2.1 大气的组成与垂直分层 人教版（2019）必修一 2024-2025学年高一上学期

第一节 大气的组成和垂直分层 第二章 地球上的大气 课题导入 2012年10月14日，菲利克斯·鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空至39千米高空。 39千米高空的大气与地面大气有哪些不同? 鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服? 1.说明大气的组成及其与生产、生活的联系 2.理解大气垂直分层对人类活动的影响。 3.理解人类活动对大气环境的影响。 目标引领 1.低层大气的组成成分有哪些？ 2. 干洁空气的主要成分是什么？ 独立自学 （低层）大气组成 干洁空气 主要成分 N2 O2 微成分 CO2 O3 水汽 固体杂质 低层大气主要由干洁空气、水汽和固体杂质组成。 含量 氮 78% 氧 21% 其他气体1% 氮气 氧气 其他气体 0.78 0.21 0.01 （1）氧气： 生物维持生命活动必需的物质 大气的组成及作用 引导探究 5 在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲的长跑运动员往往成绩优异，结合教材，试推测其原因。 埃塞俄比亚和肯尼亚地形均以高原为主，海拔高，大气稀薄，大气中含氧量低，有利于激发运动员的潜能。 2019秦皇岛国际马拉松暨全国马拉松锦标赛12日在河北省秦皇岛市奥体中心开赛，吸引了27000余名选手参赛。肯尼亚选手阿尔弗雷德摘取男子全程第一名，用时2小时15分44秒，比去年该赛事冠军成绩快了55秒。他的同胞基普和基普科尔分列二、三名。 目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳高度为海拔1800-2400米。 引导探究 7 青海多巴 甘肃榆中 云南海埂、呈贡 河北兴隆 我国高原训练基地的位置 引导探究 8 (2)氮气：生物体内蛋白质的重要组成部分 (3)二氧化碳：光合作用的原料；调节地表温度 大气的组成及作用 引导探究 （4）臭氧：吸收紫外线，保护地球生命 （5）水汽和杂质：成云致雨的必要条件，影响天气变化。 大气的组成及作用 引导探究 。 大气组成 主要作用 干洁空气 主要成分 N2 地球上生物体的基本成分 O2 维持生物活动的必要物质 微量成分 CO2 植物光合作用的原料、调节地表温度 O3 吸收紫外线，使大气增温； 使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害 水汽（很少，因时因地而异） 成云致雨的必要条件；直接影响地面和大气温度 固体杂质（很少，因时因地而异） 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 目标升华 11 工厂排放废气 汽车尾气 引导探究 人类活动对大气有什么影响？ 大气污染 气候变暖 1.造成二氧化碳浓度升高的原因是什么？ 2.二氧化碳浓度升高会造成哪些影响？ 导致全球气候变暖，进而导致海平面上升，淹没沿海低地，极端气候多发。农业结构的变化。 化石燃料使用； 土地利用的变化（毁林，减少森林吸收二氧化碳的量) 二氧化碳是温室气体 人类活动对大气的影响 引导探究 短短不到300年的时间里，二氧化碳的体积分数增加了40%多。 13 CO2增多 气温升高 温室效应 全球气候变暖 大量燃烧化石燃料 过渡砍伐森林 人类活动对大气的影响 引导探究 臭氧层破坏 冰箱、冰柜（制冷剂）的使用向大气中排放氟氯烃化合物 人类活动对大气的影响 引导探究 酸雨 人类活动对大气的影响 烧煤的烟囱或烧油的汽车排放出来的酸性气体，与天上的水蒸气相遇，形成硫酸和硝酸小水滴，落到地面形成酸雨。 引导探究 ① 造成大气污染 ②造成温室效应，导致全球气候变暖 ③造成臭氧空洞 ④导致酸雨 3.人类活动对大气的影响 目标升华 （1）近几年，城市上空多灰霾的主要原因是（    ） A.二氧化碳多    B.水汽多    C.固体颗粒多    D.温度低 （2）大气的组成物质及表现是（    ） A.氮气和臭氧吸收太阳紫外线     B.二氧化碳只吸收太阳辐射 C.水汽和固体尘埃可成云致雨     D.氧气和氮气供植物呼吸 C C 当堂诊学 1.大气垂直分层的依据是什么？划分为哪几层？ 1.分层依据： 根据大气垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异划分层次。 2.分层:对流层、平流层、高层大气 独立自学 12km 50km 3000km 对流层 平流层 高层大气 分层依据 垂直方向上温度、成分、密度等物理性质和大气运动状况。 思考 各层气温与高度有什么关联？ 2. 原因是什么？ 低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高； 高纬度地区受热少，对流层高度就低。 （1）对流层 高度 大气垂直分层各层特点 引导探究 特点 （1）随着高度的增加，气温降低（海拔升高1000m，温度降低6℃） （2）对流运动显著；云、雨、 雾、雪等天气现象都发生在这一层 （3）人类生活在对流层的底部 大气垂直分层各层特点 引导探究 （1）地面是底层大气的直接热源； （2）上冷下热，对流运动显著；（3）集中了整个大气圈质量的四分 之三和几乎全部的水汽、杂质。 22 （1）在平流层底部，随着高度的增加，气温变化不大；之后，随着高度增加，气温升高； （2）大气以平流运动为主； （3）云、雨、雪现象近于绝迹。适合航空飞行 （2）平流层 高度 特点 对流层顶到50~55km 大气垂直分层各层特点 引导探究 臭氧集中分布在22-27千米处，它可以吸收大量的紫外线 该层大气上热下冷，大气稳定 水汽，杂质少，气流平稳 23 为什么平流层适合飞机飞行？ 平流层的大气上部热，下部冷，不易形成对流，大气平稳，以平流运动为主，且该层大气在水汽和杂质含量少，天气晴朗，能见度好，适合飞机飞行。 引导探究 电离层： 在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大气分子被分解 为离子，使大气处于高度电离状态，所以称为电离层。 作用： 电离层反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 （3）高层大气 平流层以上的大气统称高层大气 引导探究 25 2016年10月19日，天宫二号与神舟十一号载人飞船在距地面393千米的轨道高度交会对接，这与未来空间站的轨道高度基本相同，飞行更加接近未来空间站要求。 该层空气稀薄，航天器从中吸收及与之摩擦产生的热量有限，所以不会烧毁。 据人造卫星观测，在300千米高度上，气温已达1000℃以上。 引导探究 26 范围（厚度） 垂直温度变化 特点 与人类关系 对流层 高纬8~9km 中纬10~12km 低纬17~18km 气温随高度增加而下降 原因：地面是对流层大气的直接热源 对流运动强烈；天气现象多变 人类生活在对流层的底部，与人类关系最密切 平流层 对流层顶到50~55km 气温随高度的增加而上升 原因：臭氧能吸收太阳紫外线 水平运动为主；无云雨现象，能见度好 大气平稳，天气晴朗，利于飞机飞行；臭氧层保护地球生命 高层 大气 平流层顶部到2000~3000km 气温随高度的增加先降低后升高 空气密度很小 反射无线电波，对无线电通信有重要作用 逆温 气温随着高度的增加而增加或变化较小。 引导探究 28 1.逆温类型 （1）辐射逆温 正常的气温垂直分布 夜间地面冷却快，近地面大气也随之降温。离地面越近，降温越快，形成自下而上逆温。 随地面辐射冷却加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时厚度最大。 日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，近地面大气也随之升温，逆温便逐渐自下而上地消失。 形成 增强 缓冲 消失 29 2.逆温造成的影响 对环境：抑制空气对流运动，不利于污染物扩散，加重大气污染； 对天气：易产生大雾天气、冻雨天气； 对交通：降低能见度，地面湿滑。 (1)A层的气温垂直变化规律是__________________ 。 (2)B是________层，该层有被称为“地球生命保护伞”的________层。 (3)云、雨、雾、雪等天气现象多发生在_____层(填字母)，对无线电通信有重要作用的是______层(填字母)。 (4)在A、B、C三层中，与人类关系最密切的是________层(填字母)；现代飞机多在________层飞行(填字母)。 随高度的升高而递减 平流 臭氧 A C A B 当堂诊学 31 目标升华 大气的组成 和 垂直分层 干洁空气 水汽 杂质 对流层 平流层 高层大气 N2 O2 CO2 O3 范围 垂直方向的温度变化 特点 与人类关系 B 当堂诊学 D C 当堂诊学 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$