2014高考地理二轮复习：地球上的大气
第3讲《地球上的大气》
1.地球的圈层结构及各圈层的主要特点
(1)地球的圈层结构: 包括由地核、地慢、地壳组成的内部圈层和由大气圈、水圈、生物圈组成的外部圈层。
(2) 地球内部各圈层的特点:①地核的外核为液态或熔融状,内核为铁镍固体;②地慢为铁镁固体,地慢上部的软流层为岩浆发源地;③地壳厚度不均,陆壳厚洋壳薄,地壳上为硅铝层,下为硅镁层;
(3)地球外部各圈层的特点:①大气圈高度愈增大气密度愈降;②水圈由液、固、气三态组成,连续而不均匀分布;③生物圈与地壳、大气圈、水圈交叉分布且相互渗透,是包括人类在内的生命最活跃的圈层。
2.地球内部圈层划分
(1)地球内部圈层的划分依据地震波
分类
所经物质状态
传播速度
共同点
地震波
纵波(P)
固体、液体、气体
较快
都随着所通过物质的性质而变化
横波(S)
固体
较慢
(2)地球内部圈层的划分界面不连续面;地震波分类及特点
不连续面
地下深度
波速变化
莫霍界面
33千米处(大陆部分)
该面下,P、S波速都明显增加
古登堡界面
2900千米处
在这里,P波速度突然下降,S波完全消失
(3)划分:以两个不连续面(莫霍界面、古登堡界面)将地球的内部圈层分为地壳、地幔、地核三层。
(4)岩石圈包括地壳和地幔顶部(软流层以上),全部由岩石构成,是构成地貌、土壤的物质基础,提供各种矿产资源。岩石圈与其它三个外部圈层(大气圈、水圈、生物圈)一起,构成了人类生存的地理环境。
3.地球外部的四大圈层:大气圈、水圈、岩石圈、生物圈。
(1)大气圈的作用:提供生命活动所需要的大气,而且还是生物生存的保护层等,对人类有重大作用。
(2)大气的主要成分及各种成分的环境意义:
低层大气组成
体积(%)
作用
干 洁
空 气
N2
78
地球生物体内蛋白质的重要组成部分
O2
21
人类和一切生物维持生命活动所必需的物质
CO2
0.033
绿色植物进行光合作用的基本原料,并对地面起保温作用
03
很少
能吸收太阳紫外线,对地球上的生物起着保护作用
水汽
很少
产生云、雨、雾、雪等天气现象;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
(3)总的说来,自然界干洁空气中各部分的含量处于动态平衡中,但是不合理的人类活动,能够改变大气各种成分的含量(特别是微量气体,如 、臭氧的含量的变化)。当前,特别引起人类关注的是全球二氧化碳含量上升和臭氧含量减少的现象,已经对人类的生存环境产生了重大的负面影响。
4.大气的垂直分层和各层的基本特点:
(1)大气层虽然有数千千米(一般认为有2000~3000千米),但其质量的3/4以上却分布在离地面十几千米的低层。依据各大气层温度(如图5-1)、密度和运动状况,我们可以将大气层分成对流层、平流层和高层大气。
(2)大气层的基本特点见下表:
垂直分层
高度分布
主要特点
原 因
对流层
低纬17~18km
①气温随高度增加而递减,每上升100米降低0.6℃;②对流动动显着;③天气现象复杂多变
热量绝大部分来自地面,上冷下热,差异大,对流强烈;水汽杂质多、对流运动显着。
中纬10~12 km
高纬8~9km
平流层
对流层顶到50~55km
①起初气温变化小,30千米以上气温迅速上升;②大气以水平运动为主;③大气平稳,天气晴朗,有利高空飞行
臭氧吸收紫外线;上热下冷;水汽杂质少、水平运动。
高层
大气
对流层顶到2000~3000千米
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
太阳紫外线和宇宙射线作用。
5.大气受热过程
(1)大气是指低层大气,其高度不超过对流层顶。
(2)了解大气受热,需要明确大气的热量来源,即导致大气运动的能量来源。太阳辐射是大气根本的热源,地面(包括陆面和海面)是大气直接的热源。
(3)大气受热过程,实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程。其中,大气温室效应及其作用是需要重点阐述的基本原理。
(4)学习大气受热过程,是为理解大气运动打基础,所以,大气热力环流是需要阐述的另一个基本原理。大气热力环流是大气不均匀受热的结果。大气不均匀受热主要是由太阳辐射的纬度差异和下垫面热性质差异引起的。大气不均匀受热是大气运动的主要原因,大气热力环流则是理解许多大气运动类型的理论基础。小到城市热岛环流,大到全球性大气环流,都可以用大气热力环流的原理来解释。
(5)学习和说明大气受热过程,需要借用一些原理示意图,如大气温室效应示意图、大气热力环流形成示意图等。
6.大气热力作用
(1)大气对太阳辐射的吸收:太阳辐射在穿过大气层时,高层大气中的氧原子、平流层中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等,主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。因此大气对太阳辐射的吸收作用是有选择性的。又由于太阳辐射中能量最强部分集中在波长较短的可见光部分,因此大气直接吸收的太阳辐射是很少的。
(2)大气对地面的保温作用:
地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体,大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上,使地面增温;大气
对地面长波辐射却是隔热层,把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中,并通过大气逆辐射又将热量还
给地面。人们把大气的这种作用,称为大气的保温作用。
据计算,如果没有大气,地球表面平均温度为18℃,实际为15℃。大气的保温作用,使地面温度提高了33℃多。
(3)太阳辐射透过地球大气到达地球表面,在地面和大气之间进行一系列能量转换。
如上图,其过程包括:①到达地球的太阳辐射,一部分能量被大气吸收、反射和散射而削弱,只有一半左右的太阳辐射能量到达地面。②地面吸收太阳辐射而增温,同时向外放出地面辐射。③大气吸收了地面辐射的绝大部分,同时向外释放出大气辐射,大气辐射除极小部分射向宇宙空间,绝大部分又以大气逆辐射的形式射向地面而对地面具有保温作用。
(4)大气热力作用原理应用:
①阴天的白天气温比较低的原因?
这主要是由于大气对太阳辐射的削弱作用引起的,厚厚的云层阻挡了到达地面的太阳辐射,所以气温低。
②晴朗的天空为什么是蔚蓝色的?
这是由于大气的散射作用引起的,蓝色光最容易被小的空气分子散射。
③日出前的黎明和日落后的黄昏天空为什么是明亮的?
这是由于散射作用造成的,散射作用将太阳辐射的一部分能量射向四面八方,所以在黎明和黄昏虽然看不见太阳,但天空仍很明亮。
④霜冻为什么出现在晴朗的早晨(晴朗的夜晚气温低)?
这是由于晴朗的夜晚大气的保温作弱,地面热量迅速散失,气温随之降低。
⑤沙漠地区(晴天)为什么气温日较差大?
沙漠地区晴天多,白天大气对太阳辐射的削弱作用小,气温高;夜晚大气对地面的保温作用弱,气温低。
⑥青藏高原为什么是我国太阳辐射最强的地区?
青藏高原的海拔高度,空气稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用弱,所以太阳辐射强。
(5)全球的热量平衡
①多年平均来看,地球(地面和大气)热量收支平衡。
②全球热量平衡与人类生存发展的关系:第一、全球每年平均气温比较稳定,有利于人类的生存与活动。第二、人类通过改变大气的组成或改变地面的热力状况,可以影响大气的热力作用过程,从而改变局部地区甚至是全球的气候。例如:人类向大气中大量排放二氧化碳等温室气体,使得大气热量的收支失去平衡,导致热量平衡失调,全球变暖;人类改变地面状况(植被覆盖状况、水域面积等)可以影响地面获得热量的多少和改变地面辐射,而使局部小气候发生改变。
(6)太阳辐射(光照)与天气、地势关系:
①晴朗的天气、地势高空气稀薄,光照越强;
②我国太阳能的分布青藏高原最高,四川盆地最低。
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