2014高考地理二輪復(fù)習(xí)：地球上的大氣

第3講《地球上的大氣》

1.地球的圈層結(jié)構(gòu)及各圈層的主要特點(diǎn)

(1)地球的圈層結(jié)構(gòu): 包括由地核、地慢、地殼組成的內(nèi)部圈層和由大氣圈、水圈、生物圈組成的外部圈層。

(2) 地球內(nèi)部各圈層的特點(diǎn):①地核的外核為液態(tài)或熔融狀,內(nèi)核為鐵鎳固體;②地慢為鐵鎂固體,地慢上部的軟流層為巖漿發(fā)源地;③地殼厚度不均,陸殼厚洋殼薄,地殼上為硅鋁層,下為硅鎂層;

(3)地球外部各圈層的特點(diǎn):①大氣圈高度愈增大氣密度愈降;②水圈由液、固、氣三態(tài)組成,連續(xù)而不均勻分布;③生物圈與地殼、大氣圈、水圈交叉分布且相互滲透,是包括人類在內(nèi)的生命最活躍的圈層。

2.地球內(nèi)部圈層劃分

(1)地球內(nèi)部圈層的劃分依據(jù)地震波

分類

所經(jīng)物質(zhì)狀態(tài)

傳播速度

共同點(diǎn)

地震波

縱波(P)

固體、液體、氣體

較快

都隨著所通過(guò)物質(zhì)的性質(zhì)而變化

橫波(S)

固體

較慢

(2)地球內(nèi)部圈層的劃分界面不連續(xù)面;地震波分類及特點(diǎn)

不連續(xù)面

地下深度

波速變化

莫霍界面

33千米處(大陸部分)

該面下,P、S波速都明顯增加

古登堡界面

2900千米處

在這里,P波速度突然下降,S波完全消失

(3)劃分:以兩個(gè)不連續(xù)面(莫霍界面、古登堡界面)將地球的內(nèi)部圈層分為地殼、地幔、地核三層。

(4)巖石圈包括地殼和地幔頂部(軟流層以上),全部由巖石構(gòu)成,是構(gòu)成地貌、土壤的物質(zhì)基礎(chǔ),提供各種礦產(chǎn)資源。巖石圈與其它三個(gè)外部圈層(大氣圈、水圈、生物圈)一起,構(gòu)成了人類生存的地理環(huán)境。

3.地球外部的四大圈層:大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈。

(1)大氣圈的作用:提供生命活動(dòng)所需要的大氣,而且還是生物生存的保護(hù)層等,對(duì)人類有重大作用。

(2)大氣的主要成分及各種成分的環(huán)境意義:

低層大氣組成

體積(%)

作用

干 潔

空 氣

N2

78

地球生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的重要組成部分

O2

21

人類和一切生物維持生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)

CO2

0.033

綠色植物進(jìn)行光合作用的基本原料,并對(duì)地面起保溫作用

03

很少

能吸收太陽(yáng)紫外線,對(duì)地球上的生物起著保護(hù)作用

水汽

很少

產(chǎn)生云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象;影響地面和大氣的溫度

固體雜質(zhì)

很少

作為凝結(jié)核,是成云致雨的必要條件

(3)總的說(shuō)來(lái),自然界干潔空氣中各部分的含量處于動(dòng)態(tài)平衡中,但是不合理的人類活動(dòng),能夠改變大氣各種成分的含量(特別是微量氣體,如 、臭氧的含量的變化)。當(dāng)前,特別引起人類關(guān)注的是全球二氧化碳含量上升和臭氧含量減少的現(xiàn)象,已經(jīng)對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生了重大的負(fù)面影響。

4.大氣的垂直分層和各層的基本特點(diǎn):

(1)大氣層雖然有數(shù)千千米(一般認(rèn)為有2000~3000千米),但其質(zhì)量的3/4以上卻分布在離地面十幾千米的低層。依據(jù)各大氣層溫度(如圖5-1)、密度和運(yùn)動(dòng)狀況,我們可以將大氣層分成對(duì)流層、平流層和高層大氣。

(2)大氣層的基本特點(diǎn)見(jiàn)下表:

垂直分層

高度分布

主要特點(diǎn)

原 因

對(duì)流層

低緯17~18km

①氣溫隨高度增加而遞減,每上升100米降低0.6℃;②對(duì)流動(dòng)動(dòng)顯著;③天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變

熱量絕大部分來(lái)自地面,上冷下熱,差異大,對(duì)流強(qiáng)烈;水汽雜質(zhì)多、對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著。

中緯10~12 km

高緯8~9km

平流層

對(duì)流層頂?shù)?0~55km

①起初氣溫變化小,30千米以上氣溫迅速上升;②大氣以水平運(yùn)動(dòng)為主;③大氣平穩(wěn),天氣晴朗,有利高空飛行

臭氧吸收紫外線;上熱下冷;水汽雜質(zhì)少、水平運(yùn)動(dòng)。

高層

大氣

對(duì)流層頂?shù)?000~3000千米

存在若干電離層,能反射無(wú)線電波,對(duì)無(wú)線電通信有重要作用

太陽(yáng)紫外線和宇宙射線作用。

5.大氣受熱過(guò)程

(1)大氣是指低層大氣,其高度不超過(guò)對(duì)流層頂。

(2)了解大氣受熱,需要明確大氣的熱量來(lái)源,即導(dǎo)致大氣運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源。太陽(yáng)輻射是大氣根本的熱源,地面(包括陸面和海面)是大氣直接的熱源。

(3)大氣受熱過(guò)程,實(shí)際上是太陽(yáng)輻射、地面輻射和大氣輻射之間相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。其中,大氣溫室效應(yīng)及其作用是需要重點(diǎn)闡述的基本原理。

(4)學(xué)習(xí)大氣受熱過(guò)程,是為理解大氣運(yùn)動(dòng)打基礎(chǔ),所以,大氣熱力環(huán)流是需要闡述的另一個(gè)基本原理。大氣熱力環(huán)流是大氣不均勻受熱的結(jié)果。大氣不均勻受熱主要是由太陽(yáng)輻射的緯度差異和下墊面熱性質(zhì)差異引起的。大氣不均勻受熱是大氣運(yùn)動(dòng)的主要原因,大氣熱力環(huán)流則是理解許多大氣運(yùn)動(dòng)類型的理論基礎(chǔ)。小到城市熱島環(huán)流,大到全球性大氣環(huán)流,都可以用大氣熱力環(huán)流的原理來(lái)解釋。

(5)學(xué)習(xí)和說(shuō)明大氣受熱過(guò)程,需要借用一些原理示意圖,如大氣溫室效應(yīng)示意圖、大氣熱力環(huán)流形成示意圖等。

6.大氣熱力作用

(1)大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收:太陽(yáng)輻射在穿過(guò)大氣層時(shí),高層大氣中的氧原子、平流層中的臭氧主要吸收太陽(yáng)輻射中波長(zhǎng)較短的紫外線。對(duì)流層大氣中的水汽和二氧化碳等,主要吸收太陽(yáng)輻射中波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外線。因此大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收作用是有選擇性的。又由于太陽(yáng)輻射中能量最強(qiáng)部分集中在波長(zhǎng)較短的可見(jiàn)光部分,因此大氣直接吸收的太陽(yáng)輻射是很少的。

(2)大氣對(duì)地面的保溫作用:

地球大氣對(duì)太陽(yáng)短波輻射幾乎是透明體,大部分太陽(yáng)輻射能夠透過(guò)大氣射到地面上,使地面增溫;大氣

對(duì)地面長(zhǎng)波輻射卻是隔熱層,把地面輻射放出的熱量絕大部分截留在大氣中,并通過(guò)大氣逆輻射又將熱量還

給地面。人們把大氣的這種作用,稱為大氣的保溫作用。

據(jù)計(jì)算,如果沒(méi)有大氣,地球表面平均溫度為18℃,實(shí)際為15℃。大氣的保溫作用,使地面溫度提高了33℃多。

(3)太陽(yáng)輻射透過(guò)地球大氣到達(dá)地球表面,在地面和大氣之間進(jìn)行一系列能量轉(zhuǎn)換。

如上圖,其過(guò)程包括:①到達(dá)地球的太陽(yáng)輻射,一部分能量被大氣吸收、反射和散射而削弱,只有一半左右的太陽(yáng)輻射能量到達(dá)地面。②地面吸收太陽(yáng)輻射而增溫,同時(shí)向外放出地面輻射。③大氣吸收了地面輻射的絕大部分,同時(shí)向外釋放出大氣輻射,大氣輻射除極小部分射向宇宙空間,絕大部分又以大氣逆輻射的形式射向地面而對(duì)地面具有保溫作用。

(4)大氣熱力作用原理應(yīng)用:

①陰天的白天氣溫比較低的原因?

這主要是由于大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用引起的,厚厚的云層阻擋了到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射,所以氣溫低。

②晴朗的天空為什么是蔚藍(lán)色的?

這是由于大氣的散射作用引起的,藍(lán)色光最容易被小的空氣分子散射。

③日出前的黎明和日落后的黃昏天空為什么是明亮的?

這是由于散射作用造成的,散射作用將太陽(yáng)輻射的一部分能量射向四面八方,所以在黎明和黃昏雖然看不見(jiàn)太陽(yáng),但天空仍很明亮。

④霜凍為什么出現(xiàn)在晴朗的早晨(晴朗的夜晚氣溫低)?

這是由于晴朗的夜晚大氣的保溫作弱,地面熱量迅速散失,氣溫隨之降低。

⑤沙漠地區(qū)(晴天)為什么氣溫日較差大?

沙漠地區(qū)晴天多,白天大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用小,氣溫高;夜晚大氣對(duì)地面的保溫作用弱,氣溫低。

⑥青藏高原為什么是我國(guó)太陽(yáng)輻射最強(qiáng)的地區(qū)?

青藏高原的海拔高度,空氣稀薄,大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的削弱作用弱,所以太陽(yáng)輻射強(qiáng)。

(5)全球的熱量平衡

①多年平均來(lái)看,地球(地面和大氣)熱量收支平衡。

②全球熱量平衡與人類生存發(fā)展的關(guān)系:第一、全球每年平均氣溫比較穩(wěn)定,有利于人類的生存與活動(dòng)。第二、人類通過(guò)改變大氣的組成或改變地面的熱力狀況,可以影響大氣的熱力作用過(guò)程,從而改變局部地區(qū)甚至是全球的氣候。例如:人類向大氣中大量排放二氧化碳等溫室氣體,使得大氣熱量的收支失去平衡,導(dǎo)致熱量平衡失調(diào),全球變暖;人類改變地面狀況(植被覆蓋狀況、水域面積等)可以影響地面獲得熱量的多少和改變地面輻射,而使局部小氣候發(fā)生改變。

(6)太陽(yáng)輻射(光照)與天氣、地勢(shì)關(guān)系:

①晴朗的天氣、地勢(shì)高空氣稀薄,光照越強(qiáng);

②我國(guó)太陽(yáng)能的分布青藏高原最高,四川盆地最低。

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