【大气环流】大气受热过程，生活中多发，高考中要考

大气受热过程

大气受热过程是地理中一个难点，很多同学由于对于整个受热过程不清楚导致在相关题目中不知道该如何下手，今天小编整理了所有大气受热过程的知识，快来重新学习一下吧！

PART01

大气的圈层结构

根据大气各个高度上不同的特性，大致可分为三层，即对流层、平流层和高层大气层。

从地面到10～18千米高度处，大气对流旺盛，称为对流层。是人类活动和赖依生存的主要空间。它的空气质量约占整个大气层的75%。离地十几千米范围内是风、云、雪等天气变化发生区。大气温度随高度变化明显，平均而言，地面附近的气温大约为15℃，往上逐渐降低，至10～18千米高度温度降到-60～-80℃。

从对流层顶向上延伸到50千米高处为平流层。这一层由于臭氧吸收太阳辐射，大气温度随高度增加而逐渐升高。平流层极少有云，飞机通常在平流层飞行，以避开对流层里大气对流的干扰。

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高层大气层分为中间层和热层两层。从平流层顶到85千米高处为中间层。这一层大气温度随高度而逐渐降低，至85千米高度温度最低，约为-90℃。中间层以上的一层称为热层，温度再次逐渐升高。热层又可分为两层，较低的一层离地面85～550千米称电离层，载人航天活动多在这一层进行。550千米高空向外则称为外逸层。热层温度和太阳活动直接相关，在400千米高度上温度是均衡的。

PART02

逆温现象

了解了大气的圈层结构后，我们了解到在对流层气温是伴随着高度增加而递减的，平均垂直递减率为0.6℃/100米。从定义角度看，只要降温速度低于0.6℃/100米就可以认为是发生了逆温，但在实际的考试中，只会考察递减率为负，即高海拔位置温度高于低海拔位置时的情况。

究竟哪些原因会造成逆温呢？我们先来了解一下逆温的分类：

1、辐射逆温

由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。在中高纬地区大陆上都能发生，特别是在沙漠地区经常出现。这个很好理解，夜晚来临，地面快速辐射掉热量从而冷却，带动近地空气降温。如下图：

2、平流逆温

当暖空气水平移动到冷却的地面、水面或气层之上时，底层空气因受下垫面的影响迅速降温，上层空气因距离较远，降温较少，于是产生逆温。可以理解为暖空气向被子一样覆盖在冷空气之上。同第一类逆温一样，也是由地面开始向上扩展的。

3、地形逆温（常考类型）

常发生在山地、盆地和谷地中，实际考的时候会考谷地。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬高而上升，从而出现温度的倒置现象。

4、锋面逆温

对流层中，冷暖空气相遇，暖空气密度小，爬升到冷空气的上面，两者之间形成一个倾斜的过渡区锋面。锋面逆温也是常考的逆温成因，尤其是配合冻雨的形成。

下面是锋面逆温和地形逆温的图，大家结合上面的文字和图片，再来直观地理解逆温的概念。

逆温的利弊：

利：抑制沙尘暴、若逆温层在高空有利于飞机飞行。

弊：阻碍空气对流，不利于污染物的扩散，形成大气污染。如光化学烟雾、阴霾

PART03

大气的受热过程（重点来了）

1．受热过程

大气的受热过程实质就是一个热量的传输过程，如下图所示：

太阳辐射是地球上最主要的能量来源。大气的受热过程中大气对太阳辐射具有削弱作用，对地面具有保温作用。大气对太阳辐射进行吸收、反射、散射，从而使到达地面的能量大为减少。大气的吸收具有选择性，臭氧和氧原子主要吸收紫外线；水汽和二氧化碳主要吸收红外线，而可见光的绝大部分可以到达地面。右边图看图方法：先左边，后右边，然后中间。

大气保温作用的原理：

地面的长波辐射除少部分透过大气返回宇宙空间外，绝大部分被对流层中的水汽和二氧化碳吸收，使大气增温。大气同时向外辐射红外线，其中大部分朝向地面，即通过大气逆辐射将热量还给地面，从而补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到保温作用。

PART04

气温的日变化和年变化

1、气温的日变化：

2、气温年变化：（注意区分南北半球）

总结：影响气温年较差的因素及变化规律：

1、太阳辐射是根本原因——分析纬度位置、太阳高度

2、大气自身条件（天气、大气透明度、大气物质多少）——主要分析大气对太阳辐射消弱作用的大小和对地面保温作用的强弱

3、地面状况（海陆差异、洋流、地形）——影响太阳辐射的吸收，地面辐射和大气逆辐射

4、人类活动：

①改变大气成分，如CO2的大量排放，导致全球变暖；排放消耗臭氧层物质，使得到达地面的紫外线增多；烟尘则削弱太阳辐射

②改变下垫面，植树－森林降低气温的大陆度，提高湿度，建造大型水库起到的作用相似

③释放人为废热，如城市热岛的形成。

PART05

试题链接

锋面形成或加强的过程叫锋生，锋面消失或减弱的过程叫锋消。下图中T1、T2、T3为等温线，t1、t2、t3为气流辐合或辐散过程中的三个时刻。据此回答下题。（多选）

1、下列叙述正确的是（）

A．图中气温梯度为t1

B．图中沿虚线方向表示气流辐合过程

C．图中沿实线方向表示锋消现象

D．水平温度梯度变大是锋生的主要标志

2、我国大部分处于温带，冷、暖气团活动频繁，锋生现象十分明显。下列地区中属于主要锋生地带的是（）

A．四川盆地 B．南岭地区

C．东北—内蒙古一带 D．河西走廊地区

答案：1.AD2.CD

解析：

1、t1、t2、t3三个阶段，等温线越密集，气温的梯度越大，由此可以判断t3＞t2＞t1；图中气温梯度变大，表示的是锋生过程，而气温梯度变小，表示锋消的过程。

2、东北地区—内蒙古一带和河西走廊属于冷暖气团活动交界地区，两侧气团温度差异大，南侧气团温暖，北侧气团温度低，因此是主要锋生地带。

呼风唤雨的强对流天气家族（生活中多发，高考中要考）

今天的文章要介绍以下问题：

l强对流天气是什么？有何特点？

l强对流天气是如何发生的？

l强对流天气有哪些类型？

01 强对流天气

1.强对流天气是什么？

强对流=强+对流，通俗来说就是强烈的上升气流。

它会引起突发性的、强度剧烈、破坏力极大的灾害天气。强对流天气出现时往往乌云密布、电闪雷鸣、风大雨急，甚至伴有冰雹降落。

我国中央气象台定义的强对流天气指的是出现直径≥5mm的冰雹、或者龙卷、或者≥17.2m/s（或者8级）的雷暴大风、或者≥20mm/h的短时强降水等天气。

2.强对流天气有什么共同的特点？

①局地性强，分布范围小（空间尺度小）

强对流天气在气象上属于中小尺度天气系统，一般水平范围大约在十几公里至二三百公里，小的只有几十米。

②突发性强，持续时间短（时间尺度小）

强对流天气来得突然，去得匆忙。它的持续时间短暂，通常为一小时至十几小时，短的仅有几分钟。

③强度大，破坏性强

强对流天气发生时，降水强度大（即单位时间的降水量大），风力强劲，往往带来多种灾害，具有极强的破坏力。

02 强对流天气是如何发生的？

1.强对流天气的发生一般要具备什么条件？

①充足的水汽

要形成强降水，低层大气中必须含有充足的水汽。

②气流要能上升（气流抬升的触发机制）

常见的抬升机制有：受热抬升；锋面抬升；地形抬升（遭遇山脉）；低空辐合上升；空气在抬升过程中水汽凝结放热，会进一步加剧抬升（此句为2018年全国卷答案）。

③气流还要能持续地上升（大气“上冷下暖”的不稳定层结）

大气具有不稳定的层结，空气才能持续上升，那怎样的大气层结是不稳定的呢？

想象一个被抬升的气团，如果它的密度比周围小，那么它会在浮力作用下继续上升，偏离原来的平衡位置，这样的大气就是不稳定的。由于暖空气的密度比冷空气小，所以冷空气在上、暖空气在下时，大气处于不稳定状态，而且上下温差越大，大气越不稳定。谭老师地理工作室综合整理

④强雷暴、大冰雹、飑线、龙卷等天气还要求有强的风垂直切变

强的风垂直切变指的是风速或风向随着高度剧烈变化。强垂直风切变破坏了雷暴的自毁机制，使对流得以较长时间的维持和发展。

除了上述大气条件，强对流天气的形成还与下垫面的动力和热力作用有关，也就是受到大尺度天气背景及地形因素的影响。例如，来自海洋的暖湿气流会带来丰富的水汽和热量。再如，平坦开阔的地形条件有利于气流的运动与抬升，也有利于强对流的维持。

2.在我国，强对流天气通常出现在什么时间、哪些地区？

①在我国，强对流天气在四季均可能发生，且多发生在春夏季。因为在春夏季节，空气湿润（大气中水汽含量较高）、且利于气流抬升。

春夏季气流抬升的原因主要有两个：一是冷暖空气的交汇比较频繁（动力抬升），二是被太阳晒热的地面会加热低层大气，使整层大气形成下热上冷的不稳定状态（热力抬升）。

②强对流天气在各地出现时间不同，南方要比北方来得早。

4月前后，冷暖空气活动比较频繁，冷空气有一定势力，能够越过南岭侵入到华南，同时，南方的暖空气，尤其是从南海来的暖湿气流也开始加强，冷暖空气势力相当，互相抗衡，导致华南地区强对流天气发生。

随着夏季的到来，冷空气势力逐步减弱，很难越过南岭影响到华南地区，而暖空气更加强势，强对流天气频发区域将会移动到江南一带。

03 强对流天气有哪些类型？

在强对流天气的“家族”里，按照从弱到强、影响从小到大的顺序可以排列为雷暴、短时强降水、冰雹、下击暴流、飑线。（由于龙卷风难以准确观测，暂不纳入比较）

雷暴是产生闪电、雷鸣的天气现象，它通常伴随着强烈的阵雨或暴雨，有时伴有冰雹和龙卷。

雷暴形成于发展旺盛的积雨云中。由于积雨云携带着大量电荷，当云与云、云与地面之间达到一定电位差，就会发生放电，放电同时释放大量热量，使周围的空气受热膨胀，引发强烈的爆炸声，也就是雷声。

2.短时强降水

短时强降水是指短时间内降水强度较大，超过了某一量值的天气现象。我国中央气象台规定的量值是≥20mm/h。短时强降水和雷暴一样也是由积雨云产生的，但它比雷暴需要更充足的水汽条件。

3.冰雹

冰雹是从发展旺盛的积雨云中降落的冰粒，是一种固态的降水。一般多出现在春夏之交和夏季，空气对流发展旺盛的午后，且多出现在内陆山区。

①水汽随着气流上升遇冷凝结，当温度降到0℃以下时，凝结成小冰晶。

②小冰晶继续上升，同时吸附周围其他的小水滴或小冰晶而长大，当增大到上升气流承载不住时会下落，如果遇到更强的气流又会被抬升。在反复升降的过程中，冰粒像滚雪球一样越来越大。

③如果云中的上升气流特别强，冰晶可以在云中生长到足够大，那它在下降过程中就不会完全融化，而以固体的形态到达地面，成为冰雹。

4.下击暴流

指一种雷暴云下部的局地强下沉气流，到达地面后会产生一股直线型大风向四面八方扩散，越接近地面风速越大，最大地面风力可达15级，可以影响方圆几千米的范围，破坏力极强。

5.飑（biāo）线

“飑”和“飙车”的“飙”同音，含义也相似，指风向突变、风速飙升的现象，而飑线就是风向和风力发生剧烈变动的天气变化带。

简单来说，飑线其实是由多个强对流单体（如雷暴）串在一起形成的带状雷暴群。飑线过境时，风向突变，风速骤升，气温急剧下降，而且往往伴有雷暴大风、冰雹、短时强降水，在个别情况下还可能出现龙卷风。

6.龙卷风

龙卷风是一种风力极强、小范围的涡旋，风力可达12级以上，一般伴有雷雨，有时也伴有冰雹。龙卷风的持续时间很短（通常几十分钟内），影响范围不大，但破坏力极强，龙卷风经过的地方，常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象，甚至可以把人吸走。

龙卷的形成与强雷暴云中强烈的上升气流有关。

②地面空气因日照升温，产生强烈的上升气流，把一部分水平涡旋提升到垂直方向。同时，高空的积雨云在垂直涡旋的带动下形成云的涡旋，即龙卷风的雏形（图c、d、e）

③四周空气向涡旋中心流动，产生辐合，并在中心形成下沉气流，使涡旋不断向地面延伸，最终到达地面，成为完整的龙卷风。（图f）

从龙卷风的形成过程可知，龙卷风的形成条件为：冷空气和暖湿空气交汇提供对流条件；高空和低空都有强风，而且风向明显不同（风垂直切变大）；较平坦的地形，有利于低空急流的形成。

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注：本文由谭老师地理工作室综合自我们都爱地理、中学地理研究、中学地理课、匠心地理、轻轻松松学地理、高考地理、讲地又讲理、老丁侃地理、星球地理、如此这般学地理等各地理公众号或文中水印等，在此一并致谢！若引用不当可以随时文末留言联系注明来源或删除，点击阅读原文，获取更多内容。

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