内容正文:
第一节 大气的组成和垂直分层
课程标准
素养解读
运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联系。
地理实践力:观察、识别、描述与大气有关的自然现象。
综合思维:运用大气垂直分层示意图,分析大气在垂直方向的分层及其特点。
人地协调观:结合实例,说明大气的组成和垂直分层与生产生活的联系。
知识点一 大气的组成
1.低层大气的组成:水汽、杂质和干洁空气。
2.干洁空气的成分和作用
大气成分
作用
氮气
氮是地球上生物体的基本元素
氧气
氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质
二氧化碳
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料
臭氧
臭氧能吸收太阳光中的紫外线,保护地球上的生物
3.水汽和杂质
水汽和杂质是成云致雨的必要条件,影响天气变化。
[思考]
1.水汽和杂质为什么是成云致雨的必要条件?
提示:空气上升到凝结高度,固体尘埃作为凝结核,使周围水汽凝结,才能成云致雨。
2.低层大气中组成成分是固定不变的吗?
提示:不是。如今的大气成分是地球长期演化的结果,在短时期内不会有明显的变化。但人类活动排放的污染物会影响大气的成分和含量,产生大气污染。
知识点二 大气的垂直分层
1.划分依据
根据温度、运动状况和密度,大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
2.大气各垂直分层的主要特点
[思考] 非洲最高的山峰乞力马扎罗山,地处赤道附近,山顶却终年积雪,这是为什么?
提示:对流层中气温随海拔高度的增加而递减,乞力马扎罗山海拔高(接近6000米),因此,山顶气温很低,终年积雪。
探究点一 大气的组成及其作用
近日,一则青海姐妹网上售卖空气的视频在网上走红。这一行为旨在宣传环境保护的重要性,为空气赋予了新的价值,对发展清洁能源、建设节约型社会具有重要作用。卖空气,说明人类活动会影响大气的组成成分和质量。
[探究]
(1)分析哪些不合理的人类活动会影响大气的组成成分和质量。
(2)可采取哪些措施解决上题中的问题。
提示:(1)人类工业生产排放大量废气、汽车排放的尾气等会造成大气污染;毁林会导致大气中二氧化碳含量增加;氟氯烃的排放会导致臭氧减少等。
(2)减少矿物燃料的使用,发展清洁能源,减少二氧化碳排放;保护森林;研究新型制冷设备,控制氟氯烃的排放,保护臭氧层。
1.大气成分的时空变化
成分
变化特点
二氧化碳
大致夏季较少,冬季较多;乡村较少,城市较多,重工业发达的城市更多
杂质
一般来说,近地面大气陆地多于海洋,城市多于乡村,冬春季节多于夏秋季节
水汽
因海陆位置、纬度、地势高低而有差异,大致低纬多于高纬,海上多于陆地
2.人类活动对大气成分的影响
[例1] 美国科学家在新泽西州的一家农场里,利用二氧化碳对不同作物不同生长期的影响进行了大量的试验研究,他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期作用最显著。在这两个时期,如果每周喷射两次二氧化碳气体,喷上4~5次后,蔬菜可增产90%,水稻增产70%,大豆增产60%,高粱甚至可以增产200%。据此完成(1)~(2)题。
(1)干洁空气中,二氧化碳的特征是( )
A.约占大气总重量的0.038%
B.25 km以上的高空大气中含量更高
C.在地球不同地区分布不均匀
D.是地球生物体的基本组成元素
(2)施用二氧化碳气体可以使农作物增产,主要是因为二氧化碳( )
A.是绿色植物光合作用的基本原料
B.能吸收紫外线使植物不受到伤害
C.能吸收地面辐射使大气温度升高
D.直接影响地面温度,增加降水量
[思维导引]
[答案] (1)C (2)A
探究点二 大气的垂直分层
2022年10月31日15时37分,空间站“梦天”实验舱在海南省文昌航天发射场由长征五号B运载火箭托举升空顺利进入预定轨道发射任务取得圆满成功,打响了我国空间站建造任务的收官之战。下图为大气垂直分层示意图。
[探究]
(1)我国的文昌卫星发射中心所在地区的对流层厚度相对于青藏高原的西昌卫星发射场所在地区来说是较厚还是较薄?为什么?
(2)长征五号B运载火箭发射刚离开地面升空时,其所经历的气温变化特点是什么?
(3)发射成功的空间站“梦天”实验舱在轨运行所在的大气层有何特点?
提示:(1)较厚。因为西昌位于我国的川西高原地区,海拔较高,气温较低,对流层较薄;而文昌发射场海拔较低,纬度较低,气温较高,对流层较厚。
(2)火箭发射升空刚离开地面时,位于对流层中,其气温随高度增加而降低。
(3)所在的大气层为高层大气,大气密度极小,存在若干电离层。
1.从近地面到太空大气的温度、密度、气压、水汽和尘埃含量的变化
2.大气的垂直分层特点
分层
范围
主要特点
与人类的关系
对流层
低纬上界高度17~18 km;
中纬上界高度10~12 km;
高纬上界高