2.1 大气的组成和垂直分层-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中地理必修第一册（人教版2019）

地理必修第一册课堂学案 ·第二章 地球上的大气 第一节大气的组成和垂直分层 课程标准 任务目标 学科素养 运用图表等资1.了解低层大气的组成及主要1综合思维：运用图表资料，说明低层大气的组成及主要成 料，说明大气 成分的作用。 分的作用：说明大气垂直分层的划分及各层的主要特征。 的组成和垂直2理解人类活动对大气成分的：2.人地协调观：了解人类活动对大气环境的影响，树立保护 分层，及其与 影响。 地球大气、保护环境的意识。 生产和生活的3.理解大气垂直分层的划分及3.地理实践力：结合实例，说明大气的组成和垂直分层与生 联系 各层的特征 产和生活的关系 ● 必备知识·自主学习· 答案精解Pm |新知梳理 1教材助解 >技法巧记 一、大气的组成 图示法记忆对流层、平流层的天 1.低层大气的组成：干洁空气、回 和☑ 气特点及成因 2.大气的成分及作用 气初变北大气运动天气现象 组成成分 作用 平策是卡热下冷 特傅 对诈层「冷下热 氧气 21% 人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 太 入上热 氮气 卜冷中平济中 78% 地球上图 的基本元素 州0员 洁 二氧 0.038% 绿色植物进行回 的基本原料，对地面 天 品w中安 空 化碳 (变动) 有圆 作用 热 0.00006% 吸收太阳光中的回 ,使大气回 :减 >拓展延伸 臭氧 (变动) 少到达地面的紫外线，对生物具有圆 作用 影响对流层厚度的因素 影响对流层厚度的主要因素是 水的回 ,产生云、雨、雾、雪等一系列天气现 很少，因时 地面温度，地面温度越高，对流 水汽 象，同时伴随着回 的吸收和释放，直接影响 因地而异 层越厚。故对流层的厚度低纬 回 和大气的温度 厚，高结尊：夏季厚，冬季薄：白 很少，因时 作为回 ,是区 的必要条 天厚，夜晚薄。 杂质 因地而异 件，影响天气变化 >误区防错 大气成分不是固定不变的 3.人类活动对大气成分的影响：人类活动排放的国 进人大 (1)从地质作用看，原始大气成 气，会影响大气的圆 和含量，产生四 ,对回 分和现代大气成分不同。 和人类生存造成不利影响。 (2)从当前来看，不同区城地理 ·32· 第二章地球上的大气 二、大气的垂直分层 环境的变化，会导致大气成分的 1.划分依据：大气垂直方向上的圆 和密度差异 变化。 低 (3)现代生产，生活排放大量废 了出文丽 气，导致有害气体增加，加副大 入卖日州一 气环境的污染。 商大 鼠德 (4)干洁空气中各种气体所占比 例在自然状态下基本不变：大气 中水汽和杂质的含量却是因时 因地而异。大气中的水汽含量 随时问、地点和气象条件而变 化。水汽主要聚集在大气的底 100-500a01月 上密度牛烫 袖顺 天（蓝断天'（扶记与人类头的关系 层，一般是夏季多于冬季，低纬 2.各层特征 多于高纬。杂质也多集中于大 气的底层，随地区，时间和天气 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系 条件而变化。杂质一般是陆上 气温随高度的升高地面是对流层大气 比海上多，城市比乡村多，早晨和 因纬度而 而回 的主要的直接热源 夜问比午后多，冬季比夏季多。 异。低纬度 教材解难 大气的圆 运 >[教材Pm活动] 对 地区为圆 上部冷、下部网 人类生活在固 流 千米 动显著 1,埃塞俄比亚和肯尼亚地形均 ,与人 以高原为主，海拔高，大气稀 层 高纬度地区 几乎全部的水汽、杂 类关系最密切 薄，大气中含氧量低，有利于 为团 云、雨、雾、雪等天气质集中在该层，对流 激发运动员的运动潜力。 千米 现象发生在这一层运动显著，易成云 2.略。 致雨 3.表中所列的榆中、多巴、海埂 兴隆、呈贡等高原训练基地海 气温随高度升高而 该层中的臭氧吸收 拔均位于1800-2400米范 从圆 团 太阳紫外线 人类生存环境的 围内。结合表2.2可知，海拔 平 天然屏障：气流 越高，与海平面的含氧量比越 流 5055千米 以国 运动 上热下冷，大气稳定 水平运动利于 小，说明含氧量越低，因此在 层 高空 为主 更高海拔训练会危及运动员 无云雨现象，能见 大气中水汽和杂质 飞行 的身体健康，反而达不到理想 度好 含量很少 成绩 >[教材P思考] 没有吸收紫外线的 下层下降 1.①平流层中水汽、杂质等极 气 少，天气比较晴朗，光线比较 温 上层持续网 大气吸收了更短波 好，能见度很高，便于飞机飞 长的太阳紫外线 行：②平流层的大气上热下 国 大 高 从圆 冷，大气不对流，以平流运动 层 到 密度：很小，在 气能反射无线 为主，飞机在其中受力比较稳 大 3000千米的 2000一3000千米距地面远，受到的引 电波，对团 定，便于飞行员操纵驾驶： 有重要 2 高空 的高空与星际空间力小 ③平流层距地面较高(12一50 的密度相近 作用 千米)，飞机绝大部分时间在 其中飞行，对地面的噪声污染 在80一120千米的高空，图 相对较小：④飞鸟飞行的高度 会燃烧：在80500千米的高空，有若干 一般达不到平流层，飞机在平 流层中飞行安全系数高。 ·33· 地理必修第一册课堂学案 I新知自测 2.高层大气。在80一500千米 L.(判断)氧气是大气中含量最多、最重要的气体 的高空，有若干电离层。电离 2.(判断)高层大气中的电离层的存在影响人类的无线电通信。( 层大气在太阳紫外线和宇宙 3.(判断)对流层的高度在高纬度地区最高。 ( 射线的作用下，处于高度电离 4.(判断)对流层的气温随着海拔高度的增加而降低。 ( 状态，能反射无线电波，对无 5.(单选)大气中强烈吸收太阳辐射中的紫外线，被誉为“地球生命的 保护伞”的成分是 ) 线电通信有重要作用。无线 A.氧气 B.臭氧 电通信利用了高层大气中电 C.二氧化碳 D.水汽和固体尘埃 离层的特性。 关键能力·情境探究· 答案精解P 探究点1大气成分的变化与人类活动 1情境导入 I知识整合 空气是混合物，它的成分复杂。空气的成分 1.大气成分的变化及对人类的影响 以氮气、氧气为主，是长期以来自然界里各种变 (1)二氧化碳含量增加对人类的影响：二氧化 化造成的。在原始的绿色植物出现以前，原始大 碳含量增加会增强温室效应，使全球气候变 气是以一氧化碳、二氧化碳、甲烷和氨为主的。 暖，两极冰川融化，海平面上升，世界人口最集 在绿色植物出现以后，植物在光合作用中放出的 中的沿海大城市面临被淹没的危险，全球数千 游离氧，使原始大气里的一氧化碳转化为二氧化 万人的生活将会面临生存空间危机，导致全球 碳，甲烷氧化成为水蒸气和二氧化碳，氨氧化成 发生大规模的迁移和冲突。 为水蒸气和氨气。由于植物的光合作用持续进 (2)氧含量变化对人类的影响 行，空气里的二氧化碳在发生光合作用的过程中 被吸收了大部分，并使空气里氧气越来越多，终 ①适当缺氧能激发运动员的运动潜能，世界大 于形成了以氮气和氧气为主的现代空气。 部分国家有高原训练基地。 L.(综合思维)现代空气成分以氮气、氧气为主的 ②缺氧过度会危害人体健康，甚至危及生命。 特点，与人类活动关系大吗？ (3)臭氧空洞对人类的影响：臭氧空洞会导致 到达地面的紫外线增多，紫外线对生物细胞具 有很强的杀伤作用，对人体会产生不利的影 响，容易使人体患皮肤癌等疾病。 2.(综合思维)对原始大气成分改造影响最大的 2.人类活动对大气成分的影响 是哪一种活动？ 燃烧矿 大气巾：筑化 危书 物燃料 候含量增星 休健康 大气巾具氧 影响生 总量减少 环境 3.(综合思维)与原始大气成分的变化相比，现代 广泛使用电 大气巾冠氯经 影响牛 排 冰箱、冰桐 含量增加 态系统 大气成分变化的表现速度和原因有什么不同？ I探究训练 低层大气的组成分为三部分：干洁空气、水 汽和杂质，其中氮气和氧气为主要成分。随着社 ·34 第二章地球上的大气 会的发展，人类也在改变着大气的成分，进而引 气体成分 体积分数/% 质量分数/% 发了环境问题。据此完成1一2题」 氮气(N2) 78.09 75.52 1.近些年来，“霾”天气现象出现频率越来越高， 氧气(O2) 20.95 23.15 空气质量逐渐恶化。霾出现频率增加是由于 氟气(Ar) 0.93 1.28 人类活动改变了大气组成中的 二氧化碳(CO,) 0.03(变动) 0.05 A.干洁空气成分 B.水汽比重 C,杂质含量 D.有害气体成分 3.地球大气称为“氨氧大气”是因为二者( 2.关于大气中的水汽和固体杂质的叙述，正确 A.占干洁空气成分的99% 的是 ( ) B.占大气成分的99% ①水汽全部集中在对流层②不同季节，不同 C.是生命活动必不可少的物质 地区空气的水汽含量是一样的③杂质作为 D.在其他天体上不存在 凝结核，是成云致雨的必要条件④海洋上空 4.目前，导致二氧化碳浓度升高的主要因素是 气中的水汽含量高于陆地 () A.①②B.③④C.②③ D.②④ ①植树造林②大量燃烧化石燃料 地球大气又称“氨氧大气”，下表示意地球大 ③新能源公交车的逐渐普及 气圈25千米以下千洁空气的主要成分。据此完 ④森林、草原开是成农田 成3一4题。 A.①③ B.③④ C.①② D.②④ 探究点2对流层气温变化规律 1情境导入 I知识整合I 由于“逆温层”的存在，大气很稳定，对流作 1.一般规律 用减弱，空气中水汽、尘埃和其他污染物不易向 般情况下，对流层气温随海拔升高而逐渐降 高空扩散，只能滞留在近地面。张华居住在某重 低，海拔每升高100米，气温约下降0.6℃。 工业城市，他习惯于在清晨的林荫道上跑步。 2.特殊规律—逆温现象 (综合思维、地理实践力)根据下图说明张华选择 (1)逆温的含义：在一定条件下，对流层中出现 的锻炼时间是否科学。请你帮他分析原因，并说 的气温随高度增加而升高，或者随高度增加降 出他在什么时候锻炼身体最适宜。 温变化率小于0.6℃100米的现象。 岛度 吸收6时14时 高度 高 高度 C03 6时 14时 波 气温 气温 ) 光照远度 无逆流道江生成逆流层最州逆流减姆逆流消头 表示逆温朵的变化 北合作用啦变化 (2)逆温的类型 浓 类型 发生的条件和过程 出现的地区 厨14时时间 在晴朗无云或少云的夜晚，地 地表附近大气污染 面很快冷却，贴近地面的大气 中高纬度地 辐射 物质浓度的变化 层也随之降温。离地面越近降 区，黎明前 逆温 温越快，离地面越远降温越慢， 最强 因而形成了自地而开始的逆温 ·35 地理必修第一册课堂学案 (续表) ↑距地血的高度（米） 700 类型 发生的条件和过程 出现的地区 600 500- 当暖空气运动到冷的地面上空 400 时，暖空气与冷地面之间不断 300 平流 中纬度沿海 200- 进行热量交换，暖空气下层受 ② 逆温 地区 100- ①. 冷地面影响大，气温降低较快， 054了6元温℃ 上层降温较慢，从而形成逆温 1.图中①一①段中发生逆温现象的是 () 锋面是冷暖气团之间狭窄的过 A.①②④B.①②③C.②③④D.①③④ 锋面 冷暖气团之 渡带，暖气团位于锋面上部，冷 逆温 间的过渡带 2.该地可能为 气团在下部，会形成逆温 A.杭州 B.天津 C.广州 D.海口 由于山坡散热快，山坡上的冷 3.该地冬季常出现逆温，原因主要是 () 空气沿山坡下沉到谷底，谷底 A.大气保温作用弱 B.沿海海陆温差大 地形 山地、盆地 原来较暖的空气被冷空气抬挤 逆温 和谷地 C,受准静止锋影响 D.夜长地面散热快 上升，从而出现温度的倒置现 下图为某地某时刻对流层气温垂直分布状 象，即地形逆温 况示意图。据此完成4一6题。 (3)逆温的影响 高度〔km力 101 ①有利方面 a.逆温的出现阻碍了空气对流，因此可以抑制 沙尘暴的发生。 b.逆温出现在高空，有利于飞机的飞行。 05 气温(：】 c.和其他天气现象一样，逆温可当成一种气候 4.下列关于图中①②③层的叙述，正确的是 资源加以利用。 ( ②不利方面 A.①层海拔越高受地面影响越小，气温越低 a.加剧大气污染。逆温使逆温层以下的空气 B.②层因臭氧吸收紫外线，出现逆温现象 垂直对流受阻，不利于空气中污染物的扩散， C.③层中有电离层可反射无线电波 从而加重大气污染。 D.③层空气稀薄，无云雨现象 b.出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆 5.对流层出现逆温时，空气中污染物不易扩散的 温有密切的关系，使得能见度降低，给人们出 主要原因是 () 行带来不便，甚至造成交通事故。 A.人类污染物排放量增多 ℃.对航空造成影响。逆温现象如果出现在低 B.抑制了①层空气的对流上升 空，多雾天气会给飞机起降带来不利影响。 C.增强了③层空气的对流上升 I探究训练 D.阻挡了①层空气的水平运动 下图是12月22日我国某地午夜时所测得 6.一天当中容易出现逆温现象的时刻是( 的地面到空中某高度的气温垂直变化图。据此 A.日出前后 B.正午前后 完成1一3题。 C.午后2时左右 D.半夜时分 ·36· 第二章地球上的大气 核心素养·热点演练 答案精解Pm 1.人地协调观—南极臭氧空洞的反思 2.综合思雏维—探究农业生产中对逆温的利用 【素养培优】 【素养培优】 1984年，英国科学家首次发现南极上空出 在对流层大气中，气温随海拔高度增加而 现臭氧空洞。南极洲一年中的臭氧空洞大约 升高的现象称为逆温。由于地面强烈辐射冷 在9一10月前后达到最大值，约2000万平方 却而形成的逆温称为辐射逆温。逆温现象在 千米。大气臭氧层的损耗是当前世界又一个 我国大陆上常年可出现，对生产、生活都会造 受普遍关注的大气环境问题，它同样直接关系 成一定影响。 到生物圈的安危和人类的生存。由于臭氧层 (1)高空逆温利于飞机飞行。试分析其主要 中臭氧减少，照射到地面的紫外线增强，其中 原因。 波长在0.240.334m的紫外线对生物细胞 有很强的杀伤作用，对生物圈中的生态系统和 各种生物，包括人类都会产生不利影响」 (2)为提高肥效，农民对农作物叶面喷洒营养 液多选择清晨逆温环境。请作出合理解释。 (1)简述臭氧空洞出现的原因。 【热点解读】 逆温和其他天气现象一样，也有有利的一面。 把逆温现象看作一种气候资源而加以利用主 要是在一些山坡或河谷地区。例如，在我国新 疆伊犁河谷，逆温出现在10月至次年3月，长 (2)臭氧空洞的出现可能带来哪些危害？请提 达半年之久。1月份的坡地逆温层厚达400 出缓解臭氧层破坏的可行措施。 米，逆温强度达5℃。逆温带有效地提高了谷 地在冬季的温度水平，多年生果树越冬可不必 埋土，冻害得以避免或减轻，而且果实硬度高， 品质好：在这里发展蔬菜，可减少热能投入，提 高经济效益：逆温层坡地还是当地牲畜避寒、 【热点解读】 越冬的理想场所。 南极的臭氧空洞促使联合国各成员国很快通 从逆温资源开发利用的角度来说：逆温带的下 过了《蒙特利尔协定书》，在全球范围内禁止使 部光热条件适中，一般以发展喜温凉的作物和 用造成臭氧层破坏的罪魁祸首氟氯烃。南极 蔬菜为主：逆温带的中部逆温现象强烈，冬暖夏 臭氧空洞在2006年达到峰值后开始逐步缩 凉，一般以发展果树和冬季蔬菜基地为主；逆温 小。预计到21世纪中叶，南极臭氧空洞将恢 带上部降水充裕，以发展林、草和药材为宜。 复到1980年的水平。 友情提示完成P1s课时作业（五） ·37·可用恒星、树木年轮和罗盘,①③④正确。晚上没有太阳,以 大气污染物质浓度较高。日出前绿色植物以呼吸作用释放 太阳为参照的手表也不能用来辨别方向,②错误。综上所 CO. 为主,使清展林荫道上空气中CO。含量较高。他应该把 述,C项正确。 锻炼时间改为下午。 3.C 解利用地物可以间接判断方向,因为许多地物的特征 [探究训练] 与太阳光照关系密切。阿根廷火地岛位于南美洲最南端,它 1.B 2.A 3.B 解第1题,读图可知.①②两段气温随海 的地物受太阳光照影响表现出的特征如下表所示: 拔升高而升高,③段随海拔升高降温变化率小于0.6C100 北 南 指示地物 来,所以这三段有逆温现象;④段降温幅度较大,未出现递 温。故选B项。第2题,该地12月22日午夜时分地面温度 融化速度快、融化 融化速度慢、融化 冬季积雪 为3C。天津伟度较高,此时地面温度应远低于3C;广州、 程度小 程度大 海口位置偏南,冬季受冷空气影响小,气温较高;杭州位于 30{N左右,离秦岭-淮河一线较近,此时气温应略高于0C 单株直立树木 枝叶茂盛 树干常长有苔藓 故此地应为杭州,A项正确。第3题,由上题分析可知,该地 大致为30{}N的杭州附近,位于沿海地区。冬季,在中纬度的 年轮间距相对较 树木年轮 年轮间距相对较密集 沿海地区,因海陆温差大,当海上暖湿空气流到大陆上时,常 稀疏 出现较强的平流逆温,B项正确。 民房 大窗户的朝向 没有窗户或小窗户 4.A 5.B 6.A 解第4题,由图可知,①层随着海拔升高, 受地面影响越小,气温越低,A项正确。由图示高度可知,① 第二章 地球上的大气 ②③层均在对流层中,云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这 一层。奥氧位于平流层。电离层位于高层大气。第5题,空 第一节 大气的组成和垂直分层 气中污染物不易扩散与逆温有关,不是因为人类污染物排放 量增多。读图可知,当逆温现象出现时,②层空气温度上热 必备知识·自主学习 下冷,大气层结构稳定,抑制了①层空气的对流上升,空气中 新知梳理 的污染物得不到及时扩散,B项正确。近地面污染物主要在 口水汽 ②杂质 ③生物体 同保温 回紫外 ④光合作用 ①层,②层出现逆温对污染物扩散影响大,③层空气运动对 线 增温 ⑧保护 回相变 回热量 地面 凝结核 污染物扩散影响不大。逆温阻挡了空气的对流运动,不会阻 成云致雨 大气污染 :生态系统 4污染物 成分 挡空气的水平运动。第6题,日出前后地面气温最低,对流 温度 画运动状况 217-18 28-9 22递减 2③对流 作用较差,容易出现逆温,A项正确。 ④热 园对流层底部 对流层顶部 升高 而 平流 核心素养·热点演练 四航空 ③平流层顶部 臭氧 ③上升 ③流星体 ③电 1.醍(1)人类的活动,特别是大量使用作为制冷剂和雾化剂 离层 ③电离层 国无线电通信 的氛氢怪,是产生臭氧空洞的重要原因。人类在生产和生活 [新知自测] 中泄漏到大气中的氧氢经经紫外线分解成氢原子,氢原子使 1.× 2.3.×4. 臭氧分解。 5.B 平流层中含有奥氧层,臭氧层使地球上的生命免受 (2)生态方面危害:农产品减产且品质下降;渔业减产;破坏 过多紫外线的伤害,被称为“地球生命的保护伞” 森林。 关键能力·情境探究 对人类危害:患皮肤痛的可能性增加,还受到白内障、免疫系 探究点1 大气成分的变化与人类活动 统缺陷和发育停滞等疾病的袭击;若臭氧层全部遭到破坏 [情境导入] 太阳紫外线就会杀死所有陆地生命,人类也将遭到“灭顶之 1.提没有关系。是长期以来自然界里各种变化造成的 灾”,地球将会成为没有任何生命的不毛之地。 2.腿绿色植物的光合作用 可行措施:减少并逐步禁止辄氢怪等消耗臭氧物质的气体排 3.腿成分变化明显有两个:二氧化碳含量增多;大气污染物 放;积极研制新型制冷系统;各国共同行动,加强国际合作。 增多。现代大气成分变化速度快。现代大气成分的变化,主 2.腿(1)高空逆温会阻碍空气垂直对流的发展,飞机在飞行 要是人类活动导致的。 中不会有大的颠簸,飞行平稳;同时,万里晴空提高了能见 [探究训练 度,使飞行更加安全。 1.C 2.B 翻第1题,霾的核心物质是空气中悬浮的细颗 (2)清晨出现逆温现象,大气对流非常弱,空气湿度大,农民 粒物,属于杂质,C项正确。第2题,据所学知识可知,受重 对农作物叶面喷洒营养液,营养液在叶面停留时间长,不易 力影响,水汽主要集中在离地面近的对流层,但并非全部,① 蒸发,有利于农作物吸收营养液 错误;大气中的水汽含量因下垫面、大气运动、天气变化等因 第二节 大气受热过程和大气运动 素则因时因地而异,②错误;空气中的固体杂质可以作为凝 结核,是成云致雨的必要条件,③正确;海洋中水源丰富,因 第1课时 大气受热过程 此海洋上空气中的水汽含量高于陆地,①正确。综上所述,B 必备知识·自主学习 项正确。 [新知梳理] 口太阳辐射 3.A 4.D 解第3题,氮气和氧气是大气的主要成分,占干 ②地面长波辐射 ③短波辐射 A长波辐射 回太阳辐射 洁空气成分的99%,故又称地球大气为“氮氧大气”,A项正 地面 地面长波辐射 图大气 回水汽 确。第4题,目前,大气中的二氧化碳浓度逐渐升高,一是因 二氧化碳 地面长波辐射 ②长波 3③宇宙空间 为森林破坏,二是因为大量燃烧化石燃料,②④正确,D项 国地面 热量 过地面辐射 正确。 [新知自测] 探究点2 对流层气温变化规律 1. 2.x3.× 4 [情境导入] 5.C 解该种地膜是一种光滑的白色塑料膜,铺在果树下可 醍不科学。清晨,大气存在逆温层,大气对流运动微弱,城 以将射向地表的太阳辐射反射到果树上,能使果实更快 市空气中的水汽、尘埃和其他污染物不易向高空扩散,近地面 成熟。 ·205·