2024-2025學年新教材高中地理第二章地球上的大氣第一節(jié)大氣的組成和垂直分層講義新人教版必修第一冊

PAGEPAGE1其次章地球上的大氣1.低層大氣主要由干潔空氣、水汽和雜質(zhì)組成。干潔空氣主要成分是氮氣和氧氣。2.大氣中的氧氣、二氧化碳、水汽等對生命活動、自然環(huán)境具有重要作用，與人類活動有著親密的聯(lián)系。3.依據(jù)溫度、運動狀況和密度，大氣自下而上可以劃分為對流層、平流層和高層大氣。4.人類生活在對流層的底部，并充分利用各層大氣的特點開展相應(yīng)活動。5.太陽輻射加熱地面，地面長波輻射是近地面大氣主要的、干脆的熱源。6.大氣通過大氣逆輻射對地面起保溫作用。7.地表冷熱不均，形成大氣熱力環(huán)流。大氣熱力環(huán)流是大氣運動的一種簡潔形式。8.大氣的水平運動即風。風主要受水平氣壓梯度力、地轉(zhuǎn)偏向力和摩擦力的影響。學習本章內(nèi)容，能夠運用氣象儀器、簡易教具等，視察、識別、描述與大氣有關(guān)的自然現(xiàn)象；具備肯定的運用考察、試驗、調(diào)查等方式進行科學探究的意識和實力（地理實踐力）。能夠運用大氣科學的基礎(chǔ)學問，說明一些大氣現(xiàn)象之間的關(guān)系和改變過程（綜合思維）。能夠在肯定程度上合理描述和說明特定區(qū)域的天氣和氣候現(xiàn)象，并說明其對人類的影響（區(qū)域認知、人地協(xié)調(diào)觀）。與本章學問相關(guān)的名校及專業(yè)《中國高校及學科專業(yè)評價報告（2024—2025）》大氣科學類專業(yè)高校排名排名學校名稱星級1南京信息工程高校★★★★★2南京高?！铩铩铩?北京高?！铩铩铩?蘭州高校★★★5中山高?！铩铩?中國海洋高?！铩铩?中國科學技術(shù)高校★★★與本章學問相關(guān)的名人及職業(yè)第一節(jié)大氣的組成和垂直分層課標內(nèi)容核心素養(yǎng)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(chǎn)和生活的聯(lián)系1.視察、識別、描述與大氣有關(guān)的自然現(xiàn)象，形成科學探究的意識和實力?！镜乩韺嵺`力】2.利用不同區(qū)域?qū)α鲗痈叨鹊母淖儯治鲲w機飛行高度改變?！揪C合思維】3.能夠說明大氣成分改變的影響及各圈層的人類活動、地理現(xiàn)象等?！緟^(qū)域認知】4.理解大氣對人類活動的影響，樹立人類與大氣環(huán)境相互協(xié)調(diào)意識?！救说貐f(xié)調(diào)觀】學問清單一大氣的組成組成含量作用干潔空氣氮二者占干潔空氣體積的99%地球上生物體的基本元素氧一切生物維持生命活動必需的物質(zhì)二氧化碳很少綠色植物進行光合作用的基本原料；對地面有保溫作用汲取二氧化碳，放出氧氣臭氧很少汲取太陽光中的紫外線，愛護地球生物水汽很少影響天氣改變的重要因素固體雜質(zhì)學問清單二大氣的垂直分層（1）依據(jù)：大氣在垂直方向上溫度、運動狀況和密度。（2）各個大氣層的特點和作用①對流層eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特點\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氣溫隨高度的增加而遞減,空氣的對流運動特別顯著,天氣改變最大)),作用：與人類關(guān)系親密))②平流層eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特點\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氣溫隨高度增加呈明顯上升趨勢,空氣大多以平流運動為主)),作用：臭氧層愛護生物；利于航空飛行))③高層大氣eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特點\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(密度特別小,存在電離層)),作用：電離層能夠反射無線電波))大氣中的臭氧被譽為“地球生命的愛護傘”，它汲取太陽釋放出來的絕大部分紫外線，使生物免遭這種射線的危害。不同緯度對流層高度是不一樣的低緯地區(qū)，地面受熱多，對流活動旺盛，因此對流層的高度高；而高緯地區(qū)，地面受熱較少，對流活動較弱，所以，對流層的高度低。任務(wù)清單一大氣的組成及其作用情境探究[情境]大氣的組成不是固定不變的，人類活動造成的大氣污染，使大氣的成分發(fā)生了越來越明顯的改變。閱讀材料，小組合作探究：由于煤、石油等礦物燃料的運用越來越多，人類社會每年排放的二氧化碳總量在過去三十年里增加了一倍，再加上大量砍伐森林，削減了綠色植物通過光合作用汲取二氧化碳的實力，大氣中二氧化碳的濃度在過去三十年里增長了12%。氟氯烴是一種人工合成的化合物，主要用于制冷劑、火箭推動劑等，到80年頭中期為止，全球氟氯烴的年消費量已達到100萬噸。[探究]大氣組成的這種改變，會產(chǎn)生什么影響？提示假如二氧化碳接著增加，地球持續(xù)變暖，對人類生存將產(chǎn)生嚴峻影響。它將使極地冰雪溶化、海平面上升，世界上很多的桑田將變成滄海。氟氯烴給人類帶來的危害是損害大氣的臭氧層，導致全世界皮膚癌發(fā)病率上升和全球氣溫增高。素養(yǎng)凝練臭氧層破壞1.緣由：①自然：太陽活動的自然因素；②人為：人類向大氣中排放消耗臭氧的物質(zhì)（例如：氟氯烴類化合物）。2.后果：①影響人類的健康。一方面，過量的紫外線輻射會破壞人的免疫系統(tǒng)，使人的自身免疫系統(tǒng)出現(xiàn)障礙，患呼吸道系統(tǒng)傳染性疾病的人數(shù)大量增加；另一方面，過量的紫外線輻射會增加皮膚癌的發(fā)病率；②影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；③影響水生生態(tài)系統(tǒng)，會干脆引起整個水生食物鏈的破壞。3.措施：①削減破壞臭氧層的有害氣體的排放，如冰箱制冷劑氟氯昂的排放（改為無氟制冷劑）；②找尋新的替代品，對替代品的研制要加大力度。素養(yǎng)應(yīng)用例1：（人地協(xié)調(diào)觀）閱讀圖文資料，合作探究完成下列要求。氟氯烴等氣體在低空不易分解，上升到平流層，破壞臭氧，使臭氧層變薄或出現(xiàn)空洞。南極臭氧層空洞的改變臭氧空洞最嚴峻的是南北極和青藏高原地區(qū)，這“三極”自然條件惡劣，人煙稀有，當?shù)厝藗兿虼髿庵兴欧诺姆葻N數(shù)量有限，為什么“三地”上空臭氧層所受的破壞反而比較嚴峻呢？提示由于“三極”地區(qū)上空的對流層較低，相應(yīng)的平流層的高度也隨之降低。人們向?qū)α鲗哟髿庵信欧诺姆葻N會隨著大氣的環(huán)流運動而到達“三極”地區(qū)的上空，進而破壞臭氧層。任務(wù)清單二大氣的垂直分層情境探究[情境]下圖為低層大氣的垂直分層示意圖。請小組合作探究：[探究]（1）對流層的氣溫在垂直方向上分布有何特點？該層的厚度隨緯度如何改變？為什么？（2）平流層的氣溫分布有何特點？緣由是什么？提示（1）對流層的氣溫隨高度增加而降低。對流層的厚度隨緯度增高而降低。低緯地區(qū)受熱多，氣溫高，空氣對流旺盛，所以高度大；高緯地區(qū)受熱少，對流較弱，所以高度小。（2）平流層的氣溫隨高度上升快速上升，是因為該層上部有臭氧層，汲取太陽紫外線的熱量。素養(yǎng)凝練1.大氣的垂直分層及其特點分層高度范圍主要特點特點成因與人類的關(guān)系對流層低緯：17～18千米中緯：10～12千米高緯：8～9千米氣溫隨高度的增加而遞減（每上升100米，氣溫平均下降0.6℃）地面是對流層大氣的主要干脆熱源人類生活在對流層底部，對流層與人類關(guān)系最親密空氣對流運動顯著該層上部冷、下部熱天氣現(xiàn)象困難多變幾乎全部的水汽、雜質(zhì)都集中在該層，對流運動顯著，易成云致雨平流層從對流層頂至50～55千米氣溫隨高度增加呈明顯遞增趨勢該層中的臭氧汲取太陽紫外線人類生存環(huán)境的自然屏障；利于航空飛行以平流運動為主該層大氣上熱下冷，大氣平穩(wěn)天氣晴朗水汽、雜質(zhì)含量極少，大氣平穩(wěn)高層大氣從平流層頂?shù)?000千米大氣密度特別小距地面遠，受到引力小電離層能反射無線電短波2.大氣逆溫與生產(chǎn)生活（1）逆溫的含義有兩種狀況：①海拔上升，氣溫上升；②海拔上升，氣溫下降，但幅度小于每上升1000米，溫度降低6℃。（即氣溫下降幅度小于垂直遞減率）。（2）逆溫的影響對天氣而言：表明大氣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對流微弱，天氣晴好為主。對環(huán)境而言：它可以阻礙空氣垂直運動的發(fā)展，使大量煙、塵、水汽凝聚物聚集在其下面，使能見度降低等。素養(yǎng)應(yīng)用例2：（地理實踐力）由于“逆溫層”的存在，大氣很穩(wěn)定，對流作用減弱，空氣中水汽、塵埃和其他污染物不易向高空擴散，只能滯留在近地面。張華居住在某重工業(yè)城市，他習慣于在早晨的林蔭道上跑步。依據(jù)下圖說明他選擇的熬煉時間是否科學？請你幫他分析緣由，并說出他應(yīng)當在什么時候熬煉身體最相宜。提示不科學。早晨，大氣逆溫層存在，大氣對流運動微弱，城市空氣中的水汽、塵埃和其他污染物不易向高空擴散，大氣污染物質(zhì)濃度較高。日出前綠色植物以呼吸作用釋放二氧化碳為主，造成早晨林蔭道上的空氣中二氧化碳含量較高。他應(yīng)當把熬煉時間改為下午或傍晚。課堂小結(jié)核心要點1.知道大氣的組成及其作用。2.知道大氣的垂直分層。3.理解大氣各主要層次的特點。4.理解各大氣層特點與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。課堂學業(yè)達標下圖為大氣垂直分層示意圖。讀圖回答1～3題。1.圖中正確表示大氣層氣溫垂直改變的曲線是（）A.① B.②C.③ D.④2.對無線電短波通信具有重要意義的電離層位于（）A.Ⅰ層頂部 B.Ⅱ?qū)拥撞緾.Ⅱ?qū)又胁?D.Ⅲ層3.我國于2024年9月放射了“天宮二號”空間試驗艙，并隨后放射了“神舟十一號”飛船和“天舟一號”貨運飛船與之對接，安排2024年前后完成空間站建立工作。試驗艙和飛船的運行軌道所在的大氣層（）A.Ⅰ層 B.Ⅱ?qū)覥.Ⅲ層 D.Ⅱ?qū)禹敳拷馕龅?題，依據(jù)大氣的密度、溫度和運動特征，自下而上可將大氣層分為對流層、平流層和高層大氣，從溫度改變趨勢看，①②正確，但①曲線氣溫改變范圍出現(xiàn)錯誤，故②正確。第2題，高層大氣（Ⅲ層）中存在若干電離層。第3題，試驗艙和飛船位于高層大氣中。答案1.B2.D3.C有人在摯友圈曬了一張客機飛行抓拍圖，深色為藍天，白色為云。據(jù)此完成4～5題。4.此刻，客機飛行在（）A.對流層 B.平流層C.臭氧層 D.高層大氣5.飛機尾氣中含有大量二氧化碳氣體，會加劇（）A.環(huán)境污染 B.全球變暖C.荒漠化 D.森林破壞解析第4題，天氣現(xiàn)象如云、霧、雨、雪等出現(xiàn)在對流層中，據(jù)材料“深色為藍天，白色為云”，說明客機飛行在對流層，故A項正確。第5題，飛機尾氣中含有大量二氧化碳氣體，會加劇全球變暖，B項正確。答案4.A5.B課后素養(yǎng)提升合格考——大顯身手選擇題（共20個小題，每小題5分，共100分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1.我國新一代靜止氣象衛(wèi)星“風云四號”能對云、霧、雨、雪等天氣現(xiàn)象進行精密觀測。這些天氣現(xiàn)象主要出現(xiàn)在（）A.對流層 B.平流層C.高層大氣 D.臭氧層解析云、霧、雨、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在對流層。故A正確。答案A2.逆溫是指對流層中氣溫隨高度上升而增高的現(xiàn)象。下列四圖中表示近地面逆溫現(xiàn)象的是（）解析推斷時抓住“近地面”和“逆溫”兩個關(guān)鍵詞。因為“近地面”在對流層底部，可以解除C、D，“逆溫”指對流層中氣溫隨高度上升而增高的現(xiàn)象，只有A圖符合。答案A2024年10月4日中秋之夜，我國云南省大理、麗江等地出現(xiàn)“火流星”照亮夜空的奇觀。據(jù)衛(wèi)星觀測，該小行星因摩擦生熱引發(fā)爆炸的高度只有37千米，很可能有未燃盡的隕石落到地面。讀“大氣垂直分層示意圖”，完成3～6題。3.大氣圈能量的根原來源是（）A.太陽輻射 B.太陽活動C.地熱能 D.風能4.小行星爆炸發(fā)生在（）A.對流層 B.平流層C.高層大氣 D.大氣層以外5.第4題所指大氣層的氣溫（）A.干脆導致小行星的爆炸B.隨高度漸漸上升而遞增C.因臭氧汲取紅外線而上升D.達到大氣溫度的極大值6.該事務(wù)說明，地球的大氣圈能夠（）A.愛護地面上生物免受過強紫外線的損害B.供應(yīng)地球上生物生長所必需的空氣C.保持地球表面相宜的溫度，防止水分散失D.減輕宇宙中小天體對地球表面的撞擊解析第3題，大部分太陽短波輻射可穿過大氣層使地面增溫，地面以長波輻射的形式釋放能量，能量大部分被大氣汲取，少部分散失到宇宙空間。因此大氣圈能量的根原來源是太陽輻射。故A正確。第4題，從近地面到高空，在垂直方向上將大氣分為對流層、平流層和高層大氣，讀圖可知，平流層頂?shù)母叨葹?0km，而小行星爆炸發(fā)生在37km處，故B正確。第5題，第4題所指大氣層為平流層，讀圖可知氣溫隨高度漸漸上升而遞增，故B正確。小行星爆炸是因高速運行與大氣摩擦生熱而引發(fā)，而不是因為氣溫的凹凸，故A錯誤。氣溫隨高度漸漸上升而遞增是因臭氧汲取紫外線，而非紅外線，故C錯誤。讀圖可知，大氣溫度的極大值應(yīng)位于高層大氣，故D錯誤。第6題，材料顯示，大部分小天體進入大氣層后與大氣摩擦而燃燒殆盡，很少能隕落到地表，故D正確。愛護地面上生物免受紫外線的損害是因為臭氧對紫外線的汲取作用，A、B、C三項與小行星的爆炸無關(guān)，故A、B、C錯誤。答案3.A4.B5.B6.D臭氧層愛護是當今全球最重要的環(huán)保議題之一。下圖反映了9月份30°～80°S平流層臭氧總量多年改變狀況。據(jù)此完成7～8題。7.隨年份的推移，臭氧總量（）A.最大值所在位置南移 B.在各緯度均出現(xiàn)遞減C.在高緯地區(qū)遞減明顯 D.隨大氣CO2濃度而增加8.臭氧總量削減干脆導致（）A.太陽紫外線輻射削減 B.全球降水量削減C.平流層氣溫降低 D.地面輻射強度減弱解析第7題，結(jié)合圖示分析可知，隨著年份的推移，臭氧總量最大值所在位置北移；在中緯度地區(qū)，臭氧總量隨緯度的上升而遞增，而在高緯度地區(qū)遞減明顯。第8題，臭氧層破壞干脆導致到達地面的紫外線輻射增多，使平流層汲取太陽紫外線短波輻射的實力降低，從而引起平流層氣溫降低。答案7.C8.C讀某地大氣溫度隨高度改變示意圖，完成9～11題。9.該圖示意的大氣垂直分層屬于（）A.對流層 B.平流層C.電離層 D.外層10.②地區(qū)氣溫分布特征最可能導致（）A.對流作用增加 B.平流作用為主C.湍流作用增加 D.太陽輻射增多11.①地區(qū)空氣中污染物含量較高的主要緣由是（）A.阻擋了近地面空氣水平運動B.抑制了近地面空氣對流上升C.近地面大氣中的水汽量增大D.近地面人類排放污染物增多解析第9題，該地高度只有10千米，屬于對流層。第10題，②區(qū)出現(xiàn)逆溫，該層大氣以水平運動為主。第11題，由于①層上部為逆溫層，抑制了近地面空氣對流上升，導致污染物含量較高。答案9.A10.B11.B讀“地球大氣垂直分層圖（部分）”，完成12～14題。12.①②③④四條曲線中，正確表示大氣層氣溫垂直分布狀況的是（）A.① B.②C.③ D.④13.影響該大氣層氣溫垂直改變的主要因素是（）A.地面輻射B.CO2氣體汲取地面輻射C.臭氧汲取紫外線D.人類活動14.有關(guān)圖示大氣層敘述正確的是（）A.有電離層，對無線電通信有重要作用B.天氣晴朗，對流旺盛，利于高空飛行C.上部冷下部熱，空氣以平流運動為主D.頂部與底部的氣溫相差50℃左右解析第12題，從圖中高度上可知，該層為平流層，氣溫隨高度上升，起先改變不大，然后隨著高度上升氣溫快速上升。第13題，該層大氣中含有大量臭氧，它能劇烈汲取紫外線導致該層大氣升溫。第14題，該層大氣上熱下冷，以平流運動為主，天氣晴朗利于高空飛行，頂部與底部溫度相差50℃左右；電離層不在平流層中。答案12.A13.C14.D15.2024年1月19日，我國長征十一號固體運載火箭“一箭六星”在酒泉衛(wèi)星放射中心勝利放射?；鸺龔姆派渲寥f米高空，經(jīng)驗的大氣層氣溫（）A.始終上升 B.始終降低C.先降低，后上升 D.先上升，后降低解析題干中的“萬米高空”，說明火箭仍舊在對流層，所以氣溫始終降低。答案B2024年9月29日，長征二號丙運載火箭在西昌衛(wèi)星放射中心勝利將遙感三十號01組衛(wèi)星放射升空。讀地球大氣氣溫垂直改變示意圖，完成16～17題。16.長征二號丙運載火箭放射升空穿越大氣層時的溫度改變，與圖中曲線相符的是（）A.① B.②