高考地理中“對流層大氣”是一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)考點(diǎn),主要考察其特點(diǎn)、現(xiàn)象以及與人類活動的關(guān)系。
一、對流層的基本特征
(核心考點(diǎn))
1. 位置與高度
(1)位于大氣圈的最底層,緊貼地面。
(2)高度因緯度而異:低緯度地區(qū)(赤道附近)最高,約17-18千米;中緯度地區(qū)約10-12千米;高緯度地區(qū)(兩極附近)最低,約8-9千米。
(3)平均厚度約12千米。整個(gè)大氣質(zhì)量的約3/4和幾乎全部的水汽、雜質(zhì)都集中在對流層。
2. 氣溫垂直分布
(1)核心規(guī)律:氣溫隨高度的增加而降低。
(2)原因:對流層大氣的熱量主要直接來源于地面長波輻射(地面是直接熱源)。離地面越高,吸收的地面輻射越少,氣溫越低。
(3)遞減率:平均而言,高度每升高100米,氣溫下降約0.6°C(或6°C/千米)。這個(gè)數(shù)值被稱為氣溫垂直遞減率。這是理解很多天氣現(xiàn)象的基礎(chǔ)。
(4)特殊現(xiàn)象 - 逆溫
①定義:在某些條件下,對流層中也會出現(xiàn)氣溫隨高度升高而升高(或不降低反而升高)的現(xiàn)象。
②成因:常見原因有:輻射逆溫(晴朗無風(fēng)夜晚,地面輻射冷卻快,近地面氣溫低)、平流逆溫(暖空氣流到冷地面或冷海面上)、鋒面逆溫(冷暖空氣相遇,暖空氣爬到冷空氣之上)、地形逆溫(冷空氣沿山坡下沉到谷底)。
③影響:逆溫層像“蓋子”一樣阻礙空氣的垂直運(yùn)動,使大氣層結(jié)穩(wěn)定。
a.不利影響:污染物不易擴(kuò)散,容易形成霧、霾天氣,加劇空氣污染(??迹?/p>
b.有利影響:抑制沙塵;在某些地區(qū)有利于形成特殊景觀(如霧?。?。
3. 大氣運(yùn)動
(1)以垂直對流運(yùn)動為主:這是對流層名稱的由來,也是其最顯著的特征。
(2)原因:地面受熱不均。受熱多的地區(qū)空氣膨脹上升(形成低壓),受熱少的地區(qū)空氣收縮下沉(形成高壓),從而在垂直方向上產(chǎn)生強(qiáng)烈的對流運(yùn)動。
(3)水平運(yùn)動(風(fēng)):在對流層內(nèi)也存在大規(guī)模的水平運(yùn)動(風(fēng)),由水平氣壓梯度力驅(qū)動,并受地轉(zhuǎn)偏向力、摩擦力等影響。氣團(tuán)的水平移動是造成各地天氣變化的重要原因。
(4)氣復(fù)雜多變:強(qiáng)烈的對流運(yùn)動和充足的水汽、雜質(zhì),使得對流層內(nèi)天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變,云、雨、雪、雷電、風(fēng)等主要天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。這是對流層區(qū)別于其他大氣層的最突出特點(diǎn)(常考)。
4. 氣象要素水平分布不均
由于下墊面(海陸、地形、植被等)性質(zhì)差異巨大,導(dǎo)致對流層內(nèi)溫度、濕度、氣壓等氣象要素在水平方向上的分布很不均勻,這是產(chǎn)生大氣環(huán)流和天氣系統(tǒng)的基本原因。
二、與天氣現(xiàn)象的關(guān)系
(核心考點(diǎn))
1. 云和降水的形成
(1)上升氣流將低層暖濕空氣抬升到高空。
(2)空氣在上升過程中膨脹冷卻。
(3)當(dāng)溫度降到露點(diǎn)以下時(shí),水汽凝結(jié)形成微小的水滴或冰晶,聚集成云。
(4)云滴(或冰晶)增長到足夠大時(shí),克服上升氣流的托舉,降落下來形成降水(雨、雪、冰雹等)。常見的降水類型如對流雨(熱力對流引起)、鋒面雨(冷暖空氣交匯抬升引起)、地形雨(氣流遇山地被迫抬升引起)都發(fā)生在對流層。
2. 霧的形成
(1)近地面空氣中的水汽達(dá)到飽和(或過飽和)狀態(tài)時(shí)凝結(jié)成小水滴,懸浮在空氣中。
(2)常見于逆溫層下、風(fēng)力微弱、水汽充足的夜間或清晨(輻射霧),或暖濕空氣流經(jīng)冷下墊面時(shí)(平流霧)。逆溫層是霧持續(xù)不散的重要原因。
3. 風(fēng)的形成與變化
(1)水平氣壓差異(水平氣壓梯度力)是風(fēng)形成的直接原因。
(2)對流層內(nèi)不同高度的風(fēng)受不同因素的影響(近地面受摩擦力影響大,高空主要受氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力影響)。
(3)局地對流(如海陸風(fēng)、山谷風(fēng))也是重要的天氣現(xiàn)象。
三、與人類活動的關(guān)系
(重要應(yīng)用)
1. 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
(1)天氣(溫度、降水、光照、風(fēng)霜)直接影響農(nóng)作物生長。
(2)霜凍(尤其是輻射逆溫下的晴空輻射降溫導(dǎo)致)、干旱、洪澇、大風(fēng)、冰雹等災(zāi)害性天氣主要發(fā)生在對流層,對農(nóng)業(yè)危害巨大。
(3)逆溫現(xiàn)象影響農(nóng)藥噴灑效果和擴(kuò)散。
2. 航空運(yùn)輸
(1)對流層內(nèi)的復(fù)雜天氣(云、霧、降水、雷暴、顛簸氣流、風(fēng)切變)是影響飛機(jī)飛行安全的主要因素。飛機(jī)起降階段主要在對流層內(nèi)進(jìn)行。
(2)平飛階段,大型客機(jī)通常會爬升到對流層頂附近或平流層下層,以避開惡劣天氣并獲得更平穩(wěn)的飛行。
3. 大氣污染
(1)人類活動排放的污染物主要集中在對流層下部。
(2)對流運(yùn)動有利于污染物的垂直擴(kuò)散稀釋。
(3)逆溫層是導(dǎo)致污染物積聚、形成嚴(yán)重污染事件(如光化學(xué)煙霧、霾)的關(guān)鍵因素。理解逆溫對污染擴(kuò)散的抑制作用至關(guān)重要(高頻考點(diǎn))。
4. 城市規(guī)劃與建設(shè)
考慮風(fēng)向(如污染企業(yè)布局在下風(fēng)向)、逆溫頻率(影響污染擴(kuò)散能力)、局地環(huán)流(如熱島效應(yīng)、山谷風(fēng))等。
四、在高考中的常見考法
1. 選擇題:直接考查對流層的特點(diǎn)(如氣溫垂直變化規(guī)律、高度、天氣現(xiàn)象集中層、逆溫的影響)。
2. 填空題:填寫關(guān)鍵數(shù)值(如氣溫垂直遞減率)或概念(如逆溫)。
3. 簡答題/分析題
(1)解釋某種天氣現(xiàn)象(如霧、霾、降水類型)的形成原因,必須聯(lián)系對流層的特點(diǎn)(如氣溫垂直變化、對流運(yùn)動、水汽條件、逆溫)。
(2)分析某地大氣污染嚴(yán)重的原因,逆溫通常是關(guān)鍵答題點(diǎn)。
(3) 比較對流層和平流層的主要特點(diǎn)差異。
(4)分析某種地理現(xiàn)象(如城市熱島效應(yīng)、山谷風(fēng))的形成機(jī)制,涉及對流層大氣運(yùn)動原理。
4. 讀圖題:分析氣溫垂直分布圖(曲線圖),判斷逆溫層位置、厚度、強(qiáng)度,并分析其成因和影響(特別是對污染擴(kuò)散的影響)。
五、總結(jié)與備考建議
1.核心抓住“氣溫垂直遞減”和“對流運(yùn)動”兩大特征。這是理解對流層一切現(xiàn)象(天氣、逆溫、污染擴(kuò)散)的基礎(chǔ)。
2.深刻理解“逆溫”的概念、成因及其對污染擴(kuò)散的抑制作用。這是高頻考點(diǎn)和難點(diǎn)。
3.明確對流層是幾乎所有天氣現(xiàn)象發(fā)生的舞臺。解釋具體天氣現(xiàn)象時(shí),要回歸到對流層的基本原理(水汽、上升冷卻、凝結(jié))。
4.聯(lián)系實(shí)際。關(guān)注新聞中與霧霾、航空、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害相關(guān)的報(bào)道,嘗試用對流層知識去解釋。
5.對比記憶。將對流層與平流層、高層大氣的特點(diǎn)進(jìn)行對比記憶(如氣溫變化、大氣運(yùn)動、天氣現(xiàn)象、與人類關(guān)系)。
熟練掌握對流層大氣的特點(diǎn)及其與天氣、人類活動的關(guān)系,是解答高考地理相關(guān)問題的關(guān)鍵基礎(chǔ)。務(wù)必理解透徹,而不僅僅是死記硬背。
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