1、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 1. 低层大气（25 千米以下）的成分及作用 低层大气组成体积%作用 干洁空气氮气78氮是地球上生物体的基本元素 氧气21氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 二氧化碳0.038（变动） 绿色植物进行光合作用的基本原料，且吸收地面 辐射的能力强，使气温升高 水汽很少水的相变，产生云、雾、雪等天气现象，同时伴 随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的 温度 固体杂质很少作为凝结核，是成云致雨的必要条件 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
2、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。 大气成分的变化原因危害对策 二氧化碳增多人类燃烧矿物燃料；砍伐 森林 加剧温室效应，使全 球气候变暖 改变能源结构，减少 矿物燃料的使用量； 植树造林 臭氧减少制冷设备大量排放氟氯 烃化合物，破坏臭氧层 紫外线增多，对人体 健康造成危害 限制氟氯烃化合物的 使用，积极使用绿色 制冷剂等 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。 垂直分层高
3、度分布主要特点原因 对流层低纬度地区：17-18 千 米 中纬度地区：10-12 千 米 高纬度地区：8-9 千米 气温随着高度升高而递减，海 拔越高， 气温越低， 每上升 100 米，气温下降 0.6 热量绝大部分来自地 面，地面是对流层大 气 直接热源， 离地面 越高，气温越低 对流运动显著上冷下热，对流旺盛 云、雨、雾、雪等天气现象复 杂多变，与人类关系最密切 水汽、杂质多，对流 运动显著 平流层对流层顶部至50-55千 米高空 起初气温变化小，30 千米以上 气温迅速上升 臭氧大量吸收太阳紫 外线，使地面上的生 物免受过多的紫外线 的伤害 大气以水平运动为主上热下冷 大气平稳，天气晴朗
4、，能见度以平流运动为主，水 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：阻碍空气对流，抑制沙尘暴。 逆温时大气结
5、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
6、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： 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 。 大地暖大气：地面以长波辐射的方式向大气传递热量，使大气增温。 大 气 还 大 地 ： 大 气 截 留 绝 大 部 分 地 面 放 出 的 热 量 并 以 大 气 逆 辐 射 的形式将热量返还给大地，从而起到保温作用。 二.大气对地面的保温作用 大气在增温的同时，也向外辐射长波辐射，其中大部分朝向地面，其方向与地面辐射方向 相反，称为大气逆辐射，大气逆辐射把热量还给地面，在一定程度上补偿了地面辐射损失的 热量，对地面起到了保温作用。 三、大气热力环流 由于地面冷热
7、不均而形成的空气环流， 称为大气热力环流， 它是大气运动的一种最简单 的形式。 1.热力环流的形成 (1)气流方向：在图中“”上画出箭头，完成热力 环流。 答案画图略。(箭头呈顺时针方向) (2)气压比较：甲、乙、丙、丁四地气压由高到低排 列甲乙丙丁。 (3)气温比较：甲、乙、丙、丁气温由高到低排列 乙甲丙 丁。 (4)等压面变化：在同一高度上，高气压处等压面向高空凸出，低气压处等压面向地面凸出。 即“高高低低”规律。 (5)热力环流形成的根本原因是冷热不均。 （6）近地面冷热不均大气垂直运动（上升或下沉）同一水平面上气压差异大气由 高压区流向低压区大气的水平运动，形成低空的热力环流。 2.小
8、结：“两运动两差异” (1)垂直运动：热气流上升、冷气流下沉。 (2)水平运动：气流由高压流向低压。 (3)近地面气压差异：冷高压热低压。 (4)垂直方向气压差异：垂直方向上近地面与高空高低压名称相反，但高空气压低于近地面。 3.常见热力环流 (1)城市风环流 影响： 一般将绿化带布局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 气流下沉距离之外。 (2)海陆风环流 影响：使滨海地区气温日较差减小，降水增多。 (3)山谷风 影响：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。 四、大气的水平运动风 1、水平气压梯度力、地转偏
9、向力、摩擦力的比较 作用力水平气压梯度力地转偏向力摩擦力 方向垂直于等压线，指向 低压区 与风向垂直，北半球 向右偏，南半球向左 偏 与风向相反 大小由气压梯度决定（等 压线越密，水平气压 梯度力越大） 与下垫面状况有关 对风的影响促使空气由高压区流 向低压区，是形成风 的直接动力，既影响 风速又影响风向 促使风向偏离水平气 压梯度力的方向，只 影响风向不影响风速 对风有阻碍作用，可 减小风速，既影响风 速又影响风向 2. 不同高度的风的受力状况和风向 风的类型作用力风的受力及风向（北半球） 名称方向受力分析风向 高空风水平气压梯度力垂直于等压线， 由高压指向低压 受二力（水平气 压梯度力和地
10、转 偏向力）作用 风向平行于等压 线 地转偏向力垂直于风向 近地面风水平气压梯度力垂直于等压线， 由高压指向低压 受三力（水平气 压梯度力、地转 偏 向 力 和 摩 擦 力）作用 风 向 斜 穿 等 压 线，由高压吹向 低压地转偏向力垂直于风向 摩擦力与风向相反 五.等压线图中风向的判断方法 第一步：在等压线图中，垂直于等压线且由高压指向低压画出虚线箭头，表示水平气压梯度 力的方向。 第二步：沿着水平气压梯度力方向向右(北半球)或向左(南半球)偏转 3045，画出实线箭 头，即为经过该点的风向。如下图所示(北半球)： 1.判读气压形势 (1)低压中心(如图 1 中乙处)：等压线呈闭合曲线，中心
11、气压比四周气压低(中心为上升气流)。 (2)高压中心(如图 1 中甲处)：等压线呈闭合曲线，中心气压比四周气压高(中心为下沉气流)。 (3)高压脊(如图 1 中丙处)：高气压延 伸出来的狭长区域，弯曲最大处各点的连线叫脊线。 (4)低压槽(如图 1 中丁处)：低气压延伸出来的狭长区域，弯曲最大处各点的连线叫槽线。 (5)鞍部：两个低压和两个高压交汇处，其气压值比高压中心低，比低压中心高。 2.判断南、北半球 (1)风向在水平气压梯度力的右侧北半球。 (2)风向在水平气压梯度力的左侧南半球。 3.判断风向 首先明确高低气压；其次确定水平气压梯度力的方向；最后根据南、北半球画出偏向风(如 图 2
12、中 A 地吹偏南风)。 4.判断风力(风速)大小 (1)等压线密集水平气压梯度力大风力大(如图 3 中乙地)。 (2)等压线稀疏水平气压梯度力小风力小(如图 3 中甲地)。 5.判断季节 (1)夏季(北半球 7 月、南半球 1 月)：大陆内部一般为低压。 (2)冬季(北半球 1 月、南半球 7 月)：大陆内部一般为高压。 6.判断天气状况 (1)由高纬吹向低纬的风寒冷干燥。 (2)由低纬吹向高纬的风温暖湿润。 (3)低气压过境时，多阴雨天气；高气压过境时，多晴朗天气。 (4)低压中心和低压槽控制区多阴雨天气，如图 1 中乙处和丁处；高压中心和高压脊控制区 多晴朗天气，如图 1 中甲处和丙处。
13、六、大气保温作用实例 （1）解释温室气体大量排放对全球变暖的影响 (2)我国北方地区利用温室大棚生产反季节蔬菜原理：温室大棚阻挡部分地面辐射逸出， 将热量保留在温室内。 (3)深秋农田利用人造烟雾防霜冻原理：烟雾增强大气吸收地面辐射，增强了大气逆辐 射，对地面具有保温作用。 七、用大气受热原理分析昼夜温差大小的影响因素 (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；反
14、之，昼夜温差大。 温室气 大气吸收 大气逆辐射 气温升 八影响气温高低的因素分析 (1)太阳辐射状况：主要分析纬度位置、太阳高度和昼夜长短。低纬度气温高；夏季太阳高 度角大，昼长大于夜长，气温高。 (2)大气自身条件：主要分析天气状况、大气透明度等。晴天，空气稀薄，白天气温高，夜 晚气温低，日较差大。此外，大气环流通过对热量的输送和对降水的影响，也会导致气温的 变化。 (3)下垫面：海洋比热容大，气温日较差、年较差小，较同纬度陆地白天、夏季温度低；暖 流增温，寒流降温；地势高低、山脉走向和坡向等对气温都有影响；不同地表的反射率差别 很大，如冰雪对太阳辐射的反射率高，导致地表气温低。 (4)人类
15、活动：通过改变下垫面条件，如植树造林、修建水库、排放温室气体和废热等影响 气温。 九等温线弯曲与闭合的成因分析 (1)等温线弯曲的成因分析 陆地上一般考虑山脉或谷地。等温线穿过山地时一般向气温高的方向凸出，穿过谷地时， 一般向气温低的方向凸出。 海洋上一般考虑洋流。等温线凸出方向与洋流流向相同。 等温线的弯曲还可能与海陆分布有关。1 月份，同纬度的陆地上等温线向南凸，海洋上向 北凸；7 月份，同纬度的陆地上等温线向北凸，海洋上向南凸。(即“一陆南，七陆北；一 海北，七海南”)。 (2)等温线闭合的成因分析(高、低温中心) 低温中心：低温中心一般与地形有关。山地一般为低温中心；纬度较高的盆地在冬季时也 往往成为低温中心，纬度较高山脉冬季风的迎风坡也往往成为低温中心。 高温中心：一般地势较低的盆地往往成为高温中心；城市也往往是高温中心(热岛效应)。
