大氣的組成和垂直分層課件

“流浪氣球“赴美熱映2023年2月,來(lái)自中國(guó)的一個(gè)高空氣球在美國(guó)上空飄蕩，按照它的飛行路徑預(yù)測(cè)，這個(gè)氣球有可能從空中橫跨美國(guó)。一石激起千層浪，美國(guó)廣大網(wǎng)民都開(kāi)始圍繞這個(gè)氣球展開(kāi)爭(zhēng)論。其實(shí)這個(gè)氣球是一種典型的高空氣象氣球。它的飛行高度可以達(dá)到15000米到40000米，作為大氣環(huán)境探測(cè)和數(shù)據(jù)收集的平臺(tái)被廣泛使用。跟隨氣象氣球“流浪”，

一起完成大氣層“穿越”吧。大氣的組成和垂直分層第二章

地球上的大氣

第一節(jié)TheAtmosphereoftheEarthCompositionandVerticalStratificationoftheAtmosphere前置問(wèn)題氣象氣球?yàn)槭裁茨苌先f(wàn)米高空？氣象氣球填入的氣體是氫氣或氦氣。這些氣體的密度小于大氣，受到的浮力大于重力，氣象氣球就飄浮并越飛越高。氣體名稱(chēng)氫氣氦氣氮?dú)獯髿庋鯕饷芏龋╧g/m3）0.090.181.251.291.43部分氣體的標(biāo)準(zhǔn)密度問(wèn)題1你認(rèn)為大氣中有什么重要成分？它們的“重要”體現(xiàn)在哪？低層大氣中除去水汽和雜質(zhì)以外的混合氣體，稱(chēng)為干潔空氣氧氣—O2

生物維持生命活動(dòng)的必需物質(zhì)氮?dú)狻狽2具有高度化學(xué)穩(wěn)定性78%21%其他二氧化碳—CO2：光合作用的原料；保溫作用臭氧—O3：吸收紫外線，保護(hù)地球生命……1%氧氣氮?dú)馄渌麊?wèn)題1你認(rèn)為大氣中有什么重要成分？它們的“重要”體現(xiàn)在哪？大氣中的水汽和雜質(zhì)含量很少，因時(shí)因地而異。它們卻在天氣變化中扮演重要角色，是成云致雨的必要條件。水

汽充

足凝

結(jié)

核空氣抬升或氣溫下降降水形成的三個(gè)條件案例近千年大氣中二氧化碳濃度的變化1.近1000年大氣中二氧化碳濃度變化有什么特點(diǎn)？1760以前，全球大氣中CO2濃度變化相對(duì)平緩；1760至今，全球大氣中CO2濃度持續(xù)增長(zhǎng)。2.1760年以來(lái)，大氣二氧化碳濃度增加的原因是什么？主要來(lái)自化石燃料燃燒和土地利用的變化（如毀林）①化石燃料燃燒→增加CO2的釋放量；②毀林→森林面積縮小→減少CO2的吸收量。不合理的人類(lèi)活動(dòng)排放的溫室氣體或污染物進(jìn)入大氣，會(huì)影響大氣的成分和含量，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)生存造成不利影響。問(wèn)題2氣象氣球上升過(guò)程依次經(jīng)過(guò)哪些大氣垂直分層？它們的物理狀態(tài)（溫度、密度）各有什么特點(diǎn)？高層大氣平流層對(duì)流層垂直分層高度溫度特征對(duì)流層高緯度

8-9km中緯度

10-12km低緯度

17-18km

隨高度的升高而降低（每100米下降約0.6℃）平流層對(duì)流層頂部至50-55km隨高度的升高而升高高層大氣平流層頂部至大氣上界(2000-3000km)先隨高度升高而下降，后又持續(xù)上升密度隨高度升高遞減問(wèn)題3氣象氣球主要收集哪個(gè)大氣分層的氣象數(shù)據(jù)？為什么？問(wèn)題3氣象氣球主要收集哪個(gè)大氣分層的氣象數(shù)據(jù)？為什么云、雨、霧、雪等現(xiàn)象都發(fā)生在對(duì)流層？對(duì)流層的大氣上部冷、下部熱，有利于大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)。近地面的水汽和雜質(zhì)向上輸送，在上升過(guò)程中隨著氣溫降低，容易成云致雨。高層大氣平流層對(duì)流層進(jìn)階思考對(duì)流層厚度存在緯度差異的原因是什么？高緯地區(qū)8～9km10～12km低緯地區(qū)17～18km中緯地區(qū)低緯度地區(qū)由于受熱多，對(duì)流旺盛，對(duì)流層厚度達(dá)17-18千米；高緯度地區(qū)由于受熱少，對(duì)流不旺盛，對(duì)流層厚度僅8-9千米。問(wèn)題4氣象氣球在三萬(wàn)米的高空被擊落，這個(gè)高度的大氣層有什么特點(diǎn)？問(wèn)題4氣象氣球在三萬(wàn)米的高空被擊落，高層大氣平流層對(duì)流層平流層的大氣上部熱、下部冷，以平流運(yùn)動(dòng)為主。該層的水汽和雜質(zhì)含量少，無(wú)云雨現(xiàn)象，能見(jiàn)度好，適合飛機(jī)飛行。這個(gè)高度的大氣層有有什么特點(diǎn)？進(jìn)階思考平流層上熱下冷的原因：大氣中的臭氧在22-27km范圍內(nèi)含量達(dá)到最大值，形成臭氧層臭氧吸收太陽(yáng)紫外線導(dǎo)致升溫。高層大氣平流層對(duì)流層臭氧層平流層上部熱、下部冷的原因是什么？南極臭氧層空洞Antarcticozonehole形成原因：排放氟氯烴等消耗臭氧層的物質(zhì)。后果：增加人患白內(nèi)障和皮膚癌的機(jī)率；加劇溫室效應(yīng)；威脅生態(tài)環(huán)境……好消息：通過(guò)努力，南極臭氧層空洞有望在2066年恢復(fù)到上世紀(jì)80年代的水平。問(wèn)題5假設(shè)氣球繼續(xù)升向高層大氣，可能遇到什么現(xiàn)象？流星極光高層大氣電離……高層大氣平流層對(duì)流層高層大氣中在80-120千米的高空，多數(shù)來(lái)自太空的流星體會(huì)燃燒，成為我們夜晚看到的流星高層大氣大氣層結(jié)構(gòu)特征?流星燃燒由于太陽(yáng)帶電粒子流（太陽(yáng)風(fēng)）進(jìn)入地球磁場(chǎng)，使高層大氣分子或原子電離而產(chǎn)生，出現(xiàn)的燦爛美麗的光輝高層大氣大氣層結(jié)構(gòu)特征?極光在80-500千米的高空，有若干電離層電離層大氣在太陽(yáng)紫外線和宇宙射線的作用下，處于高度電離狀態(tài)，能反射無(wú)線電波，對(duì)無(wú)線電通信有重要作用高層大氣大氣層結(jié)構(gòu)特征?無(wú)線電通信可能從此失聯(lián)…高層大氣的空氣密度很小；在2000-3000千米的高空，大氣的密度已經(jīng)與星際空間的密度非常接近；這里的一些高速運(yùn)動(dòng)的空氣質(zhì)點(diǎn)經(jīng)常散逸到宇宙空間，這個(gè)高度可以看作是地球大氣的上界高層大氣大氣層結(jié)構(gòu)特征?大氣上界大氣的垂直分層小結(jié)垂直分層高度溫度變化運(yùn)動(dòng)狀況與人類(lèi)聯(lián)系高層大氣平流層對(duì)流層課堂小結(jié)大氣大氣組成垂直分層氮?dú)庋鯕馄渌趸汲粞酢瓕?duì)流層平流層高層大氣高度位置溫度特征運(yùn)動(dòng)變化自然現(xiàn)象人類(lèi)活動(dòng)干潔大氣水汽雜質(zhì)2024/11/5正常情況下，對(duì)流層的氣溫隨高度增加而遞減，且海拔每升高100米，氣溫約下降0.6℃。在一定條件下，對(duì)流層的某一高度有時(shí)也會(huì)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(chēng)之為“逆溫”。正常氣溫，無(wú)逆溫出現(xiàn)逆溫逆溫層加厚逆溫層逐漸消失氣溫恢復(fù)正常，逆溫層消失知識(shí)拓展逆溫大氣的垂直分層小結(jié)垂直分層高度溫度變化運(yùn)動(dòng)狀況與人類(lèi)聯(lián)系高層大氣平流層對(duì)流層平流層頂至大氣上界對(duì)流層頂至50-55km低緯17-18km中緯10-12km高緯8-9km氣溫隨高度的增加而降低氣溫