大气的垂直分层、受热过程、大气运动
必修一大气的分层和受热过程
大气的垂直分层、受热过程和运动考点一大气的受热过程1大气的组成和垂直分层1.组成：主要是干洁空气（氮气比例接近百分之八十，氧气接近百分之二十）、水汽、尘埃（水汽的凝结核）等。
2.分层(1)对流层：气温随高度升高而降低，对流运动显著，天气现象复杂多变，与人类关系最密切。
(2)平流层：气温随高度升高而升高，大气平稳，天气晴朗，适合飞行飞行。
(3)高层大气：存在若干电离层，对无线电通信有重要作用。
2对流层大气的受热过程(1)大气受热过程地面是对流层大气热量的直接来源，太阳辐射是根本来源，大气的受热过程如下图：(2)大气的两大热力作用(云量越大，大气的热力作用越强。
)①削弱作用：大气层中水汽、云层、尘埃等对太阳辐射具有削弱作用，使到达地面的太阳辐射有所减弱。
云量越多，大气越浑浊，削弱作用越强。
②保温作用：大气逆辐射对近地面大气的热量起到了补偿的功能，减少了大气的热量损失，起到了保温作用。
云量越多，大气越浑浊，大气逆辐射越强。
2大气受热过程原理应用分析方法(1)在生产生活中的应用①解释温室气体大量排放对全球变暖的影响②在农业中的应用：利用温室大棚生产反季节蔬菜；利用烟雾防霜冻；果园中铺沙或鹅卵石不但能防止土壤水分蒸发，还能增加昼夜温差，有利于水果的糖分积累等。
(2)影响昼夜温差大小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、下垫面性质几方面分析。
①地势高低：地势高则大气稀薄，使白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作用都弱，故昼夜温差大。
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，故昼夜温差大。
③下垫面性质：下垫面的比热容大，则地面增温和降温速度都慢，故昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。
考点二热力环流与大气的水平运动1热力环流(1)大气运动的根本原因：太阳辐射纬度分布不均导致高低纬度间的热量差异。
(2)形成过程近地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上存在气压差异→空气的水平运动→形成热力环流。
对流层大气的受热过程和大气的水平运动
对流层大气的受热过程和大气的水平运动一、大气的受热过程1.大气的垂直分层读大气垂直分层示意图，回答问题。
代号名称温度变化与人类的关系A 对流层气温随高度增加而降低最密切，云、雨、雾、雪等天气现象均发生在本层B 平流层气温随高度增加而升高气流以平流运动为主，利于高空飞行；臭氧层被称为地球生命的保护伞C 高层大气随高度增加气温先降低再升高存在电离层，对无线电短波通信有重要作用【深度思考1】为什么对流层和平流层的温度垂直分布和大气运动不同？提示对流层大气的直接热源是地面，因此温度随高度增加而降低。
因下部热上部冷，所以对流运动显著；平流层因所含的臭氧层吸收太阳紫外线而使其增温，因此温度随高度增加而升高。
因下部冷上部热，所以大气以平流运动为主。
2.对流层大气的受热过程读太阳辐射与地面辐射、大气逆辐射示意图，回答问题。
(1)大气对太阳辐射的削弱作用：表现形式为a选择性吸收、散射和b反射。
(2)地面辐射和大气辐射：图中字母性质意义地面辐射 B 长波辐射是对流层大气增温的直接能量来源大气辐射 C 长波辐射大气逆辐射(e)使地面增温(3)影响地面辐射的主要因素。
①纬度因素：太阳辐射强度从低纬向两极递减。
②下垫面因素：影响吸收和反射的太阳辐射比例。
③其他因素：其中气象因素的影响最大。
3.大气对太阳辐射的削弱作用(1)表现形式：a选择性吸收、散射和b反射。
(2)削弱强度：对流层大气基本上不能直接吸收太阳辐射的能量。
①平流层臭氧吸收紫外线吸收作用②对流层水汽和二氧化碳吸收红外线反射作用云层和较大颗粒尘埃，无选择性反射散射作用空气分子或微小尘埃→使天空呈蔚蓝或白色(可对比月球) 【深度思考2】为什么晴朗的早晨反而比阴天的早晨气温更低一些？提示晴天的早晨，天空中云量少，大气逆辐射弱，地面损失的热量多，故较阴天的早晨气温低。
4.陆地气温的时间变化规律最高气温出现时间最低气温出现时间差值变化差异日变化约14时日出前后日较差内陆地区日较差较大，沿海地区日较差较小年变化北半球7月北半球1月年较差内陆地区年较差大，沿海地区年较差小南半球1月南半球7月二、热力环流1.形成原因：地面冷热不均。
大气的垂直分层、受热过程和运动
3.下图中，昼夜温差最小的是 D
A A2 A1
读左图，回答问题：
B2 C2 B C1 C
B1
1、A、B、C中表示短 波辐射是（ A ） ， 表示长波辐射的是 （ B、C ） 。
2、A1小于A的原因是 ( 大气对太阳辐 射的削弱作用 )， 3、C1表示( 大气吸收地面辐射 ),
4 、B1称为( 大气逆辐射
反射 散射
蓝、紫色光 最易被散射
向四面八方散 射，有选择性
根据所学知识解释自然现象（一）：
1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空 为什么仍是明亮的？
（大气对太阳辐射的散射作用）
2、 为什么赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是 全球太阳辐射强度最大的地区？
量多，大气的反射作用强。
赤道地区空气对流旺盛，多云雨，云
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
大气对太阳辐射的吸收 表现形式 大气对太阳辐射的反射（主要） 大气对太阳辐射的散射
大气对太阳辐射的吸收作用
1、从臭氧、二氧化碳 分析P44表格，指 和水汽的吸收作用可 出太阳辐射经过大 知大气对太阳辐射的 气各层时都有哪些 吸收具有什么特性？
部分被吸收？
（选择性）
高 层 大 气 平 流 层 对 流 层
热力环流和风
一、热力环流
1、几个常用概念 A、 气压： 单位面积上空气柱的重量 高度升高，气压减小 高空
1000m
P2
1060hpa 1100hpa
P1
500m
A
地面
B、高压、低压： 同一高度上，空气密度越大，气压值越大，称为 高压；密度越小，气压值越小，称为低压 同一高度（水平面）上空气由高压向低压运动
对流层
中纬 10~12km
大气垂直分层、受热过程
愈近地表，降温愈快
出现于锋面附近
冷空气沿斜坡向低谷和盆地流动
出现于山谷或盆地
辐射雾形成原因： ①水汽充足（空气湿润）； ②夜晚地面辐射强（夜晚温度低或夜晚降温快）； ③空气比较稳定（近地面水汽积存）； ④尘埃多，凝结核多。
（3）辐射逆温的生消过程
（4）逆温的危害
无论哪种条件造成的逆温，都会对大气质量造成很大的影响。这是
的________ ② 。(填代号)
3、长江中下游平原比华北平原纬度低，但 年太阳辐射总量却比华北平原小。其原因主 要与图中的哪个因素数值大有关（ ） A A．① B．② C．④ D．⑤
① ③ ④ 太 ② 阳
地 面
大 ⑤ 气
宇 宙
③
实例
各种波长
气温不高
波长较短的可 有选择性 见光(蓝紫光) 各种波长 蔚蓝色的天空
无选择性 灰蒙蒙的天空;太空的背景; 黎明、黄昏时明亮的天空；
图解大气对太阳辐射的削弱作用
影响大气对太阳辐射削弱作用的因素:
1、太阳高度 （最主要） 2、气象因素： （1）、大气的透明度（云雾量的多少） （2）、日照时数 3、海拔（地势）
第2课 大气环境——
大气的垂直分层、 受热过程及运动
一、大气的垂直分层
1、分层依据：温度、密度和大气运动状况垂直变化 2、各大气层的基本特征：
大气 分层
气温垂直变化 规律 原因
空气 运动
天气 现象
与人类的 关系
有电离层，能反射无 线电波，利于无线电 通信
高层 大气
无
下层变化很 臭氧吸收太 平流运动为 小，30千米 阳紫外线增 主，大气稳 以上，迅速 温 定 升高
平流层 对流层
天气 晴朗
《大气的受热过程与运动》 讲义
《大气的受热过程与运动》讲义一、大气的组成和垂直分层首先，让我们来了解一下大气的组成。
大气主要由干洁空气、水汽和固体杂质组成。
干洁空气的主要成分包括氮气、氧气、氩气等，其中氮气和氧气所占的比例最大。
水汽的含量因地区和时间的不同而有所变化，它在天气变化和水循环中起着重要作用。
固体杂质则包括尘埃、花粉、孢子等微小颗粒，它们对大气的能见度和气候变化有一定影响。
接下来是大气的垂直分层。
根据温度、密度和大气运动状况，大气自下而上可以分为对流层、平流层和高层大气。
对流层是最接近地球表面的一层，平均厚度约为 12 千米。
在对流层中，气温随高度的升高而降低，这是因为对流层的热量主要来自地面辐射。
对流层的大气对流运动显著，天气现象复杂多变，如云、雨、雪等都发生在这一层。
平流层位于对流层之上，从对流层顶到约 50 千米的高度。
在平流层中，气温随高度的升高而升高，这是因为平流层中存在着臭氧层，能够吸收太阳紫外线，使大气增温。
平流层的大气以水平运动为主，气流平稳，适合飞机飞行。
高层大气是指平流层顶以上的大气，其温度随高度的变化较为复杂。
高层大气中有电离层，能够反射无线电波，对无线电通信具有重要意义。
二、大气的受热过程大气的受热过程主要包括太阳辐射、地面辐射和大气辐射三个环节。
太阳辐射是大气受热的根本能量来源。
太阳辐射的能量主要集中在可见光波段，它穿过大气层时，会被大气中的水汽、二氧化碳等气体以及尘埃等物质吸收、散射和反射，从而使到达地面的太阳辐射有所减少。
地面吸收了太阳辐射后，温度升高，同时向外辐射能量，形成地面辐射。
地面辐射的能量主要集中在红外线波段，由于地面温度相对较低，所以地面辐射的波长较长。
地面辐射的大部分被大气中的水汽和二氧化碳等气体吸收，使大气增温。
大气吸收了地面辐射后，也会向外辐射能量，形成大气辐射。
大气辐射的一部分射向地面，称为大气逆辐射。
大气逆辐射对地面起到了保温作用，使得地面在夜间的温度不会降得太低，从而减小了昼夜温差。
2.1大气的组成和垂直分层知识总结人教版(2019)必修一
第二章地球上的大气第一节大气的组成和垂直分层一、大气的组成2.臭氧大气中臭氧的含量很少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。
臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用。
3.人类活动影响大气成分人类活动排放的污染物影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类造成不利影响。
二、大气的垂直分层根据大气在垂直方向上的温度、运动状况和密度等方面的差异，大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
好，适合航空飞行汽、杂质少高层大气平流层顶到2000—3000千米气压低，空气密度很小；在80-500千米存在若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态从平流层顶向上约40千米，温度随高度升高而递减；之后随高度的升高而递增从平流层顶向上约40千米范围内对流运动明显；再往上大气以水平运动为主三、拓展——逆温现象(1)定义：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 ℃/km。
(2)影响：①阻碍空气对流，抑制沙尘暴。
②逆温时大气结构稳定，加重大气污染。
第二节大气受热过程和大气运动一、大气的受热过程：1.大气的热源（1）太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。
（2）地面长波辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
2.大气对太阳辐射的削弱作用表现形式参与作用的大气成分常见的自然现象选择性吸收水汽、二氧化碳（对流层）；臭氧（平流层）；氧原子（高层大气）平流层中的臭氧能吸收紫外线，队地球生物具有保护作用散射空气分子、尘埃等晴朗的天空呈蔚蓝色（在太阳辐射的可见光中，蓝、紫光波长短，容易被空气分子散射）反射云层和较大颗粒的尘埃夏季多云的白天，气温不太高3.大气的受热过程大气的受热过程实质上就是一个热量的传输过程，该传输过程可以划分成三个环节，如下图所示：①太阳暖大地：大部分太阳辐射透过大气射到地面，使地面增温。
大气的垂直分层受热过程及运动
大气的垂直分层受热过程及运动
大气的垂直分层包括了对流层、平流层、平流层以上的臭氧层和热层。
对流层是大气最接近地表的一层，它的厚度大约为10-15公里。
在对流层中，由于受到地表的直接加热以及水汽的蒸发等影响，温度随着高度的增
加而逐渐下降。
这种温度递减的现象被称为对流层递减。
平流层是在对流层之上的一层，它的厚度大约为10-50公里。
在平流
层中，温度随着高度的增加略有上升或保持稳定。
这是因为在这个高度范
围内，大气的主要运动是水平的平流，而不是垂直的对流。
平流层以上的臭氧层是在平流层之上的一层，它的厚度约为10-50公里。
臭氧层含有大量的臭氧分子，这些分子可以吸收太阳的紫外线辐射，
从而保护地表免受紫外线的损害。
臭氧层的存在使得大气温度随着高度的
增加而逐渐上升。
热层是在臭氧层之上的一层，它的厚度约为50公里以上。
在这一层中，大气的温度逐渐上升，达到了数千度甚至更高的温度。
这是由于热层
受到太阳的辐射和磁场的影响。
太阳辐射和磁场对热层的热量输送产生了
显著的影响，使得热层的温度比其他层更高。
总体上，大气的垂直分层是由大气受热过程及运动所驱动形成的。
太
阳辐射通过对流、辐射和蒸发等方式将热量传递到大气中，导致大气在垂
直方向上产生不同的温度和密度分布。
这种分层结构对地球上的气候和天
气产生了重要的影响，并对生物圈的发展和生存环境产生了重要的影响。
大气运动规律---大气垂直分层、受热过程
一、大气的垂直分层、 对流层大气的受热过程
1
高考考点：
理解大气的受热过程,说明大气保温作用的主 要原理.
2/16
探究一、大气圈的组成与结构（同桌互动）
高度（千米）
宇宙火箭 人造卫星
流星
极光
思考
高
层 1.对流层平流层气温随海拔升高， 是如何变化的？
大 对流层：气温随高度增加而递减
2、图中3种辐射，短波辐射和长波辐射各有哪些?
3、描述大气的受热过程。短长波波辐辐射射：：太地阳面辐辐射射 大气辐射（大气逆辐射）9/16
(3)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、下垫面性质几方面分析。 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→地面增温和降温速 度都慢→昼夜温差小，如海洋的昼夜温差一般小于陆地。
C．b代表的辐射主要被大气中的臭氧吸收
D．c代表的辐射与天气状况无关
2的．做朱法开，山有一利家于燃烧C柴草防御霜冻
A．增强a辐射
B．增强b辐射
C．增强c辐射
D．改变b的辐射方向
（2010.山东文综）图2为
北半球中纬度某地某日5次 观测到的近地面气温垂直分 布示意图。当日天气晴朗， 日出时间为5时。读图回答 下题。
（2009广东）地面辐射与地面吸收的大气逆辐射之差称为有效辐 射。读图4并结合所学知识，回答12—13题。
12．关于甲、乙、丙三地多年平均年有效辐射总量的空间分布， 下列叙述正确的是
A．由甲地向乙地急剧增加 C
高三一轮复习大气的垂直分层-受热过程和运动
流 层
对流层顶到 50~55km
原因：主要靠O3吸收太阳 紫外线增温
②水气、杂质少， 能见度好，利于高 空飞行。
①对流运动显著
对
高纬___8_~_9_k_m__
气温随高度增加而递减
o
②大气质量的3/4几乎
流 中纬___1_0_~_1_2_k_m_
（－0.6 C/100m）
全部的水气、杂质
层
原因：直接热源是_地__面__ ③天气现象复杂多变
注：“巴山”指巴蜀之地地势平坦的谷 地地区
48
3.城市风
郊区
市区
郊区
49
4.其他
如：沙漠与森林之间的热力环流
50
[典型例题]暑期，某中学地理兴趣小组研究城市热岛效应。据 图回答1～2题。
1.如图为兴趣小组绘制的“城市热岛效应强度示意图”，若纵
坐标代表城区与郊区温度差，则横坐标不可能代表的是( B )
27
28
思考1：
夏季天空多云时，白天气温不会太高；多云的夜晚 通常比晴朗的夜晚温暖些。
白天多云，对太阳辐射
的削弱作用强。
夜晚多云，大气逆辐射作
用（保温作用）强。 29
思考：
2.日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空为 什么仍是明亮的？
大气的散射作用 3.为什么太阳光日出日落时呈红色而白天其它时候呈 白色，？
C.大气热量直接来自太阳辐射 D.气温日较差自下而上增大
14
四、对流层大气的受热过程
15
（一）大气的对太阳辐射的削弱作用
（1）吸收作用
高 层 大 气
平
流
臭氧大量吸收紫外线
层
对 流 层
二氧化碳、水汽吸收 红外线
《大气的受热过程与运动》 讲义
《大气的受热过程与运动》讲义一、大气的组成和垂直分层在深入探讨大气的受热过程与运动之前，咱们先来了解一下大气的基本构成和垂直分层。
大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成。
干洁空气当中，氮气约占78%，氧气约占21%，剩下的1%由氩气、二氧化碳、臭氧等气体构成。
而大气的垂直分层呢，通常可以分为对流层、平流层和高层大气。
对流层是最接近地面的一层，平均厚度约 12 千米。
这一层的气温随着高度的增加而降低，因为地面是大气的主要热源嘛，离地面越远，得到的热量就越少。
而且对流层的空气对流运动显著，天气现象复杂多变，咱们平常感受到的风、云、雨、雪等几乎都发生在这一层。
平流层位于对流层之上，从对流层顶到约 50 千米的高空。
在这一层，气温随着高度的增加而升高，这主要是因为这里有大量的臭氧，能够吸收太阳紫外线，从而使得气温升高。
平流层的气流相对稳定，适合飞机飞行。
再往上就是高层大气了，这一层的空气非常稀薄，一些人造卫星就在这一层运行。
二、大气的受热过程接下来，咱们重点讲讲大气的受热过程。
太阳辐射是地球大气最重要的能量来源。
太阳辐射穿过大气时，会被大气削弱一部分。
削弱的方式主要有三种：吸收、散射和反射。
大气中的臭氧、水汽和二氧化碳等会吸收太阳辐射中的特定波长，比如臭氧主要吸收紫外线，水汽和二氧化碳主要吸收红外线。
散射则会让天空呈现出蓝色。
当太阳辐射遇到大气中的微小颗粒，光线就会向四面八方散射，其中波长较短的蓝光更容易被散射，所以我们看到的天空通常是蓝色的。
反射主要是云层和较大的尘埃颗粒把太阳辐射反射回太空。
当太阳辐射到达地面后，地面会吸收一部分，并将其余部分反射回去。
地面吸收的太阳辐射转化为热能，使得地面温度升高。
地面升温后，会向外释放长波辐射，也就是地面辐射。
大气中的水汽和二氧化碳等主要吸收地面辐射，从而使大气增温。
所以说，大气的受热过程实际上就是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间的能量转换过程。
打个比方，太阳就像一个大火炉，不断向地球发射热量（太阳辐射）。
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大气的垂直分层、受热过程、大气运动
考点一：大气的垂直分层
(1)对流层的平均高度为12千米。
低纬度地区气温高，对流强烈，可达17千米～18千米。
高纬度地区仅8千米～9千米。
(2)从近地面到高空，大气密度逐渐减小，气压逐渐降低，水汽、尘埃含量逐渐减少。
补充1：逆温现象
逆温有两种情况：
① 在对流层底部，气温随高度增加而增加的现象，被称为“逆温”；
②如果由地面到高空气温垂直递减率每100米下降的温度低于0.6℃，也算逆温。
我国地处中纬度地带，属季风气候，逆温现象经常出现。
一旦逆温出现，将严重阻碍空气垂直运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成，使大气污染更加严重。
考点二：大气的受热过程及其应用
(1)大气中的二氧化碳和水汽能够强烈吸收地面长波辐射，故大气中二氧化碳和水汽含量
较大时，大气保温作用较强。
如下面两例：
①采用塑料大棚发展农业，玻璃温室育苗
等。
原理：塑料薄膜、玻璃与二氧化碳具有相
同的功能，能让太阳短波辐射透射进入，
而地面长波辐射却不能穿透塑料薄膜或玻
璃散失，从而将热量保留在塑料大棚或玻
璃温室里。
②秋冬季节，北方农民常用人造烟幕的办
法来增强大气逆辐射，使地里的农作物免
遭冻害。
(2)海拔高、空气稀薄、晴天多、大气洁净的地区，太阳辐射强，如青藏高原、西北地区。
补充1：削弱作用（选择性吸收（co2、H2O、尘埃、吸收红外光），反射变化
（阴晴）、选择性散射）
考点三热力环流的形成与等压面图的判读
1．热力环流的形成过程
近地面冷热不均→空气的垂直运动(上升或下沉)→同一水平面上存在气压差异→空气的水平运动→形成热力环流。
如下图所示：
2．常见的热力环流形式及其影响
海陆热力性质不同，山谷、山坡冷热不均，人类活动都有可能导致热力环流的形成。
具体分析如下所示：
(1)海陆风
影响海陆风：使滨海地区气温日较差减小，降水增多。
(2)山谷风
影响山谷风：在山谷和盆地常因夜间的山风吹向谷底，使谷底和盆地内形成逆温层，阻碍了空气的垂直运动，易造成大气污染。
(3)城市热岛环流
影响城市风：一般将绿化带布置于气流下沉处或下沉距离以内，将卫星城或污染较重的
工厂布局于下沉距离之外。
考点四大气的水平运动
下图是“某日08时和20时海平面气压分布图”(单位：百帕)。
读图回答下题。
由08时到20时，图中
A．①地风向偏北，风力逐渐减弱
B．②地受高压脊控制，天气持续晴朗
C．低气压中心向东北方向移动并增强
D．气旋中心附近暖锋移动快于冷锋
1．影响大气水平运动的作用力
风是在水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力共同作用下形成的，三力特点具体如下表
第一步：在等压线图中，按要求画出过该点的切线并作垂直于切线的虚线箭头(由高压指向低压，但并非一定指向低压中心)，表示水平气压梯度力的方向。
第二步：确定南、北半球后，面向水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转30°～45°角，画出实线箭头，即为经过该点的风向。
如下图所示(北半球)：
阅读下图，回答下列问题。
(1)图中甲乙两个气压中心中，高压中心为，低压中心为。
(2)试比较A、B两地的风力大小。
(3)C、D两地的天气状况一般有何差异？。