一、大气的组成和垂直分布
1、低层大气的成分及其作用
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成分 |
主要分布的层次 |
主要作用 |
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干洁空气 |
N 2 |
对流层 |
地球上生物体的基本成分 |
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O 2 |
对流层 |
人类和一切生物维持生命活动必需的物质 |
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CO 2 |
对流层 |
光合作用的原料；对地面有保温作用 |
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O 3 |
平流层 |
能大量吸收紫外线，保护地球上的生物 |
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水汽 |
对流层 |
直接影响地面和大气的温度 |
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固体杂质 |
对流层 |
作为凝结核，是成云致雨的必要条件 |
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2、大气的垂直分布
名称 | 分布高度 | 主要特点及其成因 | 与人类的关系 | |
对流层 | 因地因时而异： ①低纬大于高纬：低纬17～18千米、中纬10～12千米、高纬8~9千米； ②夏季大于冬季 | 气温随高度的增加而递减 | 地面是对流层大气主要的直接热源，离地面越近，受热越多 | 人类生活在对流层的底部。该层是大气中最活跃、与人类关系最密切的一层 |
空气对流运动显著 | 该层上部冷下部热，有利于空气对流；地面温度越高，对流运动越旺盛，对流层的厚度就越大 | |||
天气现象复杂多变 | 几乎全部的水汽和固体杂质都集中在该层，对流运动易成云致雨 | |||
平流层 | 从对流层顶到50~55千米高度的范围 | 下层气温随高度变化小；30千米以上气温随高度增加迅速上升 | 该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线；在22~27千米高度处，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层 | 臭氧大量吸收紫外线，是人类生存环境的天然屏障；该层水汽、杂质极少，能见度好，气流平稳，利于高空飞行 |
气流以平流运动为主 | 该层下部冷上部热，大气稳定，不易形成对流 | |||
高层 大气 | 平流层顶到大气上界 | 气压很低，空气密度很小 | 距离地球远，受地球的引力小 | 电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 |
80~500千米高空有若干电离层 | 在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，此处大气处于高度电离状态 | |||
3、逆温现象
(1)含义
对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射，一般情况下，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。但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象，这种气温逆转的现象就是逆温。
(2)成因
①地面辐射冷却：在晴朗无风或微风的夜晚，地面很快辐射冷却，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，离地面愈远，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温。夏季夜短，逆温层较薄，消失也快;冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。
②空气平流：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迅速降温，上层空气因距离较远，降温较少，于是产生逆温。一般来说，温差越大，逆温越强。
③空气下沉：常发生在山地，又称为地形逆温。山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。
④锋面因素：对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区锋面。在锋面上，如果冷暖空气的温度差比较显著，也会出现逆温。
(3)影响
不管是何种原因形成的逆温，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，妨碍了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散。所以逆温现象产生后，会形成大雾天气，加重空气污染。
二、大气的热力作用
1、大气的热力状况
形式 | 参与作用的大气成分 | 作用的波长范围 | 作用特点 | 实例 | 意义 | |
对太阳辐射的削弱作用 | 吸收 | 臭氧（平流层）、水汽、二氧化碳（对流层） | 紫外线、红外线 | 吸收强烈，有选择性，对可见光吸收很少，可透视到地面 | 全球变暖的人为原因是二氧化碳含量增多 | 减小了气温日较差，形成了适宜人类生存的温度环境 |
反射 | 水滴、云层、较大颗粒的尘埃 | 各种波长 | 无选择性，反射光呈白色。云层越厚，云量越多，反射越强 | ①阴天，白天的气温一般不高；②世界上最高气温不在赤道，而在20°N~30°N的沙漠地区 | ||
散射 | 空气分子或微小尘埃 | 可见光短波（蓝紫光最易） | 向四面八方散射，有选择性 | ①晴朗的天空呈蔚蓝色；②日出前、日落后，天空仍然明亮 | ||
保温效应 | 大气逆辐射 | 云层 | 各种波长 | 云层越厚，云量越多，大气逆辐射越强 | ①在晚秋或寒冬。霜冻多出现在晴朗的夜晚；②人造烟幕能起到防御霜冻的作用 | |
2、影响太阳辐射强度的主要因素
(1)纬度：一是影响到太阳高度角的大小，从而直接影响到太阳辐射的强弱，同时导致太阳辐射通过大气路程的长短产生差异，使得大气对太阳辐射的削弱作用有强弱之分，从而间接影响到太阳辐射的强弱。二是影响到白昼的长短，从而影响到日照时间长短导致太阳辐射的多少。
(2)天气：天气晴朗或降水少，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。
(3)地势：地势高，大气稀薄，太阳辐射通过大气的路程短，大气对太阳辐射的削弱作用弱，所以太阳辐射强。
三、大气的运动
1、热力环流
(1)热力环流的形成
(2)热力环流原理的应用
2、大气的水平运动
四、大气热力环流
1.大气的受热过程大气的受
大气的受 热过程 | 关联要素——气温 | 表现 |
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1.大气的根本热源是太阳辐射。 | 地表气温随太阳辐射时空变化而变化 | 空间 | 气温从赤道向两极递减；等温线与纬线平行 |
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时间 | 日变化 | 正午后14:00气温最高，日出前后气温最低 |
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年变化 | 北半球陆地7月气温最高，1月最低 |
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2.大气对太阳辐射的削弱作用 | 吸收 | 03吸收紫外线 | |||
反射 | 阴天云层厚反射作用强，光线弱，白天气温低。 | ||||
散射 | 散射具有选择性，晴天天空呈蔚蓝色，如日出前及日落后天亮 | ||||
3. 地面辐射是大气的直接热源 | 地面长波辐射----离地面越远，气温越低 | 1.水面-森林-草原-荒漠-冰面，比热容渐小，升（降）温速度渐快。 2.影响气温的空间分布 3.影响气温的日较差及年较差。 | |||
4.大气逆辐射 | 云层越厚，大气逆辐射越强，大气保温作用越强 | 1.阴天的夜晚，云层厚，逆辐射强，气温不太低 | |||
2.秋冬季节，夜晚农田人造烟雾防霜冻 3.温室效应：全球气候变暖，与温室气体的排放增加有关 | |||||
2.热力环流
(1)热力环流原理
(2)热力环流过程
3.大气环流
4.气候
五、试题练习
读非洲某月海平面气压(单位：hPa)和非洲年平均气温分布图，回答下列问题。
1.图中M、N两地的盛行风向分别为( )
A.西北风，东北风
B.西北风，东南风
C.西南风，东北风
D.西南风，东南风
2.我国古诗中有众多关于四季景色的描写。下列古诗中所描述的情景与图中等压线所示时间一致的是( )
A.“阳春二三月，草与水同色。”(晋·乐府古辞《盂珠》)
B.“仲夏苦夜短，开轩纳微凉。”(唐·杜甫《夏夜叹》)
C.“芙蓉露下落，杨柳月中疏。”(南朝齐·萧悫《秋思》)
D.“寒风摧树木，严霜结庭兰。”(汉·乐府古辞《古诗为焦仲卿妻作》
答案与解析
分析：
1.风向受水平气压梯度力和地转偏向力的影响，根据图示等压线的分布， M地位于高压附近，盛行风为西北风;N地的北侧为高压，所以其风向为东北风。故选A。
2.从等压线分布分析，赤道低气压带向北移动，所以北半球应为夏季。故选B。
答案：
1.A
2.B