内容正文:
第1讲 大气的组成与垂直分层、大气受热过程
课标要求
核心素养
思维导图
1.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。
2.运用示意图等,说明大气受热过程,并解释相关现象。
1.人地协调观:结合实例理解大气主要成分的作用,说明大气环境保护的必要性和重要性。
2.综合思维:结合示意图,区分太阳辐射、地面辐射、大气逆辐射,理解大气的受热过程、大气对地面的保温作用。
3.区域认知:利用大气垂直分层示意图,知道垂直分层的依据,理解各层特点及其与人类活动的关系。
一、大气的组成
1.低层大气的组成:干洁空气、水汽和杂质。
2.干洁空气的成分和作用
大气成分
作用
氮气
地球上生物体的基本成分
氧气
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
绿色植物进行光合作用的基本原料,对地面起着保温作用
臭氧
既能强烈吸收太阳紫外线,保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害,又具有杀菌作用
3.水汽含量的变化特征
(1)在水平方向上:海洋上空高于陆地上空;湿润地区上空高于干旱地区上空。
(2)在垂直方向上:一般自地面向高空逐渐减少。
4.杂质的分布特征
通常,在近地面大气中,陆上多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季。
二、大气的垂直分层
1.划分依据:大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异。
2.各层特征比较
垂直分层
气温特点
大气运动
状况
与人类关系
A对流层
随高度的增加而递减
对流运动显著
有云、雾、雨、雪等天气现象,与人类的关系最为密切
B平流层
随高度增加而上升
以水平运动为主
利于航空飞机飞行;臭氧吸收太阳紫外线,保护地球生物
C高层大气
随高度升高先下降后又持续上升
—
有若干电离层,能反射无线电波,对远距离无线电通信有重要作用
三、大气对太阳辐射的削弱作用
1.反射作用
(1)表现
(2)特点:大气对太阳辐射的反射没有选择性,反射光呈白色。
(3)现象:减少了到达地面的太阳辐射,使白天的气温相对较低。
2.散射作用
(1)表现:当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时,太阳辐射的一部分便以这些质点为中心,向四面八方弥散。
(2)特点:大气的散射作用具有选择性,可见光中波长较短的蓝光、紫光容易被散射。
(3)现象
3.吸收作用
(1)特点:大气的吸收作用具有选择性。
①臭氧:主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。
②水汽和二氧化碳:主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。
③大气对太阳辐射中能量最强的可见光吸收得很少。
(2)表现
四、大气对地面的保温作用
1.两个来源
(1)地球大气最根本的能量来源:太阳辐射。
(2)对流层大气主要的直接热源:地面辐射。
2.保温过程
1.气压和氧气浓度随海拔的变化
气压和氧气浓度随着海拔的升高会逐渐降低,当人们到达高海拔区特别是海拔4 000米以上地区,容易产生高原反应。
进入高海拔区时,采取循序渐进的方式,让身体有个适应过程,会降低高原反应发生的概率。
2.对流层顶高度随纬度的变化
低纬地区地面受热多,对流活动旺盛,因此,对流层的高度高;而高纬地区地面受热较少,对流活动较弱,所以,对流层的高度低;中纬地区则居中。
3.大气对太阳辐射的削弱作用
大气对太阳辐射的吸收具有选择性。平流层大气中的臭氧主要吸收太阳辐射中波长较短的紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。
大气对可见光吸收很少。大气中的云层和较大颗粒的尘埃,能反射一部分太阳辐射,空气分子和细小尘埃能散射一部分太阳辐射。
4.“阳伞效应”原理
悬浮在大气中的烟尘,将部分太阳辐射反射回宇宙空间,削弱了到达地面的太阳辐射;同时烟尘作为凝结核,加速了水汽的凝结,使云、雾增多。类似于遮阳伞,故称“阳伞效应”。
———————————— 情境思考:区域认知 —————————————
“天宫二号”运行在近地点约190千米、远地点约370千米的椭圆轨道,在轨状态正常、运行平稳。2019年7月19日,“天宫二号”空间实验室受控离轨并再入大气层,少量残骸落入南太平洋预定安全海域。“天宫二号”受控再入大气层,标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。
航天领域的大气层上界与地理上的大气层上界有何关系?
试答:航天领域的大气层上界高度低于地理上的大气层上界高度。国际航空联合会给出的太空和内层大气空间的高度约为100千米,这也就是著名的“卡门线”。
命题点一 大气成分与大气垂直分层
[真题体验]
臭氧层保护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S~80°S平流层臭氧总量多年变化状况。据此完成(1)~(2)题。
(1)随年份的推移,臭氧总量( )
A.