高一地理人教版必修一學案第二章第一節(jié)大氣的組成和垂直分層

第二章地球上的大氣第一節(jié)大氣的組成和垂直分層一、大氣的組成1.低層大氣的組成:干潔空氣、少量水汽和固體雜質(zhì)。2.大氣的成分及作用:成分作用氧人類和其他生物維持生命活動所必需的物質(zhì)氮地球上生物體的基本元素二氧化碳綠色植物進行光合作用的基本原料,吸收地面輻射能力強,使氣溫升高臭氧強烈吸收太陽光中的紫外線,使大氣增溫;減少到達地面的紫外線,被譽為“地球生命的保護傘”水汽和雜質(zhì)成云致雨的必要條件,影響大氣的變化3.人類活動對大氣組成的影響:人類活動排放的污染物進入大氣,會影響大氣的成分和含量,產(chǎn)生大氣污染,對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利影響。二、大氣的垂直分層1.劃分依據(jù):根據(jù)溫度、運動狀況和密度,大氣自下而上可劃分為對流層、平流層和高層大氣。2.垂直分層:(1)對流層。①高度范圍:在大氣圈的最底層。低緯度地區(qū)17～18千米,高緯度地區(qū)8～9千米。②主要特征。主要特征成因云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層占大氣總質(zhì)量的3/4和幾乎全部的水汽和雜質(zhì)氣溫隨高度的升高而降低熱量來自地面輻射大氣對流運動顯著上部冷,下部熱③與人類關系:人類生活在對流層底部。(2)平流層。①范圍:對流層頂部至50～55千米的高空。②主要特征:氣溫隨高度升高而升高,大氣以平流運動為主。③與人類關系:臭氧層使地球生命免受過多紫外線是傷害;適合航空飛行。(3)高層大氣。①位置:平流層頂以上的大氣。②主要特征:要素主要特征氣溫下層沒有臭氧吸收紫外線,氣溫會下降上層大氣吸收更短波長的太陽紫外線,溫度持續(xù)上升密度很小,在2000～3000千米高空,大氣密度與星際空間密度非常相近③與人類關系:80～120千米,流星體燃燒產(chǎn)生流星現(xiàn)象;80～500千米,有電離層反射無線電波,對無線電通信有重要作用。填寫干潔空氣的主要組成?！举|(zhì)疑批判】判斷下列說法的正誤①大氣圈中最多的成分是氧。 (×)②大氣圈中各種成分均勻分布。 (×)③臭氧對人類和動物是無害的。 (×)④空氣中只要有水汽就可以形成降水。 (×)⑤大氣中的塵埃物質(zhì)可以反射太陽輻射,降低地面溫度。 (√)填寫大氣垂直分層的名稱。將平流層特征及成因連線2020年7月23日12時41分,我國在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射首次火星探測任務“天問一號”探測器,開啟火星探測之旅,邁出了我國行星探測第一步。(1)“天問一號”升空過程中依次經(jīng)過哪些大氣層?提示:對流層、平流層、高層大氣。(2)“天問一號”升空過程中,大氣溫度有何變化?提示:氣溫先降低后升高,再降低再升高。能力一大氣的組成成分及作用【思維引導】1.大氣中為什么會有陰晴風雨的現(xiàn)象?2.大氣成分的變化會產(chǎn)生什么影響?1.大氣主要成分及其對大氣環(huán)境的影響:成分作用二氧化碳CO2→吸收長波輻射(地面輻射)→升溫的同時釋放熱能→熱量射向地面→保溫作用,CO2→植物光合作用→太陽能轉化為化學能臭氧平流層中的O3→吸收紫外線→升溫的同時阻擋到達地面的紫外線→保護地球上的生物免受紫外線傷害水汽近地面水汽吸收地面熱量→大氣升溫,水汽溫度變化→吸熱或放熱→水的相變→云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象發(fā)生雜質(zhì)雜質(zhì)→吸附水汽→成云致雨,雜質(zhì)→削弱太陽輻射→大氣能見度降低2.人類活動對大氣成分的影響:【知識拓展】臭氧層破壞(1)原因:①自然:太陽活動;②人為:人類向大氣中大量排放消耗臭氧的物質(zhì)(如氯氟碳化物)。(2)后果:①影響人類的健康。一方面,過量的紫外線會破壞人的免疫系統(tǒng),使人的自身免疫系統(tǒng)出現(xiàn)問題,患呼吸道傳染性疾病的人數(shù)大量增加;另一方面,過量的紫外線會增加皮膚癌的發(fā)病率。②影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。③影響水域生態(tài)系統(tǒng),會直接引起整個食物鏈的破壞。(3)措施:①減少消耗臭氧層有害氣體的排放,如冰箱制冷劑氯氟碳化物的排放(改用無氟制冷劑);②尋找新的替代品,加大對替代品的研制力度。地球大氣又稱“氮氧大氣”,結合地球大氣圈25km以下干潔空氣的主要成分表,完成(1)、(2)題。氣體成分體積分數(shù)/%質(zhì)量分數(shù)/%氮氣(N2)78.0875.52氧氣(O2)20.9423.15氬氣(Ar)0.931.28二氧化碳(CO2)0.03(變動)0.05(1)地球大氣稱為“氮氧大氣”是因為兩者 ()A.占干潔空氣成分的99%B.占大氣成分的99%C.是生命活動必不可少的物質(zhì)D.在其他天體上不存在(2)目前,導致二氧化碳變動的主要因素是 ()①植樹造林②大量燃燒礦物化石燃料③新能源公交車的逐漸普及④森林、草原開墾成農(nóng)田A.①③ B.②④C.①② D.③④【思路點撥】解答該題的思路如下:【解析】(1)選A,(2)選B。第(1)題,氮和氧是大氣的主要成分,在干潔空氣成分中,無論從體積分數(shù)還是質(zhì)量分數(shù)看,氮和氧兩者的含量約占99%,故又稱地球大氣為“氮氧大氣”。第(2)題,目前,大氣中的二氧化碳濃度逐漸升高,主要原因是:臭氧層因吸收大部分紫外線而被譽為“地球的保護傘”,但目前臭氧在減少。圖中每種紫外線寬度變化代表其濃度變化?；卮?1)、(2)題。(1)據(jù)圖判斷,臭氧層(臭氧濃度最大)的海拔 ()A.0～15kmB.15～30kmC.30～45kmD.45～60km(2)如果圖示中臭氧濃度減少,導致地面生物受到傷害最大的紫外線波段是 ()A.UVa B.UVbC.UVc D.三種相同【解析】(1)選B,(2)選B。第(1)題,直接根據(jù)圖示縱坐標讀數(shù)即可。第(2)題,根據(jù)圖示每種紫外線寬度變化代表其濃度變化,圖示UVb在臭氧層大量減少,反映臭氧層能大量吸收UVb的紫外線,故臭氧濃度減少,導致UVb紫外線到達地面大幅增加,導致傷害地面生物?！狙a償訓練】讀大氣成分圖,回答下列問題。(1)圖中A、B表示的大氣成分是:A,B。其中B的重要作用是。(2)在其他的氣體中,被稱為“地球生命保護傘”的是,其原因是什么?(3)人類活動對大氣成分有什么影響?【解析】第(1)題,由圖可知,A成分最多,為氮氣;其次為B,為氧氣,主要作用是人類和其他生物維持生命活動所必需的物質(zhì)。第(2)題,被稱為“地球生命保護傘”的是臭氧,原因是能大量吸收太陽輻射中的紫外線。第(3)題,人類活動對大氣的影響主要是排放的污染物與廢棄物產(chǎn)生大氣污染造成的影響。答案:(1)氮氣氧氣氧是人類和其他生物維持生命活動所必須的物質(zhì)(2)臭氧臭氧能吸收大量紫外線,保護地球上的生物,使其免受過多紫外線的傷害。(3)人類活動排放的污染物與廢棄物進入大氣,會影響大氣的成分和含量,產(chǎn)生大氣污染,對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利影響。

能力二大氣垂直分層及特點【思維引導】1.大氣垂直分層的依據(jù)是什么?2.電離層分布在大氣哪一層?有什么作用?1.大氣垂直分層:(1)大氣垂直分層的高度范圍。分層高度范圍對流層低緯:17～18km;中緯:10～12km;高緯:8～9km平流層對流層頂部至50～55km高層大氣從平流層頂部到大氣上界(2)大氣垂直分層的溫度變化。①對流層氣溫隨高度升高而降低。②平流層氣溫隨高度升高而升高。③高層大氣氣溫先降低后升高。2.對流層特點及與人類的關系:3.平流層特點及與人類的關系:情境一來自埃塞俄比亞阿魯西高原的格布雷西拉西耶被稱為歷史上最偉大的長跑運動員。在他的職業(yè)生涯中參加過400多次比賽,并且多次打破世界紀錄。他曾是馬拉松、10千米馬拉松、20000米賽跑、半程馬拉松和1小時限時跑世界紀錄保持者。據(jù)統(tǒng)計,近年來的世界長跑冠軍大多來自非洲東部的肯尼亞、埃塞俄比亞等高原國家。情境二我國的很多體育訓練基地也都設在高原城市,如云南昆明的海埂訓練基地,青海多巴國家訓練基地等。(1)體育訓練為什么鐘情于高原?(綜合思維:在地理學習中發(fā)現(xiàn)學科價值的能力)提示:一般而言,隨著海拔升高,大氣中含氧量越低;高原地區(qū),地勢高,空氣稀薄缺氧,在高原訓練心肺功能會比在平原地區(qū)強,可以最大程度激發(fā)潛能;在平原參加比賽的時候就能夠有較大水平的提高。(2)海拔越高越利于運動員的訓練嗎?為什么?(人地協(xié)調(diào)觀:正確認識地理環(huán)境對人類活動的影響)提示:并不是海拔越高,越利于運動員的訓練。因為海拔越高,含氧量越低,進行體育運動訓練會危害人體健康,甚至危及生命。(2018·山東夏季學考)下圖為大氣的垂直分層示意圖,讀圖完成(1)、(2)題。(1)a層與人類的關系最密切,對其表述正確的是 ()A.水平運動明顯B.氣溫隨高度升高而升高C.密度隨高度升高而增加D.天氣現(xiàn)象復雜多變(2)與a層相比,b層 ()A.能大量吸收紫外線 B.隨高度升高氣溫降低C.空氣中水汽含量較大 D.對流運動旺盛【解析】(1)選D,(2)選A。第(1)題,對流層特征:大氣運動空氣以對流運動為主氣溫變化氣溫隨高度升高而降低密度變化密度隨高度升高而降低天氣現(xiàn)象對流層天氣現(xiàn)象復雜多變第(2)題,對比平流層特征:大氣運動以平流運動為主氣溫變化臭氧層能大量吸收紫外線,氣溫隨高度升高而升高天氣特征空氣中水汽含量較低,雜質(zhì)少,故天氣較晴朗(2021·濟寧高一檢測)下圖中曲線所示為大氣中臭氧濃度分布隨高度變化,讀圖完成(1)～(3)題。(1)從圖中看出,臭氧層分布于 ()A.對流層 B.平流層C.高層大氣 D.電離層(2)若大氣中臭氧含量大幅度減少,可能造成 ()①皮膚病發(fā)病率增加 ②降水大幅度增加③高層大氣升溫 ④農(nóng)林牧業(yè)減產(chǎn)A.①② B.①④ C.①③ D.②③(3)圖中大氣層界線以下 ()A.海拔越高,氣溫越高B.空氣對流顯著,天氣復雜C.冬季較厚,夏季較薄D.天氣晴朗,利于飛行【解析】(1)選B,(2)選B,(3)選B。第(1)題,讀圖分析,圖中大氣層界線為對流層和平流層的界線;根據(jù)大氣中臭氧濃度分布隨高度變化可知,臭氧在平流層濃度最大,因此臭氧層分布在平流層。第(2)題,平流層中的臭氧層能強烈吸收太陽紫外線輻射,保護地球上的生命免受過多紫外線傷害。若大氣中臭氧含量大幅度減少,到達地表的紫外線輻射增強,可能造成皮膚病發(fā)病率增加,①正確;影響動植物的正常生長,農(nóng)林牧業(yè)減產(chǎn),④正確;對地球的降水和高層大氣溫度不會產(chǎn)生影響,②③錯誤。第(3)題,圖中大氣層界線以下為對流層,氣溫隨高度增加而降低;空氣對流顯著,天氣復雜多變;夏季氣溫高,對流旺盛,厚度較大,冬季氣溫低,對流弱,厚度較薄,C錯誤;天氣復雜多變,不利于高空飛行?！狙a償訓練】讀“大氣垂直分層”示意圖,完成(1)、(2)題。(1)人類排放的氯氟碳化物,對大氣層中影響最大的是 ()A.A層 B.B層 C.C層 D.D層(2)“藍藍的天上白云飄”歌詞中的藍天白云發(fā)生在 ()A.A層 B.B層 C.C層 D.D層【解析】(1)選B,(2)選A。第(1)題,人類排放的氟氯碳化物,對大氣層中影響最大的是臭氧,臭氧層分布在22～27千米處的平流層中,符合的是B層。第(2)題,對流層上冷下熱,氣流在上升過程中易成云致雨,故“藍藍的天上白云飄”歌詞中的藍天白云發(fā)生在對流層中。圖形1大氣垂直分層示意圖形2地球大氣的垂直分層(部分)示意圖圖形3大氣垂直分層示意圖1.圖形實質(zhì):試題中的各種大氣垂直分層示意圖實質(zhì)都是教材圖呈現(xiàn)的大氣垂直分層中各層氣溫隨高度變化、各層大氣的運動狀況、各層大氣與人類活動的關系等知識。2.學科素養(yǎng):讀懂此圖需要具備一定的區(qū)域認知、綜合思維與地理實踐力等學科素養(yǎng)。大氣的垂直分層示意(1)圖中縱坐標、橫坐標表述的含義是什么?提示:縱坐標表示海拔,橫坐標表示氣溫,注意0℃氣溫的位置及氣溫的變化趨勢。(2)大氣氣溫在各層中隨高度增加如何變化?提示:在對流層中隨高度增加而降低,在平流層中隨高度增加而增加,在高層大氣中隨高度增加先降低再升高。(3)各層大氣氣溫的熱量來源是什么?在對流層、平流層中大氣的運動有什么特點?提示:對流層的熱源來自地面輻射、平流層的熱源是臭氧層、高層大氣是電離層;在對流層中大氣以對流運動為主,平流層中大氣以平流運動為主。(4)列舉各層大氣與人類活動的關系案例。提示:人類生活在對流層底部,天氣現(xiàn)象復雜多變影響人類活動;平流層臭氧層吸收紫外線保護地球上的生命,適合航空飛行;高層大氣的電離層對無線電通信有重要作用,流星現(xiàn)象、極光、人造衛(wèi)星等位于這一層。1.(水平1)關于低層大氣物質(zhì)組成的敘述,正確的是 ()A.干潔空氣、二氧化碳、水汽B.氮、氧、二氧化碳C.二氧化碳、水汽和固體雜質(zhì)D.干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)【解析】選D。低層大氣由干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)組合,干潔空氣的主要成分可分為氮氣、氧氣和二氧化碳等不同成分。(水平1)氣球作為探空的工具已經(jīng)被廣泛使用,如下圖所示,一探空氣球由地面上升至25千米處。據(jù)其可能探測到的現(xiàn)象,回答2、3題。2.探空氣球記錄的隨高度升高氣溫變化的規(guī)律可能是 ()A.一直遞減B.一直遞增C.遞增→遞減D.遞減→遞增3.探空氣球探測到水汽主要集中在 ()A.對流層 B.平流層C.高層大氣 D.電離層【解析】2選D,3選A。第2題,探空氣球從對流層到平流層。對流層的氣溫分布規(guī)律是隨高度增加而降低,平流層的氣溫分布規(guī)律是隨高度增加而增加。第3題,水汽主要集中在對流層。(水平1、2)下圖為局部大氣層氣溫隨高度變化曲線示意。完成4、5題。4.圖示大氣層屬于 ()A.對流層 B.平流層C.臭氧層 D.高層大氣5.該層大氣 ()A.適合飛機高空飛行B.極光