第 一 部 分
自 然 地 理
第一讲 大气圈与大气运动
地 理
内 容 索 引
素养导读 体系构建
必备知识 自主诊断
关键能力 整合突破
核心素养 专项提升
素养导读 体系构建
课程标准
1.运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联
系。
2.运用示意图等,说明大气受热过程与热力环流原理,并解释相关现象。
3.运用示意图,分析锋、低压(气旋)、高压(反气旋)等天气系统,并运用
简易天气图,解释常见天气现象的成因。
4.运用示意图,说明气压带、风带的分布,并分析气压带、风带对气候形
成的作用,以及气候对自然地理景观形成的影响。
核心素养
1.结合具体图,认识不同地区大气环流(气压带、风带、季风环流、
海陆气压中心)的特点;认识不同地区的气候类型和特征及自然景观
差异。(区域认知)
2.运用大气受热过程原理,热力环流和大气运动原理,分析解释相关
地理现象;综合分析气压带、风带的形成、季节移动、海陆分布对
大气环流及地理环境的影响;综合分析常见天气现象的成因、天气
变化特点;结合影响气候的因素,综合分析某地区气候特征及成因,
气候对人类活动的影响。(综合思维)
核心素养
3.实地观察海陆风、山谷风、热岛效应、温室生产等自然现象和人
类活动;根据当地情况观察分析当地大气环流的特点及对气候的影
响,如季风气候、伏旱等;绘制锋面、气旋、反气旋示意图。观察某
时段内天气的变化情况,并结合天气系统知识进行合理解释。(地理
实践力)
知识构建
必备知识 自主诊断
一、大气圈的组成与结构
地表温度
紫外线
二、大气圈的结构——垂直分层
1.依据:大气在垂直方向上的 、密度和 的差异。
2.垂直分层
温度 运动状况
垂直分层 气温变化 大气运动状况 与人类的关系
A
随高度增加而降
低
运动
显著
天气现象复杂多变,
与人类关系最密切
B
随高度增加而增
加
运动
为主
有利于高空飞行,臭
氧层削弱紫外线
C高层大气 随高度增加先降
低后增加 —
80—500千米高空有
若干 ,
对无线电通信有重要
作用
对流层 对流
平流层 水平
电离层
特别提示 对流层的厚度
对流层的厚度因纬度和季节而变化,低纬度地区大于高纬度地区(一般来说,
低纬度地区对流层厚度17—18千米;中纬度地区对流层厚度10—12千米;高
纬度地区对流层厚度8—9千米),夏季大于冬季,原因是夏季和低纬地区气
温高,空气对流旺盛。
三、大气的受热过程
1.大气热源
(1)大气最重要的能量来源: 。
(2)近地面大气的直接热源: 。
太阳辐射
地面辐射
2.受热过程
过程 具体过程
过程1 太阳辐射经大气削弱到达地球表面,地面吸收后增温
过程2
地面增温后以长波辐射的形式把热量传递给近地面大气,低
层大气中的水汽、二氧化碳吸收 ,使
大气增温
过程3
大气增温向外辐射长波辐射,其中大部分向下射向地面,称为
,弥补地面热量损失,起到保温作用
地面长波辐射
大气逆辐射
3.大气的热力作用
类 型 原 理
削弱作用 大气吸收、反射、散射太阳辐射
保温作用 大气逆辐射对地面具有保温作用
四、热力环流的形成
1.大气运动
(1)产生过程:太阳辐射在地球表面的差异分布,造成不同地区 不
同,并导致水平方向上各地间的 差异,引起大气运动。
(2)类型
①垂直运动:表现为气流上升或气流下沉。
②水平运动:风。
气温
气压
2.热力环流
(1)概念:由于地面 而形成的空气环流。
(2)形成过程:
①A地接受热量多,空气膨胀上升,近地面空
气密度 ,形成 气压;D处空气聚积,
密度 ,形成 气压。
②B、C两地受热较少,空气收缩下沉,近地面
空气密度 ,形成 气压;E、F处空气密度 ,形成 气
压。
③水平运动:在近地面,空气由气压高的 两地流向气压低的 地;
高空空气由气压高的 流向 。
冷热不均
减小 低
增大 高
增大 高 减小 低
B、C A
D E、F
五、大气水平运动——风
1.风的形成过程
地表受热不均
⇒
气压梯度
⇒
水平气压梯度力
⇒
大气由高气压区向低气压区
作水平运动
2.风的形成原因
(1)直接原因: 。
(2)根本原因:地表受热不均。
水平气压梯度力
3.受力分析(北半球近地面)
符号 F1 F2 F3
名称
方向 垂直于 ,指向
低压
与风向
总是垂直于风向,北半球
向 ,南半球向
水平气压梯度力 摩擦力 地转偏向力
等压线
相反 右 左
4.类型
(1)高空:风向主要取决于水平气压梯度力和 ,风向可偏至
平行于等压线。
(2)在近地面,风在水平气压梯度力、地转偏向力与 的共同作用
下,风向总是与等压线 。
地转偏向力
摩擦力
斜交
关键能力 整合突破
考向一 考向二 考向三 考向四
规律•深化整合
考向一 大气的垂直分层
1.大气的垂直分层
垂直
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的
关系
对
流
层
低纬度地
区:17—
18千米
高纬度地
区:8—9
千米
气温随高度的升
高而递减 该层上部冷、下部热,
有利于大气的对流运动
人类生活
在对流层
的底部,与
人类活动
关系最密
切
大气的对流运动
显著
天气现象复杂多
变,云、雨、雾、
雪等发生在该层
近地面的水汽和杂质通
过对流运动向上输送,
在上升过程中随着气温
降低,容易成云致雨
考向一 考向二 考向三 考向四
垂直
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的
关系
平
流
层
自对流层顶
部至50—55
千米高空
气温随高度升
高而升高
该层臭氧吸收大量太阳
紫外线,使大气增温 人类生存
环境的天
然屏障;适
合航空飞
行
主要以平流运
动为主
该层大气上部热、下部
冷,不易形成对流
无云雨现象,
能见度好 水汽和杂质含量很少
考向一 考向二 考向三 考向四
垂直
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的
关系
高
层
大
气
平流层顶
部以上的
大气
气温随高度升
高先下降再上
升
自平流层顶部开始,无臭氧,
气温下降;随后吸收更短波
长的紫外线,气温上升
能反射无
线电波,
对无线电
通信有重
要作用
有若干电离层 电离层大气处于高度电离
状态
空气密度很小 距地面远,受到的引力小
考向一 考向二 考向三 考向四
2.逆温现象
(1)定义:气温随高度增加而上升的现象,或者随高度的增加气温的垂直递
减率小于6 ℃/千米。
考向一 考向二 考向三 考向四
(2)影响:
成 雾 早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系,逆温使能见度降
低,给人们的出行带来不便,甚至出现交通事故
大气污染 由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会造成近地面污
染物不能及时扩散,从而危害人体健康
对航空造
成影响
逆温多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便。如果
出现在高空,对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为
主,飞行中不会有较大颠簸
考向一 考向二 考向三 考向四
思路•典题透析
【典例1】 下图示意大气垂直分层。据此完成下列各题。
(1)图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( )
A.① B.② C.③ D.④
考向一 考向二 考向三 考向四
(2)对短波通信具有重要意义的电离层位于( )
A.Ⅰ层顶部 B.Ⅱ层底部
C.Ⅱ层中部 D.Ⅲ层
(3)2016年我国发射的“碳卫星”运行轨道距地球700千米。“碳卫星”运行轨
道所在的大气层( )
A.气温在-50 ℃到20 ℃之间
B.气温随高度增加平稳下降
C.最低气温约为-80 ℃
D.最高气温约为40 ℃
考向一 考向二 考向三 考向四
【素养解读】本组题以大气垂直分层示意图为载体,考查大气与人类活动
的关系,体现了对综合思维的考查。
【思路导引】第(1)题,根据大气垂直方向上气温的变化特点判断,从地面
到高空,在对流层气温递减,平流层气温递增,高层大气先 后 。
②曲线符合。第(2)题,电离层位于距地面80—500千米处,故属于高层大气,
即Ⅲ层。第(3)题,“碳卫星”运行轨道距地球700千米,位于Ⅲ层(高层大气)。
对照图示可知,高层大气气温随高度增加先降低后增加,最低气温约为-80
℃。
递减 递增
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 (1)B (2)D (3)C
考向一 考向二 考向三 考向四
题组•训练突破
(2020陕西西安高三二模)在对流层大气中,气温垂直分布的一般情况是随
高度增加而降低,大约每升高100米,气温降低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,或者随高度增加,降温变化率小于
0.6 ℃/100米,这种现象称为逆温现象。
下图示意某地大气逆温现象。据此完成
第1~2题。
考向一 考向二 考向三 考向四
1.图示大气逆温层的出现,主要是因为( )
A.地面辐射增强
B.暖气团在冷气团上爬升
C.下沉气流势力大
D.近地面大气运动活跃
2.图示甲、乙、丙、丁大气层中,易出现雾霾现象的是( )
A.甲B.乙
C.丙 D.丁
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 1.B 2.A
解析 第1题,读图可知,近地面风向为东北风,气温在0 ℃以下,随海拔升高,
风向转为西南风,气温逐渐上升至0 ℃以上,形成大气逆温层。结合图示为
雨雪天气判断,图示地区为冷锋过境,故大气逆温层形成的主要原因是西南
风(暖气团)爬升到东北风(冷气团)之上所致。故选B。第2题,甲大气层气
温随海拔上升而上升,形成逆温层,抑制气流的上升运动,不利于近地面的
大气污染物扩散,从而形成雾霾天气。故选A。
考向一 考向二 考向三 考向四
规律•深化整合
考向二 大气的受热过程
1.大气的受热过程
考向一 考向二 考向三 考向四
2.大气受热过程的原理应用
(1)利用大气的削弱作用原理分析某地区太阳能的丰歉。如:高海拔地区—
—空气稀薄,大气的削弱作用弱,太阳能丰富;内陆地区——晴天多,阴雨天
少,大气的削弱作用弱,太阳能丰富。
(2)分析昼夜温差大小的原因
①地势高低:地势高,大气稀薄,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作
用都弱,昼夜温差大。
②天气状况:晴朗的天气条件下,白天大气的削弱作用和夜晚大气的保温作
用都弱,昼夜温差大。
③下垫面性质:下垫面的比热容大,增温和降温速度都慢,昼夜温差小,如海
洋的昼夜温差一般小于陆地。
考向一 考向二 考向三 考向四
(3)分析雾霾天气
考向一 考向二 考向三 考向四
(4)在农业实践中的应用
在干旱、半干旱地区种植西瓜时,在原有土地上增铺砂砾层,西瓜的产量、
质量显著提高。砂砾层对西瓜生长自然条件的改善作用:减少水分的蒸发;
白天增温快,夜晚冷却快,增大土壤日温差,利于瓜果糖分的积累;有效减少
(风沙等造成的)土壤养分流失。
考向一 考向二 考向三 考向四
思路•典题透析
【典例2】 (2020全国Ⅱ卷,6~8)对我国甘肃某绿洲观测发现,在天气稳定
的状态下,会季节性出现绿洲地表温度全天低于周边沙漠的现象。下图呈
现该绿洲和附近沙漠某时段内地表温度的变化。据此完成下列各题。
考向一 考向二 考向三 考向四
(1)图示观测时段内( )
A.正午绿洲和沙漠长波辐射差值最大
B.傍晚绿洲降温速率大于沙漠
C.凌晨绿洲和沙漠降温速率接近
D.上午绿洲长波辐射强于沙漠
(2)导致绿洲夜间地表温度仍低于沙漠的主要原因是绿洲( )
①白天温度低 ②蒸发(腾)多 ③空气湿度大 ④大气逆辐射强
A.①② B.②③ C.③④D.①④
(3)这种现象最可能发生在( )
A.1—2月 B.4—5月C.7—8月 D.10—11月
考向一 考向二 考向三 考向四
【素养解读】本组题以统计图为载体,考查了对图中信息的解读与判断能
力,体现了对综合思维、区域认知的考查。
【思路导引】
第(1)题 15
大
快
平行
考向一 考向二 考向三 考向四
第(2)题
第(3)题
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 (1)C (2)A (3)C
考向一 考向二 考向三 考向四
题组•训练突破
角度1 大气的受热过程
(2020北京卷,5~6)下图为我国某地立秋至处暑期间天气晴好条件下辐射量
日变化示意图。据此完成第1~2题。
考向一 考向二 考向三 考向四
1.代表太阳辐射变化的曲线是( )
A.①B.② C.③ D.④
2.该地最可能位于( )
A.珠江三角洲B.河西走廊
C.松嫩平原 D.钓鱼岛
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 1.C 2.B
解析 第1题,立秋至处暑期间,太阳直射北半球,我国昼长夜短。在日出前
和日落后,太阳辐射量应为0,而不是大于0或小于0,随着太阳高度变大,太阳
辐射逐渐增大,到正午时刻达到最大,之后太阳高度逐渐减小,太阳辐射也
随之减小。读图可知,①②③④曲线中,只有曲线③满足该条件,故选C。第
2题,太阳辐射应在当地12时前后达到最大值,根据上题分析可知,③表示太
阳辐射的变化曲线,该曲线达到最大值时,北京时间为13—14时,所以当地
的经度为90°E—105°E,A、C、D错,故选B。
考向一 考向二 考向三 考向四
角度2 大气受热过程原理的应用
(2020福建厦门高三期中)我国某边防站(海拔4 900米)的驻防官兵在艰苦的
条件下,为改善生活试种蔬菜。他们先盖起简易阳光房,但种的蔬菜仍不能
生长。后来,他们又在简易阳光房中搭架,架上盆栽,终于有了收获。据此
完成第3~4题。
3.盖简易阳光房改造的自然条件主要是( )
A.热量B.水分
C.土壤D.光照
4.在简易阳光房中再搭架盆栽,蔬菜才能生长,解决的问题是( )
A.蒸发量大B.多虫害
C.地温低D.太阳辐射强
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 3.A 4.C
解析 第3题,简易阳光房几乎是透明体,大部分太阳辐射能够穿过简易阳
光房使房内增温,但是,简易阳光房对增温后产生的长波辐射有阻隔作用,
从而达到增温的作用。所以,简易阳光房改造的自然条件主要是热量,A正
确。故选A。第4题,海拔4 900米的地方地温比较低,用简易阳光房可以使
房内气温提高,但是地温还是不能适应作物的生长,而在简易阳光房中搭架
盆栽,使其不直接与地面接触,从而解决了地温低的问题,C正确。故选C。
考向一 考向二 考向三 考向四
规律•深化整合
考向三 热力环流和等压面
1.热力环流
基本规律:(1)海拔越高,气压越低。
(2)热力环流中,近地面气温高,则气压低;气温低,则气压高。
(3)近地面与对应高空气压状况相反。
考向一 考向二 考向三 考向四
2.等压面图的判读
考向一 考向二 考向三 考向四
(1)等压面图的判读
①作图法:先作一辅助线即可判定同一水平面(同一高度)上的气压高低,如
上图中C处气压比D处气压高;同理,A处气压比B处气压低。即
PC>PD,PB>PA。然后根据同一地区垂直方向上,海拔越高,气压越低,判定四
地气压PA>PC,PB>PD。
综上可知,PB>PA>PC>PD。
②口诀法:下低上高〔等压面向下弯曲处为低压(如图示A、D处);向上弯
曲处为高压(如图示B、C处)〕。
考向一 考向二 考向三 考向四
(2)气流流向的判断
①水平方向:总是由高压流向低压(如图示B→A、C→D)。
②垂直方向:近地面高压处气流下沉,低压处气流上升(如图示D→B、
A→C)。
(3)判断下垫面的性质
①判断陆地与海洋(湖泊):夏季,等压面下凹处为陆地、上凸处为海洋(湖
泊);冬季,等压面下凹处为海洋(湖泊)、上凸处为陆地。
②判断裸地与绿地:裸地同陆地,绿地同海洋。
③判断城区与郊区:等压面下凹处为城区,上凸处为郊区。
考向一 考向二 考向三 考向四
(4)判断近地面天气状况和气温日较差
等压面下凹的地区多阴雨天气,气温日较差小;等压面上凸的地区多晴朗天
气,气温日较差大。
考向一 考向二 考向三 考向四
3.常见的热力环流形式
(1)海陆风
考向一 考向二 考向三 考向四
(2)山谷风
考向一 考向二 考向三 考向四
(3)城市风
考向一 考向二 考向三 考向四
思路•典题透析
【典例3】 (2019江苏卷,19~20)(双选)2019年1月某日三峡库区出现云海
日出奇观,图1为某记者拍摄的照片。图2为大气受热过程示意图。读图,完
成下列各题。
考向一 考向二 考向三 考向四
(1)三峡库区云海形成原理与下列大气热力环流模式相符的有( )
(2)受云海影响,三峡库区大气受热过程对应于图2中( )
A.①增大B.②增大
C.③减小D.④减小
考向一 考向二 考向三 考向四
【素养解读】本组题选取三峡库区云海日出奇观为素材,判断云海形成的
原理及其影响,体现了对综合思维的考查。
【思路导引】第(1)题,三峡库区云海的形成是因为库区表层水受热膨胀上
升,水汽上升过程中遇冷凝结形成小水滴,此时库区周围地区盛行下沉气流。
A表示山谷气流上升,D表示海面气流上升,均有利于水汽凝结,形成云雾。
第(2)题,云层增多时,云层对太阳辐射的反射作用增强,到达地面的太阳辐
射减少,地面辐射减弱,大气逆辐射增强。图2大气的受热过程示意图中,①
表示到达地面的太阳辐射,②表示大气逆辐射,③表示地面辐射,④表示云
层对太阳辐射的反射作用。受云海影响,三峡库区大气受热过程中,①减
小,②增大,③减小,④增大。
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 (1)AD (2)BC
考向一 考向二 考向三 考向四
题组•训练突破
角度1 热力环流的形成
(2020山东模考)一个地区的风受局地风与背景风的共同影响,某气象研究
团队选取河北崇礼山区2016年12月至2017年2月、2017年12月至2018年2
月两个冬季的气象观测资料,探究了山谷风的日变化特征。在观测到山谷
风的时日,山风一般自2时起,至次日7时结束;谷风一般自10时起,至16时结
束。据此完成第1~2题。
考向一 考向二 考向三 考向四
1.有利于观测到较强山谷风的天气条件是( )
A.背景风较弱的晴天
B.背景风较弱的阴天
C.背景风较强的晴天
D.背景风较强的阴天
2.在观测到山谷风的时日,影响崇礼山区山风与谷风时长差异的主要因素
是( )
A.背景风速B.植被覆盖
C.昼夜长短D.山坡坡度
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 1.A 2.C
解析 第1题,由“一个地区的风受局地风与背景风的共同影响”可知,山谷
风应在背景风较弱的时候较强。山谷风产生的根本原因是山坡与谷地受
热不均,只有在背景风较弱的晴天,山坡与谷地受热不均才会更明显,山谷
风才会较强,A对。第2题,河北省12月至次年2月为冬季。昼夜长短影响山
坡与谷地“受热时间”,进而影响山风与谷风时长。
考向一 考向二 考向三 考向四
角度2 热力环流原理的应用
(2020河北唐山高三期中)科学研究者可通过获取地表热辐射状况来了解
区域地表温度状况。下图为某传统钢铁企业搬迁前后,所在地区地表温度
等级分布图(等级数字越大,反映地表温度越高)。据此完成第3~4题。
考向一 考向二 考向三 考向四
3.读图可知,该地区在工厂搬迁( )
A.之前,地表温度较高,地面辐射强
B.之前,空气质量较差,大气辐射弱
C.之后,CO2增加,太阳辐射被削弱
D.之后,污染减少,大气逆辐射增强
4.2016年的图像表明,该区域1级温度等级区域恢复其原本的连贯性条带状。
1级温度等级区可能是( )
A.居住区 B.交通线
C.河流 D.农田
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 3.A 4.C
解析 第3题,通过搬迁前后地表温度的对比可知,在工厂搬迁以前,地表温
度高,地面辐射强,大气辐射强,搬迁后CO2减少,大气逆辐射减弱,故选A。
第4题,数字越小,地表温度越低。图中1级温度等级呈连贯性条带状分布,
其所在区域应为河流。居住区与农田应呈面状,而交通线的地表温度较高。
故选C。
考向一 考向二 考向三 考向四
规律•深化整合
考向四 大气的水平运动——风
1.风向和风力
(1)风向是指风吹来的方向。如西北风是从西北吹向东南的风,南风是从南
向北吹的风。
(2)风向表示方法:可用四种方法表示风向,如下图所示。
考向一 考向二 考向三 考向四
(3)在气压场中画风向的方法。
①画水平气压梯度力:在等压线图中,按要求画出过该点的切线并作垂直于
切线的虚线箭头(由高压指向低压),表示水平气压梯度力的方向。
②画出实际风向:近地面偏转30°—45°,高空偏转90°。北半球向右偏,南半
球向左偏。偏转后的方向即为风向。
考向一 考向二 考向三 考向四
③下图所示为北半球近地面风向的画法。
考向一 考向二 考向三 考向四
(4)风力大小判定:在同一幅图中,等压线密集,单位距离间的气压梯度大,风
力大;等压线稀疏,风力小。在不同等压线图中,相同图幅、相同等压距的
地图相比,比例尺越大,表示单位距离间的气压梯度越大,风力越大;比例尺
越小,表示单位距离间的气压梯度越小,风力越小。
(5)风向的应用:根据风向与等压线的关系可以定南北半球、定气压高低、
定三力(水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力)、定近地面或高空。
考向一 考向二 考向三 考向四
2.影响风力大小的因素
因 素 对风力的影响
水平气压梯度力 温差越大,气压差越大,水平气压梯度力越大,风力越
大
摩擦力
地面平坦开阔,摩擦力小,风力大;海面上摩擦力小,风
力大;冬季植被少,摩擦力小,风力大;由地面到高空,摩
擦力减小,风力增大
地形起伏 高原起伏和缓,风力大;山谷口处狭管效应显著,风力
大;地形(河谷)延伸方向与盛行风向基本一致,风力大
考向一 考向二 考向三 考向四
思路•典题透析
【典例4】 右图示意某区域某月一条海平面等压线,图中N地气压高于P
地。据此完成下列各题。
(1)N地风向为( )
A.东北风
B.东南风
C.西北风
D.西南风
(2)M、N、P、Q四地中,阴雨天气最有可能出现在( )
A.M地B.N地
C.P地 D.Q地
考向一 考向二 考向三 考向四
【素养解读】本组题以某区域某月一条海平面等压线图作为主要信息载
体,判断不同地点的风向、天气特征,体现了对综合思维的考查。
【思路导引】第(1)题,N地气压高于P地→N地在高压脊附近→画出水平气
压梯度力,且向右偏转→N地风向为 。第(2)题,M、N两地位于高
压脊附近→气流下沉→不易成云致雨;P地位于低压槽附近→气流
→水汽易遇冷凝结→阴雨天气;Q地位于低压槽外围地区,阴雨天
气概率小。
东北风
上升
考向一 考向二 考向三 考向四
答案 (1)A (2)C
考向一 考向二 考向三 考向四
题组•训练突破
(2020浙江绍兴高三模拟)右图示意某等高面。M、N为等压线,其气压值分
别为PM、PN,M、N之间的气压梯度相同。①—⑧是只考虑水平受力,不计
空气垂直运动时O点空气运动的可能方向。据此完成第1~2题。
1.若此图表示北半球,PM>PN,则O点风向为( )
A.⑥或⑦
B.②或⑥
C.④或⑧
D.③或④
2.若此图表示高空等高面,PM
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