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用心爱心专心三.《地球上的大气》1．地球的圈层结构及各圈层的主要特点（１）地球的圈层结构:包括由地核、地慢、地壳组成的内部圈层和由大气圈、水圈、生物圈组成的外部圈层。（２）地球内部各圈层的特点：①地核的外核为液态或熔融状，内核为铁镍固体；②地慢为铁镁固体，地慢上部的软流层为岩浆发源地；③地壳厚度不均，陆壳厚洋壳薄，地壳上为硅铝层，下为硅镁层；（３）地球外部各圈层的特点：①大气圈高度愈增大气密度愈降；②水圈由液、固、气三态组成，连续而不均匀分布；③生物圈与地壳、大气圈、水圈交叉分布且相互渗透，是包括人类在内的生命最活跃的圈层。2.地球内部圈层划分（3）划分：以两个不连续面（莫霍界面、古登堡界面）将地球的内部圈层分为地壳、地幔、地核三层。（4）岩石圈包括地壳和地幔顶部（软流层以上），全部由岩石构成，是构成地貌、土壤的物质基础，提供各种矿产资源。岩石圈与其它三个外部圈层（大气圈、水圈、生物圈）一起，构成了人类生存的地理环境。3.地球外部的四大圈层：大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。(1)大气圈的作用：提供生命活动所需要的大气，而且还是生物生存的保护层等，对人类有重大作用。(2)大气的主要成分及各种成分的环境意义:(3)大气保护:总的说来，自然界干洁空气中各部分的含量处于动态平衡中，但是不合理的人类活动，能够改变大气各种成分的含量（特别是微量气体，如、臭氧的含量的变化）。当前，特别引起人类关注的是全球二氧化碳甲烷等温室气体含量上升和臭氧含量减少的现象，已经对人类的生存环境产生了重大的负面影响。4．大气的垂直分层和各层的基本特点：（1）大气层虽然有数千千米（一般认为有2000～3000千米），但其质量的3/4以上却分布在离地面十几千米的低层。依据各大气层温度（如图5-1）、密度和运动状况，我们可以将大气层分成对流层、平流层和高层大气。用心爱心专心(2)大气层的基本特点见下表：5．大气受热过程（１）“大气”是指低层大气，其高度不超过对流层顶。（２）了解大气受热，需要明确大气的热量来源，即导致大气运动的能量来源。太阳辐射是大气根本的热源，地面（包括陆面和海面）是大气直接的热源。（３）大气受热过程，实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程。其中，大气温室效应及其作用是需要重点阐述的基本原理。（４）学习大气受热过程，是为理解大气运动打基础，所以，大气热力环流是需要阐述的另一个基本原理。大气热力环流是大气不均匀受热的结果。大气不均匀受热主要是由太阳辐射的纬度差异和下垫面热性质差异引起的。大气不均匀受热是大气运动的主要原因，大气热力环流则是理解许多大气运动类型的理论基础。小到城市热岛环流，大到全球性大气环流，都可以用大气热力环流的原理来解释。（５）学习和说明大气受热过程，需要借用一些原理示意图，如大气温室效应示意图、大气热力环流形成示意图等。6.大气热力作用(1)大气对太阳辐射的吸收：太阳辐射在穿过大气层时，高层大气中的氧原子、平流层中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。因此大气对太阳辐射的吸收作用是有选择性的。又由于太阳辐射中能量最强部分集中在波长较短的可见光部分，因此大气直接吸收的太阳辐射是很少的。（2）大气对地面的保温作用：地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上，使地面增温；大气对地面长波辐射却是隔热层，把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面。人们把大气的这种作用，称为大气的保温作用。用心爱心专心据计算，如果没有大气，地球表面平均温度为—18℃，实际为15℃。大气的保温作用，使地面温度提高了33℃多。（3）大气的热力过程:太阳辐射透过地球大气到达地球表面，在地面和大气之间进行一系列能量转换。如上图，其过程包括：①到达地球的太阳辐射，一部分能量被大气吸收、反射和散射而削弱，只有一半左右的太阳辐射能量到达地面。②地面吸收太阳辐射而增温，同时向外放出地面辐射。③大气吸收了地面辐射的绝大部分，同时向外释放出大气辐射，大气辐射除极小部分射向宇宙空间，绝大部分又以大气逆辐射的形式射向地面而对地面具有保温作用。(４)大气热力作用原理应用：①阴天的白天气温比较低的原因？这主要是由于大气对太阳辐射的削弱作用引起的，厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射，所以气温低。②晴朗的天空为什么是蔚蓝色的？这是由于大气的散射作用引起的，蓝色光最容易被小的空气分子散射。③日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的？这是由于散射作用造成的，散射作用将太阳辐射的一部分能量射向四面八方，所以在黎明和黄昏虽然看不见太阳，但天空仍很明亮。④霜冻为什么出现在晴朗的早晨（晴朗的夜晚气温低）？这是由于晴朗的夜晚大气的保温作弱，地面热量迅速散失，气温随之降低。⑤沙漠地区（晴天）为什么气温日较差大？沙漠地区晴天多，白天大气对太阳辐射的削弱作用小，气温高；夜晚大气对地面的保温作用弱，气温低。⑥青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区？青藏高原的海拔高度，空气稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。(５)全球的热量平衡①多年平均来看，地球（地面和大气）热量收支平衡。②全球热量平衡与人类生存发展的关系：第一、全球每年平均气温比较稳定，有利于人类的生存与活动。第二、人类通过改变大气的组成或改变地面的热力状况，可以影响大气的热力作用过程，从而改变局部地区甚至是全球的气候。例如：人类向大气中大量排放二氧化碳等用心爱心专心温室气体，使得大气热量的收支失去平衡，导致热量平衡失调，全球变暖；人类改变地面状况（植被覆盖状况、水域面积等）可以影响地面获得热量的多少和改变地面辐射，而使局部小气候发生改变。（６）太阳辐射（光照）与天气、地势关系：①晴朗的天气、地势高空气稀薄，光照越强；②我国太阳能的分布青藏高原最高，四川盆地最低。7、气温与天气：白天多云，气温不高（云层反射作用强）；夜晚多云，气温较高（大气逆辐射强）。8、气温的时间分布：（１）气温的日变化：（２）气温年变化：（北半球为例，南半球相反）9、气温的空间分布：（１）气温的垂直分布：对流层气温随高度的增加而递减（２）气温的水平分布：①纬度分布：气温都从低纬向两极递减：在南北半球上，无论7月或1月，这是一般规律，∵低纬地区获得太阳辐射能量多，气温就高；高纬地区获得太阳辐射能量少，气温就低。我国热量最丰富的地区：海南岛②海陆分布：夏季陆地﹥海洋，冬季海洋﹥陆地；南半球的等温线比北半球平直：说明：南半球同纬度地区气温变化不大。∵南半球海洋比北半球广阔得多。③气温高的地方，等温线向高纬凸出，反之，气温低的地方，等温线向低纬凸出。北半球同一纬度上，一月等温线向南（低纬）凸出，海洋上则向北（高纬）凸出。（7月份正好相反）。∵在同一纬度上，冬季大陆气温比海洋低，夏季大陆气温比海洋高。【记法】：一陆南凸；高高低低。④7月世界最热在北纬20°-30°的沙漠地区。1月北半球最冷在西伯利亚。世界最低温在南极洲大陆上。10、气温年较差：用心爱心专心（１）影响因素：海陆热力性质；地表植被水分状况；云雨多少。（２）变化规律：内陆﹥沿海，大陆性气候﹥海洋性气候，裸地﹥草地﹥林地﹥湖泊，晴天﹥阴天。（３）气温年较差低纬小，高纬大（∵低纬正午太阳高度、昼夜长短的变化幅度小；高纬相反）（４）注意：影响气温分布的因素：①纬度（纬度低气温高，纬度高气温低）；②地形、地势（海拔每升高1000米，气温降低6℃。）；③下垫面性质（海陆位置、植被状况）；④天气状况（白天晴天比阴雨天气温高，多云的夜晚比晴朗的夜晚气温高）。11.热力环流(1)概念：冷热不均引起的大气运动，是大气运动最简单的形式(2)形成：冷热不均（大气运动的根本原因）→空气的垂直运动→同一水平面气压差异→大气水平运动→热力环流。(3)热力环流模式六大关系:a.热流关系:受热气流上升,冷却气流下沉;b.温压关系:受热低气压,冷却高气压;c.压压关系:近地面和高空气压高低相间分布;d.压风关系:风向由高压到低压;e.压线关系:高低气压与等压线弯曲是凸高凹低(向上凸出为高气压,向下凹为低气压);f.流气关系:气流相对上升为阴雨雪天气,下沉为晴好天气;(4)理解热力环流应注意的问题：①气压是指单位面积上所承受的大气柱的质量，因此在同一地点，气压随高度的增加而减小；用心爱心专心②通常所说的高气压、低气压是指同一水平高度上气压高低状况。比较气压的高低要在同一水平高度上进行比较，垂直方向气压下面高于上面。③等压面是空间气压值相等的各点所组成的面，等压面突起的地方是高压区；等压面下凹的地方是低压区。地面受热均匀等压面一般呈水平状态，地面受热不均匀，则往往因其等压面的上凸或下凹。④判断气压高低，既要考虑高度因素又要结合等压面的凹凸状况。(5)大气运动在生活中的运用：①海陆风：受海陆热力性质差异影响形成的大气运动形式。白天，在太阳照射下，陆地升温快，气温高，空气膨胀上升，近地面气压降低（高空气压升高），形成“海风”；夜晚情况正好相反，空气运动形成“陆风”。②山谷风：白天，因山坡上的空气强烈增温，导致暖空气沿山坡上升，形成谷风。夜间因山坡空气迅速冷却，密度增大，因而沿坡下滑，流入谷地，形成山风。③城市风：由于城市人口集中并不断增多，工业发达，居民生活、工业生产和交通工具消耗大量的燃料，释放大量的废热，导致城市气温高于郊区，形成“城市热岛”。当大气环流微弱时，由于城市热岛的存在，引起空气在城市上升，在郊区下沉，在城市和郊区之间形成了小型的热力环流，称为城市风。研究城市风对于搞好城市环境保护有重要意义:污染严重的企业应布局在城市风下沉距离以外，绿化带应布局在城市风下沉距离以内。(6)大气的水平运动——风①从热力环流可以看出，冷热不均的直接后果之一是使得水平面上产生了气压差异，从而促使大气从气压高的地方流向气压低的地方。由此可见，水平气压梯度力是形成风的直接原因。要认清影响风向的三种力的相互关系。②不同情况下风向特点：地面风向与等压线斜交，空中风向与等压线平行。（北半球右偏，南半球左偏）12、热力环流的性质特点（1）水平方向相邻地面热的地方——垂直气流上升――低气压（气旋）——阴雨（2）水平方向相邻地面冷的地方——垂直气流下沉――高气压（反气旋）——晴朗（3）垂直方向的气温气压分布：随海拔升高，虽然气温降低，但是空气变稀，气压降低。（4）来自低纬的气流——暖湿用心爱心专心（5）来自高纬的气流——冷干（6）来自海洋的气流——湿（7）来自大陆的气流（离陆风）——干（8）两种性质不同的气流相遇——锋面——阴雨、风13、水平方向气压与气温：近地面，气温高，空气膨胀上升，地面形成低压；反之，气温低，近地面的空气收缩下沉，地面形成高压。14.风的形成：大气的水平运动叫风，水平气压梯度力是形成风的直接原因，等压线愈密风速愈大。15、风向：（1）风向－—风的来向；（2）风向与等压线关系：①高空大气的风向:是气压梯度力和地转偏向力共同作用的结果，风向与等压线平行；②近地面的风:受气压梯度力、地转偏向力和磨擦力的共同影响，风向与等压线之间成一夹角。（3）根据等压线的分布确定风向：以右图为例画A点的风向及其受力①确定水平气压梯度力的方向：垂直于等压线并且由高压指向低压②确定地转偏向力方向：与风向垂直，北半球右偏，南半球左偏③近地面受磨擦力（方向与风向相反）的影响，风向与等压线斜交16．等压线图的判读（1）等压线图：同一海拔高度上气压水平分布情况。（2）等压线图判读：首先识别气压场的基本形式，其次判断风力大小和风向；最后分析天气变化。（3）判读规律：①等压线的排列和数值：低压中心——(中心为上升气流)；高压中心——(中心为下沉气流)；高压脊(线)——类似于等高线图中的山脊(脊线)；低压槽(线)——类似于等高线图中的山谷(槽线)用心爱心专心②等压线的疏密程度：(决定风力大小)等压线密集——气压梯度力大——风力大；等压线稀疏——气压梯度力小——风力小③在等压线图上判定风向(任意点)和天气形势：Ａ.在等压线图上，任一地点风向