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大气的受热过程
第一部分 第三章 第1讲
课时14
高中地理大一轮
人教版
课程标准
运用示意图等，说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象。
学习目标
1.识记大气的受热过程，理解大气的削弱作用和保温作用。
2.运用大气受热过程解释相关地理现象。
大气的受热过程
在下图中填出三种辐射的名称。
大气逆辐射
地面辐射
太阳辐射
大气的受热过程
两个来源
地球大气最重要的能量来源：太阳辐射。
近地面大气主要的、直接的热源：地面长波辐射。
大气的受热过程
两大过程
地面增温：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。
大气增温：地面被加热，并以长波辐射的形式向
大气传递热量。
大气的受热过程
大气上界
大气
地面反射
大气反射和散射
大气吸收
太阳辐射
图 到达地面的太阳辐射示意
两大作用——削弱作用：
大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射的吸收、反射和散射作用。
保温作用
保温作用：大气逆辐射对地面辐射损失的热量有补偿作用。
图大气对地面的保温作用
太阳辐射
短波辐射
射向宇宙空间
大气
地面辐射
大气辐射
太阳辐射
大气吸收
长波辐射
射向宇宙空间
大气上界
射向地面
（大气逆辐射）
地面吸收
大气吸收
辨析概念—温室效应与全球变暖
温室效应
图大气对地面的保温作用
短波辐射
地面辐射
大气辐射
长波辐射
大气上界
射向地面
（大气逆辐射）
二氧化碳和水汽等温室气体吸收
思考题：
读图用大气的受热过程解释温室效应
辨析概念—温室效应与全球变暖
人类活动化石燃料燃烧
温室气体排放量增多
大气
吸收
大气吸收地
面辐射增多
大气逆辐射增强
保温作用增强
大气
辐射
大气
辐射
地表气温升高
导致全球变暖
全球变暖
辨析概念—温室效应与全球变暖
地面对太阳辐射的吸收作用
地面吸收太阳辐射与地面状况有关，一般规律：颜色越浅的物体，其反射就越强(反射太阳辐射越多)，吸收就越弱，地温越低，地面辐射越弱；颜色越深的物体，其反射就越弱(反射太阳辐射越少)，吸收就越强，地温越高，地面辐射越强。一般地面的反射率：新雪>冰>沙土>草地。
特别提醒
大气的两种作用及其实践应用
大气削弱作用原理应用→分析某地区太阳能的多寡
思考题：用大气削弱作用原理解释以下地理现象：
1.高海拔地区如青藏高原和内陆地区如我国西北地区太阳辐射能丰富的原因。
2.湿润地区如四川盆地太阳辐射能贫乏的原因。
问题：用大气的受热过程原理解释高海拔地区如青藏高原太阳辐射能丰富的原因。
答案：
海拔高，大气稀薄，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。
问题：用大气的受热过程原理解释内陆地区如我国西北地区太阳辐射能丰富的原因。
答案：
气候干旱，晴天多，阴天少，大气的削弱作用弱，太阳能丰富。
问题：用大气的受热过程原理解释湿润地区如四川盆地太阳辐射能贫乏的原因。
答案：
气候湿润，阴雨天气多，盆地地形，水汽不易扩散，多云雾，大气的削弱作用强，太阳能贫乏。
大气的两种作用及其实践应用
大气保温作用原理应用→分析生产、生活现象
图大气对地面的保温作用
太阳辐射
短波辐射
射向宇宙空间
大气
地面辐射
大气辐射
太阳辐射
大气吸收
长波辐射
射向宇宙空间
大气上界
射向地面
（大气逆辐射）
地面吸收
大气吸收
思考题：
用大气的保温作用原理解释以下地理现象：
①解释温室气体大量排放对全球变暖的影响
②分析农业实践中的一些现象
我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜；
深秋农民利用秸秆燃烧制造烟雾以预防霜冻；
华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。
问题：
用大气的保温作用原理解释温室气体大量排放对全球气候变暖的影响。
答案：
温室气体大量排放
大气吸收地面辐射增多
大气逆辐射增强，保温作用增强
气温升高全球变暖
问题：用大气的保温作用原理解释我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜。
答案：大部分太阳辐射能透过玻璃（塑料）到达室内地面，地面吸收太阳辐射能而增
温，并以长波辐射的形式把热量传递给室
内大气，地面长波辐射不能穿透玻璃（塑
料）而被反射回地面，从而将热量保留在
室内。同时，封闭的空间也隔绝了室内外
热量的交换，加强了保温效果。
问题：请尝试用大气保温作用原理解释深秋农民利用秸秆燃烧制造烟雾以预防霜冻
答案：
人造烟雾能增强大气逆辐射，减少地面热量的散失。
图大气对地面的保温作用
太阳辐射
短波辐射
射向宇宙空间
大气
地面辐射
大气辐射
太阳辐射
大气吸收
长波辐射
射向宇宙空间
大气上界
射向地面
（大气逆辐射）
地面吸收
大气吸收
问题：用大气的保温作用原理解释华北地区早春农民利用地膜覆盖进行农作物种植。
答案：
地膜覆盖，则太阳短波辐射可以穿越薄膜，使地面增温，而地面长波辐射和大气辐射却很少能穿越薄膜，就相当于阻止了热对流，起到保温作用。
昼夜温差大小的分析
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、下垫面性质等几个角度分析。
大气的两种作用及其实践应用
地势高低与昼夜温差
思考题：用大气的受热过程原理解释为什么青藏高原昼夜温差大。
天气状况与昼夜温差
思考题：用大气的受热过程原理解释为什么晴朗天气昼夜温差大。
地势高低与昼夜温差
思考题：用大气的受热过程原理解释为什么滨海城市的昼夜温差小。
关键能力
提升
春季积雪融水是额尔齐斯河河源区最重要的补给来源。为探索森林对春季融雪过程的影响，研究人员于2014年融雪期(3月10日～3月24日)在额尔齐斯河河源区选择草地、林中空地和林下三种不同地表类型，分别观测积雪消融过程。下面两表分别示意观测期三种地表类型的平均气温和三种观测点的地表反射率。
表1
表2
观测点 草地 林下 林中空地
平均气温/℃ －2.5 －5.4 －6.1
观测点 草地 林下 林中空地
反射率/% 15～25 10～20 75～95
下面两图分别为同步观测期内三种地表类型观测点气温日较差变化统计图和积雪消融期三种地表类型观测点积雪深度的日变化过程统计图(含推测)。
1.比较三种地表类型观测点在观测期内气温日较差的主要差异，并分析原因。
答案　差异：草地和林中空地的气温日较差总体大于林下。原因：森林对气温具有调节作用，森林削弱到达林下的太阳辐射，导致白天林下气温较低；夜晚森林保温作用较强，林下气温较高，故林下气温日较差较小。
2.分析林下积雪消融期比林中空地积雪消融期短的原因。
答案　林下平均气温高于林中空地，积雪消融更快；森林的林冠截留造成林下积雪量远小于林中空地，林下积雪消融量比林中空地积雪消融量少。
(2024·广东地理)有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值。下图表示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1～2题。
1.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
√
高频考点
精练
云南西双版纳热带季雨林带对应热带季风气候，2～4月降水量远小于7～9月，2～4月由于降水较少，云雾较少，林冠之上的大气逆辐射较弱，B正确、A错误；
热带季雨林的植被覆盖度没有明显的季节变化，排除C；
与7～9月相比，西双版纳2～4月离太阳直射点更远，对应的正午太阳高度角较小，D错误。
(2024·广东地理)有效辐射为下垫面向上长波辐射与大气逆辐射的差值。下图表示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1～2题。
2.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
√
受太阳辐射的季节变化影响，当地热带季雨林林冠层表面温度也会出现季节变化，夏季高于冬季，A错误；
林冠层热量的主要来源是太阳辐射，B错误；
林冠层向上长波辐射在不同月份均高于大气
逆辐射，因此林冠层有效辐射在不同月份均是正值，这表明热带季雨林林冠层始终是其上表层大气的热源，C错误；
据图示信息可知，林冠层的有效辐射夏季较冬季小，故林冠层对大气的加热效果夏季小于冬季，D正确。
(2025·八省联考河南地理)塔克拉玛干沙漠腹地沙垄广泛发育。下图表示观测期高大沙垄高点和低点的气温日变化，沙垄高点和低点相对高差49 m。据此完成3～5题。
3.与沙垄高点相比，沙垄低点
A.全天气温均较低
B.日平均气温较低
C.气温日较差较小
D.夜晚降温较慢
√
读图可知，9～17时沙垄低点比沙垄高点
气温高，A错误；
沙垄低点与沙垄高点一天中的最高气温
相近，但沙垄低点一天中的最低气温远
低于沙垄高点，说明沙垄低点的日平均气温较低，且气温日较差较大，B正确，C错误；
夜间气温曲线沙垄低点的下降幅度更大，说明沙垄低点在夜晚降温较快，D错误。
(2025·八省联考河南地理)塔克拉玛干沙漠腹地沙垄广泛发育。下图表示观测期高大沙垄高点和低点的气温日变化，沙垄高点和低点相对高差49 m。据此完成3～5题。
4.观测期间
A.6时，因高差较大，沙垄高点和低点温差大
B.上午，因太阳辐射逐渐增强，沙垄低点增温
加快
C.15时，因地面辐射较强，沙垄区气温高
D.夜晚，因大气逆辐射强，沙垄高点气温较高
√
沙垄高差是固定值，不会导致6时的温差大，A错误。
刚日出时，沙垄低点受沙垄的阻挡，吸收的太阳辐射较沙垄高点少；7时后可接受太阳辐射，沙垄低点增温加快，B错误。
地面辐射最强时一般是在地方时14时左右，且大气热量的主要来源是地面辐射；读图可知，沙垄的气温在14～15时达到最高，推断15时因地面辐射较强，沙垄区气温高，C正确；
沙垄所在的塔克拉玛干沙漠腹地气候极其干旱，天气以晴朗为主，夜间的大气逆辐射较弱，D错误。
(2025·八省联考河南地理)塔克拉玛干沙漠腹地沙垄广泛发育。下图表示观测期高大沙垄高点和低点的气温日变化，沙垄高点和低点相对高差49 m。据此完成3～5题。
5.观测期最可能是
A.6月 B.8月
C.10月 D.12月
√
塔克拉玛干沙漠腹地气候干旱，降水极少，天气以晴朗为主，太阳辐射充足，沙漠比热容小，夏季增温幅度极大，在6月、
8月气温很高，远超20℃，排除A、B；
塔克拉玛干沙漠属于典型的温带大陆性气候，冬季寒冷，12月时一天中的气温多在0℃以下，排除D；
10月为秋季，气温既不像夏季那样炎热，也不像冬季那样寒冷，符合观测期的气温特征，C正确。
课时精练
对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B A C D A B A C
题号 9 10 11 12 13 　14 答案 A B A C D 　D
(1)夜间地表温度升高；5～6月升温幅度较大；7～9月升温幅度较小(保持稳定)。
(2)木本植物遮挡阳光，减少了到达地表的太阳辐射；木本植物叶片较大，蒸腾量较大，水汽、云量增多，对太阳辐射的削弱增强，地表吸收热量减少；木本植物扩张，林下草本退化，裸露地表增加，地表散失热量增多；木本植物增加了地表粗糙度，地表湍流散热增多。综上所述，木本植物扩张，地表白天热量收入减少，支出增多，地表温度降低。
(3)减缓。理由：大规模木本植物扩张，日均地表温度下降，地面辐射减弱，大气吸收地面辐射减少，气温降低。
15.
(2024·广东湛江统考)冰面覆盖物、湖冰在湖泊和外界辐射交换过程中会产生重要影响。我国某湖泊冬季封冻期较长，湖冰上常有积雪覆盖。2024年2月12日，一
场大风给该湖湖冰表面带来沙尘覆盖；2月28日，一场大风吹散冰面的积雪和沙尘，使冰面成为裸冰。如图示意此次天气过程该湖湖水、湖冰、大气系统辐射传输阶段的变化情况。与积雪阶段相比，沙尘阶段沙尘反射率较低，但湖水吸收的太阳辐射较少。完成1～2题。
1.与积雪阶段相比，沙尘阶段沙尘反射率较低，但湖水吸收的太阳辐射仍然较少，主要是因为
A.沙尘放出长波辐射较多
B.沙尘吸收太阳辐射较多
C.湖冰吸收太阳辐射较多
D.湖冰反射太阳辐射较多
√
与积雪阶段相比，沙尘阶段沙尘对太阳辐射的反射率低，吸收的太阳辐射较多，向下传入湖水的太阳辐射较少，使湖水吸收的太阳辐射较少，B正确。
2.推测该时期内湖冰表层保温作用最强、白天湖冰表层升温最快的阶段分别为
A.积雪阶段、裸冰阶段
B.沙尘阶段、裸冰阶段
C.沙尘阶段、积雪阶段
D.裸冰阶段、积雪阶段
√
与裸冰阶段相比，积雪阶段和沙尘阶段有覆盖物阻隔湖冰热量散失，积雪和沙尘具有保温作用，积雪内部有气孔，热传导性较差，保温作用比沙尘强，因此
积雪阶段湖冰表层保温作用最强；裸冰阶段白天湖冰直接暴露在阳光之下，表层升温最快，故选A。
(2025·江西上饶期末)湖泊“皮肤效应”是指湖水0.5毫米厚表面温度(Ts)与50厘米深处水温(T50)的差异(Ts－T50)，差值大于零为“暖皮肤效应”，差值小于零为“冷皮肤效应”。对太湖的观测表明，“皮肤效应”主要受湖水吸收的太阳辐射、湖面与大气之间的热量交换和湖水湍流混合等过程控制。据此完成3～4题。
3.在多年平均情况下，太湖最强的“暖皮肤效应”和最强的“冷皮肤效应”分别出现在北京时间
A.0～2时；15～16时 B.7～8时；12～14时
C.15～16时；7～8时 D.12～14时；0～2时
√
一天中气温最高在14时前后，气温最低在日出前后，湖泊比热容较大，其水温变化略滞后于气温变化。15～16时前后，湖泊表层水温高，“暖皮肤效应”最强；日出前后湖泊水温达到最低，“冷皮肤效应”最强。故选C。
(2025·江西上饶期末)湖泊“皮肤效应”是指湖水0.5毫米厚表面温度(Ts)与50厘米深处水温(T50)的差异(Ts－T50)，差值大于零为“暖皮肤效应”，差值小于零为“冷皮肤效应”。对太湖的观测表明，“皮肤效应”主要受湖水吸收的太阳辐射、湖面与大气之间的热量交换和湖水湍流混合等过程控制。据此完成3～4题。
4.有利于增强太湖“皮肤效应”的天气状况是
A.阴天大风 B.阴天微风
C.晴天大风 D.晴天微风
√
50厘米深处水温变化幅度较小，阴天太阳辐射弱，湖水表面温度较低，与50厘米深处水温差异小，不利于增强太湖“皮肤效应”，A、B错。
“皮肤效应”还受湖面与大气之间的热量交换、湖水湍流混合等过程控制，大风会加剧湖面与大气之间的热量交换和湖水湍流混合，使湖水表面热量散失较快，不利于增强太湖“皮肤效应”，C错，D正确。
(2024·江苏泰州模拟)下图为“南疆沙漠腹地夏季晴天与沙尘日的地表温度与气温日变化示意图”。完成5～7题。
5.图中表示晴天地表温度变化的是
A.① B.②
C.③ D.④
√
大气的受热过程为太阳暖大地，大地暖大气，大气还大地，因此地面温度的变化幅度较气温大。晴天时，大气削弱作用和保温作用均弱，昼夜温差大；沙尘日昼夜温差较小。由图可知，①的日温差最大，代表晴天的地表温度；②的整体温度
较高，且日温差较大，代表沙尘日的地表温度；③的温度变化幅度最小，应该代表沙尘日的气温；④的温度变化幅度较③大，应该代表晴天的气温日变化，选A。
(2024·江苏泰州模拟)下图为“南疆沙漠腹地夏季晴天与沙尘日的地表温度与气温日变化示意图”。完成5～7题。
6.据图示信息可知
A.地温高于气温
B.地气温差夜晚小于白天
C.沙尘日地温变化幅度小于晴天气温变化幅度
D.地气温差沙尘日大于晴天
√
结合上题分析可知，①为晴天的地表温度，②是沙尘日的地表温度，③是沙尘日的气温，④是晴天的气温。结合图中信息，地温在夜晚时低于气温，排除A；
地气温差夜晚小于白天，B正确；
沙尘日地温变化幅度大于晴天气温变化幅度，排除C；
地气温差沙尘日小于晴天，排除D 。
(2024·江苏泰州模拟)下图为“南疆沙漠腹地夏季晴天与沙尘日的地表温度与气温日变化示意图”。完成5～7题。
7.沙尘日的最低气温高于晴天，是因为沙尘日大气
A.大气逆辐射作用强
B.白天吸收太阳辐射作用强
C.反射作用强
D.透明度差，地面辐射强
√
沙尘日空气中的杂质沙尘较多，保温作用更明显，大气逆辐射作用强，因此沙尘日的最低气温高于晴天，A正确。
(2024·福建福州联考)大气边界层位于对流层中下部，是地球表面与大气之间水热、能量交换的重要空间。地面受热之后，通过热量传导、促进对流等形式加厚大气边界层。在河西走廊某气象站的观测表明，该地大气边界层在5月达到最厚；大气边界层增厚导致浮尘容纳的空间增大，沙尘多发，而浮尘的增加又会导致大气边界层厚度减小，从而实现自我调节。据此完成8～9题。
8.与6～7月相比，该地5月大气边界层更厚，主要因为
A.太阳高度较小 B.平均气温更高
C.土壤较为干燥 D.平均风速较小
√
与6～7月相比，该地5月降水少，土壤干燥，地面升温更快，促进大气对流，更易加厚大气层边界，C正确；
太阳高度较小，温度低，对流弱，大气边界层薄，A错误；
陆地7月平均气温更高，B错误；
由于河西走廊的狭管效应，5月(春季)平均风速大，D错误。
(2024·福建福州联考)大气边界层位于对流层中下部，是地球表面与大气之间水热、能量交换的重要空间。地面受热之后，通过热量传导、促进对流等形式加厚大气边界层。在河西走廊某气象站的观测表明，该地大气边界层在5月达到最厚；大气边界层增厚导致浮尘容纳的空间增大，沙尘多发，而浮尘的增加又会导致大气边界层厚度减小，从而实现自我调节。据此完成8～9题。
9.浮尘的增多导致大气边界层厚度减小，主要因为
A.太阳辐射被削弱 B.地面辐射增强
C.大气辐射增强 D.地表反射减弱
√
浮尘通过反射、散射、吸收削弱到达地面的太阳辐射，抑制地面增温，抑制了大气的对流运动，使大气边界层厚度减小，A正确。
(2024·九省联考新疆地理)空气对流上升时水汽凝结能形成积云，其包括由液滴组成的水积云和由冰晶组成的冰积云，水汽凝结高度越高，出现冰积云的概率越大。积云的数量和类型可以直接反映下垫面的特征。下图示意我国西北地区的三个气候分区，高原气候区的年积云量明显多于其他两个地区。据此完成10～12题。
10.图中三个气候区的主要划分依据是
①地形地势　②海陆位置　③大气环流　
④植被状况
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
√
三个气候区分别是西风带气候区、高原气候区和季风气候区。根据气候区的名称可知，西风带气候区和季风气候区主要受大气环流影响，高原气候区主要受地形地势影响。故选B。
11.高原气候区的年积云量明显多于其他两个气候区，其根本原因是高原气候区
A.海拔高，下垫面对大气加热作用强
B.距海近，受海洋水汽影响大
C.冰川多，对太阳辐射的反射作用强
D.纬度低，年太阳辐射总量大
√
地面受热，空气上升易形成积云，高原地区海拔高，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，太阳辐射较丰富，地面升温快，下垫面对大气加热作用强，空气上升明显，易形成积云。故选A。
12.与水积云相比，冰积云的发育指示着
A.地面辐射较弱
B.大气保温作用较弱
C.对流强度较大
D.大气水汽含量较低
√
高空形成水积云或冰积云主要取决于水汽凝结的高度，冰积云的水汽凝结高度更高，反映出对流强度较大，气流能到达较高的位置，C正确；
对流较强往往因为下垫面温度较高，地面辐射较强，A错误；
形成冰积云是因为水汽凝结海拔高，气温低，而不是大气保温作用弱，B错误；
大气中水汽含量低，不易形成积云，D错误。故选C。
(2024·重庆渝中区模拟)大兴安岭多年冻土区位于大兴安岭最北部，在稳定的东北积雪区中是积雪最深、积雪时长最长的区域，年均积雪深度9 cm以上，年均积雪日数超过120天。下图示意1974～2020年大兴安岭北部多年冻土区积雪深度及日数年内分布统计。完成13～14题。
13.11月～次年3月该地区积雪日数相对
稳定，与此无关的因素是
A.气温较低 B.降雪日多
C.海拔较高 D.风力强劲
√
风力强劲会吹走、吹化积雪，与积雪日数相对稳定无关，故选D。
(2024·重庆渝中区模拟)大兴安岭多年冻土区位于大兴安岭最北部，在稳定的东北积雪区中是积雪最深、积雪时长最长的区域，年均积雪深度9 cm以上，年均积雪日数超过120天。下图示意1974～2020年大兴安岭北部多年冻土区积雪深度及日数年内分布统计。完成13～14题。
14.研究表明，该地冬季平均积雪深度与平均地面—雪面温差呈正相关，这表明积雪具有
A.反射作用 B.吸热作用
C.散热作用 D.保温作用
√
由材料“积雪深度与平均地面—雪面温差呈正相关”，可知积雪的厚度越大，地面—雪面温差越大，即地温远大于雪面温度，这说明积雪对地面具有保温作用，D正确。
15.(2024·广东广州模拟)阅读图文资料，完成下列要求。
与草本植物相比，木本植物的生物量较大、叶面积较大。近年来，青藏高原发生了大规模的木本植物(森林、灌丛)向草地扩张，对生长季的地表昼夜温度产生了一定影响(下图)。
(1)描述木本植物扩张对生长季夜间地表温度的影响。
答案　夜间地表温度升高；5～6月升温幅度较大；7～9月升温幅度较小(保持稳定)。
(2)从地表热量收支角度，分析木本植物扩张对生长季白天地表温度的影响。
大，水汽、云量增多，对太阳辐射的削弱增强，地表吸收热量减少；木本植物扩张，林下草本退化，裸露地表增加，地表散失热量增多；木本植物增加了地表粗糙度，地表湍流散热增多。综上所述，木本植物扩张，地表白天热量收入减少，支出增多，地表温度降低。
答案　木本植物遮挡阳光，减少了到达地表的太阳辐射；木本植物叶片较大，蒸腾量较
(3)大规模木本植物扩张，加剧还是减缓了青藏高原气候变暖？请作出判断并说明理由。
答案　减缓。理由：大规模木本植物扩张，日均地表温度下降，地面辐射减弱，大气吸收地面辐射减少，气温降低。

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