《大氣的組成與垂直分層》參考課件1

第二章自然地理要素及現(xiàn)象第二節(jié)大氣的組成與垂直分層第二節(jié)大氣的組成與垂直分層課程標準運用圖表等資料，說明大氣的組成和垂直分層，及其與生產和生活的聯(lián)系學習目標1.了解大氣的組成和垂直分層2.結合實例，說明大氣的組成和垂直分層與生產生活的聯(lián)系探索民航客機的飛行高度

民航客機的飛行高度

民航客機的飛行分為起飛、巡航和降落三個階段。主要航程為巡航，也就是平飛階段，其飛行高度以舒適、經濟為原則。我國民航規(guī)定，中型以上的民航客機都在海拔7000~12000米的高空飛行，其中大型民航客機一般在11000米上下的高空飛行。這個空間大氣垂直運動較少，以水平運動為主，飛機在其中受力比較穩(wěn)定；水汽和塵埃含量少，能見度高；對地面產生的噪聲污染相對較小；飛鳥飛行一般達不到此高度，可以避免機鳥相撞的事故。思考：大型民航客機的飛行高度主要位于大氣層的哪一層?平流層垂直方向上大氣密度隨高度增大而減小，平流層的大氣中水汽雜質含量少，能見度好，大氣以水平運動為主，氣流平穩(wěn)，天氣晴朗，是大型民航客機最為適宜的飛行區(qū)域?，F(xiàn)代地球大氣是距今3.5億年前，當陸地上開始出現(xiàn)大量植物時，才逐漸演變形成的思考：現(xiàn)代大氣是怎樣逐漸演變成的？①現(xiàn)代地球大氣是距今3.5億年前，當陸地上開始出現(xiàn)大量植物時，

才逐漸演變形成的。②原始大氣的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少

氧氣。⑤現(xiàn)代大氣：主要成分是氮氣和氧氣。導入新課思考：大型民航客機的飛行高度主要位于大氣層的哪一層?思考：極限跳傘為什么要配備特制的宇航服？一、大氣的組成一、大氣的組成低層大氣的組成：干潔空氣、水汽和固體雜質。思考：低層大氣由哪些物質組成的？1.大氣的組成干潔空氣閱讀：

氮氣

氧氣低層大氣的作用思考：低層大氣成分對地球生物起

到什么作用？二氧化碳

臭氧結論：臭氧的濃度在垂直方向上分布不均。

距離地面20~25千米是臭氧濃度最高的區(qū)域，

稱為臭氧層。位于平流層。平流層0312km50km地球生命的“保護傘”

臭氧

水汽

雜質思考：水汽和雜質為什么是成云致雨的必要條件？例如：城市上空的霧比郊區(qū)多，就是因為城市空氣中

塵埃較多的緣故。1.低層大氣（高度25千米以下）的組成及作用

組成成分占比

作用

干潔空氣78%

地球上生物體的基本元素21%一切生物維持生命活動所必需的物質很少①綠色植物進行

的重要原料；②吸收地面輻射的能力強，使氣溫____

對地面有保溫作用（吸收紅外線）很少①吸收太陽

，使大氣增溫；②減少到達地面的紫外線，保護地球

免受紫外線傷害→地球生命的“保護傘”氮氣(N2)氧氣(O2)二氧化碳(CO2)臭氧(O3)光合作用升高紫外線生物其次：還有氬氣和甲烷

極

少成云致雨的必要條件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(xiàn)象的發(fā)生.

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→大氣能見度降低水汽(H2O)2.人類活動對大氣的影響：思考：大氣的組成有哪些變化？

這些變化人類生產、生活有什

么影響？(1)全球氣候變暖人類燃燒礦物燃料、破壞森林等活動，使大氣中二氧化碳含量增加，導致全球氣候變暖①人類活動排放廢氣→改變大氣成分，產生“溫室效應”②人類活動排放廢熱→影響大氣溫度，產生“熱島效應”思考：大氣的組成有哪些變化？這些

變化人類生產、生活有什么影響？（2）臭氧層破壞

人類使用冰箱、空調釋放大量氟氯烴化合物，

破壞大氣中的臭氧層，引起臭氧層空洞臭氧空洞（3）危害人體健康①人類排放固體微顆粒，產生霧霾，危害人體健康；②人類排放有毒氣體引起大氣污染，危害人體健康。(4)酸雨污染人類燃燒煤和石油排放的二氧化硫酸性氣體，或汽車尾氣排放出的氮氧化物煙氣與大氣中的水蒸氣相遇，就形成硫酸和硝酸小滴，使雨水酸化，降落到地面形成酸雨。腐蝕建筑物、鐵軌、文物古跡，使河湖水酸化，影響植物水生生物生長發(fā)育。名詞鏈接氣溶膠概念：指大氣中均勺分布著相當數(shù)量的固休微粒和液體微滴，如海鹽、粉塵、灰塵、煙塵和有機物等，它們所構成的穩(wěn)定混合物，統(tǒng)稱為氣溶膠來源：主要是來自人類活動，如工業(yè)生產、生活燃料以及各種交通工具排放產生的煙霧粉塵等。另外還來自火山爆發(fā)、流星體燃燒、森林火災、海浪飛沫、風沙土塵和植物花粉傳播等污染氣體概念：指隨著工業(yè)和交通運輸業(yè)的發(fā)展、許多有害氣體會被排放到大氣中，它們被稱為污染氣體，主要有二氧化硫、一氧化碳、硫化氫、氟化氫、二氧化氮、一氧化氮和氨氣氣等來源：工業(yè)和交通運輸業(yè)等危害：嚴重危害人類的健康和生存環(huán)境活動：評價分析當?shù)氐目諝赓|量思考：1.查出你所在地區(qū)當天的空氣質量指數(shù)，分析空氣質量屬

于哪一級。2.哪些人類活動會造成大氣污染?探討并列舉出你所在

地區(qū)減少大氣污染的三項措施?？諝赓|量指數(shù)：0——50空氣質量：優(yōu)三項措施：①減少煤等化石燃料燃燒產生的污染;

②減少汽車等機動車尾氣污染;

③減少室內空氣污染：人類活動：①工業(yè)：工業(yè)排放到大氣中的污染物種類繁多

②生活爐灶與采暖鍋爐

③交通運輸：汽車、火車、飛機、輪船燒煤或

石油產生的廢氣二.大氣的垂直分層1、劃分依據：思考：大氣垂直分層的依據是什么？根據大氣在垂直方向上的物理性質（溫度、密度）及

運動狀況的差異二.大氣的垂直分層思考：我們頭頂?shù)拇髿夤卜譃槟膸讓樱?.垂直分層：從近地面到高空依次為：對流層→平流層→

高層大氣（中間層→電離（暖）層→散逸層）對流層思考：對流層如何分布的？對流層的高

度是多少？不同緯度厚度相同嗎？（1）分布：大氣的最底層，人類生活在對流層底部。（2）高度特點：地面→高空平均12千米低緯:17-18km;中緯:10-12km;高緯:8-9km思考：對流層大氣溫度變化有什么特點？產生的原因是什么？（3）對流層的特點①溫度特點：+原因：地面是對流層大氣的主要直接熱源。（距地面越高，獲得地面輻射的熱量越少，氣溫越低）。氣溫隨高度的增加而降低。一般高度每上升1000米，氣溫平均下降6℃如：高處不勝寒氣溫垂直遞減率的變化

正常情況下，海拔每升高100m

氣溫下降0.6℃，但在不同地點及不同時間，可能會小于0.6℃或大于0.6℃。氣溫隨海拔高度的增加而遞減，乞力馬扎羅山海拔高（接近6000米），因此，山頂氣溫很低，終年積雪。思考：非洲最高的山峰乞力馬扎羅山，

地處赤道附近，山頂卻終年積雪，

這是為什么？比較A、B、C三地的溫度（3）對流層的特點②大氣運動特點：思考：對流層大氣運動有什么特點？

產生的原因是什么？空氣對流運動顯著+原因：對流層氣溫上冷下熱；地面溫度越高，空氣對流運動越強烈，對流層厚度越大；反之越?、賹α鲗託鉁厣侠湎聼?，近地面空氣膨脹上升，水汽在

高空遇冷凝結，易成云致雨；②約75%的大氣質量和幾乎全部水汽與固體雜質、大

氣污染物都集中在該層，對流運動易成云致雨③天氣特點：思考：為什么對流層天氣現(xiàn)象復雜多變？（3）對流層的特點風、云、雨、霧、雪、雷電等天氣現(xiàn)象復雜多變+原因：活動：觀察分析雙子天文望遠鏡的選址思考：描述位于南北半球上兩個最佳天文觀測點的大氣條件?？諝庀”。髿馔该鞫雀?，水汽含量少，晴天多，云、雨、霧天氣少平流層思考：平流層分布在哪里？其厚度是多少？

該層存在臭氧層的原因？（1）分布：（2）厚度：對流層頂部至50—55千米的高空平均12千米—50/55千米（3）臭氧層：該層集中了大氣中大部分臭氧（03），形成臭氧層

臭氧集中在22—27千米高空

思考：平流層溫度變化有什么特

點？該層大氣運動有什么特點？（3）平流層的特點①溫度特點：+原因：該層臭氧（03）強烈吸收太陽紫外線，使大氣升溫。②大氣運動特點：以平流運動為主，

利于高空飛機飛行+原因：①該層大氣上熱下冷，不易形

成對流，大氣平穩(wěn)，；②水汽和雜質極少，天氣晴朗，

能見度好，氣流平穩(wěn)，適合

飛機飛行。氣溫隨高度增加而升高思考、為什么平流層適合飛機飛行？①平流層大氣上熱下冷，不易形成對流，大氣平穩(wěn)，

以平流運動為主；②該層大氣水汽和雜質含量少，天氣晴朗，能見度好，

適合飛機飛行。民航客機大多飛行于平流層飛機機艙外的晴朗天空思考：平流層天氣有什么特點？③天氣特點：+原因：①水汽和雜質極少，大氣穩(wěn)定；

②大氣下冷上熱，不利于空氣對流運動天氣晴朗，無云雨現(xiàn)象飛機機艙外的晴朗天空思考：一架飛機沿10km高空從南極飛到北極，依次穿過了大氣的哪幾層？提示：平流層——對流層——平流層高層大氣思考：高層大氣分布在哪里？其厚

度是多少？大氣由什么組成的？(1)分布：平流層頂至2000——3000千米的高空；

大氣圈的最上層。(2)厚度：平均50千米——2000/3000千米的高空(3)組成：①由中間層→電離層(熱層/暖層）

→散逸層

組成；

②空氣密度很小，存

在若干電離層。思考：高層大氣有什么特點？形成原因

是什么？該層大氣運動特點是怎樣的？(4)高層大氣的特點①溫度特點：氣溫隨高度升高先降后升。

即中間層氣溫隨高度增加而降低；熱層、散逸層氣溫隨高度

增加而升高。

+原因：

①中間層上部冷，臭氧含量低，

吸收的太陽輻射少；

②熱層、散逸層熱源來自太陽。是。②大氣運動：先垂直運動，后向外散逸③大氣特點：大氣密度極小，氣壓低；存在電離層。思考：高層大氣有什么特點？+原因：①距地面遠，受地球引力??；②距地面60千米以上大氣處于部分電離或完全電離狀態(tài)。(5)與人類關系有流星、極光現(xiàn)象;有人造衛(wèi)星、空間站、宇宙火箭等。思考：該層大氣對人類活動有什么影響？問題回顧：極限跳傘為什么要配備特制的宇航服？回答：極限跳傘位于平流層，需要穿戴特制的宇航服，以保證恒溫，恒壓和氧氣的正常供應

高層大氣中存在電離層。電離層具有電離現(xiàn)象，且自由電子數(shù)密度大到能影響無線電波傳播。在太陽光（主要是紫外線）照射下，高空氣體分子電離為正離子和自由電子后，大氣內形成了電子密度隨高度而異的氣層。它們離地面的高度約從60千米開始延伸至1000千米以上，能使無線電短波改變傳播速度，發(fā)生折射、反射和散射。

研究電離層對通信、廣播、全球導航和制導、雷達探測等有重要意義。短波是人類廣播、通信使用的主要波段。短波的電離層反射式傳輸方式，用一個功率很小的發(fā)射機就可以實現(xiàn)幾百上千千米甚至是越洋的通信。無線電波的傳播示意問題探究：無線電通信利用了哪層大氣的特性？利用了電離層大氣反射無線電波的特征，電離層大氣在太陽紫外線和宇宙射線作用，大氣處于高度電離狀態(tài)，能反射無線電波。極光流星人造衛(wèi)星宇宙飛船宇宙飛船垂直分層高度/km溫度大氣運動天氣狀況對人類活動的影響高層大氣2000～3000隨高度增加而先降后升先垂直運動.后向外散逸大氣密度小、氣壓低存在若干電離層，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用平流層12—50/55隨高度增加而上升水平運動天氣晴朗利于高空飛行；臭氧層吸收紫外線對流層平均12千米低緯17—18高緯：8—9隨高度增加而下降對流運動復雜多變天氣現(xiàn)象復雜多變，與人類關系最密切2.大氣垂直分層——各層特征比較大氣層的氣溫是否隨高度的升高而降低？一般民航飛機的飛行高度是多少？為何選擇此高度？在不同緯度，飛機飛行高度有何不同？否10千米左右；水汽、固體雜質少，天氣晴朗，大氣平穩(wěn)。低緯度更高，對流層更厚。課堂鞏固鞏固練習讀大氣垂直分層高度、溫度和氣壓的變化圖，回答1～3題。1．關于圖中①②層大氣的正確敘述是()A．①層大氣厚度隨緯度增加而減小B．②層因氫原子吸收紫外線而增溫C．①層大氣平穩(wěn)利于大型飛機飛行D．②層大氣與人類關系最密切2．關于圖中內容的正確敘述是()A．大氣垂直分層的依據是大氣溫度和氣壓的變化B．隨高度的增加，氣溫和氣壓均越來越低C．距地面20km處氣壓降為地面的一半D．對流層垂直方向上的溫度變化范圍大致是－60～20℃3．我國發(fā)射的“天宮二號”空間實驗室運行軌道所在的大氣層(A．氣壓很低、空氣密度很小B．最高氣溫約為40℃C．氣流以平流運動為主D．有時會發(fā)生云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象1.A

2.D

3.A1.組成地球大氣的三大部分是()A.氮氣、氧氣、空氣

B.一氧化碳、水汽、氧氣C.氧氣、氮氣、灰塵

D.干潔空氣、水汽、固體雜質2.被譽為地球生命“保護傘”的是()

A.氧氣

B.氮氣

C.一氧化碳

D.臭氧3.關于對流層的敘述，正確的是()

A.中緯度地區(qū)高度最高

B.幾乎全部的大氣質量都集中在此

C.天氣現(xiàn)象復雜多變

D.大氣平穩(wěn)，與人類關系最為密切4.下列敘述錯誤的是()A.對流層高度隨緯度變化是由近地面氣溫低緯高、高緯低造成的B.臭氧層空洞主要形成于平流層C.在60~500千米的高空,大氣處于高度電離狀態(tài)而能反射無線電

波，故稱為電離層D.位于平流層頂以上的大氣，氣壓很低，空氣密度很小，被稱為高層大氣5.被稱為高層大氣航空最佳的飛行層是大氣垂直分層中的()

A.對流層

B.平流層

C.高空層

D.電離層大氣層是地球最外部的氣體圈層。據此回答6~7題。6.地球的大氣圈()

①由包圍著地球的氣體和懸浮物質組成

②主要成分是氧和二氧化碳

③與其他圈層之間沒有聯(lián)系

④主要成分是氮和氧

A.①②

B.②③

C.③④

D.①④7.關于大氣成分及其作用的敘述，正確的是()

①二氧化碳對地面有保溫作用

②水汽和雜質是天氣變化的重要角色

③二氧化碳是光合作用的物質原料

④臭氧能大量吸收太陽光中的紅外線

A.①②③

B.①③④

C.①②④

D.②③④氣球作為探空的工具已被廣泛使用，如下圖所示，一探空氣球由地面上升至100千米處，據其可能探測到的現(xiàn)象完成10~12題。10.探空氣球記錄的隨高度升高氣溫變化的規(guī)律可能是A.遞增→遞減→遞減B.遞減→遞增→遞減→遞增C.遞增→遞減→遞增→遞減D.遞減→遞減→遞增→遞增11.探空氣球探測到水汽集中的層次是（

）

A.對流層

B.平流層

C.高層大氣

D.電離層12.探空氣球在某一高度時,其與基站的通訊設備發(fā)生異?，F(xiàn)象，該層可能是

A.臭氧層

B.熱層

C.對流層

D.電離層DAD大氣的組成與垂直分層大氣的組成干潔空氣→平流層→高層大氣→課堂小結大氣的垂直分層固體雜質氮氣、氧氣、二氧化碳、臭氧等水汽臭氧層中間層、熱層、散逸層對流層(1)逆溫現(xiàn)象：正常情況下，對流層的氣溫隨高度增加而遞減，且海拔每升高100m，氣溫約下降0.6℃。但在一定條件下，對流層的某一高度有時也會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)象，或者氣溫隨高度增加而降低的幅度小于垂直遞減率，這種現(xiàn)象我們稱之為“逆溫”。如圖所示。知識拓展逆溫及危害(2)危害①出現(xiàn)多霧天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切的關系，它

使能見度降低，給人們的出行帶來不便，甚至導致交通事故。②加劇大氣污染。由于逆溫現(xiàn)象的存在，空氣垂直對流受阻，造

成近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康。③對航空造成影響。“逆溫”多出現(xiàn)在低空，多霧天氣給飛機起

降帶來不便。如果出現(xiàn)在高空，則對飛機飛行極為有利，因為

大氣以平流運動為主，飛行中不會有較大的顛簸。知識拓展逆溫及危害碳衛(wèi)星思考：1.使用碳衛(wèi)星觀測二氧

化碳有什么優(yōu)點?2.掌握全球二氧化碳分布有哪些用處