2.1.1大氣圈的組成與結構教學課件-魯教版（2019）高中地理必修一

自然地理實踐——地球上的大氣大氣圈的組成與結構17世紀初，比利時化學家范·海爾蒙特發(fā)現(xiàn)木炭燃燒后除了產(chǎn)生灰燼，還產(chǎn)生了不能保存在容器中、不可見的物質。通過實驗證明這種氣體不助燃，燭火在其中會熄滅，與地窖中致人昏迷甚至死亡的氣體一樣，海爾蒙特把這種氣體命名為gassylvestris(森林之精)?？茖W小故事課程標準要求運用圖表等資料，說明大氣的組成和垂直分層，及其與生產(chǎn)和生活的聯(lián)系。學習目標1.通過閱讀大氣成分發(fā)現(xiàn)歷程的圖文資料，了解大氣的組成及其作用。結合CO2體積分數(shù)變化的案例，會分析大氣成分的變化與人類生產(chǎn)和生活的相互影響。2.通過閱讀《熱氣球飛行家》有關材料，聯(lián)系菲利克斯跳傘運動，說明各層大氣的主要特點，并會分析大氣垂直結構與生產(chǎn)、生活的相互聯(lián)系。

3.通過了解人類探究大氣成分、垂直分層的相關科學進程，激發(fā)學生探究科學本質的熱情，培養(yǎng)學生科學探究精神并樹立投身科學發(fā)現(xiàn)的理想。25千米以下

一、大氣成分探究史---------大氣圈的組成179017世紀中葉大

氣成分探究史17世紀中葉1777年拉瓦錫（法）拉姆塞（英）1895年——1898年赫歇爾（英）1782年戴維（英）1888年海爾蒙特（比利時）17世紀初二氧化碳氮氣、氧氣氫氣甲烷氦、氬、氖等稀有氣體……大氣各成分的作用大氣組成體積占比（％）主要作用干潔空氣主要成分21次要成分氬氣0.93

稀有氣體、惰性氣體，對生命無害0.03水汽固體雜質O3N2O2CO2自主學習1成云致雨的必要條件、反射、散射太陽輻射，降低溫度生物體內(nèi)蛋白質的基本成分維持生命活動的必需物質植物光合作用的原料；調節(jié)地表溫度吸收紫外線，被譽為“地球生命的保護傘”成云致雨的必要條件，對地面保溫降水三要素水汽固體雜質降

溫78CO21740-2000年體積分數(shù)變化自19世紀中后期全球平均氣溫升溫圖大氣中二氧化碳含量增加，使得地面和低層大氣溫度上升，產(chǎn)生溫室效應，引起全球氣候變暖，引發(fā)一系列的生態(tài)環(huán)境問題，進而對人類的生產(chǎn)生活造成巨大影響。思考：1740年以來CO2含量增多的原因可能有哪些？煤、石油等礦物燃料的使用，人類向大氣排放的二氧化碳急劇增加；同時，大量森林被砍伐，綠色植物通過光合作用吸收二氧化碳的量減少，導致大氣中二氧化碳的濃度在過去的30年里增長了12％。青藏高原瓦里關全球大氣本底站我國“大氣一號”衛(wèi)星

二、大氣垂直分層探究史---------大氣圈的分層閱讀圖文資料，科學家格萊舍發(fā)現(xiàn)了什么大氣現(xiàn)象及變化，進而推測大氣具有分層結構的。隨著熱氣球升至344米，他們碰上了第一團烏云，沒多久他們就置身烏云中，而這時陣陣雷聲傳來，很快什么都看不見了。他們決定飛得更高離開烏云，不一會雨就停了，瞬間陽光普照。很快就到了8000米，熱氣球的表面，結起了厚厚的冰，男人出現(xiàn)了缺氧反應，神志不清。大氣垂直分層探究史19世紀科學家使用熱氣球測量大氣的溫度，發(fā)現(xiàn)直到10km左右的高空大氣的溫度都是隨著高度的升高而降低的。這為理解大氣結構層次提供了基礎數(shù)據(jù)。熱氣球20世紀初火箭和人造衛(wèi)星火箭和人造衛(wèi)星的發(fā)明使得人類能夠到達更高的高度，進一步探索更高氣層，如中間層、熱層和散逸層。探空氣球的發(fā)明給科學家們的科研活動提供了新的可能。利用探空氣球，科學家們發(fā)現(xiàn)了平流層.探空氣球更準確地測量不同高度的大氣層，還使得人類能夠直接觀測到大氣層的物理特性。航空、航天器的發(fā)展二十世紀60年代后二戰(zhàn)后大氣垂直分層示意圖

氣溫（℃）高度（千米）-100-5005010012406080100120對流層50～55電離層高層大氣臭氧層讀課本P27-28文字資料、圖2-1-2“大氣垂直分層示意”，自主思考以下問題:1.地球大氣圈自下而上共分為哪幾層?2.讀出對流層的高度范圍，判斷其氣溫隨高度如何變化?氣流運動具有什么特點?3.讀出平流層的高度范圍，判斷其氣溫隨高度如何變化?氣流運動具有什么特點?為什么說平流層是人類生存環(huán)境的天然屏障?4.讀出高層大氣的高度范圍，氣溫隨高度如何變化?與人類有哪些關系?平流層自主學習2分層高度范圍主要特點原因以平流運動為主對流層平流層高層大氣地表至12km（隨緯度和季節(jié)發(fā)生變化）對流層層頂至50-55km50-55km到大氣層的邊緣（2000-3000千米）約占整個大氣質量的3/4，密度較大，集中了幾乎全部的水汽與固體雜質氣溫隨高度增加而降低，以對流運動為主復雜多變，云、雨、雪發(fā)生在這一層氣溫隨高度增加而增加氣流穩(wěn)定，能見度高，天氣晴朗是飛機理想空域大氣密度很小對無線電通信有重要作用，宇宙火箭、人造衛(wèi)星等在此層80-500千米有若干電離層能反射無線電短波離地面遠，引力小該層中的臭氧大量吸收太陽紫外線增溫該層大氣上熱下冷，大氣穩(wěn)定幾乎全部水汽、固體雜質集中在該層對流運動易成云致雨受重力作用的影響，集中到大氣底部地面是對流層大氣的直接熱源，上冷下熱利于對流運動。合作探究1：請同學們分析大氣各層主要特點產(chǎn)生的原因。觀看菲利克斯自由落體影像，關注與大氣相關的信息，思考并完成學案上合作探究2。1.氦氣球從地面升至39千米依次經(jīng)過了大氣層的哪幾層？2.菲利克斯的宇航服具有以下裝備及功能，說出設計的理由。裝備及功能設計理由外表絕緣密封內(nèi)層填充加壓氧氣護目鏡，裝有溫度調節(jié)器遮陽板平流層氣溫寒冷，護目鏡防止霧霜影響視線：溫度調節(jié)器是因為平流層溫度低且下降過程中溫度有較大的變化。合作探究2：請同學們根據(jù)視頻信息及所學知識，解決以下問題。主要防止急速下落過程中與大氣摩擦起電，能經(jīng)受住極寒平流層氣溫低、氣壓低且氧氣稀薄平流層紫外線強烈，防止陽光灼傷眼睛對流層、平流層3、菲利克斯縱身一躍，在下落之初為什么感受不到明顯阻力？當他感到風聲呼嘯時，應該接近大氣層的哪一層？為什么？4.為直播菲利克斯跳傘運動，太空艙外安裝了多個攝像頭，每個攝像頭都裝配冷卻系統(tǒng)以便散熱。為什么航天設備在太空無法自行散熱？5、菲利克斯與地面的通信，與大氣層哪一部分有關？這一層大氣的在哪里？39千米的高空處于平流層，大氣稀薄，密度低，空氣對下落運動阻力很小。對流層位于大氣層的最下層，集中了四分之三的大氣質量，大氣密度大，所以當他感受到呼嘯的風聲時，應該接近了對流層。?航天設備在運行過程中會產(chǎn)生大量熱量，同時也會接受太陽輻射。而太空中，由于沒有空氣和其他介質，熱傳導和熱對流幾乎不存在，所以只能通過一套有效的溫度控制系統(tǒng)被動散熱，來維持儀器設備正常工作所需的適宜溫度。與高層大氣中的電離層有關。實驗作業(yè)作業(yè)題目：設計一個實驗來模擬對流層的對流運動。要求：制作一個視頻錄制全部過程，包括實驗步驟描述、所需材料準備和實驗過程。理清關系大氣組成垂直分層對流層平流層高層大氣大氣干潔空氣、水汽、固體雜質人類活動2020年12月17日，“嫦娥五號”返回艙在距地面高度約120km處高速進入地球大氣層，實施初次氣動減速。下降至預定高度后，返回器向上躍出大氣層。之后，返回艙再次進入大氣層，實施二次氣動減速，在距地表50km的高度返回艙與大氣層激烈摩擦。下圖示意“嫦娥五號”探測器返回路徑。據(jù)此完成下面小題。1．“嫦娥五號”初次進入大氣層進行減速時位于（

）A．對流層

B．平流層

C．臭氧層

D．高層大氣2．“嫦娥五號”在距地表50km降落至地面的過程中氣溫變化是（

）A．持續(xù)降低

B．先降低，后升高

C．持續(xù)增高

D．先升高，后降低3．下列關于平流層的敘述，正確的是（

）A．能反射無線電短波

B．大氣運動以垂直運動為主C．臭氧吸收紫外線而增溫

D．氣溫隨高度升高而降低診斷測試評價D

B

C

根據(jù)課程標準要求、教學目標，參照學業(yè)質量標準等，制定的評價目標，請同學們自我評價本節(jié)學習效果。評價目標水平1水平2水平3說明大氣的組成，說明部分大氣成分與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。能說出大氣的部分組成及作用能準確說出大氣的主要組成及含量，并說明大氣主要成分