高一地理同步講義（人教版2019必修第一冊）2.1大氣的組成和垂直分層（原卷版）

第二章地球上的大氣第1節(jié)大氣的組成和垂直分層001目標任務課程標準學習目標運用圖表等資料,說明大氣的組成和垂直分層及其與生產和生活的聯(lián)系。1.運用圖表資料,說出大氣的組成成分,并說明其作用。2.結合大氣垂直分層示意圖,說明各層的特點、成因及與人類活動的關系。3.結合對流層的逆溫、霧霾等現象,運用相關原理解釋其原因。4.結合臭氧層破壞、全球變暖等實例,說明大氣環(huán)境保護的必要性和重要性。002預習導學1．高原跑步訓練很多專業(yè)的長跑運動員喜歡去高原地區(qū)訓練，尤其是國家隊的馬拉松運動員，每年都會去海拔2000多米的麗江訓練基地訓練。高原是指海拔高度在1000米以上，相對高度在500米以上的地區(qū)，地勢相對平坦或者有一定起伏的廣闊地區(qū)，比如青藏高原，云貴高原。高原地區(qū)最基本的特征是海拔高，氣壓低，氧氣含量少。在1968年的墨西哥奧運會上，由于舉辦地為高原城市墨西哥，來自非洲高原的長跑運動員，奪得了中長跑和馬拉松在內的多項冠軍，從此以后，高原訓練就成了中長跑等耐力項目必須進行的訓練。高原訓練可以提高運動員的無氧能力、抗乳酸能力、肺活量、心肌能力。高原海拔高，氧氣稀少，在運動過程中，血液中的紅細胞進行氧氣的輸送，由于氧氣的缺少，體內的紅細胞會增加，提高了血液輸送氧氣的能力，經過一段時間的訓練，當運動員來到平原參加比賽的時候，就會感覺到更輕松，比賽成績也能得到提高。在高原缺氧條件下，身體在跑步的時候在進行有氧代謝同時還會進行無氧代謝，代謝產生乳酸，乳酸的不斷積累對肌肉收縮起了一定的抑制作用，從而提高了抗乳酸能力。高原環(huán)境下跑步，為了吸入更多的氧氣，呼吸頻率會得到提高，肺部的毛細血管會增加，使能夠進行氣體交換接觸的面積更大，從而讓呼吸更高效，進一步提升了肺活量。高原上跑步，心率會高于平原，這需要泵出更多的血液來獲得足夠的氧氣，經過一段時間的訓練，心肌功能會顯著提高，心臟泵血能力增強，同樣的心率下，可以輸出更多的血液。2．臭氧層空洞現狀臭氧層的健康狀況與地球上生物的生存息息相關。氟利昂這種物質對臭氧層是最具有破壞性的。氟利昂源自煤炭的燃燒、空調的使用以及汽車排放的尾氣等等。當年由于環(huán)境污染問題突出，造成了不少氟利昂氣體的產生，因此南極臭氧層也出現了空洞。這是一個讓全世界都感到惶恐不安的消息。因為臭氧層關乎紫外線對地球的照射問題。臭氧層被破壞越嚴重，就意味著照射到地球上的紫外線越多。地球上的所有生物都會受到強幅度紫外線的威脅，甚至是喪失生命。當年在南極被紫外線照射引發(fā)失明的一些動物就是一個警示燈。人類也更加緊張與重視環(huán)境污染對臭氧層破壞的問題。多年之后，臭氧層已經是另一番面貌。經過當年的教訓之后，人類不斷進行技術革新，利用科學技術提高了廢棄物等的利用率，凈化空氣，提高了空氣質量。空調等電器也被升級為無氟利昂的產品。氟利昂氣體排放量大大減少，臭氧層空洞問題，不僅沒有惡化，還得到了改善。臭氧層空洞正在逐漸縮小，狀態(tài)穩(wěn)定，或許幾十載后就沒有臭氧層空洞了。臭氧層問題得到改善是全世界共同努力的結果。地球只有一個，是我們共同的家園，我們應當努力保護好它。保護環(huán)境，從你我做起。知識點一大氣的組成低層大氣的組成：、少量水汽和雜質。干潔空氣的成分和作用：地球上生物體的基本元素。氧：人類和其他生物維持生命活動必須物質。二氧化碳：植物進行光合作用的基本原料，對地面有作用。臭氧：吸收太陽光中的，保護地球上的生物。水汽水的相變，產生云、雨、霧、雪等一系列天氣現象。伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣的。4.雜質：作為，是成風致雨的必要條件。5.人類活動對大氣的影響（1）燃燒礦物燃料會導致大氣中含量增加。（2）廣泛使用空調，空調中的制冷劑氟氯氧會造成大氣中含量減少。知識點二大氣的垂直分層1.劃分依據：大氣的、和密度。2.分層（1）對流層：①高度：低緯度17-18千米；中緯度10-12千米；高緯度8-9千米。②特點：氣溫隨高度的增加而；空氣顯著；天氣現象復雜多變。③成因：地面是低層大氣主要的直接熱源；上部，下部；對流運動易成云致雨。（2）平流層：①高度：從對流層頂部至50-55千米。②特點：氣溫隨高度增加而；氣流以為主；無云雨現象。③成因：上冷夏熱，大氣；水汽、雜質少，氣流平穩(wěn)。高層大氣：①高度：從平流層頂到3000千米的高空。②特點：氣溫隨高度增加；大氣密度極低。1．自主判斷（1）低層大氣主要由氧氣、氫氣、二氧化碳、臭氧、水汽和雜質等組成。()（2）水汽和雜質是成云致雨的充分條件。()（3）組成大氣的成分是固定不變的,人類難以改變。()（4）對流層氣溫隨著高度增加而降低。()（5）平流層天氣復雜多變。()（6）與人類關系最密切的是高層大氣。()003核心整合核心01低層大氣的組成和作用【核心整合】低層大氣是由干潔空氣、水汽和雜質組成的，其組成成分的作用如下表所示：組成成分占大氣體積 作用氮25千米以下的干潔空氣中，二者合占總體積的99%，其中氮氣占大氣的78%，氧氣占大氣的21%地球生物體內蛋白質和很多復雜化學物質的重要組成部分；是地球上生物體的基本元素干潔空氣氧人類和其他生物維持生命活動所必需的物質二氧化碳很少 是綠色植物進行光合作用的原料，對地面起保溫作用臭氧極少 能大量吸收紫外線，使大氣增溫；其形成的臭氧層使地球上生物免受過多紫外線的傷害，臭氧還可以殺菌水汽很少，因時因地而異(水汽約占大氣比重的5%)水的相變，產生云、雨、霧、雪等一系列天氣現象，直接影響地面和大氣的溫度固體雜質作為凝結核，是成云致雨的必要條件【小試牛刀】下表是地球低層大氣中干潔空氣的主要成分表。讀表，完成下面小題。氣體成分體積分數/%質量分數/%氮（N2）78.0875.52氧（02）20.9423.15氫（Ar）0.931.28二氧化碳（CO2）0.03（變動）0.05（1）表格中未顯示，但卻對地球生命有重要保護作用的氣體是（

）A．甲烷 B．氨 C．一氧化碳 D．臭氧（2）地球大氣中的二氧化碳（

）A．植物光合作用的產物 B．大量吸收太陽紫外線 C．含量少，可有可無 D．對地面有保溫作用核心02大氣的垂直分層【核心整合】海拔范圍特征成因與人類關系對流層對流層的高度因緯度而異（低緯度地區(qū)17～18千米，中緯度地區(qū)10～12千米，高緯度地區(qū)8～9千米）氣溫隨高度的升高而遞減（每升高100米，氣溫約下降0.6℃）地面是低層大氣主要的、直接的熱源。人類生活在對流層底部，與人類關系最密切。大氣對流運動顯著。對流層的大氣上部冷、下部熱。天氣現象復雜多變。近地面的水汽與雜質通過對流運動向上輸送，在上升過程中隨著氣溫降低，容易成云致雨。平流層自對流層頂部至50～55千米高空。氣溫隨高度升高而升高。平流層中的臭氧吸收大量太陽紫外線，使大氣增溫。大氣水平運動有利于高空飛行；臭氧具有保護地球生物的作用。以平流運動為主。平流層的大氣上部熱、下部冷，不易形成對流。天氣晴朗。水汽和雜質少，以平流運動為主。高層大氣自平流層頂到2000～3000千米的高空。氣溫隨高度升高先降低、后升高。大氣密度很小。底部無臭氧吸收紫外線，其熱源主要來自平流層，隨后氣溫隨海拔增加而上升是因為大氣吸收了更短波長的太陽紫外線。在80～500千米有若干電離層，電離層能反射無線電波，對無線電通信有重要作用?！拘≡嚺５丁课覈裰凼奶栞d人飛船于2022年6月5日發(fā)射升空，該載人飛船在距離地面150km以上的軌道上運行半年，于2022年12月4日返回地球。讀大氣垂直分層示意圖，完成下面小題。

（1）神舟十四號載人飛船從飛行軌道降落到地面的過程中依次經過（

）A．對流層、臭氧層、平流層 B．平流層、對流層、高層大氣C．高層大氣、平流層、對流層 D．電離層、對流層、平流層（2）下列關于神舟十四號載人飛船從飛行軌道降落到地面過程中大氣環(huán)境的敘述，正確的是（

）A．二氧化碳濃度越來越小 B．臭氧濃度先增加再減小 C．固體雜質含量基本不變 D．氣溫先下降再升高004重難拓展一、大氣主要成分對大氣環(huán)境影響的因果關系(1)二氧化碳：CO2→吸收長波輻射(地面輻射)→升溫同時釋放熱能→射向地面的熱量→保溫作用。(2)臭氧和氧原子①高層大氣中的O3→吸收波長較短的紫外線→升溫使大氣電離→形成電離層。②平流層中的O3→吸收波長較長的紫外線→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。(3)水汽①近地面水汽吸收地面熱量→大氣升溫。②水汽溫度變化→吸熱或放熱→水的相變→云、雨、霧、雪等天氣現象的發(fā)生。(4)雜質①塵埃物質→吸附水汽→霧或降水；②塵埃物質→削弱太陽光→大氣能見度降低?！驳淅?022年10月，我國首個大氣邊界層（距離地表1～2千米左右的大氣層區(qū)域）頂部生態(tài)環(huán)境觀測站投入使用。該觀測站可對大氣中的溫室氣體進行高精度監(jiān)測，支撐國家的“碳中和”戰(zhàn)略。據此，完成下面小題。（1）大氣邊界層在大氣垂直分層中所處的位置及其特點是（

）A．平流層，其中的電離層可反射無線電波B．平流層，上熱下冷，氣流以水平運動為主C．對流層，通常氣溫隨高度的升高而降低D．對流層，主要的直接熱源是太陽短波輻射（2）該觀測站重點監(jiān)測的大氣成分及其主要作用是（

）A．氧氣，反射太陽短波輻射 B．氮氣，吸收長波輻射C．水汽，是大氣運動的動力 D．二氧化碳，可對地面保溫二、對流層逆溫現象及其影響(1)逆溫概念一般情況下，氣溫隨海拔的升高而降低，稱為氣溫垂直遞減率R，R＝0.60℃/100米，但此種氣溫的梯度變化并非固定不變。實際上，有時可能出現溫度隨高度上升而增高現象，導致空氣“頭輕腳重”，氣象學上稱為氣溫逆溫，簡稱逆溫。出現逆溫的大氣有一定的厚度，這層大氣稱為逆溫層。(2)逆溫的類型a．輻射逆溫：經常發(fā)生在晴朗無云的夜間，由于地面有效輻射很強，近地面層氣溫迅速下降，而高處氣層降溫較少，從而出現上暖下冷的逆溫現象。這種逆溫黎明前最強，日出后自下而上消失。輻射逆溫的形成過程，如下圖：①圖a為對流層正常氣溫垂直分布狀況。在晴朗無云或少云的夜晚，地面很快冷卻，貼近地面的大氣也隨之降溫。離地面越近，降溫越多；離地面越遠，降溫越少，因而形成了自地面開始的逆溫。(圖b)②隨著地面輻射冷卻的加劇，逆溫層逐漸向上擴展，黎明時達到最強。(圖c)③日出后，太陽輻射逐漸增強，地面很快增溫，逆溫層便逐漸自下而上消失。(圖d、e)b．地形逆溫：常發(fā)生在山地、盆地和谷地中。晚上，由于山坡散熱快，山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖的空氣被冷空氣抬擠上升，從而出現溫度的倒置現象。這樣的逆溫主要是在一定的地形條件下形成的，所以稱為地形逆溫。如美國的洛杉磯因周圍三面環(huán)山，每年有兩百多天出現逆溫現象。c．平流逆溫：由于暖空氣水平移動到冷卻的地面、水面或氣層之上時，底層空氣因受下墊面的影響迅速降溫，上層空氣因距離較遠，降溫較少，于是產生逆溫。逆溫的強弱，主要由暖空氣和冷地表的溫差決定，溫差越大，逆溫越強。d．鋒面逆溫：對流層中，暖空氣運移到冷空氣之上，形成冷暖相交的鋒面，暖氣團位于鋒面之上，冷氣團在下。在冷暖氣團之間的過渡帶上，若鋒面上下暖冷空氣的溫差較大，便形成逆溫。如下圖所示：(3)逆溫現象對人類生產生活的影響影響表現有利影響抑制沙暴沙塵暴發(fā)生的條件是大風、沙塵、強對流運動減少凍害逆溫現象可看作一種氣象資源并加以利用，主要是在一些山坡或河谷地區(qū)。例如，在我國新疆伊犁河谷，逆溫從10月持續(xù)至次年3月，長達半年之久，有效提高了谷地在冬季的溫度，多年生果樹越冬可以避免凍害不利影響成霧早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切關系，濃霧使大氣能見度降低，給人們的出行帶來不便，使交通事故的發(fā)生概率增加大氣污染逆溫現象使空氣對流受阻，會造成近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康辯證影響影響交通能見度降低，地面濕滑航空飛行逆溫出現在低空，多霧天氣給飛機起降帶來不便。逆溫出現在高空，有利于航空飛行，因為大氣以平流運動為主，航空飛行中不會有較大顛簸〔典例〕輻射逆溫是低層大氣因地面強烈輻射冷卻導致氣溫隨高度增加而升高的現象。黃河源地區(qū)位于青藏高原腹地，平均海拔4000多米，冬季輻射逆溫現象多發(fā)。下圖為輻射逆溫的生消過程圖，據此完成下面小題。

（1）冬季易加強輻射逆溫的地形是（

）A．山峰 B．平原 C．谷地 D．丘陵（2）黃河源地區(qū)輻射逆溫常出現的時間和天氣狀況是（

）A．日落前后，大風呼嘯 B．正午時刻，雨雪交加C．午夜時分，濃云密霧 D．日出之前，晴朗無風005知識總結006強化訓練考點01大氣的組成下圖是干潔空氣成分的體積分數（25千米以下）圖。讀圖完成下面小題。

1．干潔空氣的成分中，體積約占78％的是（

）A．氮氣 B．氧氣 C．二氧化碳 D．稀有氣體2．空氣是一種寶貴的資源，干潔空氣中體積約占21％的是（

）A．二氧化碳 B．氮氣 C．氧氣 D．稀有氣體3．干潔空氣中有極少的二氧化碳和臭氧，下列關于兩者的敘述，正確的有（

）①二氧化碳是綠色植物進行光合作用的基本原料②二氧化碳吸收太陽輻射，使大氣溫度升高③臭氧能吸收太陽光中的紫外線④近些年來，高緯地區(qū)易出現“臭氧空洞”現象A．①②③ B．①③④ C．①②④ D．②③④考點02大氣的垂直分層讀下圖，完成下面小題。

4．①、②、③、④四條曲線中，能正確表示圖示大氣層氣溫垂直分布情況的是（

）A．① B．② C．③ D．④5．有關圖示大氣層的敘述，正確的有（

）①有電離層，對無線電通信有重要作用②有利于高空飛行③上部冷下部熱，大氣穩(wěn)定，以平流運動為主④有臭氧層，能吸收大量的紫外線A．①② B．②③ C．③④ D．②④民航客機飛行分起飛階段、降落階段、巡航階段。北京時間2021年9月25日，孟晚舟女士乘坐的政府包機國航CA552航班從加拿大起飛，飛躍北極上空，當晚順利降落深圳（22°32′N，114°03′E）寶安國際機場，在被加拿大非法拘押1028天后，終于回到祖國的懷抱。據此完成下面小題。6．平流層適宜飛機巡航的主要原因是（

）A．大氣以平流運動為主，大氣的能見度好B．水汽含量多，但雜質少，水汽不易成云致雨C．存在多個電離層，有利于保持與地面的短波通信D．氣溫下高上低，大氣穩(wěn)定7．孟晚舟女士回國乘坐的包機，其飛行經過的大氣層依次是（

）A．一直在平流層飛行 B．對流層—平流層—對流層C．平流層—對流層—平流層 D．一直在對流層飛行2021年4月29日，中國空間站天和核心艙發(fā)射升空，準確進入高度約400千米的預定軌道。7月4日空間站的航天員首次實現出艙，劉伯明、湯洪波身著中國自主研制的新一代“飛天”航天服進行艙外作業(yè)。9月17日返回艙順利返回地球。完成下面小題。1．運行中的空間站所處的地球大氣垂直分層是（

）A．對流層 B．平流層C．臭氧層 D．高層大氣2．返回艙返回過程中（

）A．大氣溫度不斷升高 B．大氣密度不斷增大C．空氣對流不斷減弱 D．水汽含量不斷減少隨著電影《中國機長》的熱映，川航3U8633緊急迫降的事跡展現在大眾面前。飛機從重慶起飛，在9800米高空，風擋玻璃無預警脫落，劉傳健機長借助自己一百多次來回飛川藏線的經驗和從業(yè)27年的技術，成功于成都迫降，拯救了全機人的生命。據此完成下面小題。3．風擋玻璃脫落時，飛機正處于大氣的（

）A．平流層 B．中間層C．對流層 D．高層大氣4．機長迫降時面臨的困難可能有（

）①被風擋玻璃砸傷②機內溫度過低③飛機顛簸強烈④太陽輻射強A．①③ B．②③C．①④ D．②④大氣中氧氣的含量對人體健康至關重要，不同的含氧量對人體既有有利影響，又有不利影響。據此完成下面小題。5．目前世界上最優(yōu)秀的中長跑運動員主要來自非洲的埃塞俄比亞和肯尼亞等國，其原因主要是這些國家（

）A．地處熱帶地區(qū)，運動員耐高溫能力強B．地處高原地區(qū)，有適宜的缺氧環(huán)境C．多是黑人運動員，體質好耐力強D．運動員訓練刻苦，持之以恒6．下列關于我國以下省級行政區(qū)可以建中長跑運動員訓練基地的原因，敘述正確的是（

）A．內蒙古——地形平坦，場地開闊B．西藏——海拔高，空氣稀薄C．海南——氣溫高，適合鍛煉運動員耐高溫能力D．云南——高原地形，缺氧環(huán)