第二章行星地球
1.1 大气的垂直结构和大气受热过程
【考情扫描】
考题分值考点题型命题情景
2020年浙江卷-23 2 气温高低的影响因素选择题两极地区多年平均海冰消
融速度比较
2020年浙江卷-10 2 温室效应选择题氧化亚氮的增温效应
天津卷-17（2）（3）9 气温高低的影响因素选择题贵州省的自然地理环境特
征
2019年新课标全国卷Ⅱ
6-8 12 大气的受热过程选择题
积云的形成及
分布高度
2019年江苏卷-20 6 大气的受热过程选择题三峡库区出现云海日出奇
观
2018年江苏卷?27（1）
（2）
5 影响气温的因素选择题区域气温变化图
2017年新课标全国卷Ⅰ
—9、11 12
大气保温作用
气温高低及变化
选择题
农业生产，葡萄种植
越冬双层覆膜技术
2017年天津卷8 4 大气热力运动选择题浮尘天气的成因分析【考点讲解】
一、大气的垂直结构
大气层依据大气的温度、密度、和大气运动状况，自下到上依次分为：对流层、平流层和高层大气。
（一）对流层：
1.特点:对流层上部冷，下部热，有利于对流运动。气流上升过程中气温降低，水汽凝结，易成云致雨。云雾雨雪都发生在对流层。
2.对流层厚度变化：各层上界因纬度和季节而不同。
【纬度】:低纬度地区其上界为17-18公里；在中纬度地区为10-12公里；
高纬度地区仅为8-9公里。
【季节】:夏季的对流层厚度大于冬季。
（二）平流层：
特点：平流层上热下冷，不易对流，以平流为主，适合航空飞行。
【上热下冷的原因】：平流层的臭氧（尤其是在30千米以上）吸收大量紫外线使得大气增温，导致平流层气温随着高度升高而升高。
（三）高层大气：
特点:高层大气的空气密度很小，在2000-3000千米的高空，空气经常散逸到宇宙空间，被认为是大气的上界。
存在若干电离层，电离层能够反射无线电波，对无线电通信具有重要影响。
二、大气的受热过程
（一）大气的受热过程分析：
【解读】：掌握大气的受热过程关键是厘清太阳、地面、大气三者之间热量的传递过程。太阳是热量的根本来源，地面是中间传递，但地面也是大气最主要、最直接的热量来源。辐射与温度有关，温度越高，波长越短。大气逆辐射在一天中都有，地面温度越高，大气逆辐射越强。但夜间大气的保温作用比较明显。
1.大气层的削弱作用：
（1）吸收作用：主要是看大气中成分的吸收作用
对流层中的对太阳辐射吸收的比较少；
平流层中的臭氧吸收太阳紫外线而增温。
（2）反射作用：主要体现为云层对太阳辐射的反射。晴天辐射强，阴天辐射较弱。（联系昼夜温差）
（3）散射作用：太阳光中的可见光容易被散射。（天的蓝色，太阳未出天已亮等）
2. 地面的吸收作用
绝大部分太阳辐射到达地面，地面吸收而增温。增温后又以地面长波辐射的形式向近地面大气传递热量。
3.大气增温及大气逆辐射
对流层中的CO
和水汽能强烈吸收地面的长波辐射而增温。
2
大气增温后向外传递热量，分别向高层大气和向地面。向地面那部分称之为大气逆辐射。对地面起保温作用。
注意：大气逆辐射在一天中都有，地面温度越高，大气逆辐射越强。但夜间大气的保温作用比较明显。
农业生产的运用：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。
（二）气温高低的影响因素
1.地气系统受热过程
（1）太阳辐射分布
（2）下垫面状况
下垫面指地球表面的特征，如海陆分布、地形起伏和地表粗糙度、植被、土壤湿度、雪被面积等等，它对气候的影响十分显著。
下垫面产生差异的主要原因在于地面的比热容及反射率。
【比热容】一般可以跟水汽进行联系。水汽含量较大，比热容较大。吸热慢，放热慢。
陆地和海洋就是最大的性质差异（海陆热力性质差异）；森林＞草地＞裸地。
【反射率】一般来说，深色土壤的反射率比浅色土壤小，潮湿土壤的反射率比干燥土壤小，粗糙表面的反射率比平滑表面小，陆地表面的平均反射率为10—35%，新雪面反射率最大，可达95%。
（3）大气保温
大气层本身具有保温作用，存在温室效应，存在温室气体（大气中能吸收地面反射的长波辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等）。
全球气候变暖与温室气体（主要是CO
）剧增有关；
2
【农业生产的运用】秋冬季节燃烧稻草、秸秆等制造烟雾；利用温室大棚生产反季节蔬菜；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。
水汽含量的变化主要从晴天与阴天；沿海与内陆两组关系的对比。保温作用强（主要指夜间），昼夜温差小，因此阴天、沿海地区昼夜温差小。
2. 与外界热量交换
（1）海洋影响
沿海地区受海洋的影响比较大，气温的日较差及年较差（比内陆地区）较小；
洋流：暖流增温增湿、寒流降温减湿。
（2）冷空气影响
冷空气一般来自于高纬度，冬半年比较活跃。受空气影响，气温下降。
（3）地形影响
地形对气温的影响：
①海拔越高，气温越低；
②高大地形往往对冷空气起屏障作用，因此山间盆地、河谷气温往往偏高；
③背风坡气流下沉，气温升高；
④阳坡、阴坡。
3.人类活动
（1）热岛效应
人类活动影响比较集中的是城市，城市排放出的热量较多，气温高。
（2）全球变暖
从全球的角度来看，人类活动排放出大量的温室气体，导致全球气候变暖。【扩展延伸】气温差异影响因素的判断
（三）气温高低的变化
1.气温日变化
一般情况下，一天中，最低气温出现在日出前后；
最高气温出现在午后2时(即当地地方时为14：00)左右。
【解读】以动态的视角进行分析，以热量传递环节为依托，说明温度变化的主体，日出前后，气温最低，太阳出来之后，地面温度上升，大气温度上升。地方时12时当地正午太阳高度角最大，太阳辐射最强；地面温度在13时达到最高；大气温度（气温）在14时达到最高。最高峰之后，地面和大气的温度均会下降，一直持续到日出之前。日落之后，太阳辐射消失，地面失去主要补给来源，大气逆辐射成为其主要能量来源。因此在夜间，大气逆辐射对地面的意义重大。
2.气温日较差一般规律
低纬＞高纬低纬度地区的正午太阳高度较大，太阳高度的日变化较大
内陆＞沿海沿海地区受海洋的调节作用，日较差小
晴天＞阴天阴天白天削弱作用强，夜间保温效果佳，温差小
山地＞平原大尺度的地形区，海拔高，空气稀薄
凹地＞凸地凹地与地面接触面积大受地面辐射影响较大
【解读】：气温的日较差主要是一天中的最高低温和最低气温比较。最高气温与太阳高度、天气晴朗有关；最低气温主要看夜间的保温效果。
地形分析日较差大小可以进行归纳：（尺度）大（海拔）高（温差）大；（尺度）小（海拔）低（温差）大。
3.气温年变化
【解读】太阳辐射最强的月份是与太阳直射点的移动有关。陆地比海洋的比热容小，吸热快，放热快。因此气温最高陆地比海洋提前，气温最低的时间则推后。
4. 气温年较差一般规律
高纬＞低纬纬度越高，夏季白昼越长，冬季的正午太阳高度越小，白昼越短，因而纬度越高气温年较差越大。
内陆＞沿海陆地比热小，夏季升温快，温度较高；冬季降温快，温度较低，因而陆地气温年较差比海洋大。
平原＞山地大尺度的地形区，海拔越低气温年较差越大
凹地＞凸地凹地年较差大，凸地年较差小
【解读】气温的年较差主要是一年的夏季最高温和冬季最低温比较。与太阳直射点有关。
地形分析日较差大小可以进行归纳：（尺度）大（海拔）低（温差）大；（尺度）小（海拔）低（温差）大。
（四）正温和逆温现象
1.原理：正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。
2.形成条件
类型发生的条件出现的地区
辐射逆温经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很
强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降
温较慢
中高纬度大陆冬季
黎明前
平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或气团上中纬度沿海地区
地形逆温主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡
下沉到谷底，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤
上升
盆地和谷地中夜间
锋面逆温锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差
异显著
锋面活动地区
3.辐射逆温的形成及消失过程图解
4.逆温的利与弊
①阻碍空气的对流运动，妨碍烟尘、污染物和水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使能见度变低，导致大气污染更为严重。
②逆温并不是只有弊端，它的出现会阻碍空气垂直对流运动，带来以下好处：
a.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；
b.逆温若出现在高空，对飞机的飞行极为有利，使飞机在飞行中不会有大的颠簸，同时也提高了能见度，使飞行更加安全。
【在线练习】
（2018·湖南省高三一模）研究表明，青藏高原上空对流层顶的气压值与对流层顶的高度密切相关。下图示意青藏高原上空对流层顶各月多年平均的气压值变化。据此完成下列各题。
1．青藏高原夏季对流层顶气压最低，主要原因是该季节
A．植被恢复，吸收大气中C02最多B．雨季来临，大气中水汽含量最高
C．全球变暖，大气对流运动最强烈D．地表增温，近地面大气温度最高
2．对流层顶高度上升幅度最大的月份是
A．1月B．4月C．7月D．11月
【答案】1．D 2．B
【解析】考查气温的垂直变化规律，温压关系。
1．对流层顶的高度，与近地面的大气温度有关，近地面大气温度越高，对流越旺盛，对流层顶的海拔
也越高，海拔越高，导致气压越低。故青藏高原夏季对流层顶气压最低，主要原因是该季节地表增温，近地面大气温度最高，D对。植被恢复，雨季来临，全球变暖等不是主要原因，A、B、C错。故选D。2．在垂直方向上，海拔升高，气压降低。在相同时间间隔内，对流层顶的气压值变化幅度越大，说明对流层顶的上升幅度越大。根据图中曲线，4-5月气压值变化最大，青藏高原地区对流层顶高度上升幅度最大的时段是4-5月，B对。A、C、D错。故选B。
（2020年新高考浙江卷）氧化亚氮（N2O）在百年尺度内的增温效应是等量二氧化碳的近300倍。农田是氧化亚氮的第一大排放源。完成10、11题。
3．氧化亚氮具有增温效应，主要是因为（）
A．大气辐射总量增加B．大气吸收作用增强
C．地面辐射总量增加D．地面反射作用增强
【答案】3．B
【解析】3．氧化亚氮是最重要的温室气体之一，氧化亚氮能够强烈吸收地面反射的太阳辐射，使大气吸收作用增强，并且重新发射辐射，从而具有增温效应，B正确，A错误。氧化亚氮并不能使地面辐射总量增加；也不能使地面反射作用增强，CD错误。故选B。
（2019年新课标全国卷Ⅱ）积云为常见的一类云，其形成受下垫面影响强烈。空气在对流过程中，气流携带来自下垫面的水汽上升，温度不断下降，至凝结温度时，水汽凝结成云。水汽开始凝结的高度即为积云的云底高度。据此完成4—6题。
4．大气对流过程中上升气流与下沉气流相间分布，因此积云常常呈
A．连续层片状B．鱼鳞状C．间隔团块状D．条带状
5．积云出现频率最高的地带是
A．寒温带针叶林地带B．温带落叶阔叶林地带
C．亚热带常绿阔叶林地带 D．热带雨林地带
6．在下垫面温度决定水汽凝结高度的区域，积云的云底高度低值多出现在
A．日出前后 B．正午 C．日落前后 D．午夜
【答案】4．C 5．D 6．A
【解析】引导学生关注生活、思考生活、热爱生活，引导中学地理教学要教会学生运用地理知识和原理，分析生活现象，培养和提高学生运用地理学的视角和观点看待、分析和解决现实生活中问题的素养。试题以积云为切入点，“看云识天气”，身边地理无处不在。
4．大气对流过程中，温度较高、受热的地区空气膨胀上升，温度较低、冷却的地区空气收缩下沉，上升气流与下沉气流在不同的地区相间分布；气流上升，随海拔升高，气温降低，水汽渐渐冷却凝结形
成积云；气流下沉，随海拔降低，气温升高，水汽难以冷却凝结，云层少。因此气流上升地区天空形成积云，而下沉地区天空无云（云量极少），而上升气流与下沉气流在不同的地区相间分布，使积云的分布被无云天空分割，分布呈间隔的团块状，没有连续分布，A错、C对；鱼鳞状、条带状都不是间隔分布的，B、D错。故选C。
5．积云由气流上升运动（对流运动）产生，而气流上升运动与下垫面气温相关，近地面气温越高，空气越容易受热膨胀上升从而使空气中的水汽冷却凝结成云，即积云出现的频率越高；寒温带针叶林地带处于高纬寒带地区，全年气温较低，上升气流弱，积云极少出现，A错；温带落叶阔叶林地带和亚热带常绿阔叶林地带处于中低纬温带地区，夏季气温高，容易出现积云，但冬半年低温较低，积云出现频率小，B、C错；热带雨林地带处于低纬热带地区，全年气温高，盛行上升气流，积云出现的频率高，D对。故选D。
6．积云云底高度为“水汽开始凝结的高度”，当水汽的凝结高度由下垫面温度决定时，则下垫面温度越低，水汽开始冷却凝结的高度越低，积云云底的高度值也就越低。一天中，通常正午太阳高度角大，获得的太阳辐射较多，下垫面温度较高；日落前后，太阳辐射减弱、消失，下垫面温度较低，从日落到半夜再到日出前后，因没有太阳辐射（或极微弱）下垫面温度一直呈下降趋势，直到日出后太阳辐射逐渐增强，下垫面温度才开始慢慢回升。因此一天中，下垫面温度最低的时间多在日出前后，即积云的云底高度低值多出现在日出前后。故选A。
（2020年新高考浙江卷）下图为两极地区多年平均海冰面积年内变化图。完成第7题。
7．对比两极地区年内海冰消融速度差异，原因可能是（）
A．南极地区受西风漂流影响，海冰消融慢
B．北极地区受北大西洋暖流影响，海冰消融快
C．南极地区下垫面比热小，吸热升温快，海冰消融快
D．北极地区臭氧空洞小，太阳辐射强度大，海冰消融慢
【答案】C
【解析】温度高会导致海冰融化，左图8、9月份海冰面积最小，说明8、9月份气温高，应该北极附近；右图2月份海冰面积最小，说明2月份气温高，应该是南极附近。据图分析北极附近海冰3月份达到13百万km2，9月份达到5百万km2，6个月消融了8百万km2；南极附近海冰9月份达到16百万