2014高考地理二輪復習：地球上的大氣
第3講《地球上的大氣》
1.地球的圈層結構及各圈層的主要特點
(1)地球的圈層結構: 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: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: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)物質狀態(tài)
傳播速度
共同點
地震波
縱波(P)
固體、液體、氣體
較快
都隨著所通過物質的性質而變化
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
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),全部由巖石構成,是構成地貌、土壤的物質基礎,提供各種礦產(chǎn)資源。巖石圈與其它三個外部圈層(大氣圈、水圈、生物圈)一起,構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:提供生命活動所需要的大氣,而且還是生物生存的保護層等,對人類有重大作用。
(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)蛋白質的重要組成部分
O2
21
人類和一切生物維持生命活動所必需的物質
CO2
0.033
綠色植物進行光合作用的基本原料,并對地面起保溫作用
03
很少
能吸收太陽紫外線,對地球上的生物起著保護作用
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
很少
作為凝結核,是成云致雨的必要條件
(3)總的說來,自然界干潔空氣中各部分的含量處于動態(tài)平衡中,但是不合理的人類活動,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)。當前,特別引起人類關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)對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生了重大的負面影響。
4.大氣的垂直分層和各層的基本特點:
(1)大氣層雖然有數(shù)千千米(一般認為有2000~3000千米),但其質量的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)、密度和運動狀況,我們可以將大氣層分成對流層、平流層和高層大氣。
(2)大氣層的基本特點見下表:
垂直分層
高度分布
主要特點
原 因
對流層
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對流動動顯著;③天氣現(xiàn)象復雜多變
熱量絕大部分來自地面,上冷下熱,差異大,對流強烈;水汽雜質多、對流運動顯著。
中緯10~12 km
高緯8~9km
平流層
對流層頂?shù)?0~55km
①起初氣溫變化小,30千米以上氣溫迅速上升;②大氣以水平運動為主;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;水汽雜質少、水平運動。
高層
大氣
對流層頂?shù)?000~3000千米
存在若干電離層,能反射無線電波,對無線電通信有重要作用
太陽紫外線和宇宙射線作用。
5.大氣受熱過程
(1)大氣是指低層大氣,其高度不超過對流層頂。
(2)了解大氣受熱,需要明確大氣的熱量來源,即導致大氣運動的能量來源。太陽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)大氣受熱過程,實際上是太陽輻射、地面輻射和大氣輻射之間相互轉化的過程。其中,大氣溫室效應及其作用是需要重點闡述的基本原理。
(4)學習大氣受熱過程,是為理解大氣運動打基礎,所以,大氣熱力環(huán)流是需要闡述的另一個基本原理。大氣熱力環(huán)流是大氣不均勻受熱的結果。大氣不均勻受熱主要是由太陽輻射的緯度差異和下墊面熱性質差異引起的。大氣不均勻受熱是大氣運動的主要原因,大氣熱力環(huán)流則是理解許多大氣運動類型的理論基礎。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)流的原理來解釋。
(5)學習和說明大氣受熱過程,需要借用一些原理示意圖,如大氣溫室效應示意圖、大氣熱力環(huán)流形成示意圖等。
6.大氣熱力作用
(1)大氣對太陽輻射的吸收:太陽輻射在穿過大氣層時,高層大氣中的氧原子、平流層中的臭氧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和二氧化碳等,主要吸收太陽輻射中波長較長的紅外線。因此大氣對太陽輻射的吸收作用是有選擇性的。又由于太陽輻射中能量最強部分集中在波長較短的可見光部分,因此大氣直接吸收的太陽輻射是很少的。
(2)大氣對地面的保溫作用:
地球大氣對太陽短波輻射幾乎是透明體,大部分太陽輻射能夠透過大氣射到地面上,使地面增溫;大氣
對地面長波輻射卻是隔熱層,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)計算,如果沒有大氣,地球表面平均溫度為18℃,實際為15℃。大氣的保溫作用,使地面溫度提高了33℃多。
(3)太陽輻射透過地球大氣到達地球表面,在地面和大氣之間進行一系列能量轉換。
如上圖,其過程包括:①到達地球的太陽輻射,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輻射能量到達地面。②地面吸收太陽輻射而增溫,同時向外放出地面輻射。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地面具有保溫作用。
(4)大氣熱力作用原理應用:
①陰天的白天氣溫比較低的原因?
這主要是由于大氣對太陽輻射的削弱作用引起的,厚厚的云層阻擋了到達地面的太陽輻射,所以氣溫低。
②晴朗的天空為什么是蔚藍色的?
這是由于大氣的散射作用引起的,藍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太陽,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,白天大氣對太陽輻射的削弱作用小,氣溫高;夜晚大氣對地面的保溫作用弱,氣溫低。
⑥青藏高原為什么是我國太陽輻射最強的地區(qū)?
青藏高原的海拔高度,空氣稀薄,大氣對太陽輻射的削弱作用弱,所以太陽輻射強。
(5)全球的熱量平衡
①多年平均來看,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。第二、人類通過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,導致熱量平衡失調,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)太陽輻射(光照)與天氣、地勢關系:
①晴朗的天氣、地勢高空氣稀薄,光照越強;
②我國太陽能的分布青藏高原最高,四川盆地最低。
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