内容正文:
人教必修一/第二章/第一节
第二章 地球上的大气
2012年10月14日,奥地利男子费利克斯·鲍姆加特纳从3.9万米高空极限活动。
1.3.9万米高空和地面大气有什么不同?
2.鲍姆加特纳为什么要配备特质宇航服?
探索思考
课程标准
运用图表及其资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产生活的联系。
学习目标
1.运用图表等资料说明大气的组成及作用,人类活动与大气的关系。
2.利用大气的垂直分层图,说明各层大气的特点、成因,并举例说明对人类活动的影响。
课程标准和学习目标
国际空间站拍摄的地球大气层
大气的组成
part 01
Composition of the atmosphere
如今的大气成分是地球长期演化的结果,在短期内不会有明显的变化。
干洁空气
水 汽
杂 质
地球上的大气
大气的组成
干洁的空气
21%
78%
1%
干洁空气成分的体积分数(25千米以下)
78%
氮气—N2
生物体内蛋白质的重要组成部分
21%
氧气 O2
生物维持生命活动的必需物质
1%
其他气体
二氧化碳、氩气、臭氧、其他等
氧气 氮气 其他 0.78 0.21 0.01
学科互动:二氧化碳的作用
任务安排:结合生物学的相关知识想一想二氧化碳对我们的生产生活有什么影响?
(CO2、水汽等)
光合作用
增温作用
思考分析:臭氧的作用
臭
氧
层
多分布在距地面20~50km的大气中
紫外线
臭氧能强烈吸收太阳紫外线,保护地球生物免受过量紫外线伤害
活动:自主思考
自学探究——水汽和杂质
任务安排:大气中的水汽和杂质有什么作用呢?阅读29页课文,尝试回答这个问题。
水的相变,产生云、雨、雾、雪等一系列的天气现象,同时影响着地面温度。
大气中的杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件。
活动:知识梳理
主要成分
微量成分
氮气——生物体内蛋白质的重要组成部分
氧气 ——生物维持生命活动的必需物质
Co2——植物光合作用的原料、对地面保温
臭氧 ——吸收紫外线,地球生命的保护伞
产生天气现象,同时影响着地面温度
作为凝结核,是成云致雨的必要条件
地球上的大气
干洁空气
水汽
杂质
大气的组成及其作用
然而……
人类不合理的活动正在影响甚至改变着大气的成分和含量
从而产生大气污染
对地球生命生命造成严重的影响
优良天气
重污染天气
探究:大气中二氧化碳浓度的变化和人类活动
二氧化碳体积分数的变化
不到300年增加了40%
(1)说说该图的Co2体积分数的变化趋势。
(2)分析导致这种变化的原因是什么?
呈现上升趋势,增长速度加快
人类活动:
化石燃料的大量使用;森林的破坏。
探究:大气含氧量对人体的影响
适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力。但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。
探究:大气含氧量对人体的影响
(1)埃塞俄比亚、肯尼亚的共同的地形特点。
1.在奥运会等世界重大体育赛事中,来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。
(2)推测这两国家中长跑运动员成绩优异原因。
地形以高原为主,海拔较高。
海拔较高,大气稀薄,导致大气中的氧气含量相对较低,为运动员提供了一个天然的训练环境。
探究:大气含氧量对人体的影响
2.在中国地图(地图册或教学挂图)上找到表2.1所列的高原训练基地的位置。
甘肃榆中
河北兴隆
青海多巴
云南海埂
云南呈贡
探究:大气含氧量对人体的影响
3.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—2 400米。推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。
(1)我国的高原基地海拔在1800—2400米之间,符合最佳高度。
(2)在更高海拔处训练,空气越来越启稀薄,含氧量急剧下降,超过了人体的耐受力,反而影响训练效果。
大气的垂直分层
part 02
Vertical stratification of the atmosphere
大气的垂直分层
活动:互助学习探究
任务安排:阅读课本的相关内容,独立思考下面学习任务2分钟后,组内讨论交流。
1.大气垂直分层的划分依据、和具体的划分。
2.随着海拔的上升,对流层和平流层的温度是怎么变化的?
3.为什么说对流层和人类的关系比较密切?
4.飞机一般在哪一层飞?为什么?
任务安排
大气的垂直分层
对流层
平流层
高层大气
温度
密度
运动状况
对流层
组成
最底层
75%的大气和90%的水汽、固体杂质等
高度
因纬度不同
8—9千米、10—12千米、17—18千米
温度
上冷下热
气温随高度的增加而递减
对流层 —— 与人类的关系最密切
大气圈的最底层,集中了约75%的大气的质量和90%以上的水汽质量、固体杂质,大气中的污染物也多集中在这一层。
地面是对流层大气的直接热源
气温随高度的增加而递减
空气上冷下热,产生对流
水汽和杂质向上输送
气温降低,成云致雨
平流层
范围
中部层
自对流层顶向上至50-55千米。
温度
上热下冷
气温随高度的增加而增加
组成
水汽杂质少
存在臭氧层,极少的水汽和杂质
大气的垂直分层
探究:平流层
任务安排:说一说臭氧层分布在平流层的什么位置?对平流层产生了什么影响?
臭氧层一般分布在15-35千米,在22-27米达到最大值
(1)吸收过多的紫外线,被称为“地球生命的保护伞”。
(2)吸收大量的紫外线,使地面增温。
探究:飞机为什么飞在平流层
上热下凉,以平流运动为主,飞机受力比较稳定
水汽、杂质等极少,无云雨现象,能见度很高,
距地面较高,对地面的噪声污染相对较小
探究:全球合作保护臭氧层
20世纪80年代,科学家发现南极地区上空每年夏季臭氧的含量会大幅度下降,并将这一现象称为“南极臭氧洞”。
2023年1月9日,世界气象组织和联合国环境署发布新闻称,如果保持现行举措,南极臭氧空洞将在2066年恢复到1980年的水平。届时,人类将首次通过紧密的国际合作,解决一个攸关文明存续的重大环境问题。
高层大气
范围
位于外侧
自平流层顶至2000~3000千米高空。
温度
大气极其稀薄
气温随高度升高先降低后又持续上升
特征
电离层
能反射无线电波,利于无线电通讯
探究:高层大气的特征
80-120千米
来自太空的流星体会燃烧,成为我们夜晚看到的流星。
80-500千米
有若干电离层。在紫外线和宇宙射线的作用下,处于高度电离状态。
2000-3000千米
可以看作地球大气的上界,大气的密度与星际空间的密度飞上接近。
探究:高层大气的温度
思考分析:小组合作分析思考为什么高层大气的气温随高度升高先降低后上升。
大气层的热源是地面辐射,所以当高层大气离地面越远,温度会越低。
到达一定高度后,地面辐射几乎为0,而高层大气这时受红外线紫外线等和宇宙物质等影响,逐渐升温。
课堂内容小结
大气的组成与垂直分层
大气组成
垂直分层
干洁空气:不包含水汽和杂质的整个混合气体
水汽:含量很少,产生天气现象
杂质:作为凝结核是成云致雨的必要条件
对流层位于大气的最低层,平均厚度12公里
平流层,位于对流层之上,上热下冷
高层大气平流层顶至2000~3000千米高空
课堂内容小结
课堂练习
大气中水汽和固体杂质很少,但却在天气变化中扮演重要的角色。
1.关于大气中的水汽和杂质的叙述,正确的是( )
①水汽主要集中在平流层;②水的相变直接影响地面和大气温度;③杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件;④在同一季节,各地水汽含量是一样的
A.①② B.③④ C.②③ D.②④
2.大气中固体杂质含量最多的地区是( )
A.海洋上空 B.公园绿地
C.水田耕地 D.建筑工地
C
D
课堂内容小结
课堂练习
北京时间2023年5月10日21时22分,长征七号火箭搭载天舟六号货运飞船顺利发射,飞船次日成功与中国空间站对接(空间站距地面约400Km)。
3.中国空间站所处的大气层( )
A.密度较小 B.气压较强
C.天气多变 D.有臭氧层
4.下列关于图中各层大气的特征描述,正确的是( )
A.①一平流运动显著 B.②一对流运动显著
C.③一温度急剧升高 D.④一高度电离状态
A
D
课堂内容小结
课堂练习
近地面空气对流作用越显著,对流层高度越高。研究发现,受近年来全球气候变化影响,全球对流层平均高度发生显著变化。
5.三个气象测站所在纬度由高到低对应关系是( )
A.①②③ B.①③②
C.②③① D.③②①
6.图中①测站距地面18—30千米区域所在大气层( )
A.温度随高度升高而降低 B.臭氧含量达到最大值
C.多云雾、雨等天气现象 D.大气呈高度电离状态
不同纬度三个气象测站年均温垂直变化
D
B
人教必修一/第二章/第一节
第二章 地球上的大气
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