大气的组成和结构
大气的组成与结构 大气的受热过程
解析
①情形下部热上部冷，空气对流显著，利于
污染物扩散。其他三种情形，都在不同高度存在逆温现 象，不利于污染物扩散。
考点一
大气圈的组成与结构
试题调研
(2)(2010· 山东文综)下图是“某地气温随高度和时间变 化示意图”。近地面空气质量较差的时间是20时至次 日5时。 (√ )
解析
由图中看出，20时至次日5时，近地面出现逆温现象， 不利于空气中污染物的扩散。
考点二
大气的受热过程
试题调研
3．(2010· 天津文综)结合图文材料，回答问题。 随着矿物能源的大量消耗，大气中二氧化碳不断增 多。充分利用太阳能，降低二氧化碳排放，是工农业 持续发展的重要途径。
考点二
大气的受热过程
试题调研
(1)二氧化碳是一种温室气体。二氧化碳增多，是如何加 强大气“温室效应”的？
考点二
大气的受热过程
深化探究
(3)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的多寡。 如：高海拔地区——空气稀薄，大气的削弱作用弱，太 阳能丰富。内陆地区——晴天多，阴雨天少，大气的削 弱作用弱，太阳能丰富。
考点二
大气的受热过程
试题调研
1． 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。) (2009· 广东文基)气象谚语有“露重见晴天”的说 法。就此现象正确的解释是，地面辐射强，地表降 温慢。
考点一
大气圈的组成与结构
深化探究
(2)气温的时间变化
一天中气温的最高值与最低值 ①气温的日变化日平均气温 气温日较差 月均温的最高值与最低值 ②气温的年变化气温年较差 地形与气温日、年较差
考点一
大气圈的组成与结构
试题调研
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”。) (1)(2013· 浙江文综)近年来，雾霾天气在我国频繁出 现，空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气 温垂直分布的4种情形。图中最有利于雾霾大气污染 物扩散的情形是④。 (× )
大气的组成、结构与受热
B 高
低
北半球近地面
C 北半球近地面
比较风速
A
B
1000百帕 1008百帕 1016百 帕
等压线越密集，水平气压 梯度力越大，风力也越大 水平气压梯度力相同时，近地面 与高空、海面与陆地的风速？
练习：图中是北半球近地面，画出A、B两地的风向
1004 1002 A 甲 1000
B
1006 1008 1010 乙
第二节
大气圈与天气、气候
一、大气的组成与结构
1、大气圈的组成以及大气各成分的作用 干洁空气、水汽、固体杂质
大气各成分的作用
大气组成 主要 干 成分 氧 洁 空 CO2 气 次要 成分 O3 水 汽 氮 主 要 作 用 生物体（蛋白质）的基本成分 维持生物活动的必要物质 植物光合作用的原料；对地面保温 吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害 成云致雨的必要条件 对地面保温
２只受水平气压梯度力的影响—— 风向垂直等压线
风向
（hPa）
1010 1020 1030
2、受水平气压梯度力与地转偏向力的影响
（hPa）
——风向与等压线平行
468 476 484 492
500
气压梯度力 地转偏向力 风向
４、受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦 力的影响 （hPa） ——风向与等压线有一夹角 1000
地面 B A C
取暖机和空调的安装位置有何不同？为什么？
壁式空调
暖风片
一、热力环流的原理
低
高空
1020hpa
高
低
1060hpa
1100hpa
地面 高
低
受热 冷却
A C 注意：气压高低我们说的是“同一水平面” B
高中地理大气的组成和垂直分层
高中地理大气的组成和垂直分层地球的大气是由气体、固体和液体组成的。
大气主要由氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳和少量的氢气、氩气、氖气、氦气、甲烷等组成。
其中，氮气是最主要的成分，占据大气的约78%，氧气占21%，其他气体只占据很小的比例。
大气的垂直分层是根据大气的温度变化来划分的。
从地球表面往上分为对流层、平流层、跳跃层和外层空间。
每一层的特点和功能各不相同。
对流层是地球最接近表面的一层大气，它的厚度约为10-15公里。
这一层大气的温度随着海拔的上升而逐渐下降。
对流层中的气体在地球表面受到太阳辐射的加热后，会产生对流运动，形成云、风、雨等天气现象。
对流层中的氧气和水蒸气对生物和人类的生存至关重要。
平流层位于对流层之上，厚度约为15-50公里。
平流层中的温度随着海拔的上升而逐渐上升。
平流层中的气流呈现水平流动，没有明显的垂直对流。
平流层的上层是平流层顶，下层是平流层底。
平流层中的氧气和臭氧层对地球的保护起着重要作用，能够吸收大部分太阳紫外线，减少对地球生物的伤害。
跳跃层位于平流层之上，厚度约为50-80公里。
跳跃层中的温度随着海拔的上升而逐渐下降。
在这一层中，气体分子的平均自由程大于垂直尺度，不同层之间的气体不会发生混合，形成了稳定的层状结构。
跳跃层中的气体密度很低，几乎没有空气流动。
这一层对地球的气候和天气没有直接影响。
外层空间是大气的最外层，位于跳跃层之上。
外层空间中的气体密度非常低，接近于真空。
这一层中几乎没有气体分子，只有极少量的气体原子和离子。
外层空间中的气体与地球的大气没有直接接触，是太阳风和星际空间的一部分。
大气的组成和垂直分层对地球的生物和环境都起着重要的作用。
不同层中的气体组成和温度变化直接影响着地球的气候和天气现象。
人类通过研究和了解大气的组成和垂直分层，可以更好地预测天气变化，保护环境，维护生态平衡。
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二、大气垂直分层结构
1、对流层
对流层（Troposphere）是紧贴地面的一层，它受地面的 影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空 气下沉，发生对流运动，故得名对流层。
对流层顶高度：
•
平均说来，低纬度对流层顶高、高纬度对流层顶低。
•
同一地区，对流层顶高度夏季高于冬季。
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3、气溶胶粒子（大气杂质）（Aerosols）
水汽凝结物水滴和冰晶
悬浮的固体微粒烟粒、盐粒、尘粒、各种凝结核以及带电离子
等。
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1、干洁空气
N2占大气质量的78%，O2占大气质量的21%.
O3：主要分布于10~50km高度的平流层大气中，极大 值在20~35km之间。
O3可以强烈吸收太阳紫外线辐射而增温，同时也使地
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3、大气气溶胶
（1）定义 气溶胶 (Aerosols) ：指悬浮在大气中的固体微粒和 水汽凝结物。
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3、大气气溶胶
（2）对天气的影响：
– 充当水汽的凝结核，在云、雾、降水等的形成过程中起 着重要作用。
– 在一定的天气条件下，气溶胶粒子常聚集在一起，形成 霾、风沙浮尘等视程障碍现象，使大气透明度变差；
大气的状态用气温、气压、湿度、风、云、降水、 能见度等气象要素 （Meteorological Element）表示。
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一、大气组成
1、干洁空气（Dry Air）
除水汽、气溶胶以外的整个混合气体
2、水汽（Water Vapor）
垂直和水平分布差异较大；大气中唯一能发生相变的成分，来 源于地面，含量变化。容积计约占0~5%。
大气的结构与组成
大气的结构与构成大气的结构与构成一、大气结构大气圈：受地心引力而随地球旋转的大气层，厚度从地表到1000—1400km高度范围，总质量为6000×1015kg，为地球质量的百万分之一大气在垂直方向上的物理性质有显著的差异。
依据温度、成分、电荷等物理性质，以及大气的垂直运动情形，可将大气分为五层。
1、对流层（1）厚度：下界－地面，不及整个厚度的1％。
但是由于地球引力的作用，这一层集中了整个大气90%的质量。
它具有以下三个基本特征。
（2）、特征：1）、对流层中气温随高度加添而降低，一般为－6、50C/1km。
2）、空气对流运动显著，且低纬夏季强，高纬冬季弱。
3）、气象要素水平分布不均匀，由于受地表性质差异影响大，因些温度、湿度的水平分布不均，于是可产生一系列物理过程，形成多而杂的天气现象。
2、平流层厚度：对流层顶－50—60 公里特点：对流层顶到35—45公里左右的高度气温不变，称同温层，35公里以上升温快，到顶部可接近00C，平流层15—35km集中了大气中大部分的臭氧。
3、中心层厚度：80—85 公里特点：气温随高度上升而快速下降，并有猛烈的垂直运动，在这一层顶部，气温降到—830C———1130C以下。
4、暖层（电离层）厚度：中心层顶－800公里特点：气温随高度上升而快速上升，在300公里处达10000C。
这重要由于全部波长0.175μm的太阳紫外线辐射都为该层中的大气物质所汲取，并处于高度电离状态，所以又称电离层。
电离层能反射短波波段的无线电波，故在远距离短波无线电通讯中具有紧要意义。
5、散逸层（外层）即800公里以上的大气层。
气温随高度而上升，由于温度高，空气粒子运动速度很快，又距地球较远，地球引力作用小，大气质点常常散逸至星际空间。
二、大气的构成1、构成：混合气体、水汽和悬浮微粒构成2、干洁空气：除去水汽和悬浮微粒的空气，重要成分是氮（78.1%）、氧（20.9%）和氩（0.9%），合占干洁空气总容积的99.9％。
地球大气层的结构和成分
地球大气层的结构和成分地球大气层是地球表面上的一层气体包层。
它由多种气体组成，形成了很多颜色斑斓的云朵，构成了我们所看到的壮美景象。
然而，这些气体和云朵并不是不受影响的，它们受到日光和宇宙射线的影响，进行着错综复杂的变化。
为了更好的理解地球大气层的结构和成分，让我们来深入探索一下。
一、地球大气层的结构地球大气层可以分为4个主要层次，从地球表面向上分别为对流层、平流层、中间层和顶层。
其中，对流层和平流层组成了大气层的大部分，并且大多数的天气现象也发生在这两个层次。
1. 对流层对流层是地球大气层最底层的一层，它从地球表面开始，大约延伸到10-15千米的高度。
这层的特点是温度逐渐下降，同时大气压力也逐渐下降。
在这个层次中，大气运动主要通过对流来进行，空气受到地球表面的日照和热量的影响，形成了气流和气团，从而形成了各种气象现象。
2. 平流层平流层从对流层开始，一直延伸到50千米高度。
在这一层中，气温逐渐上升，同时气压逐渐降低。
这个层次中没有气流，空气运动较为缓慢。
平流层的温度上升是由于臭氧的吸收和辐射所致，也因此这一层中含有丰富的臭氧，起到了屏蔽宇宙射线的作用。
3. 中间层中间层从50千米高度开始，一直延伸到80千米高度。
在这一层中，气温逐渐下降，气压逐渐上升。
在这个层次中，水云层和极光等现象就经常发生。
4. 顶层顶层指的是地球大气层的最上面一层，从80千米高度到地球表面外部。
在这个层次中，气温开始逐渐上升，但是由于大气压力极低，这一层中非常稀薄。
顶层如此之薄，使得它经常受到宇宙辐射的影响。
二、地球大气层的成分地球大气层由一系列气体和微粒组成，其中包括氧气、氮气、稀有气体、水蒸气、二氧化碳、氢、氦等等。
这些气体和微粒的组成是地球大气层具有特殊性质的重要原因。
1. 氮气氮气占地球大气层81%的比例，是地球大气层的主要成分。
氮气本身无色无味，是一种化学惰性气体，在地球大气层中有巨大的物理稳定性，不容易被释放到空中。
大气层的结构了解大气层的组成和功能
大气层的结构了解大气层的组成和功能大气层的结构：了解大气层的组成和功能大气层是地球固有的外包层，由各种气体和微粒组成，围绕地球表面呈层状环绕。
它在维持地球生命和气候平衡方面起着非常重要的作用。
本文将详细介绍大气层的结构、组成和功能，以便更好地了解地球的气候系统。
一、大气层的结构大气层的结构可以分为四个主要的层，从地球表面往上分别是对流层、平流层、中间层和外层。
1. 对流层对流层是最接近地球的一层，也是大气层中最低的一层。
它的厚度大约为10-15千米。
在对流层内，温度随着海拔的升高而逐渐下降。
大部分的气象现象，如云、雨、风都发生在这一层。
2. 平流层平流层位于对流层上方，大约从对流层顶部延伸到约50千米的高度。
在平流层，温度随着海拔的升高而稳定，而且逐渐开始上升。
平流层中的空气很稳定，飞机通常在这一层内飞行。
3. 中间层中间层是位于平流层上方的一层大气层。
在约80千米的高度开始，中间层的温度逐渐上升。
这一层主要由臭氧层组成，它起到屏蔽地球上的紫外线辐射的重要作用。
4. 外层外层是大气层中最顶层的一层，也被称为热层。
从中间层顶部开始，外层延伸到约600公里高的位置。
在这一层中，温度随着海拔的升高而逐渐上升。
二、大气层的组成大气层主要由氮气、氧气、水蒸气、稀有气体和微粒组成。
1. 氮气氮气是大气层中占比最大的成分，约占总体积的78%。
它是地球上各种生物所需要的基本元素。
2. 氧气氧气是占据大气层次要的成分，约占总体积的21%。
它是动物呼吸和维持燃烧的重要基础。
3. 水蒸气水蒸气是大气层中非常重要的一部分，它会转化为云和降水，对地球的水循环和气候产生重要影响。
4. 稀有气体稀有气体包括氩气、氦气、氖气、氪气和氙气，它们的含量相对较低。
5. 微粒微粒主要包括灰尘、烟尘、盐粒、细菌等微小的颗粒物质。
三、大气层的功能大气层在地球上有多种重要功能，对于维持生命和气候平衡起着关键作用。
1. 保护大气层起到了保护地球的重要作用。
大气的组成及其垂直结构
中间层顶部到高出海面800km； 气温随高度升高而增高； 气体分子是高度电离的； 神州7号飞行区域；
暖层以上； 气温很高，但空气比较稀薄； 空气粒子可以摆脱地球引力而散逸； 是火箭、空间站、人造卫星等的运行空间；
表示大气状态的气象要素主要包括：气温、气压、气湿、风、云、能见度等。
1.（单选） 主要天气现象发生在大气圈垂直结构的哪一层?
A 对流层
B 平流层
C 散逸层
D 中间层
2.（单选） 天气预报的气温是距地面（ ）米高处百叶箱内的气温?
A 0.5
B1
C 1.5
D5
3.（单选）风速一般是指距离地面（ ）米所测得的速度?
A1
B5
C 10
D 100
1.（单选） 主要天气现象发生在大气圈垂直结构的哪一层?
不定组分
3
组分的含量不确定，它与生产生活活动直接有关 。如:粉尘、SOx、NOx及CO等。
1.大气圈的定义 通常把受地心引力而随地球旋转的大气称为大气圈。
2.大气圈的垂直结构
整个地球大气层像是一座高大的而又独特的“楼房”，按 其成分、温度、密度等物理性质在垂直方向上的变化，世界气 象组织把这座“楼”分为五层，自下而上依次是：对流层、平 流层、中间层、暖层和散逸层。
十一二级少有见。
大气中水汽的凝结现象叫做云
云量:天空被云遮蔽的层数(我国10等分，国外8等分)
云高:云底距离地面的高度 低云(2500m以下) 中云(2500~5000m) 高云(5000m以上)
当时的天气条件下，正常视力的人，在天空背景下能看清目标物的最 大水平距离(级别0~9级，相应距离为50~50000米)。能见度的大小反映了 大气的混浊程度，反映出大气中杂质的多少。
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大气的组成和结构
一、大气的组成
大气是由多种气体混合组成的，按其成分可以概括为三部分：干燥清洁的空气、水汽和悬浮微粒。
干洁空气的主要成分是氮、氧、氩、二氧化碳气体，其含量占全部干洁空气的 99.996% （体积）；氖、氦、氪、甲烷等次要成分只占 0.004% 左右，如表 5 － 1 所示。
由于空气的垂直运动、水平运动以及分子扩散，使得干洁空气的组成比例直到 90 － 100km 的高度还基本保持不变。
也就是说，在人类经常活动的范围内，任何地方干洁空气的物理性质是基本相同的。
例如，干洁空气的平均分子量为 28.966 ，在标准状态下（ 273.15K ， latm ）密度为 1.293kg /m3。
大气中的水蒸汽主要来自海水的蒸发，少量来自江河、湖泊水的蒸发以及因土壤、植物的蒸腾作用。
大气中的水汽含量，随着时间、地点、气象条件等不同而有较大变化，在正常状态下其变化范围为 0.02-6% 。
大气中的水汽含量虽然很少，但却导致了各种复杂的天气现象：云、雾、雨、雪、霜、露等。
这些现象不仅引起大气中湿度的变化，而且还引起热量的转化。
同时，水汽又具有很强的吸收长波辐射的能力，对地面的保温起着重要的作用。
大气中的悬浮微粒，除水汽凝结物如云、雾滴、冰晶等，主要是大气尘埃和悬浮在空气中的其他杂质。
二、大气圈的结构
根据大气在垂直方向上温度、化学成分等物理性质的差异，同时考虑到大气的垂直运动状况，可将大气圈分为五层（图 5 － 1 ）。
（一）对流层
对流层是大气的最低层，其厚度随纬度和季节而变化。
在赤道低纬度区为 17 ～ 18km ；在中纬度地区为 10 ～ 12km ；两极附近高纬度地区为 8 ～ 9km 。
夏季较厚，冬季较薄。
这一层的显著特点：一是气温随高度升高而递减，大约每上升 100m ，温度降低0.6 ℃ ～
0.65 ℃ 。
由于贴近地面的空气受地面辐射增温的影响而膨胀上升，上面冷空气下沉，故在垂直方向上形成强烈的对流；二是密度大，对流层虽然相对于大气圈的总厚度来说很薄，但是它的质量却占大气总质量的 3/4 以上。
图 5-1 大气圈的层状结构
（—） = 负值温度垂直梯度（ + ） = 正值温度垂直梯度
在对流层中，因受地表的影响不同，又可分为两层。
在 1 ～ 2km 以下，受地表机械力、热力强烈作用的影响，通称为摩擦层或边界层，排入大气的污染物绝大部分活动在此层。
在 1 ～ 2km 以上，受地表影响变小，称为自由大气层，主要天气现象如云、雾、雨、雪、雹的形成均在此层。
对流层和人类的关系最为密切。
（二）平流层
对流层顶到 50km 的大气层为平流层。
在平流层下层，即 30 ～ 35km 以下，温度随高度降低变化较小，气温趋于稳定，所以又称同温层；在 30 ～ 35km 以上，温度随高度升高而升高。
这是因为，在高约 15 ～ 35km 的范围内，有厚约 20km 的一层臭氧层。
因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力，同时在紫外线的作用下可被分解为原子氧和分子氧。
当它们重新化合生成臭氧时，可以热的形式释放出大量的能量，使平流层的温度升高。
平流层能大量吸收紫外线，使地球生物免受紫外线的照射，同时又对地球起保温作用。
平流层的空气没有垂直对流运动，平流运动占显著优势，空气比对流层稀薄得多且干燥，水汽、尘埃的含量甚微，大气透明度好，很难出现云、雨等天气现象。
（三）中间层
从平流层顶到 80km 高度的一层称为中间层，该层空气更为稀薄，有强烈的垂直对流运动，气温随高度增加而下降，该层顶部温度可降至 -83 ～ -113 ℃ 。
（四）热成层
从 80km 到约 500km 的高空称为热成层。
该层的下部基本上是由分子氮所组成，而上部是由原子氧所组成。
原子氧层可吸收太阳辐射出的紫外光，因而在这层中的气体温度随高度增加而迅速增加。
层内温度很高，昼夜变化很大。
由于太阳和宇宙射线的作用，该层大部分空气分子发生电离，使其具有较高密度的带电粒子，故又称为电离层。
电离层能反射地面发射的电磁波，对地面的无线电通讯起到十分重要的作用。
（五）逸散层
热成层以上的大气层作为逸散层，该层空气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大部分分子发生电离，使质子的含量大大超过中性氢原子的含量。
逸散层空气极为稀薄，其密度几乎与太空密度相同。
由于空气受地心引力极小，气体及微粒可以从这层被碰撞出地球重力场而进入太空逸散。
对逸散层的高度还没有一致的看法，实际上地球大气与星际空间并没有截然的界限。
该层的温度也是随高度增加而略有增加的。