資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第06講 大氣的組成、垂直結構及受熱過程
目錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 3
考點一 大氣的組成與垂直分層 3
知識梳理 3
知識點1 大氣的組成 3
知識點2 大氣的垂直分層 4
核心突破 7
考點 逆溫 7
題型01 大氣組成與垂直分層 13
題型02 逆溫 14
考點二 大氣受熱過程 15
知識梳理 15
知識點 大氣受熱過程原理 15
核心突破 18
考點1 大氣受熱過程原理的應用 18
考點2 氣溫影響因素 20
題型01 大氣受熱過程 23
題型02 氣溫影響因素 24
熱點應用 25
01 云底高度 25
02 有效輻射 27
03 晨昏蒙影與白夜現象 28
考點要求 考題統計＋考點提取
大氣的垂直分層 2023廣東卷，10題，3分，白晝期間氣球接收到的太陽短波輻射量隨高度增加而增多是因為隨高度增加，大氣成分組成和垂直分層 2022上海卷，5題，2分，神舟返回艙在一次經過平流層和對流層的時候溫度的變化，大氣垂直分層
大氣受熱過程 2024廣東卷，3-4題，6分，2—4月西雙版納熱帶季雨林林冠層之上大氣逆輻射值較低原因，大氣受熱過程 2024安徽卷，9-11題，9分，我國某地面觀測站連續4天太陽輻射、地面反射太陽輻射、地面長波輻射和大氣逆輻射的通量逐小時觀測結果為情境，大氣受熱過程 2024浙江1月卷，3題，2分，引起植被上限上升段土壤溫度升高的主要原因是，大氣受熱過程 2023浙江1月，25題，2分，造成夜間海面上云強烈對流的原因有，大氣受熱過程
氣溫與 逆溫 2023全國乙卷，10-11題，8分，琿春的最高氣溫時刻月均值滯后當地正午的時間長于遼源的原因，氣溫影響因素 2023浙江6月卷，24題，3分，霧區地面以上氣溫垂直變化最接近的是，氣溫垂直變化與逆溫 2021廣東卷，12-14題，9分，冬季易加強輻射逆溫的地形、逆溫常出現的時間和天氣狀況、黃河源地區冬季輻射逆溫多發是由于，逆溫
命題趨勢： 考查內容集中在大氣垂直分層、逆溫、氣溫日變化的判斷,考查方向注重圖表數據的判讀和應用。備考過程中要注重圖表資料的判讀技巧和大氣相關知識原理的掌握,結合案例進行分析,提高對知識的理解和應用能力。
考點一 大氣的組成與垂直分層
知識點1 大氣的組成
低層大氣由干潔空氣、水汽和雜質組成。
在25千米以下的干潔空氣中氮氣、氧氣占總體積的99%
大氣組成 主要作用
干潔空氣 氮氣 氮是地球上生物體的基本元素
氧氣 氧是人類和其他生物維持生命活動所必需的物質
二氧化碳 綠色植物進行光合作用的基本原料；吸收地面輻射的能力強，使氣溫升高
臭氧 吸收紫外線，使大氣增溫；減少到達地面的紫外線，對生物具有保護作用
水汽 成云致雨的必要條件；吸收長波輻射，影響地面和大氣的溫度
雜質 作為凝結核，是成云致雨的必要條件
知識點2 大氣的垂直分層
（1）分層依據
分層依據：根據地球大氣的溫度、密度和運動狀況，可將其劃分為對流層、平流層和高層大氣。
（2）大氣垂直分層
厚度變化 8～18千米，因緯度和季節的不同而不同。低緯17～18km，高緯度8～9km
大氣運動 空氣對流運動顯著(該層上部冷、下部熱)
天氣狀況 天氣現象復雜多變(集中了大氣質量的3/4和幾乎全部的水汽與雜質；對流運動易成云致雨)
氣溫變化 隨高度增加而遞減（地面是低層大氣主要的直接熱源）
對流層的厚度與對流運動的強弱有關，地面溫度越高，對流運動越強，對流層的高度越高。
在空間上，低緯>中緯>高緯；在季節上，夏季>春季、秋季>冬季。
厚度變化 對流層頂至50-55千米；臭氧層在15-35千米處
大氣運動 水平運動為主（上熱下冷，大氣穩定）
天氣狀況 天氣晴朗，能見度好（水汽雜質少，氣流平穩）
氣溫變化 氣溫隨高度增加而升高(臭氧吸收太陽紫外線)
厚度變化 平流層頂至大氣邊緣。在 80~500 千米的高空，有若干電離層，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用
大氣運動 高空對流和高空平流
天氣狀況 天氣晴朗，能見度好，大氣密度極小
氣溫變化 氣溫隨高度增加先下降后上升
項目 主要特點 特點成因 與人類的關系
對流層 氣溫隨高度升高而遞減 地面是低層大氣主要的直接熱源 人類生活在對流層底部，與人類關系最密切
空氣對流運動顯著 該層上部冷、下部熱
天氣現象復雜多變 集中了大氣質量的3/4和幾乎全部的水汽與雜質；對流運動易成云致雨
平流層 氣溫隨高度增加而升高 臭氧吸收太陽紫外線 無云雨現象，能見度好，適合航空飛行；臭氧層有保護地球生命的作用
水平運動為主 上熱下冷，大氣穩定
天氣晴朗 水汽雜質少，氣流平穩
高層大氣 氣溫隨高度增加先下降后上升；大氣密度極小 距地面遠，受到引力小 80－500 千米有若干電離層，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用
（3）大氣污染的主要原因分析
1)自然因素
①氣象因素
風速 風速小，污染物不易擴散；大風天氣，利于污染物擴散
氣溫 逆溫天氣出現時，空氣對流運動受阻，污染氣體不易擴散而大量積聚
濕度 一般而言，濕度越低，污染越重
②地形因素：山間盆地、谷地以及三面環山的地區，大氣污染物受地形阻礙，不易擴散，加劇污染。
2)人為因素
①人口因素：人口集聚度越高，經濟活動越頻繁，環境污染越重。
②經濟因素：第二產業比重越高，對環境的壓力越大，空氣質量越差；以煤炭為主的能源結構會加重大氣污染。
3)技術進步可以提高能源利用效率和環境管理水平，從而降低大氣污染，提高空氣質量。
考點 逆溫
（1）逆溫現象
逆溫：在一定條件下，對流層的某一高度會出現實際氣溫高于理論氣溫，甚至是氣溫隨高度的增加而升高的現象，實際氣溫高于理論氣溫，稱為逆溫。
正常情況下，海拔每升高100m氣溫下降0.6℃，但在不同地點及不同時間，可能會小于0.6℃或大于0.6℃（其中小于0.6℃情況為逆溫）。
逆溫的重要特征判斷——“上暖下冷”
（2）逆溫的形成與消亡過程
逆溫的生消過程——近地面先發生，后逐步向上發展，近地面先結束。無論其形成還是結束都是從近地面開始的。
（3）逆溫的類型
①輻射逆溫
晴朗無云的夜間或黎明，由于大氣逆輻射較弱，地面輻射散失熱量多，離地面越近降溫越快，從而出現上暖下冷的逆溫現象。這種逆溫現象黎明前最強，日出后逆溫層自下而上消失。這種逆溫在中高緯地區大陸上都能發生，尤以冬季最強，特別是在沙漠地區經常出現。
②平流逆溫
由于暖空氣水平移動到冷卻的地面、水面或氣層之上時，底層空氣因受下墊面的影響迅速降溫，上層空氣因距離較遠，降溫較少，于是產生逆溫。該逆溫現象多出現在中緯度沿海地區。
比如，冬季從海而來的氣團平流到陸地冷的下墊面上。或是秋季空氣由低緯地區平流到高緯地區時，都有可能產生平流逆溫。
③地形逆溫
常發生在山地、盆地和谷地中。夜晚，由于山坡散熱快，山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖的空氣被冷空氣抬擠上升，從而出現溫度的倒置現象，稱為地形逆溫。
如天山北坡從12月—次年2月在近地層會存在一層深厚的逆溫層，它的形成主要是由于冷空氣受阻積累的，在形成的“冷空氣湖”上有較暖的空氣層。天山北坡的逆溫層厚度至少有1500米，在南坡只有700米。這種冬季逆溫層在青藏高原東部和北部邊緣是普遍存在的。
④鋒面逆溫
對流層中，暖空氣運移到冷空氣之上，形成冷暖相交的鋒面。暖氣團位于鋒面之上，冷氣團在下。在冷暖氣團之間的過渡帶上，若鋒面上下暖冷空氣的溫差較大，便形成逆溫。由于鋒是從地面向冷空氣上方傾斜的，逆溫層也隨鋒面的傾斜而呈傾斜狀態。因此逆溫只能在冷空氣所控制的地區內觀察到，在冬半年有時會形成凍雨一些惡劣性天氣。鋒面逆溫離地的高度與觀測點相對于鋒線的位置有關，距地面鋒線越近，逆溫層的高度越低；反之越高。
類型 發生的條件 出現的地區
輻射逆溫 經常發生在晴朗無云的夜間，由于地面有效輻射很強，近地面大氣層氣溫迅速下降，而高處大氣層降溫較慢 中高緯度大陸冬季黎明前
平流逆溫 暖空氣水平移動到冷的地面或氣團上 中緯度沿海地區
地形逆溫 主要由地形造成，由于山坡散熱快，冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖空氣被較冷的空氣抬擠上升 盆地和谷地中夜間
鋒面逆溫 鋒面之上的暖空氣與鋒面之下的冷空氣之間溫度差異顯著 鋒面活動地區
（4）逆溫的影響
①有利影響：阻礙空氣對流，抑制沙塵暴的發生；逆溫出現在高空，可減弱對流，飛機飛行不易顛簸；可當成一種氣候資源加以利用，如在我國新疆伊犁河谷，逆溫出現在10月至次年3月,長達半年之久,有效地提高了冬半年坡地的溫度,利于多年生果樹越冬。
②不利影響
成霧 早晨易出現多霧天氣，降低大氣能見度，影響人們的出行，甚至出現交通事故
大氣污染 逆溫使空氣垂直對流受阻，近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康，如果位于盆地內，將會更加嚴重
航空 低空逆溫造成的多霧天氣不利于飛機起降
（2023·浙江6月選考）貴州中西部地區冬季多出現水平能見度小于1千米的鋒面雨霧，霧區位于鋒線附近。下圖為貴州某次鋒面雨霧發生過程中，大致呈緯向分布的三個測站測得的能見度變化圖。這次雨霧形成的氣象條件是西南氣流沿鋒后弱冷平流爬升，形成弱降水。雨霧隨鋒面緩慢東移消亡。完成下面小題。
1．本次鋒面雨霧出現時，霧區地面以上氣溫垂直變化最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
【解析】
1.
【答案】1．A
（2021·廣東卷）輻射逆溫是低層大氣因地面強烈輻射冷卻導致氣溫隨高度增加而升高的現象。黃河源地區位于青藏高原腹地，平均海拔4000多米，冬季輻射逆溫現象多發。據此完成下面小題。
2．冬季易加強輻射逆溫的地形是（ ）
A．山峰 B．平原 C．谷地 D．丘陵
3．黃河源地區輻射逆溫常出現的時間和天氣狀況是（ ）
A．日落前后，大風呼嘯 B．正午時刻，雨雪交加
C．午夜時分，濃云密霧 D．日出之前，晴朗無風
4．黃河源地區冬季輻射逆溫多發是由于（ ）
A．鋒面氣旋多 B．下沉氣流盛行 C．準靜止鋒強 D．熱力對流強盛
【解析】
2.
3.
4.
【答案】2．C 3．D 4．B
題型01 大氣組成與垂直分層
對流層是地球大氣圈的最底層，該層大氣上部冷、下部熱，有利于大氣的對流運動。下圖示意1957－1993年南極布倫特冰架上的哈雷站(約75°S，30°W)1月和7月，低層大氣平均氣溫隨高度變化。據此完成下面小題。
1．1月份，哈雷站對流層上界高度約為(　　 )
A．1.5 km B．8.5 km
C．12.5 km D．22.5 km
2．a月，高度1.5 千米以下氣溫垂直變化的原因是哈雷站所在地(　　)
A．大氣削弱太陽輻射 B．冰面強烈輻射冷卻
C．冰架融化消耗熱量 D．冰面反射太陽輻射
【答案】1．B　2.B　
【解析】1.讀圖可知，a月各高度平均氣溫普遍低于b月，故a月屬于南半球冬季，即7月；b月屬于南半球夏季，即1月。1月地面以上至約8.5千米處，符合對流層大氣平均氣溫隨高度變化的一般規律。
2.根據上題分析可知，a月即7月，1.5千米以下大氣平均氣溫隨高度增加而上升，屬于對流層大氣逆溫現象，主要是冰面強烈輻射冷卻形成的；7月南極圈內，大部分地區出現極夜現象，位于75°S的哈雷站極夜時，沒有大氣削弱太陽輻射和冰面反射太陽輻射現象；讀圖可知，哈雷站7月近地面大氣平均氣溫低于－20 ℃，冰架不會融化。
題型02 逆溫
貼地逆溫是指起始高度為0米(地面)的逆溫，如圖為青海格爾木地區2015－2017年貼地逆溫發生頻率的月變化圖。據此完成下面小題。
3．影響該地貼地逆溫發生頻率存在季節差異的主要因素是(　　 )
A．地形起伏 B．植被差異
C．晝夜長短 D．人類活動
4．關于該地逆溫的影響，說法正確的是(　　 )
A.夏季早晨，適宜開展戶外活動 B．冬季早晨，山腰凍害較山麓小
C.夏季傍晚，抑制沙塵暴的發生 D．冬季傍晚，污染物擴散作用強
【答案】3．C　4.B　
【解析】3.貼地逆溫發生頻率存在季節差異，地形的起伏在全年無差異；格爾木地區夏季植被覆蓋率高，但對于逆溫的影響不顯著；冬季由于晝長較短，地面降溫較大氣幅度大，因此逆溫頻率更高，強度更大；人類活動對于逆溫的影響并不大。
夏季早晨，逆溫發生頻率較高，空氣流動性和空氣質量較差，不宜開展戶外活動；冬季早晨逆溫發生頻率很高，山腰的氣溫比山麓高，凍害較輕；夏季傍晚，逆溫發生頻率較低，對流較強，對沙塵暴的抑制作用不大；冬季傍晚，逆溫發生頻率較高，大氣穩定，不利于污染物擴散。
考點二 大氣受熱過程
知識點 大氣受熱過程原理
（1）能量來源
(1)大氣最根本的能量來源：太陽輻射
(2)近地面大氣主要直接熱源：地面輻射
（2）三大環節
名稱 參與輻射 直接熱量來源 具體過程
太陽暖大地 太陽輻射 太陽輻射 大部分太陽輻射穿過大氣射到地面，地面吸收后增溫
大地暖大氣 地面輻射 地面輻射 地面增溫后以長波輻射的形式向大氣傳遞熱量，大氣吸收后增溫
大氣還大地 大氣輻射 太陽輻射（大氣吸收） 大氣輻射 大氣增溫后形成大氣輻射，其中大氣逆輻射射向地面，對近地面大氣熱量起補償作用。
【拓展延伸】
(1)物體溫度越低，輻射波長越長，因此太陽輻射為短波輻射，地面輻射、大氣輻射和大氣逆輻射為長波輻射。
(2)地面長波輻射，除少部分透過大氣射向宇宙空間外，絕大部分被近地面大氣中的水汽和二氧化碳吸收，使大氣增溫。
(3)任何物體溫度最高時，其輻射最強。就某一地區而言，地方時12點時，太陽輻射最強；地方時13點時，地面溫度最高，地面輻射最強；地方時14點時，大氣溫度最高，大氣輻射（包括大氣逆輻射）最強。
（3）兩大作用
1. 大氣對太陽輻射的削弱作用
表現形式：吸收、反射和散射。
削弱強度：對流層大氣基本上不能直接吸收太陽輻射的能量。
①吸收：大氣對太陽輻射中能量最強的可見光卻吸收得很少，大部分可見光能夠透過大氣射到地面上來。平流層大氣中的臭氧（O3），主要吸收太陽輻射中波長較短的紫外線。對流層大氣中的水汽(H2O)和二氧化碳(CO2)等，主要吸收太陽輻射中波長較長的紅外線。
②反射：云層越低、越厚，云量越多，反射越強，云的反射作用最為顯著。
③散射：當太陽輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時，太陽輻射的一部分便以這些質點為中心，向四面八方彌散，這種現象稱為大氣的散射。空氣分子或微小塵埃散射作用最為顯著。
大氣散射有時無選擇性，有時具有選擇性。
大氣散射無選擇性時，如樹蔭下以及室內沒有太陽光直接照射也能看到光亮；陰雨天沒有見到太陽依然有光亮；高緯度地區的白夜現象；晨昏蒙影；曙光和暮光等。
大氣對太陽輻射的散射作用具有選擇性。其散射強度與入射光的波長的四次方成反比。入射光的波長越短越容易被散射，波長越長，越不容易被散射（穿透性強）。
藍紫光最易被散射，紅黃光最不易被散射。
案例：紅橙色的朝霞；火紅色的晚霞；蔚藍色的天空；紅綠燈原理等。
大氣對太陽輻射的削弱作用隨緯度、時間而變化：
1)隨緯度變化：緯度越低，太陽高度越大，太陽輻射經過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，到達地面的太陽輻射越多；緯度越高，太陽輻射被大氣削弱得越多，到達地面的太陽輻射越少。
2)隨時間變化：正午太陽高度越大，太陽輻射經過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，輻射作用越強；反之，被大氣削弱得越多，輻射作用越弱。
作用形式 參與作用的大氣成分 被削弱的光線 作用和特點
吸收 臭氧（平流層） 水汽、二氧化碳（對流層 紅外線 紫外線 對可見光吸收得很少，故太陽輻射不是對流層大氣主要的直接熱源。
反射 云層（作用最顯著）、塵埃（較大顆粒的） 全部光線 云層越低、越厚，云量越多，反射越強。 反射沒有選擇性，因而反射光呈白色。
散射 空氣分子、微小塵埃 有選擇性可見光中 波長較短的藍紫光 晴朗的天空呈蔚藍色
較大顆粒的塵埃等 無選擇性各種波長的太陽輻射 陰天的天空呈灰白色
2. 大氣對地面的保溫作用
大氣逆輻射對近地面大氣熱量的補償作用。如月球基本上沒有大氣，赤道處中午高達 127 ℃，晚上最低達 -183 ℃，月球表面晝夜溫差大于地球表面。
大氣逆輻射越強，大氣保溫作用越強，與大氣中CO2和水汽含量有關。
案例：全球氣候變暖與溫室氣體（主要是CO2）劇增有關；深秋至第二年早春季節，霜凍多出現在晴朗的夜晚；秋冬季節燃燒稻草、秸稈等制造煙霧防霜凍；利用溫室大棚生產反季節蔬菜等。
影響大氣削弱作用的因素：①天氣—陰雨天氣，云霧多，大氣的反射作用越強，大氣削弱作用強；
②大氣潔凈度—青藏高原，海拔高，大氣稀薄，大氣潔凈度高，散射越少，大氣削弱作用越弱。
③干燥度—大氣濕度越大，大氣的削弱作用越強。
影響大氣保溫作用因素：①天氣—陰雨天氣，云霧多，大氣保溫作用強；
②大氣的潔凈度—大氣雜質越多，空氣越渾濁，大氣保溫作用越強；
③干燥度—大氣濕度越大，所吸收和輻射的熱量越多，大氣保溫作用越強。
大氣的兩個作用同步變化
考點1 大氣受熱過程原理的應用
1.利用大氣削弱作用原理分析某地區太陽能的多寡
高海拔地區(如青藏高原地區)
內陸地區(如我國西北地區)
濕潤內陸盆地(如四川盆地)
2．利用大氣保溫作用原理分析生產、生活現象
(1)解釋溫室氣體大量排放對全球氣候變暖的影響
(2)分析農業實踐中的一些現象
①我國北方地區利用溫室大棚生產反季節蔬菜。
②深秋農民利用燃燒秸稈制造煙霧預防霜凍。（濃煙可以吸收地面長波輻射，增加大氣逆輻射，起到保溫作用，提高地表溫度。)
③華北地區早春農民利用地膜覆蓋進行農作物種植。
④干旱半干旱地區果園中鋪沙或鵝卵石，不但能防止土壤水分蒸發，還能增加晝夜溫差，反射太陽輻射，增強光合作用，有利于水果的糖分積累等。
解釋玻璃溫室、大棚保溫的原理
溫室的玻璃頂和玻璃窗，能讓太陽短波輻射透射進來，使室內地面溫度增高；地面放出的長波輻射卻很少能穿透玻璃，從而把熱量保留在溫室中。人們把玻璃溫室的這種作用，稱為溫室效應。
玻璃（或塑料薄膜）不能吸收地面長波輻射，而是阻止室內外的空氣對流和熱量交換。大氣保溫作用主要是大氣先吸收地面長波輻射，在通過大氣逆輻射把熱量還給地面。
（3）與青藏高原有關的大氣熱力作用
青藏高原太陽輻射強：①緯度較低，太陽高度大，太陽輻射強度大；②地勢高，空氣稀薄，大氣削弱的太陽輻射少，到達地面的太陽輻射多；③晴天多，日照時間長。
青藏高原氣溫日較差大：地勢高，空氣稀薄，白天削弱的太陽輻射少，到達地面的太陽輻射多，增溫快，夜晚大氣逆輻射弱，地面損失的熱量多。
青藏高原氣溫年較差小：①地勢高，空氣稀薄，大氣保溫作用差，因此夏季氣溫低；②冬季受冷空氣影響??；③緯度低，冬季太陽高度大，日照時間較長，因此冬季氣溫較高。
青藏高原比同緯度長江中下游平原氣溫低：由于地面輻射是近地面大氣的直接熱源，而青藏高原地勢高，空氣稀薄，大氣對地面長波輻射的吸收能力有限，不利于熱量的積累。且大氣逆輻射弱，地面損失的熱量多，所以年均溫較低。
（2024·浙江1月卷）南美洲赤道附近的欽博拉索峰海拔6310米。1802年該峰植被分布上限是4600米，2012年上升到5185米。研究表明植被上限上升段的土壤溫度有所升高。完成下面小題。
1．從受熱過程看，引起植被上限上升段土壤溫度升高的主要原因是（ ）
A．地面輻射減少 B．大氣輻射減少
C．太陽輻射增加 D．地面吸收增加
【答案】1．D
【解析】1．地面吸收的輻射量增多，增溫幅度加大，導致土壤溫度上升，D正確；地面吸收增加，土壤溫度升高，地面輻射增多，大氣輻射也增多，AB錯誤；太陽輻射量沒有明顯變化，C錯誤。故選D。
考點2 氣溫影響因素
（1）影響氣溫變化的因素
（2）氣溫日變化
以熱量傳遞環節為依托，說明溫度變化的主體，日出前后，氣溫最低，太陽出來之后，地面溫度上升，大氣溫度上升。地方時12時當地正午太陽高度角最大，太陽輻射最強；地面溫度在13時達到最高；大氣溫度（氣溫）在地方時14時達到最高。最高峰之后，地面和大氣的溫度均會下降，一直持續到日出之前。日落之后，太陽輻射消失，地面失去主要補給來源，大氣逆輻射成為其主要能量來源。因此在夜間，大氣逆輻射對地面的意義重大。
思考1：大氣的熱力作用，意義何在？
—— 縮小晝夜溫差
思考2：分析晝夜溫差大小的影響因素？
——大氣層的厚薄程度
晝夜溫差大小的影響因素：
①地勢高低：地勢高→大氣稀薄→白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。
②天氣狀況：晴天→大氣稀薄→白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。
③下墊面性質：比熱容大→增溫和降溫速度都慢→晝夜溫差小，反之，晝夜溫差大。 如海洋的晝夜溫差一般小于陸地。
最高氣溫與太陽高度、天氣晴朗有關；最低氣溫主要看夜間的保溫效果。
氣溫日較差一般規律
低緯＞高緯 低緯度地區的正午太陽高度較大，太陽高度的日變化較大。
內陸＞沿海 沿海地區受海洋的調節作用，日較差小
晴天＞陰天 陰天白天削弱作用強，夜間保溫效果佳，溫差小
山地＞平原 大尺度的地形區，海拔高，空氣稀薄
凹地＞凸地 大氣與凹地地面接觸面積大，受地面輻射影響較大（小尺度）
小尺度地形區，凹地＞平地＞凸地，主要是考慮接觸面大小。
地形分析日較差大小可以進行歸納：（尺度）大（海拔）高（溫差）大；（尺度）小（海拔）低（溫差）大。
地形的空間尺度大小不同，分析角度不同，結論不同
（3）氣溫年較差
地面性質 北半球大陸 北半球海洋 說明
輻射最強月份 6 直射點的移動
輻射最弱月份 12
氣溫最高月 7 8 海陸熱力性質差異
氣溫最低月 1 2
年較差 大 小
氣溫年較差一般規律
高緯＞低緯 緯度越高，夏季白晝越長，冬季的正午太陽高度越小，白晝越短，因而緯度越高氣溫年較差越大。
內陸＞沿海 陸地比熱小，夏季升溫快，溫度較高；冬季降溫快，溫度較低，因而陸地氣溫年較差比海洋大。
平原＞山地 大尺度的地形區，海拔越低，氣溫年較差越大
凹地＞凸地 凹地年較差大，凸地年較差小（小尺度）
【易錯提醒】
分析地形對氣溫的影響時，要注意空間尺度的大小。
小空間尺度山地比原氣溫日較差小的原因：受下墊面溫度變化的影響，對流層大氣越靠近下墊面，平均氣溫越高，氣溫的日變化幅度越大；離下墊面越遠，平均氣溫越低，氣溫的日變化幅度越?。皇苌降卦旗F熱力狀況作用的影響；山地氣溫受周圍“自由大氣”的調節作用的影響，山地海拔高，空氣流動性好，利于與周圍“自由大氣”進行交換。白天山地氣溫升高時，由于氣溫低、日較差小，同一高度的“自由大氣”對其起到一定的降溫作用。夜晚，由于山地上空大氣稀薄，保溫作用弱，氣溫下降快，同一高度的“自由大氣”減小了山地氣溫的下降幅度，所以山地氣溫日較差就小于原氣溫日較差。
大尺度地形區“溫度的日較差與高度成正比，海拔越高，日較差越大”的原因：年較差比同緯度東部地區要小4～6℃以上。主要的原因是由于受海拔高度的影響大大超過了緯度的影響——海拔高，本身氣溫就很低；夏季云量增多、太陽輻射減弱，加上高原上空的空氣又不斷向四周散發熱量，所以夏季氣溫不高；而冬季，東西走向的高大山脈，阻擋了北來冷空氣的入侵，沒有“象東部平原地區受近地層緯寒冷的冬季風的影響”這樣的強降溫因素，而且冬季晴朗而海拔高的優勢也更使其能受到較多太陽輻射，所以氣溫下降不甚劇烈。這樣夏季溫度比較低，而冬季的溫度不太低，使年內氣溫變化有所減緩，年振幅相對較小。
（2023·全國乙卷）位于日本海附近的琿春與內陸的遼源各日最高氣溫時刻（北京時間）的月均值不同（如表）。規定各日最高氣溫時刻與月均值相差超過1小時為偏離。據此完成下面小題。
氣象臺站 經度 緯度 1月各日最高氣溫時刻均值 1月偏離天數/天 7月各日最高氣溫時刻均值 7月偏離天數/天
琿春 130.35°E 42.86°N 約14時00分 20.8 約14時40分 19.6
遼源 125.15°E 42.90°N 約13時20分 14.4 約13時50分 17.2
2．琿春的最高氣溫時刻月均值滯后當地正午的時間長于遼源，原因是琿春（ ）
A．降水多 B．受海洋影響強 C．風力強 D．受山地影響強
3．遼源冬季偏離天數少，說明遼源冬季多（ ）
A．雨雪天氣 B．溫帶氣旋 C．晴朗天氣 D．冷鋒過境
【解析】2.
3.
【答案】2. B 3. C
題型01 大氣受熱過程
下圖是藏北高原某觀測站測得的某種輻射在冬夏季節的平均日變化。據此完成下面小題。
1．該輻射類型最可能為(　　 )
A．到達地面的太陽輻射
B．臭氧吸收的太陽輻射
C．地面反射的太陽輻射
D．大氣逆輻射
2．影響該輻射冬、夏季節差異明顯的主要因素是(　　 )
A．太陽高度 B．降水
C．距太陽遠近 D．植被覆蓋率
【答案】1．D　2.A　
【解析】1.圖示輻射全天24小時均存在，且白天多、夜晚少、日出前后最少，基本與氣溫日變化一致，可判斷是大氣逆輻射；太陽輻射發生在白天，我國各地均不會出現極晝，則不可能是到達地面的太陽輻射；臭氧吸收的紫外線輻射和地面反射的太陽輻射沒有明顯的季節變化。
2.由上題可知，該輻射為大氣逆輻射，決定大氣逆輻射強弱的最主要因素是氣溫高低；圖示該輻射夏季強、冬季弱，這與太陽高度季節差異導致的氣溫變化呈正相關；該地位于藏北高原，全年降水少，植被覆蓋率低，冬夏季節差別不大；地球與太陽的距離冬季(1月初位于近日點)較近、夏季(7月初位于遠日點)較遠。
題型02 氣溫影響因素
2024年2月18日，因西北風抵達時間的差異，我國多地出現了極端氣溫，新疆富蘊縣吐爾洪鄉氣溫降至-52.3℃，打破了新疆最低氣溫記錄。貴州省冊亨縣八渡鎮最高氣溫達34.7℃，高于同期的海南三亞。下圖分別為兩地地形示意圖。據此完成下面小題。
3．該日，吐爾洪鄉打破新疆最低氣溫記錄的主要原因是（ ）
A．海拔高 B．冷空氣受阻集聚 C．緯度高 D．接近冬季風源地
4．該日八渡鎮最高氣溫高于三亞，主要是因為（ ）
A．河流流經，降溫慢 B．吹偏南風，暖空氣勢力強
C．緯度較低，氣溫高 D．山高谷深，氣流下沉增溫
【答案】3．B 4．D
【解析】3．據材料“2024年2月18日，因西北風抵達時間的差異，我國多地出現了極端氣溫，新疆富蘊縣吐爾洪鄉氣溫降至-52.3℃，打破了新疆最低氣溫記錄”結合吐爾洪鄉位于河谷的地形可知，受冷空氣影響，遇地形阻擋，冷空氣在河谷地區集聚，造成大幅度的降溫，B正確；海拔高、緯度高、接近冬季風源地這些因素相對穩定，不是造成此次降溫幅度大的主要原因，ACD錯誤。故選B。
4．讀圖可知，八渡鎮位于25°N附近的河谷地區，冷空氣南下的過程中，氣溫上升，遇地形阻擋，在山地背風坡下沉，因山高谷深，氣流下沉增溫幅度較大，加上地形封閉，散熱不暢，導致該日八渡鎮最高氣溫高于三亞，D正確；河流具有調節氣溫的作用，河流流經，氣溫應該降低，A錯誤；據材料，該日吹西北風，B錯誤；緯度高于三亞，氣溫一般應該低于三亞，C錯誤。故選D。
熱點應用
01 云底高度
（2019·全國卷Ⅱ）積云為常見的一類云，其形成受下墊面影響強烈。空氣在對流過程中，氣流攜帶來自下墊面的水汽上升，溫度不斷下降，至凝結溫度時，水汽凝結成云。水汽開始凝結的高度即為積云的云底高度。據此完成下面小題。
1．大氣對流過程中上升氣流與下沉氣流相間分布，因此積云常常呈（ ）
A．連續層片狀 B．魚鱗狀
C．間隔團塊狀 D．條帶狀
2．積云出現頻率最高的地帶是（ ）
A．寒溫帶針葉林地帶 B．溫帶落葉闊葉林地帶
C．亞熱帶常綠闊葉林地帶 D．熱帶雨林地帶
3．在下墊面溫度決定水汽凝結高度的區域，積云的云底高度低值多出現在（ ）
A．日出前后 B．正午
C．日落前后 D．午夜
【解析】
1.
2.
3.
【答案】1．C 2．D 3．A
知識點撥：
（1）概念
云底高度是指從地面到云層底部的垂直距離。它是氣象學中一個重要的觀測指標，用來描述云的下邊緣位置。
（2）影響因素
①氣溫：空氣的溫度直接影響水汽的凝結高度。較高的氣溫通常會導致較高的云底高度，因為空氣必須上升到更高的地方才能達到露點溫度。
②濕度：空氣中的水汽含量也是關鍵因素。高濕度環境下，空氣不需要上升太高就能達到飽和狀態，從而形成云。因此，濕度越大，云底高度越低。
③氣壓：低壓系統通常會使空氣上升，形成較低的云底。而在高壓系統中，空氣下沉，抑制云的形成，云底高度較高。
④地形因素：山地等地形能夠迫使空氣抬升，導致云底高度較低；海拔越高的地區，云底高度相對較低，因為整體環境溫度較低，空氣更容易達到露點溫度。
⑤對流強度：強烈的對流活動能夠將空氣迅速抬升到高空，形成積云或雷雨云，云底高度較低；如果大氣層穩定，空氣不容易上升，云底高度較高。
⑥季節變化：不同季節的氣溫和濕度變化會影響云底高度。比如夏季氣溫高、濕度大，容易形成低云；冬季氣溫低，濕度低，云底高度相對較高。
⑦海陸位置：海洋上空的空氣通常濕度較高，云底高度較低。
⑧天氣系統：冷鋒、暖鋒等天氣系統也會影響云底高度。冷鋒過境時，空氣迅速抬升，云底高度較低；暖鋒過境時，云層逐漸上升，云底高度較高。
02 有效輻射
地面有效輻射是指地面輻射和地面所吸收的大氣逆輻射之間的差值。當下墊面溫度與空氣溫度差值大時，有效輻射就大；當近地面氣溫增大時，有效輻射就減小。下圖為我國菜地某日地面有效輻射日變化圖。據此完成下面小題。
4．推測可導致地面有效輻射增大的因子是（ ）
A．空氣混濁 B．厚云覆蓋 C．海拔變高 D．濕熱天氣
5．可能出現逆溫的時段是（ ）
A．8時 B．12時 C．16時 D．20時
【答案】4．C 5．A
【解析】4．結合題干材料“地面有效輻射是指地面輻射和地面所吸收的大氣逆輻射之間的差值。當下墊面溫度與空氣溫度差值大時，有效輻射就大；當近地面氣溫增大時，有效輻射就減小”可知，空氣混濁會導致地面吸收的太陽輻射減少，下墊面溫度偏低，大氣逆輻射相對較強，地面有效輻射減小，A錯誤；濕熱天氣下墊面溫度與空氣溫度差小，地面有效輻射小，B錯誤；下墊面海拔越高，地面獲得的太陽輻射越多，地面輻射越多，而大氣較稀薄，大氣逆輻射較少，地面有效輻射增大，C正確；厚云覆蓋會導致地面吸收的太陽輻射少，地面輻射減少，大氣逆輻射相對較多，地面有效輻射減小，D錯誤。所以選C。
5．讀圖可知，8時地面有效輻射為負值，說明地面輻射小于地面所吸收的大氣逆輻射，說明下墊面溫度低，大氣溫度較高，近地面氣溫受下墊面影響，氣溫較低，隨著高度增加，氣溫受下墊面影響減弱，出現下冷上暖的逆溫結構，A正確；12時、16時、20時地面有效輻射為正值，不易出現逆溫，BCD錯誤。所以選A。
知識點撥：
（1）概念
地面有效輻射為下墊面向上長波輻射（地面輻射）與地面吸收的大氣逆輻射的差值。表示地面實際損失的熱量。
（2）影響因素
當下墊面溫度與空氣溫度差值大時，有效輻射就大；當近地面氣溫增大時，有效輻射就減小。
03 晨昏蒙影與白夜現象
日出前和日落后的一段時間內天空不黑，呈現出微弱的光亮，這種現象叫作“晨昏蒙影”。如果第一天晚上的“蒙影”還沒結束，第二天早上的“晨昏”就開始了，那么出現天空整夜不黑的現象，叫做“白夜”。研究發現白夜出現的緯度與理論晨昏線和緯線的切點在經線圈上相差18度圓心角。據此回答下列小題。
6．“白夜”現象的形成是由于（ ）
A．太陽終日不落 B．月亮特別明亮 C．大氣散射作用 D．大氣輻射作用
7．我國的下列地區中可能看到“白夜”的是（ ）
A．香港 B．長沙 C．拉薩 D．漠河
8．北極點一年中開始出現“白夜”現象的時間是（ ）
A．春分之前 B．夏至前后 C．秋分之前 D．冬至前后
【答案】6．C 7．D 8．A
【解析】6．日出前和日落后，大氣對太陽光的散射作用使一部分光散射到地球上，從而形成“白夜”的現象。因此，這題選C。
7．根據材料“研究發現白夜出現的緯度與理論晨昏線和緯線的切點在經線圈上相差18度圓心角?！笨芍挥芯暥仍?8°及更高地區才能出現白夜現象，而我國領土的最北端漠河，緯度在53°N附近，可能出現白夜現象，香港緯度是22°N，拉薩在30°N，長沙28°N，它們都不可能見到白夜現象。因此選D。
8．結合材料可知，“白夜”是指兩端晨昏蒙影連接，整夜不“黑”，所以符合條件的時間段應該是秋分之后的一段時間和春分之前的一段時間。冬至日前后北極點處于極夜期，夏至日前后北極點處于極晝期。因此本題選A。
知識點撥：
（1）晨昏蒙影
在日出之前（黎明）和日沒以后（黃昏）的一段時間，天空仍然明亮，處于半光明狀態。這段時間，既不是真正的白晝，也不是真正的黑夜，是晝夜交替的過渡時期。天文學稱之為晨昏蒙影。這種現象是由于大氣散射引起的，日出前和日落后太陽光雖然不能直接照射到地面，但可以照射到地球的大氣層中。高空大氣能夠對太陽起散射作用，從而引起“晨昏蒙影”現象。其持續時間隨季節、當地緯度和海拔高度以及氣象條件而改變，赤道上最短。
（2）白夜現象
在高緯度地區，每年有一段時間，當天的晨蒙影與前一天的昏蒙影相接，出現白夜現象。緯度越高，白晝持續的時間越長。暮光結束時曙光又初現，暮光曙光相連，就是白夜，不是真正的白晝。
地點：只能出現于高緯度地區。
時間：當地夏季
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第06講 大氣的組成、垂直結構及受熱過程
目錄
01 考情透視·目標導航 2
02 知識導圖·思維引航 3
03 考點突破·考法探究 3
考點一 大氣的組成與垂直分層 3
知識梳理 3
知識點1 大氣的組成 3
知識點2 大氣的垂直分層 4
核心突破 7
考點 逆溫 7
題型01 大氣組成與垂直分層 11
題型02 逆溫 12
考點二 大氣受熱過程 13
知識梳理 13
知識點 大氣受熱過程原理 13
核心突破 16
考點1 大氣受熱過程原理的應用 16
考點2 氣溫影響因素 18
題型01 大氣受熱過程 21
題型02 氣溫影響因素 21
熱點應用 22
01 云底高度 22
02 有效輻射 23
03 晨昏蒙影與白夜現象 24
考點要求 考題統計＋考點提取
大氣的垂直分層 2023廣東卷，10題，3分，白晝期間氣球接收到的太陽短波輻射量隨高度增加而增多是因為隨高度增加，大氣成分組成和垂直分層 2022上海卷，5題，2分，神舟返回艙在一次經過平流層和對流層的時候溫度的變化，大氣垂直分層
大氣受熱過程 2024廣東卷，3-4題，6分，2—4月西雙版納熱帶季雨林林冠層之上大氣逆輻射值較低原因，大氣受熱過程 2024安徽卷，9-11題，9分，我國某地面觀測站連續4天太陽輻射、地面反射太陽輻射、地面長波輻射和大氣逆輻射的通量逐小時觀測結果為情境，大氣受熱過程 2024浙江1月卷，3題，2分，引起植被上限上升段土壤溫度升高的主要原因是，大氣受熱過程 2023浙江1月，25題，2分，造成夜間海面上云強烈對流的原因有，大氣受熱過程
氣溫與 逆溫 2023全國乙卷，10-11題，8分，琿春的最高氣溫時刻月均值滯后當地正午的時間長于遼源的原因，氣溫影響因素 2023浙江6月卷，24題，3分，霧區地面以上氣溫垂直變化最接近的是，氣溫垂直變化與逆溫 2021廣東卷，12-14題，9分，冬季易加強輻射逆溫的地形、逆溫常出現的時間和天氣狀況、黃河源地區冬季輻射逆溫多發是由于，逆溫
命題趨勢： 考查內容集中在大氣垂直分層、逆溫、氣溫日變化的判斷,考查方向注重圖表數據的判讀和應用。備考過程中要注重圖表資料的判讀技巧和大氣相關知識原理的掌握,結合案例進行分析,提高對知識的理解和應用能力。
考點一 大氣的組成與垂直分層
知識點1 大氣的組成
低層大氣由干潔空氣、水汽和雜質組成。
在25千米以下的干潔空氣中氮氣、氧氣占總體積的99%
大氣組成 主要作用
干潔空氣 氮氣 氮是地球上生物體的基本元素
氧氣 氧是人類和其他生物維持生命活動所必需的物質
二氧化碳 綠色植物進行光合作用的基本原料；吸收地面輻射的能力強，使氣溫升高
臭氧 吸收紫外線，使大氣增溫；減少到達地面的紫外線，對生物具有保護作用
水汽 成云致雨的必要條件；吸收長波輻射，影響地面和大氣的溫度
雜質 作為凝結核，是成云致雨的必要條件
知識點2 大氣的垂直分層
（1）分層依據
分層依據：根據地球大氣的溫度、密度和運動狀況，可將其劃分為對流層、平流層和高層大氣。
（2）大氣垂直分層
厚度變化 8～18千米，因緯度和季節的不同而不同。低緯17～18km，高緯度8～9km
大氣運動 空氣對流運動顯著(該層上部冷、下部熱)
天氣狀況 天氣現象復雜多變(集中了大氣質量的3/4和幾乎全部的水汽與雜質；對流運動易成云致雨)
氣溫變化 隨高度增加而遞減（地面是低層大氣主要的直接熱源）
對流層的厚度與對流運動的強弱有關，地面溫度越高，對流運動越強，對流層的高度越高。
在空間上，低緯>中緯>高緯；在季節上，夏季>春季、秋季>冬季。
厚度變化 對流層頂至50-55千米；臭氧層在15-35千米處
大氣運動 水平運動為主（上熱下冷，大氣穩定）
天氣狀況 天氣晴朗，能見度好（水汽雜質少，氣流平穩）
氣溫變化 氣溫隨高度增加而升高(臭氧吸收太陽紫外線)
厚度變化 平流層頂至大氣邊緣。在 80~500 千米的高空，有若干電離層，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用
大氣運動 高空對流和高空平流
天氣狀況 天氣晴朗，能見度好，大氣密度極小
氣溫變化 氣溫隨高度增加先下降后上升
項目 主要特點 特點成因 與人類的關系
對流層 氣溫隨高度升高而遞減 地面是低層大氣主要的直接熱源 人類生活在對流層底部，與人類關系最密切
空氣對流運動顯著 該層上部冷、下部熱
天氣現象復雜多變 集中了大氣質量的3/4和幾乎全部的水汽與雜質；對流運動易成云致雨
平流層 氣溫隨高度增加而升高 臭氧吸收太陽紫外線 無云雨現象，能見度好，適合航空飛行；臭氧層有保護地球生命的作用
水平運動為主 上熱下冷，大氣穩定
天氣晴朗 水汽雜質少，氣流平穩
高層大氣 氣溫隨高度增加先下降后上升；大氣密度極小 距地面遠，受到引力小 80－500 千米有若干電離層，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用
（3）大氣污染的主要原因分析
1)自然因素
①氣象因素
風速 風速小，污染物不易擴散；大風天氣，利于污染物擴散
氣溫 逆溫天氣出現時，空氣對流運動受阻，污染氣體不易擴散而大量積聚
濕度 一般而言，濕度越低，污染越重
②地形因素：山間盆地、谷地以及三面環山的地區，大氣污染物受地形阻礙，不易擴散，加劇污染。
2)人為因素
①人口因素：人口集聚度越高，經濟活動越頻繁，環境污染越重。
②經濟因素：第二產業比重越高，對環境的壓力越大，空氣質量越差；以煤炭為主的能源結構會加重大氣污染。
3)技術進步可以提高能源利用效率和環境管理水平，從而降低大氣污染，提高空氣質量。
考點 逆溫
（1）逆溫現象
逆溫：在一定條件下，對流層的某一高度會出現實際氣溫高于理論氣溫，甚至是氣溫隨高度的增加而升高的現象，實際氣溫高于理論氣溫，稱為逆溫。
正常情況下，海拔每升高100m氣溫下降0.6℃，但在不同地點及不同時間，可能會小于0.6℃或大于0.6℃（其中小于0.6℃情況為逆溫）。
逆溫的重要特征判斷——“上暖下冷”
（2）逆溫的形成與消亡過程
逆溫的生消過程——近地面先發生，后逐步向上發展，近地面先結束。無論其形成還是結束都是從近地面開始的。
（3）逆溫的類型
①輻射逆溫
晴朗無云的夜間或黎明，由于大氣逆輻射較弱，地面輻射散失熱量多，離地面越近降溫越快，從而出現上暖下冷的逆溫現象。這種逆溫現象黎明前最強，日出后逆溫層自下而上消失。這種逆溫在中高緯地區大陸上都能發生，尤以冬季最強，特別是在沙漠地區經常出現。
②平流逆溫
由于暖空氣水平移動到冷卻的地面、水面或氣層之上時，底層空氣因受下墊面的影響迅速降溫，上層空氣因距離較遠，降溫較少，于是產生逆溫。該逆溫現象多出現在中緯度沿海地區。
比如，冬季從海而來的氣團平流到陸地冷的下墊面上?；蚴乔锛究諝庥傻途暤貐^平流到高緯地區時，都有可能產生平流逆溫。
③地形逆溫
常發生在山地、盆地和谷地中。夜晚，由于山坡散熱快，山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖的空氣被冷空氣抬擠上升，從而出現溫度的倒置現象，稱為地形逆溫。
如天山北坡從12月—次年2月在近地層會存在一層深厚的逆溫層，它的形成主要是由于冷空氣受阻積累的，在形成的“冷空氣湖”上有較暖的空氣層。天山北坡的逆溫層厚度至少有1500米，在南坡只有700米。這種冬季逆溫層在青藏高原東部和北部邊緣是普遍存在的。
④鋒面逆溫
對流層中，暖空氣運移到冷空氣之上，形成冷暖相交的鋒面。暖氣團位于鋒面之上，冷氣團在下。在冷暖氣團之間的過渡帶上，若鋒面上下暖冷空氣的溫差較大，便形成逆溫。由于鋒是從地面向冷空氣上方傾斜的，逆溫層也隨鋒面的傾斜而呈傾斜狀態。因此逆溫只能在冷空氣所控制的地區內觀察到，在冬半年有時會形成凍雨一些惡劣性天氣。鋒面逆溫離地的高度與觀測點相對于鋒線的位置有關，距地面鋒線越近，逆溫層的高度越低；反之越高。
類型 發生的條件 出現的地區
輻射逆溫 經常發生在晴朗無云的夜間，由于地面有效輻射很強，近地面大氣層氣溫迅速下降，而高處大氣層降溫較慢 中高緯度大陸冬季黎明前
平流逆溫 暖空氣水平移動到冷的地面或氣團上 中緯度沿海地區
地形逆溫 主要由地形造成，由于山坡散熱快，冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖空氣被較冷的空氣抬擠上升 盆地和谷地中夜間
鋒面逆溫 鋒面之上的暖空氣與鋒面之下的冷空氣之間溫度差異顯著 鋒面活動地區
（4）逆溫的影響
①有利影響：阻礙空氣對流，抑制沙塵暴的發生；逆溫出現在高空，可減弱對流，飛機飛行不易顛簸；可當成一種氣候資源加以利用，如在我國新疆伊犁河谷，逆溫出現在10月至次年3月,長達半年之久,有效地提高了冬半年坡地的溫度,利于多年生果樹越冬。
②不利影響
成霧 早晨易出現多霧天氣，降低大氣能見度，影響人們的出行，甚至出現交通事故
大氣污染 逆溫使空氣垂直對流受阻，近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康，如果位于盆地內，將會更加嚴重
航空 低空逆溫造成的多霧天氣不利于飛機起降
（2023·浙江6月選考）貴州中西部地區冬季多出現水平能見度小于1千米的鋒面雨霧，霧區位于鋒線附近。下圖為貴州某次鋒面雨霧發生過程中，大致呈緯向分布的三個測站測得的能見度變化圖。這次雨霧形成的氣象條件是西南氣流沿鋒后弱冷平流爬升，形成弱降水。雨霧隨鋒面緩慢東移消亡。完成下面小題。
1．本次鋒面雨霧出現時，霧區地面以上氣溫垂直變化最接近的是（ ）
A． B．
C． D．
（2021·廣東卷）輻射逆溫是低層大氣因地面強烈輻射冷卻導致氣溫隨高度增加而升高的現象。黃河源地區位于青藏高原腹地，平均海拔4000多米，冬季輻射逆溫現象多發。據此完成下面小題。
2．冬季易加強輻射逆溫的地形是（ ）
A．山峰 B．平原 C．谷地 D．丘陵
3．黃河源地區輻射逆溫常出現的時間和天氣狀況是（ ）
A．日落前后，大風呼嘯 B．正午時刻，雨雪交加
C．午夜時分，濃云密霧 D．日出之前，晴朗無風
4．黃河源地區冬季輻射逆溫多發是由于（ ）
A．鋒面氣旋多 B．下沉氣流盛行 C．準靜止鋒強 D．熱力對流強盛
題型01 大氣組成與垂直分層
對流層是地球大氣圈的最底層，該層大氣上部冷、下部熱，有利于大氣的對流運動。下圖示意1957－1993年南極布倫特冰架上的哈雷站(約75°S，30°W)1月和7月，低層大氣平均氣溫隨高度變化。據此完成下面小題。
1．1月份，哈雷站對流層上界高度約為(　　 )
A．1.5 km B．8.5 km
C．12.5 km D．22.5 km
2．a月，高度1.5 千米以下氣溫垂直變化的原因是哈雷站所在地(　　)
A．大氣削弱太陽輻射 B．冰面強烈輻射冷卻
C．冰架融化消耗熱量 D．冰面反射太陽輻射
題型02 逆溫
貼地逆溫是指起始高度為0米(地面)的逆溫，如圖為青海格爾木地區2015－2017年貼地逆溫發生頻率的月變化圖。據此完成下面小題。
3．影響該地貼地逆溫發生頻率存在季節差異的主要因素是(　　 )
A．地形起伏 B．植被差異
C．晝夜長短 D．人類活動
4．關于該地逆溫的影響，說法正確的是(　　 )
A.夏季早晨，適宜開展戶外活動 B．冬季早晨，山腰凍害較山麓小
C.夏季傍晚，抑制沙塵暴的發生 D．冬季傍晚，污染物擴散作用強
考點二 大氣受熱過程
知識點 大氣受熱過程原理
（1）能量來源
(1)大氣最根本的能量來源：太陽輻射
(2)近地面大氣主要直接熱源：地面輻射
（2）三大環節
名稱 參與輻射 直接熱量來源 具體過程
太陽暖大地 太陽輻射 太陽輻射 大部分太陽輻射穿過大氣射到地面，地面吸收后增溫
大地暖大氣 地面輻射 地面輻射 地面增溫后以長波輻射的形式向大氣傳遞熱量，大氣吸收后增溫
大氣還大地 大氣輻射 太陽輻射（大氣吸收） 大氣輻射 大氣增溫后形成大氣輻射，其中大氣逆輻射射向地面，對近地面大氣熱量起補償作用。
【拓展延伸】
(1)物體溫度越低，輻射波長越長，因此太陽輻射為短波輻射，地面輻射、大氣輻射和大氣逆輻射為長波輻射。
(2)地面長波輻射，除少部分透過大氣射向宇宙空間外，絕大部分被近地面大氣中的水汽和二氧化碳吸收，使大氣增溫。
(3)任何物體溫度最高時，其輻射最強。就某一地區而言，地方時12點時，太陽輻射最強；地方時13點時，地面溫度最高，地面輻射最強；地方時14點時，大氣溫度最高，大氣輻射（包括大氣逆輻射）最強。
（3）兩大作用
1. 大氣對太陽輻射的削弱作用
表現形式：吸收、反射和散射。
削弱強度：對流層大氣基本上不能直接吸收太陽輻射的能量。
①吸收：大氣對太陽輻射中能量最強的可見光卻吸收得很少，大部分可見光能夠透過大氣射到地面上來。平流層大氣中的臭氧（O3），主要吸收太陽輻射中波長較短的紫外線。對流層大氣中的水汽(H2O)和二氧化碳(CO2)等，主要吸收太陽輻射中波長較長的紅外線。
②反射：云層越低、越厚，云量越多，反射越強，云的反射作用最為顯著。
③散射：當太陽輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時，太陽輻射的一部分便以這些質點為中心，向四面八方彌散，這種現象稱為大氣的散射?？諝夥肿踊蛭⑿m埃散射作用最為顯著。
大氣散射有時無選擇性，有時具有選擇性。
大氣散射無選擇性時，如樹蔭下以及室內沒有太陽光直接照射也能看到光亮；陰雨天沒有見到太陽依然有光亮；高緯度地區的白夜現象；晨昏蒙影；曙光和暮光等。
大氣對太陽輻射的散射作用具有選擇性。其散射強度與入射光的波長的四次方成反比。入射光的波長越短越容易被散射，波長越長，越不容易被散射（穿透性強）。
藍紫光最易被散射，紅黃光最不易被散射。
案例：紅橙色的朝霞；火紅色的晚霞；蔚藍色的天空；紅綠燈原理等。
大氣對太陽輻射的削弱作用隨緯度、時間而變化：
1)隨緯度變化：緯度越低，太陽高度越大，太陽輻射經過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，到達地面的太陽輻射越多；緯度越高，太陽輻射被大氣削弱得越多，到達地面的太陽輻射越少。
2)隨時間變化：正午太陽高度越大，太陽輻射經過大氣的路程越短，被大氣削弱得越少，輻射作用越強；反之，被大氣削弱得越多，輻射作用越弱。
作用形式 參與作用的大氣成分 被削弱的光線 作用和特點
吸收 臭氧（平流層） 水汽、二氧化碳（對流層 紅外線 紫外線 對可見光吸收得很少，故太陽輻射不是對流層大氣主要的直接熱源。
反射 云層（作用最顯著）、塵埃（較大顆粒的） 全部光線 云層越低、越厚，云量越多，反射越強。 反射沒有選擇性，因而反射光呈白色。
散射 空氣分子、微小塵埃 有選擇性可見光中 波長較短的藍紫光 晴朗的天空呈蔚藍色
較大顆粒的塵埃等 無選擇性各種波長的太陽輻射 陰天的天空呈灰白色
2. 大氣對地面的保溫作用
大氣逆輻射對近地面大氣熱量的補償作用。如月球基本上沒有大氣，赤道處中午高達 127 ℃，晚上最低達 -183 ℃，月球表面晝夜溫差大于地球表面。
大氣逆輻射越強，大氣保溫作用越強，與大氣中CO2和水汽含量有關。
案例：全球氣候變暖與溫室氣體（主要是CO2）劇增有關；深秋至第二年早春季節，霜凍多出現在晴朗的夜晚；秋冬季節燃燒稻草、秸稈等制造煙霧防霜凍；利用溫室大棚生產反季節蔬菜等。
影響大氣削弱作用的因素：①天氣—陰雨天氣，云霧多，大氣的反射作用越強，大氣削弱作用強；
②大氣潔凈度—青藏高原，海拔高，大氣稀薄，大氣潔凈度高，散射越少，大氣削弱作用越弱。
③干燥度—大氣濕度越大，大氣的削弱作用越強。
影響大氣保溫作用因素：①天氣—陰雨天氣，云霧多，大氣保溫作用強；
②大氣的潔凈度—大氣雜質越多，空氣越渾濁，大氣保溫作用越強；
③干燥度—大氣濕度越大，所吸收和輻射的熱量越多，大氣保溫作用越強。
大氣的兩個作用同步變化
考點1 大氣受熱過程原理的應用
1.利用大氣削弱作用原理分析某地區太陽能的多寡
高海拔地區(如青藏高原地區)
內陸地區(如我國西北地區)
濕潤內陸盆地(如四川盆地)
2．利用大氣保溫作用原理分析生產、生活現象
(1)解釋溫室氣體大量排放對全球氣候變暖的影響
(2)分析農業實踐中的一些現象
①我國北方地區利用溫室大棚生產反季節蔬菜。
②深秋農民利用燃燒秸稈制造煙霧預防霜凍。（濃煙可以吸收地面長波輻射，增加大氣逆輻射，起到保溫作用，提高地表溫度。)
③華北地區早春農民利用地膜覆蓋進行農作物種植。
④干旱半干旱地區果園中鋪沙或鵝卵石，不但能防止土壤水分蒸發，還能增加晝夜溫差，反射太陽輻射，增強光合作用，有利于水果的糖分積累等。
解釋玻璃溫室、大棚保溫的原理
溫室的玻璃頂和玻璃窗，能讓太陽短波輻射透射進來，使室內地面溫度增高；地面放出的長波輻射卻很少能穿透玻璃，從而把熱量保留在溫室中。人們把玻璃溫室的這種作用，稱為溫室效應。
玻璃（或塑料薄膜）不能吸收地面長波輻射，而是阻止室內外的空氣對流和熱量交換。大氣保溫作用主要是大氣先吸收地面長波輻射，在通過大氣逆輻射把熱量還給地面。
（3）與青藏高原有關的大氣熱力作用
青藏高原太陽輻射強：①緯度較低，太陽高度大，太陽輻射強度大；②地勢高，空氣稀薄，大氣削弱的太陽輻射少，到達地面的太陽輻射多；③晴天多，日照時間長。
青藏高原氣溫日較差大：地勢高，空氣稀薄，白天削弱的太陽輻射少，到達地面的太陽輻射多，增溫快，夜晚大氣逆輻射弱，地面損失的熱量多。
青藏高原氣溫年較差?。孩俚貏莞撸諝庀”?，大氣保溫作用差，因此夏季氣溫低；②冬季受冷空氣影響小；③緯度低，冬季太陽高度大，日照時間較長，因此冬季氣溫較高。
青藏高原比同緯度長江中下游平原氣溫低：由于地面輻射是近地面大氣的直接熱源，而青藏高原地勢高，空氣稀薄，大氣對地面長波輻射的吸收能力有限，不利于熱量的積累。且大氣逆輻射弱，地面損失的熱量多，所以年均溫較低。
（2024·浙江1月卷）南美洲赤道附近的欽博拉索峰海拔6310米。1802年該峰植被分布上限是4600米，2012年上升到5185米。研究表明植被上限上升段的土壤溫度有所升高。完成下面小題。
1．從受熱過程看，引起植被上限上升段土壤溫度升高的主要原因是（ ）
A．地面輻射減少 B．大氣輻射減少
C．太陽輻射增加 D．地面吸收增加
【答案】1．D
【解析】1．地面吸收的輻射量增多，增溫幅度加大，導致土壤溫度上升，D正確；地面吸收增加，土壤溫度升高，地面輻射增多，大氣輻射也增多，AB錯誤；太陽輻射量沒有明顯變化，C錯誤。故選D。
考點2 氣溫影響因素
（1）影響氣溫變化的因素
（2）氣溫日變化
以熱量傳遞環節為依托，說明溫度變化的主體，日出前后，氣溫最低，太陽出來之后，地面溫度上升，大氣溫度上升。地方時12時當地正午太陽高度角最大，太陽輻射最強；地面溫度在13時達到最高；大氣溫度（氣溫）在地方時14時達到最高。最高峰之后，地面和大氣的溫度均會下降，一直持續到日出之前。日落之后，太陽輻射消失，地面失去主要補給來源，大氣逆輻射成為其主要能量來源。因此在夜間，大氣逆輻射對地面的意義重大。
思考1：大氣的熱力作用，意義何在？
—— 縮小晝夜溫差
思考2：分析晝夜溫差大小的影響因素？
——大氣層的厚薄程度
晝夜溫差大小的影響因素：
①地勢高低：地勢高→大氣稀薄→白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。
②天氣狀況：晴天→大氣稀薄→白天大氣的削弱作用和夜晚大氣的保溫作用都弱→晝夜溫差大。
③下墊面性質：比熱容大→增溫和降溫速度都慢→晝夜溫差小，反之，晝夜溫差大。 如海洋的晝夜溫差一般小于陸地。
最高氣溫與太陽高度、天氣晴朗有關；最低氣溫主要看夜間的保溫效果。
氣溫日較差一般規律
低緯＞高緯 低緯度地區的正午太陽高度較大，太陽高度的日變化較大。
內陸＞沿海 沿海地區受海洋的調節作用，日較差小
晴天＞陰天 陰天白天削弱作用強，夜間保溫效果佳，溫差小
山地＞平原 大尺度的地形區，海拔高，空氣稀薄
凹地＞凸地 大氣與凹地地面接觸面積大，受地面輻射影響較大（小尺度）
小尺度地形區，凹地＞平地＞凸地，主要是考慮接觸面大小。
地形分析日較差大小可以進行歸納：（尺度）大（海拔）高（溫差）大；（尺度）?。ê０危┑停夭睿┐?。
地形的空間尺度大小不同，分析角度不同，結論不同
（3）氣溫年較差
地面性質 北半球大陸 北半球海洋 說明
輻射最強月份 6 直射點的移動
輻射最弱月份 12
氣溫最高月 7 8 海陸熱力性質差異
氣溫最低月 1 2
年較差 大 小
氣溫年較差一般規律
高緯＞低緯 緯度越高，夏季白晝越長，冬季的正午太陽高度越小，白晝越短，因而緯度越高氣溫年較差越大。
內陸＞沿海 陸地比熱小，夏季升溫快，溫度較高；冬季降溫快，溫度較低，因而陸地氣溫年較差比海洋大。
平原＞山地 大尺度的地形區，海拔越低，氣溫年較差越大
凹地＞凸地 凹地年較差大，凸地年較差?。ㄐ〕叨龋?br/>【易錯提醒】
分析地形對氣溫的影響時，要注意空間尺度的大小。
小空間尺度山地比原氣溫日較差小的原因：受下墊面溫度變化的影響，對流層大氣越靠近下墊面，平均氣溫越高，氣溫的日變化幅度越大；離下墊面越遠，平均氣溫越低，氣溫的日變化幅度越小；受山地云霧熱力狀況作用的影響；山地氣溫受周圍“自由大氣”的調節作用的影響，山地海拔高，空氣流動性好，利于與周圍“自由大氣”進行交換。白天山地氣溫升高時，由于氣溫低、日較差小，同一高度的“自由大氣”對其起到一定的降溫作用。夜晚，由于山地上空大氣稀薄，保溫作用弱，氣溫下降快，同一高度的“自由大氣”減小了山地氣溫的下降幅度，所以山地氣溫日較差就小于原氣溫日較差。
大尺度地形區“溫度的日較差與高度成正比，海拔越高，日較差越大”的原因：年較差比同緯度東部地區要小4～6℃以上。主要的原因是由于受海拔高度的影響大大超過了緯度的影響——海拔高，本身氣溫就很低；夏季云量增多、太陽輻射減弱，加上高原上空的空氣又不斷向四周散發熱量，所以夏季氣溫不高；而冬季，東西走向的高大山脈，阻擋了北來冷空氣的入侵，沒有“象東部平原地區受近地層緯寒冷的冬季風的影響”這樣的強降溫因素，而且冬季晴朗而海拔高的優勢也更使其能受到較多太陽輻射，所以氣溫下降不甚劇烈。這樣夏季溫度比較低，而冬季的溫度不太低，使年內氣溫變化有所減緩，年振幅相對較小。
（2023·全國乙卷）位于日本海附近的琿春與內陸的遼源各日最高氣溫時刻（北京時間）的月均值不同（如表）。規定各日最高氣溫時刻與月均值相差超過1小時為偏離。據此完成下面小題。
氣象臺站 經度 緯度 1月各日最高氣溫時刻均值 1月偏離天數/天 7月各日最高氣溫時刻均值 7月偏離天數/天
琿春 130.35°E 42.86°N 約14時00分 20.8 約14時40分 19.6
遼源 125.15°E 42.90°N 約13時20分 14.4 約13時50分 17.2
2．琿春的最高氣溫時刻月均值滯后當地正午的時間長于遼源，原因是琿春（ ）
A．降水多 B．受海洋影響強 C．風力強 D．受山地影響強
3．遼源冬季偏離天數少，說明遼源冬季多（ ）
A．雨雪天氣 B．溫帶氣旋 C．晴朗天氣 D．冷鋒過境
題型01 大氣受熱過程
下圖是藏北高原某觀測站測得的某種輻射在冬夏季節的平均日變化。據此完成下面小題。
1．該輻射類型最可能為(　　 )
A．到達地面的太陽輻射
B．臭氧吸收的太陽輻射
C．地面反射的太陽輻射
D．大氣逆輻射
2．影響該輻射冬、夏季節差異明顯的主要因素是(　　 )
A．太陽高度 B．降水
C．距太陽遠近 D．植被覆蓋率
題型02 氣溫影響因素
2024年2月18日，因西北風抵達時間的差異，我國多地出現了極端氣溫，新疆富蘊縣吐爾洪鄉氣溫降至-52.3℃，打破了新疆最低氣溫記錄。貴州省冊亨縣八渡鎮最高氣溫達34.7℃，高于同期的海南三亞。下圖分別為兩地地形示意圖。據此完成下面小題。
3．該日，吐爾洪鄉打破新疆最低氣溫記錄的主要原因是（ ）
A．海拔高 B．冷空氣受阻集聚 C．緯度高 D．接近冬季風源地
4．該日八渡鎮最高氣溫高于三亞，主要是因為（ ）
A．河流流經，降溫慢 B．吹偏南風，暖空氣勢力強
C．緯度較低，氣溫高 D．山高谷深，氣流下沉增溫
熱點應用
01 云底高度
（2019·全國卷Ⅱ）積云為常見的一類云，其形成受下墊面影響強烈。空氣在對流過程中，氣流攜帶來自下墊面的水汽上升，溫度不斷下降，至凝結溫度時，水汽凝結成云。水汽開始凝結的高度即為積云的云底高度。據此完成下面小題。
1．大氣對流過程中上升氣流與下沉氣流相間分布，因此積云常常呈（ ）
A．連續層片狀 B．魚鱗狀
C．間隔團塊狀 D．條帶狀
2．積云出現頻率最高的地帶是（ ）
A．寒溫帶針葉林地帶 B．溫帶落葉闊葉林地帶
C．亞熱帶常綠闊葉林地帶 D．熱帶雨林地帶
3．在下墊面溫度決定水汽凝結高度的區域，積云的云底高度低值多出現在（ ）
A．日出前后 B．正午
C．日落前后 D．午夜
知識點撥：
（1）概念
云底高度是指從地面到云層底部的垂直距離。它是氣象學中一個重要的觀測指標，用來描述云的下邊緣位置。
（2）影響因素
①氣溫：空氣的溫度直接影響水汽的凝結高度。較高的氣溫通常會導致較高的云底高度，因為空氣必須上升到更高的地方才能達到露點溫度。
②濕度：空氣中的水汽含量也是關鍵因素。高濕度環境下，空氣不需要上升太高就能達到飽和狀態，從而形成云。因此，濕度越大，云底高度越低。
③氣壓：低壓系統通常會使空氣上升，形成較低的云底。而在高壓系統中，空氣下沉，抑制云的形成，云底高度較高。
④地形因素：山地等地形能夠迫使空氣抬升，導致云底高度較低；海拔越高的地區，云底高度相對較低，因為整體環境溫度較低，空氣更容易達到露點溫度。
⑤對流強度：強烈的對流活動能夠將空氣迅速抬升到高空，形成積云或雷雨云，云底高度較低；如果大氣層穩定，空氣不容易上升，云底高度較高。
⑥季節變化：不同季節的氣溫和濕度變化會影響云底高度。比如夏季氣溫高、濕度大，容易形成低云；冬季氣溫低，濕度低，云底高度相對較高。
⑦海陸位置：海洋上空的空氣通常濕度較高，云底高度較低。
⑧天氣系統：冷鋒、暖鋒等天氣系統也會影響云底高度。冷鋒過境時，空氣迅速抬升，云底高度較低；暖鋒過境時，云層逐漸上升，云底高度較高。
02 有效輻射
地面有效輻射是指地面輻射和地面所吸收的大氣逆輻射之間的差值。當下墊面溫度與空氣溫度差值大時，有效輻射就大；當近地面氣溫增大時，有效輻射就減小。下圖為我國菜地某日地面有效輻射日變化圖。據此完成下面小題。
4．推測可導致地面有效輻射增大的因子是（ ）
A．空氣混濁 B．厚云覆蓋 C．海拔變高 D．濕熱天氣
5．可能出現逆溫的時段是（ ）
A．8時 B．12時 C．16時 D．20時
知識點撥：
（1）概念
地面有效輻射為下墊面向上長波輻射（地面輻射）與地面吸收的大氣逆輻射的差值。表示地面實際損失的熱量。
（2）影響因素
當下墊面溫度與空氣溫度差值大時，有效輻射就大；當近地面氣溫增大時，有效輻射就減小。
03 晨昏蒙影與白夜現象
日出前和日落后的一段時間內天空不黑，呈現出微弱的光亮，這種現象叫作“晨昏蒙影”。如果第一天晚上的“蒙影”還沒結束，第二天早上的“晨昏”就開始了，那么出現天空整夜不黑的現象，叫做“白夜”。研究發現白夜出現的緯度與理論晨昏線和緯線的切點在經線圈上相差18度圓心角。據此回答下列小題。
6．“白夜”現象的形成是由于（ ）
A．太陽終日不落 B．月亮特別明亮 C．大氣散射作用 D．大氣輻射作用
7．我國的下列地區中可能看到“白夜”的是（ ）
A．香港 B．長沙 C．拉薩 D．漠河
8．北極點一年中開始出現“白夜”現象的時間是（ ）
A．春分之前 B．夏至前后 C．秋分之前 D．冬至前后
知識點撥：
（1）晨昏蒙影
在日出之前（黎明）和日沒以后（黃昏）的一段時間，天空仍然明亮，處于半光明狀態。這段時間，既不是真正的白晝，也不是真正的黑夜，是晝夜交替的過渡時期。天文學稱之為晨昏蒙影。這種現象是由于大氣散射引起的，日出前和日落后太陽光雖然不能直接照射到地面，但可以照射到地球的大氣層中。高空大氣能夠對太陽起散射作用，從而引起“晨昏蒙影”現象。其持續時間隨季節、當地緯度和海拔高度以及氣象條件而改變，赤道上最短。
（2）白夜現象
在高緯度地區，每年有一段時間，當天的晨蒙影與前一天的昏蒙影相接，出現白夜現象。緯度越高，白晝持續的時間越長。暮光結束時曙光又初現，暮光曙光相連，就是白夜，不是真正的白晝。
地點：只能出現于高緯度地區。
時間：當地夏季
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