内容正文:
第一节 大气的组成与垂直分层
第三章第一节
新湘教版必修一
学习目标
运用大气层气温随高度变化示意图,探究分析大气各层的温度变化特点及成因。
通过课外观察,了解对流层大气的特殊现象,如逆温、雾霾等,并能运用相关原理解释地理现象。
根据所学知识和原理,了解臭氧层对人类的重要意义,关注雾霾问题和全球变暖现象,增强环保意识。
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39千米高空的大气与地面有哪些不同?他为什么需要配备特制宇航服?
课前导入
思考
2012年10月14日,奥地利“坠落人”菲利克斯·鲍姆加特纳,在美国新墨西哥地区乘坐太空舱升空。约3小时后,他上升至39千米高空。随后从那里跳下,4分钟后才打开降落伞,成为第一个自由落体速度超音速的人。他配备的特制宇航服,外表绝缘,密封的内层中填充加压氧气;头盔内有液氧系统,护目镜中装有温度调节器。
大气的组成
PART
1
自主学习
1.低层大气由什么组成?
2.干洁空气的组成成分及其作用?
3.水汽和杂志的分布特点及其作用?
干洁空气
低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体
21%
78%
1%
干洁空气成分的体积分数
(25千米以下)
氮气N2
地球上生物体的基本成分
78%
21%
很少
氧气O2
人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质,并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程
二氧化碳CO2
光合作用的原料;对地表温度具有保温作用
臭氧O3
吸收紫外线,保护地球生命
大气的组成
01
氧气 氮气 其他 0.78 0.21 0.01
读图分析二氧化碳浓度的变化规律,并结合所学知识分析其对全球环境的影响。
1980
1019至2019年间,二氧化碳浓度总体上呈上升趋势,尤其自1980年开始,二氧化碳浓度上升速度突然变快,并一直处于高速增长状态。
二氧化碳等温室气体排放量的增加,是导致全球变暖的一个重要原因。
学习需要加点料
水汽和杂质的作用
含量很少,却在天气变化中扮演着重要角色。
水汽的相变,产生云、雨、雾、雪等一系列的天气现象。
大气中的杂质会使大气能见度变差,但作为凝结核,是成云致雨的必要条件。
成云致雨的三个条件
充足的水汽
足够的凝结核
降温条件(气温降低,水汽凝结)
大气的组成
01
水汽和杂质的分布特点
水汽
水平方向
垂直方向
海洋上空高于陆地上空
湿润地区上空高于干旱地区上空
一般自地面向上空逐渐减少
杂质
空间上
时间上
冬季多与夏季
近地面大气中,陆上多于海上
近地面大气中,城市多于乡村
随时间、地点、天气条件而变化
大气的组成
01
大气的垂直分层
PART
2
0
10
20
30
40
50
-10
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-100
温度/℃
高度/km
12
50
对流层
平流层
高层大气
气温随高度的增加而递减
地面是对流层大气主要的直接热源
气温随高度的增加而上升
主要靠臭氧吸收紫外线增温
根据大气的温度密度和运动状况
气温随高度的增加先降低后上升
自平流层顶部开始,由于没有臭氧气温会下降;随后,大气吸收更短波长的紫外线,温度上升
大气的垂直分层
02
民航客机的飞行高度
民航客机的飞行分为起飞、巡航和降落三个阶段。主要航程为巡航,也就是平飞阶段,其飞行高度以舒适、经济为原则。我国民航规定,中型以上的民航客机都在海拔7000-12000米的高空飞行,其中大型民航客机一般在11000米上下的高空飞行。
我乘飞机时,遇到过起降时雨丝打窗,而高空却晴空万里的情况,这是为什么呢?
合作探究
此高度空间大气垂直运动较少,以水平运动为主,飞机在其中受力比较稳定;
水汽和尘埃含量少,能见度高;
对地面产生的噪声污染相对较小;
飞鸟飞行一般达不到此高度,可以避免机鸟相撞的事故。
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垂直分层 高度 主要特点 特点成因
对流层 低纬17~18千米
中纬10~12千米
高纬8~9千米
夏季厚,冬季薄 气温随高度的增加而递减
(每升高100米,温度大约降低0.6℃) 地面是对流层大气主要的直接热源
空气对流运动显著 该层上部冷、下部热
天气现象复杂多变 随着空气的对流运动,近地面的水汽和杂质向上空输送,在上升过程中,随着气温的降低,容易成云致雨
大气的垂直分层
02
平流层 对流层顶
到50~55千米 气温随高度增加而上升 该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线,臭氧层以上太阳紫外线辐射强烈
气流以平流运动为主 该层大气上热下冷,大气稳定
天气现象少见 水汽、杂质含量稀少,气流平稳
垂直分层 高度 主要特点 特点成因
大气的垂直分层
02
垂直分层 高度 主要特点 特点成因
高层大气 平流层顶以上 气温随高度增加先降低后上升 自平流层顶部开始,由于没有臭氧气温会下降;随后,大气吸收更短波长的紫外线,温度上升
气压很低,密度很小 离地