地理专题8大气的组成和垂直分层.docx
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地理专题8大气的组成和垂直分层
地理-专题8-大气的组成和垂直分层
专题8大气的组成和垂直分层
【知识梳理】
1.大气的组成和作用
大气组成
主要作用
干
洁
空
气
主要
成分
N2
组成生物体的基本成分
O2
维持生命活动的必要物质
次要
成分
CO2
植物光合作用的原料;对地面保温作用
O3
吸收紫外线,使地球上的生
物免遭过量紫外线的伤害
水汽
成云致雨的必要条件;对地面保温作用
固体杂质
成云致雨的必要条件
2、大气的垂直分层(依据:
温度、密度和大气运动状况在垂直方向上的差异)
层次
物质构成
气温变化及大气运动特点
原因
分析
对人类主要的
影响
对流层
3/4的大气质量和几乎全部的水汽和尘埃
1、水汽、尘埃杂质多;
2、气温随高度增加而递减(热量来自于地面,每上升1000米降低6.5℃);
3、对流运动显著;天气气候变化显著
热量绝大部分来自地面
天气现象复杂多变
平流层
臭氧的集中分布层
1、气温随高度增加而增加(臭氧大量吸收太阳紫外线)
2、大气以水平运动为主
臭氧吸收紫外线
最佳的民航飞行层、探空气球飞行层
中间层
1、气温随高度增加而递减,
2、对流运动显著(高空对流层)
几乎没有臭氧
电离层
电离状态体
(又叫热层)
气温随高度增加而增加(氧原子吸收太阳紫外线)
氧原子吸收太阳紫外线
电离层能反射无线电波,有人造卫星和极光
散逸层
稀薄的大气
一些高速运动的气体分子散逸到宇宙空间
受地球引力最小
有极光和宇宙火箭穿越
注意:
1不同纬度、不同季节对流层厚度不同:
受热多,对流旺盛,对流层高度越多。
纬度越高,对流层厚度越小。
夏季对流层厚度比冬季大。
②对流层对流运动显著的原因:
气温下高上低,大气不稳定。
③对流层天气变化显著的原因:
水汽杂质含量多,易成云致雨;大气对流运动显著
④平流层成为最佳航空飞行层的原因:
大气以水平运动为主;水汽尘埃少,大气能见度好。
3、大气圈对地球生命的保护
1)防弹衣:
可防止陨石或者流星体撞击
2)遮阳伞:
大气对到达地表的太阳辐射有削弱作用(几乎削弱一半)
①反射:
无选择性,太阳辐射穿过大气时,被大气中的云层和较大尘埃将其一部分反射到宇宙空间去,从而削弱到达地面的太阳辐射(多云的白天温度低些)
②散射:
大气中小颗粒的成分将太阳辐射散射向各个方向,有选择性(蓝天的形成)
③吸收:
臭氧吸收紫外线,水汽和二氧化碳吸收长波辐射。
3)保温被:
大气中的水汽、尘埃和二氧化碳能吸收并释放长波辐射,使地表保持一定的温度。
(多云的夜晚温度高些、霜冻多发生于秋冬季节晴朗的夜晚)
可补充:
4.太阳辐射强度
(1)影响因素:
太阳高度角和大气的厚度和透明度
(2)世界年太阳辐射量的分布:
总体上由低纬向高纬减少。
(3)世界年太阳辐射量最大区:
北非撒哈拉沙漠地区:
终年受副热带高气压和信风控制,降水少,大气的透明度好。
赤道地区年太阳辐射量不是最多的原因:
虽然纬度较低,太阳高度角大,但是终年受赤道低气压控制,降水多,大气的厚度大,透明度差。
(4)我国年太阳辐射量最大区:
最高,青藏高原:
海拔高,大气稀薄,大气透明度好。
其次,西北地区:
深居内陆,远离海洋,降水少,大气透明度好。
(5)我国年太阳辐射量较少区域:
四川盆地和云贵高原:
多阴雨云雾,大气的厚度大。
【图表解读】
1.大气的垂直分层示意图
左图反映了大气困气温垂直分布的特点。
图的横坐标表示气温,纵坐标代表垂直距离。
图中的曲线表示温度随高度的变化。
在对流层内,近地面气层的温度大约在18℃左右;随着高度的升高,气温是逐渐下降的,大约每升高100米气温下降0.6℃,这样,在对流层顶平均气温下降到大约-55℃。
不过在图上表示的仅是一个平均状况。
从对流层顶到50~55公里的高度范围内,为平流层。
这一层中,从图上的温度曲线看,总的趋势是随高度的升高,温度也逐渐增高,是由于这一层中的臭氧吸收了大量的太阳紫外辐射,而使气温增高。
中间层的主要特点是气温随高度的增加而迅速下降。
情况与对流层大致相同,所以,这一层又称为高空对流层。
暖层(电离层)的特点是气温随高度的增高而迅速上升。
这一层之所以温度特高,主要是因为空气中的氧分子分解为氧原子,氧原子大量地吸收太阳紫外辐射的结果。
2.大气的保温作用示意图
“大气的保温作用示意图”用箭头表示了三种辐射:
太阳辐射、大气辐射和地面辐射。
太阳辐射为短波辐射,大气辐射和地面辐射部属于长波辐射。
太阳辐射穿过大气层时,很少的一部分被大气所吸收,大部分射向地表,使地表温度增高。
增温的地表以长波辐射的形式向外辐射能量,即图中右侧的地面辐射。
其中大部分地面辐射被地球周围的大气所吸收,少部分透过大气射向宇宙空间。
大气对于太阳短波辐射的吸收能力很小,但对地表长波辐射的吸收能力却很大。
大气吸收了大量的地面长波辐射,使本身的温度升高。
大气本身也向外辐射能量,一部分能量射向宇宙空间,而大部分能量则是射向地球表面,因为它的方向正好和地面辐射的方向相反,所以叫大气逆辐射。
大气通过逆辐射的方式又把热量还给了地面,使地面又从大气得到热量,在一定程度上就补偿了由于地面辐射所损失的热量,起到了保温作用,使地表的温度变化不致于特别剧烈。
3、对流层中的逆温现象及其成因
对流层的大气温度常随距地面的高度增加而下降,但这种气温的梯度变化并非固定不变。
实际上,有时可能出现温度随高度上升而增高现象,称为逆温。
出现逆温的大气有一定的厚度,这层大气称为逆温层。
逆温形成的原因有很多种:
(1)地面辐射辐射逆温:
下图表明了这种辐射逆温的生消过程。
图a为正常气温垂直分布情况;
在晴朗无云或少云的夜晚,地面辐射很快冷却,贴近地面的大气层也随之降温。
由于空气愈靠近地面,受地面的影响愈大,所以,离地面愈近,降温愈多;离地面愈远,降温愈少,因而形成了自地面开始的逆温(图b);
随着地面辐射冷却的加剧,逆温逐渐向上扩展,黎明时达最强(图c);
一般日出后,太阳辐射逐渐增强,地面很快增温,逆温便逐渐自下而上消失(图d、e)。
辐射逆温在大陆上常年可见。
夏季夜短,逆温层薄,消失快,冬季夜长,逆温层厚,消失慢。
(2)地形逆温:
常发生在山谷。
山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升,从而出现温度的倒置现象。
这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成,如美国的洛杉矾因周围三面环山,每年有200多天出现逆温现象。
出现逆温现象时,由于不能产生垂直对流,阻碍了空气的垂直对流运动,妨碍了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散,使近地面的污染物“无路可走”,只好“原地不动”,越积越厚,烟尘遮天蔽日,使能见度变差,空气污染势必加重。
尤其是城市和工业区上空,由于凝结核多,易产生浓雾天气,有的甚至造成严重的大气污染事件,如光化学烟雾等。
逆温天气,应调整户外活动和开窗通风时间。
应选择上午10时至下午3时这段时间进行户外活动和开窗通风,避开下午6时至第二天上午8时这个污染高峰时间。
逆温层对人们的健康造成很大危害。
为了尽量避免它的不利影响,保护人类环境,维护人民生命财产的安全,我们一方面必须详细了解低层大气中的逆温层,找出其规律性,这样才能对于防止大气污染提供可靠的气象依据。
另一方面,要采取必要的措施,想方设法防止逆温层的产生,这就是要减少或消除污染源,大力种树、种草、种花等,绿化美化环境。
【重点、难点分析】
1.考试重点:
1)大气的垂直分层和对流层、平流层大气运动的主要特点:
选择题或者综合题皆有可能考到,掌握大气垂直分层的顺序以及每一层的特点等基础知识。
2)大气圈对地球生命的保护意义:
综合题可能性较大,主要考查的是大气对太阳辐射的作用和对流层的热源。
2.考试难点:
1)根据大气的垂直分层示意图,分析大气分层结构和对人类的影响。
2)通过大气圈的保温作用示意图,分析大气圈对地球生命环境的意义。
3.与其他章节的联系:
大气的垂直分层为专题9“行星风系”中的“大气环流”提供必备的知识和原理;“大气圈对地球生命的保护”对地球生命环境的形成提供条件。
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