)
A.北半球陆地面积占绝对优势
B.北半球人口与经济规模较大
C.南半球原始森林茂盛辽阔
D.南半球地震火山频繁发生
解析：第7题，与南半球相比，北半球人口与经济规模大，排放的温室气体多，气温上升幅度大，大气对流运动更旺盛，因此北半球对流层顶的变化比南半球大，B项正确。
B
　　(2024年安徽黄山模拟)如图为某日我国某绿洲地面辐射各分量(包含太阳辐射、地面长波辐射、反射短波辐射、大气长波辐射和净辐射)变化图，净辐射指地表热量收支状况。据此完成第8~10题。
8.该地位于(　　)
A.准噶尔盆地东部 B.宁夏平原
C.河西走廊东部 D.河套平原
解析：第8题，结合材料信息可知，净辐射指地表热量收支状况，净辐射最大时应为太阳辐射最强时，此时为当地地方时12时，对应图中14时前后，因为我国统一使用北京时间，图中14时为北京时间，因此该地经度与120°E大约相差30°，该地经度约为90°E，准噶尔盆地东部符合题意，A项正确。
A
9.该日绿洲近地面大气热量主要来自(　　)
A.a B.b
C.c D.d
解析：第9题，读图并结合所学知识可知，a只出现在白天，且日变化最为明显，辐射通量较大，a为太阳辐射；b与a的变化趋势相同，但b辐射通量较小且在夜间辐射通量接近0，最有可能是反射短波辐射；大部分地面长波辐射的热量被大气吸收，使大气增温，大气增温后形成大气长波辐射，因此地面长波辐射的辐射通量应大于大气长波辐射，故d为地面长波辐射，c为大气长波辐射。结合所学知识可知，该日绿洲近地面大气热量主要来自地面长波辐射(d)，D项正确。
D
10.该日当地(　　)
A.午后3时气温最高
B.晴朗少云
C.正午日影年内最短
D.日出东南
解析：第10题，该地太阳辐射较强，且日变化明显，因此该日有可能晴朗少云，B项正确。
B
二、非选择题
11.阅读图文材料，回答下列问题。
材料一　某中学地理学习小组在老师的带领下，于暑期赴甘肃进行考察。图甲示意祁连山脉北麓绿洲及周边地区。
材料二　干旱地区土壤的湿度一般由表层向深层逐渐增加，在特定条件下可能在浅层土壤出现“逆湿”现象。学生在图甲所示采样点的某处无人干扰土地进行采样，测量土壤湿度随深度变化数据，并绘制出连续两日不同深度土壤湿度变化图(图乙)。
材料三　同学们发现坡地上“摆”着一个个圆滚滚的大西瓜(图丙)。当地人们为了适应气候条件，在耕作土壤表面铺设10~15厘米的砂石，创造了“砂田”这一耕作方式。砂田作物产量较高，品质较好。
(1)依据大气受热原理，分析张掖气温日较差大的原因。
(2)据图乙说出“逆湿”发生的主要时段及深度，并分析其成因。
深居内陆，降水少，晴天多；白天，大气对太阳辐射的削弱作用弱，到达地面的太阳辐射强，大气吸收地面辐射强，气温较高；夜晚，大气吸收的地面辐射少，大气逆辐射弱(或保温作用弱)，气温较低。
1—6时(或凌晨)，10厘米深度土壤出现“逆湿”现象。成因：邻近绿洲，水汽较多，此时气温低，地表水汽凝结量较大；土壤水分蒸发少，表层土壤湿度大，出现“逆湿”现象。
(3)说明采用“砂田”耕作方式对种植西瓜的好处。
增大气温日较差，有利于糖分积累；有利于地表水下渗；减少土壤水分蒸发，有利于保持土壤水分；覆盖土壤表面，减轻对土壤的侵蚀，保持水土。
12.(2024年河北唐山模拟)阅读图文材料，回答下列问题。
材料　平流低云的云底高度在200米以下，生消突然、变化快，发生时常伴有平流雾出现。2012年2月21—22日，浦东机场遭遇了自1999年开航以来最严重的平流低云天气，云底高度维持在30米及以下，持续时间长达25小时。随着雷阵雨天气的出现，本次低云现象逐渐结束。
图甲示意浦东机场位置，图乙示意2月22日浦东机场风向(正北为0°，按顺时针方向度数增大)、海平面气压、低云云底高度随时间的变化。
(1)指出2月21—22日浦东机场出现严重平流低云现象的气象条件。
(2)判断此次低云现象结束的时间，并说明理由。
冬季大气均温低，水汽易凝结，云层高度低；偏南风来自海洋，水汽丰富；暖湿气流流经冷下垫面，形成云的同时易形成平流雾；存在逆温层，风力小，平流云不易移动、消散。
22日18：00。理由：22日18：00海平面气压最低，对流运动强烈，易出现雷阵雨；雷阵雨出现，促使低云消失；18：00风向变化大，雷阵雨天气大气运动强烈；垂直上升气流强烈，水汽凝结高度升高，低云云底高度升高。
(3)简述此次低云现象对上海浦东机场及其附近地区的不利影响。
对机场：低云天气不利于飞机起降，影响飞行安全；延误航班，造成经济损失。对附近地区：云层笼罩，昼夜温差减小；大气削弱作用加强，不利于农作物光合作用及有机质积累；出现平流雾，能见度下降，影响城市交通安全；逆温层出现，容易造成大气污染。

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