第一节-大气的组成和垂直分层

第二单元自然环境中的物质运动和能量交换第二讲大气环境长沙市周南中学李瑶大气一、组成和垂直分层二、热力作用三、大气运动四、全球气压带、风带五、气候类型六、常见的天气系统知识结构第一节大气的组成和垂直分层气体成分作用体积分数水汽固体杂质N2O2CO2O3生物体的基本成分维持生命活动必需的物质植物光合作用的原料；对地面保温干洁空气吸收紫外线（“地球生命的保护伞”）天气变化的重要角色成云致雨的必要条件78.09%20.95%0.003%0.00006%因时因地而异一、大气的组成人类活动影响着大气的成分和含量燃烧矿物燃料、大肆砍伐热带雨林→CO2增加→“温室效应”制冷工业发展→氟氯烃含量增加→破坏O3层，使大气中臭氧含量减少二、大气的垂直分层依据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分为对流层、平流层和高层大气。臭氧层电离层平流层对流层高层大气对流层特点：•气温随高度的增加而递减——地面是对流层大气的主要的直接热源（-6°C）/1000M对流层对流层特点：•气温随高度的增加而递减——上冷下热，有利于空气的对流；对流层的高度因纬度而异，低纬度地面受热多，对流旺盛，对流层高度可达17～18千米；高纬度地面受热少，对流运动弱，对流层高度仅8～9千米。对流运动显著对流层温度(℃)高度(千米)12②①③④以上属对流层的是()知识应用①(3)对流层特点：气温随高度的增加而递减天气现象复杂多变对流运动显著对流层平流层特点：•气温随高度增高。平流运动为主——上热下冷，大气稳定，不易形成对流，以平流运动为主，利于飞行——该层大气主要靠臭氧吸收大量紫外线而增温。臭氧层平流层高层大气•电离层反射无线电短波——2000~3000千米的高空为地球大气的上界。——80~500千米的高空，有若干电离层。特点：气压很低，密度很小。电离层高层大气小中见大大中见小高三地理复习的思路与方法习题有关地理问题地理规律和原理归纳总结应用解决对流层中气温的垂直分布①气温随海拔升高而降低(0.6℃/100m)地面为对流层大气的直接热源越向上空气密度越小，水汽、CO2越少气温垂直递减率大小与水汽含量有关(水汽含量越多，递减率越小)②对流层底部受地面影响最大，中上层受影响较小回顾：例1.读焚风示意图，判断下列说法正确的是()A.降水量一般随高度增加而减少B.据图计算可知，乙坡气温垂直递减率大于一般的气温垂直递减率C.由于乙坡比甲坡热量充足，所以对农业生产有利D.若图示山峰冬季出现积雪，则甲坡雪线高于乙坡B例题2对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因是：上层实际气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。图3表示四种对流层气温分布状况，分析图3回答1～2题。(04高考)1.①图表示的气温降低速率在()A．3000米以下低于垂直递减率B．3000～6000米高于垂直递减率C．6000米以下等于垂直递减率D．6000米以下均低于垂直递减率1.①图表示的气温降低速率在()A．3000米以下低于垂直递减率B．3000～6000米高于垂直递减率C．6000米以下等于垂直递减率D．6000米以下均低于垂直递减率－14℃－35℃B例2.对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因是：上层实际气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。图3表示四种对流层气温分布状况，分析图回答1～2题。(04高考)2.飞机可以在5000米高度平稳飞行的是()A.①B.②C.③D.④D例3.读下列相关材料，回答问题材料二：在考察过程中，起初空气潮湿，气温每百米降0.8℃。某一高度后，空气逐渐干爽，气温每百米降低0.5℃。翻过山顶往山下走，气温每百米升高1℃。(1)计算同一海拔高度A、B两地的气温。？18饱和凝结18℃0.8℃/100米0.5℃/100米13℃1℃/100米22℃2228（2）在爬山过程中，在什么高度附近气温的垂直递减率发生了明显的变化？并描述此高度附近的天气差异。（3）描述在考察过程中，山坡两侧天气的明显差异。（4）运用所学原理，分析为什么他们越往高处走，海拔越越高，气温越低。（5）山地阻挡了海洋气流的深人，山地常成为气候类型的分界线。试各举中国和世界的一个例子加以说明。（2）1000米1000米附近以下云雨天气，以上天气晴朗（3）迎风坡多云雨；背风坡天气多晴朗（4）海拔越高，空气越稀薄，虽然太阳辐射较强，但空气保温作用较弱，地面失去的热量较获得的热量多，所以海拔越高气温越低（5）中国：大兴安岭、贺兰山等阻挡东南季风进入，是我国季风气候与非季风气候的分界线.世界：如科迪勒拉山系，阻挡海洋水汽进入，形成南、北美洲大陆西岸与东岸、中部气候类型的差异.逆温现象逆温现象一、含义:一般情况下，对流层的某一高度出现气温随高度增加而递增的现象，这种气温逆转的现象就是逆温现象。对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射。离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂直递减率为-0.6℃/100米。如果出现气温随高度增加垂直递减率小于-0.6℃/100米或者气温上升都可以看作是逆温现象。二、形成：1、辐射逆温：在晴朗无风或微风的夜晚，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；离地面愈高，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温（见下图）。随着地面辐射冷却速度加快，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。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。夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。•冬季强于夏季；低谷盆地强于山顶。2、平流逆温：当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响而迅速降温，上层空气因距离较远，降温较慢，于是产生逆温。逆温的强弱，主要由暖空气和地面的温差决定。温差越大，逆温越强。冬半年，在中纬度的沿海地区，因为那里海陆的温差显著，当海上暖空气流到大陆上时，常常出现平流逆温。•暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，会发生接触冷却的作用，越近地面降温越多。暖空气冷地面较暖空气•伦敦多雾的原因分析。3.地形逆温：常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的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的，所以称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有两百多天出现逆温现象。4.锋面逆温：对流层中，冷暖空气相遇，形成锋面。在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较显著，也可出现逆温。由于锋面是从地面向冷空气上方倾斜的，逆温层也随锋面的倾斜而呈倾斜状态。因此逆温现象只能在冷空气所控制的地区内观察到。千米℃试一试:请画出锋面附近垂直方向气温随高度变化曲线图。逆温现象三、逆温产生的影响:利：弊：弊：不管是何种原因形成的逆温，对天气和大气污染的扩散都有相当大的影响，都会对空气质量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使能见度变差，使大气污染更为严重。利：由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流的发展，所以逆温的好处有：①可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。②逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。例题：读下表，在风速大致相同，而气温垂直分布不同的A、B、C、D四种情况中，最有利于该地某工厂78米高的烟囱烟尘扩散的是（）20米40米60米80米100米A16.3℃16.6℃16.8℃17.0℃17.1℃B21.0℃21.0℃20.9℃20.9℃21.0℃C20.9℃20.8℃20.6℃20.2℃20.0℃D15.2℃14.8℃14.7℃14.9℃15.2℃C•解析:•主要通过看78米高度以上气温的垂直分布状况，上冷下热即呈正常分布时有利于气流的扩散，上热下冷即呈逆温分布时不利于气流的扩散。对照ABCD四项气温的垂直分布情况，可以得知在ABD三项60-100米高度存在着逆温，故只有C项才有利于工厂灰尘的扩散。•答案:C例题．下列四种气温垂直变化状况最有利于非典型肺炎扩散的是（）C例4.图甲表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TS≥T时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图”(图乙)。回答下列问题。(2000年广东)(1)若TS稳定在－8℃，该城市气温至少要上升到______℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为_____时。18℃TS=－8℃T地=10℃TS＜T非逆温T地＞10℃T＞－8℃(TS)103000米-8℃T实际温度≥T理论温度(即正常温度)时,出现逆温,近地面空气运动受阻地面温度至少上升到-------度以上时,逆温层才会消失。10℃例4.图甲表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TS≥T时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图”(图乙)。回答下列问题。(2000年广东)(1)若TS稳定在－8℃，该城市气温至少要上升到______℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为_____时。108例4.图甲表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为T。3000米高空的实际温度为TS。当TS≥T时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读“某城市春季气温日变化图”(图乙)。回答下列问题。(2000年广东)(2)一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到净化空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选择在_____时以后10(1)若TS稳定在－8℃，该城市气温至少要上升到______℃以上时，逆温现象才会结束，这时的时间约为_____时。108读某城某日清晨低层大气剖面图,回答：（1）图中气温分布异常部分是①②③中的，判断的理由是。（2）该城市工业高度集中，汽车数以百万计，当天发生了重大的烟雾事件，造成这一事件的人为原因是；气象原因是；地形原因是（3）在商业区、居民区、近郊工业区、农田区域中，烟雾浓度最大的是②气温随高度增加而上升（逆温层）汽车尾气与工业废气的大量排放出现逆温层，大气污染物不易扩散盆地地形，易出现逆温现象近郊工业区例54）若该城市众多工厂、汽车大量排放CO2、SO2、NO2，产生的大量环境污染主要有什么？（3分）CO2;温室效应，气候变暖；SO2与NO2;产生酸雨O2等在紫外线作用下，发生光化学反应，产生光化学烟雾。〖解析〗（1）从图中可以看出随高度的上升①、③两处气温都是下降的；②处气温是上升的即可得出结论。（2）工厂排放的大气污染物、汽车排放的尾气是产生烟雾的物质来源；逆温的存在象盖子一样阻止了向上的湍流扩散，对污染物的扩散会造成很不利的影响，加重了低层大气的污染；低洼的地形不利于气流的扩散，高空的风对污染物的稀释作用不明显。（3）商业区和居民区是汽车尾气的主要发生地，近郊工业区是工业大气污染物的排放地，逆温的存在使污染物不易被扩散，且近郊工业区又处商业区、居民区的下风地带，所以烟雾浓度为最大。〖答案〗(1)②，②处的温度随高度增加而上升。（2）工厂排放大量煤烟、粉尘，汽车排放的尾气，使凝结核增多，烟雾弥漫；②处的气温下部低于上部即逆温的存在，抑制了气流的上升，不利于扩散，加重了低层大气的污染；商业居民区位于低洼地，气流不易扩散，加重了污染程度。（3）近郊工业区南京北城郊秋季某日垂直温度梯度（0C/100米）时空变化图。完成下列三题：（1）该日此地发生大气逆温现象的时段是：A.8时-16时30分B.17时-23时C.16时30分-7时D.23时-5时（2）发生大气逆温现象的最大高度约为：A.500米B.100米C.350米D.150米（3）当某地大气发生逆温时：A.空气对流更加显著B.抑制污染物向上扩散C.有利于大气成云致雨D.减少大气中臭氧的含量CBC