2.1大气的组成和垂直分层 课件高一地理上学期 人教版2019必修第一册

第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成和垂直分层 教 学 分 析 01 运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及 其与生产生活的联系。 课程标准 02 运用图表资料，说明大气的组成及其与生产、生活的联系； 运用图表资料，说明大气的垂直分层及其与生产、生活的联系； 理解大气的存在对人类活动的影响，树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。 学习目标 03 运用资料，分析大气组成与垂直分层的特点 重点难点 “坠落人”鲍姆加特纳 "Falling man" Baumgartner 课前导入 2012年10月14日,奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在国西南部乘坐太空舱升空。约3小时后,他上升至39千米高空。随后,他从那里跳下,4分钟后才打开降落伞,成为第个自由落体速度超音速的人(图2.1)。他配备的特制宇航服外表绝缘,密封的内层中填充加压氧气;头盔内有液氧系统,护目镜中装有温度调节器。 1.39千米高空的大气与地面大气有哪些不同? 2.鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服? 奥地利“坠落人”——鲍姆加特纳 大气的组成 01 读图2.2思考如下问题： 1、低层大气的组成成分有哪些?什么是干洁空气? 2、大气的组成成分对自然环境和人类有哪些影响? 3、人类活动导致了哪些大气成分的改变? 小组探究 低层大气包括__________、___________和_______________。 水汽 杂质 干洁空气 读图思考： 干洁空气中常见的气体是什么呢？ 大气的组成 低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体称为干洁空气。 氮气—构成生命体的基本元素 氧气—维持生命活动的基本物质 二氧化碳—光合作用原料、保温作用介质 臭氧—吸收紫外线，保护生物 干洁空气 氧气是无色无味气体。在自然界中分布最广，占地壳质量的48.6%，是丰度最高的元素，是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。 动物呼吸、燃烧和一切氧化过程（包括有机化合物的腐败）都消耗氧气。但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。 氧气（O2） 氮气（N2） 氮气是无色无味的气体； 氮是地球上生物体的基本元素； 其化合物可用肥料； 氮气是一种有惰性的气体，一般不与其他物质发生反应，由于其占大气的78%以上，工业常使用分馏液态空气的方法来获得大量氮气 二氧化碳（CO2） 大气中二氧化碳的含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用； 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料； 它吸收地面辐射的能力强，使气温升高，是一种常见的温室气体。 臭氧（O3） 因其类似鱼腥味的臭味而得名； 臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温； 减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用 构成： 大气中的水汽和杂质含量很少，却在天气变化中扮演重要角色 作用与影响： 水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度； 大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件; 大气中的水汽和杂质含量，因时因地而异。 水汽与杂质 拓展知识：形成降水的条件有哪些？ 充足的水汽 凝结核 气温降低或者气流上升，空气中的水汽达到饱和状态 思考：大气中的成分是一成不变的吗？ 人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响 大气成分并非总是固定不变的 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间、地点和气象条件而变化。水汽主要聚集在大气的底层，一般是夏季多于冬季，低纬多于高纬。 杂质也多集中于大气的底层，随地区、时间和天气条件而变化。杂质一般是陆上比海上多，城市比乡村多，早晨和夜间比午后多，冬季比夏季多。 源头多 空气对流运动 温度 大气的组成 案例探究：大气中二氧化碳含量变化与人类活动 在过去80万年的绝大多数时间里，大气中二氧化碳体积分数的变化相对平缓。然而，从1740年到2011年，短短不到300年时间，二氧化碳体积分数增加40%多（图2.4）二氧化碳体积分数的增加，基本上都来自化石燃料的燃烧和土地利用的变化（主要是毁林）。化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；森林面积的缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。 请观察左图思考： 1.1740-2011年全球二氧化碳体积分数变化有什么特点？ 2.是什么原因导致了这种变化呢？ 3.会造成什么影响？ 4.主要应对措施有哪些？ 森林面积缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量 化石燃料燃烧，会释放二氧化碳，造成温室效应 温室效应使全球平均气温升高，导致南北极冰川融化，海平面上涨 二氧化碳含量升高带来的危害 活动探究：了解大气含氧量减少对人体产生的影响 大气中氧气含量对人体健康至关重要；科学研究发现，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；我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡等国家级高原体育训练基地。 活动探究：了解大气含氧量减少对人体产生的影响 埃塞俄比亚 高原 东非高原 南非高原 【讨论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 在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗? 特点：高原地形，海拔较高 原因：海拔较高，空气稀薄，运动员日常训练中处于一种缺氧环境，利于激发运动员的潜力，达到更好的训练效果。 活动探究：了解大气含氧量减少对人体产生的影响 青海多巴 甘肃榆中 云南海埂、呈贡 河北兴隆 【讨论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 活动探究：了解大气含氧量减少对人体产生的影响 表2.2 不同海拔与海平面的含氧量比 海拔/m 0 1000 2000 3000 4000 含氧量比/% 100 89 78 70 61 【讨论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1800一2400米。表2．1中所列的高原训练基地的海拔在这个范围内吗？参照表2．2推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。 高原训练基地都在这个范围内。适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力。如果在更高海拔处训练，大气含氧量急剧下降，超过了人体耐受力，反而使运动员的整体表现下降，损害运动员身体健康。 大气的垂直分层 02 大气层到底有多厚？ 大气的垂直分层 读图思考： 大气自下而上可以划分__________、___________和_______________ 划分的依据是什么呢？ 对流层 平流层 高层大气 温度、运动状况和密度 对流层 1、组成：对流层是大气的最底层，集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层 2、厚度变化： 低纬 km 高纬 km 平均 km 时间变化：就季节而言，任何纬度地区，夏季较厚而冬季较薄，中纬地区尤其明显 17-18 8-9 10-12 对流层 3、特点： ①气温变化：气温随高度升高而 （0.6℃/100m） 原因：近地面是对流层大气的 热源 ②气流运动：大气 运动显著 原因：对流层大气 ，利于对流运动 ③天气变化：天气现象复杂多变 原因：水汽、杂质集中在该层，对流运动易成云 致雨，云、雨、雾、雪等都发生在这一层 降低 直接 对流 下热上冷 对流层 知识拓展：对流层一定是海拔越高气温越低吗？ 一般情况下，大气温度随着高度增加而下降，可是在某些天气条件下，地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为“逆温”。 夜间地面迅速降温，离地面愈近降温愈快，形成逆温，黎明达最强 辐射逆温 暖空气水平移动到冷的地面上，底层空气受地面影响而迅速降温 平流逆温 暖 冷 山坡上的冷空气沿斜坡下沉到谷底积聚并把较暖的空气抬挤上升 地形逆温 冷暖空气相遇形成锋面，其上方为暖空气，下方为冷空气 锋面逆温 逆温对地理环境的主要影响 成雾 大气污染 影响航空 平流层 1、组成： 和 含量很少。在22—27千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成 。 2、范围： 自对流层顶部至50—55 千米高空 水汽 杂质 臭氧层 平流层 3、特点： ①气温变化：下层气温随 ，但在30千米以上，气温随高度的增加而急剧上升 原因：平流层的臭氧对太阳 的吸收，使大气增温 ②气流运动：大气以 为主 原因：平流层大气 、下部冷 ③天气变化：天气晴朗无云雨，能见度好 原因：水汽、杂质少，气流平稳 高度变化很小 臭氧层 水平运动 上部热 高层大气 1、范围： 以上的大气统称高层大气 2、特点： ①下层气温随高度增加先 后升高 ②有流星产生 ③80-500km电离层反射无线电波，对无线电通信有重要作用 ④高层大气的空气密度很小 ⑤产生极光 平流层 下降 平流层 3、特点： ①气温变化：下层气温随 ，但在30千米以上，气温随高度的增加而急剧上升 原因：平流层的臭氧对太阳 的吸收，使大气增温 ②气流运动：大气以 为主 原因：平流层大气 、下部冷 ③天气变化：天气晴朗无云雨，能见度好 原因：水汽、杂质少，气流平稳 高度变化很小 臭氧层 水平运动 上部热 大气的垂直分层（总结） 垂直分层 高度范围 主要特点 与生产与生活的关系 对流层 低纬17～18km 中纬10～12km 高纬8～9k 气温随高度的增加而降低 空气对流运动显著 天气现象复杂多变 与人类关系最为密切，人类就生存在对流层底部 各种天气现象发生在对流层 平流层 自对流层顶至50～55km高度 气温随高度增加而增加 气流以水平运动为主 臭氧大量吸收太阳紫外线（被誉为“地球生命的保护伞”） 气流平稳，有利于高空飞行 高层大气 平流层顶到 大气上界 气压很低，密度很小 在80～500千米的高空有若干电离层 电离层能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用 随堂检测 1．大气的三大组成成分是（   ） A．微小颗粒、水汽、氧气 B．氮气、氧气、二氧化碳 C．干洁空气、水汽、二氧化碳 D．干洁空气、水汽、微小颗粒 探空气球主要是将探空仪器带到高空进行温度、压力、湿度、风速和风向等气象要素测量，据其可能探测到的现象，完成下面小题。 2．探空气球由地面上升至35千米后返回，返回过程中，大气（   ） A．气温先增加后降低 B．先平流运动再对流运动 C．空气密度逐渐减小 D．能反射无线电短波通信 3．探空气球在某一高度探测到水汽最集中，该高度所在大气层的特点（   ） A．该层厚度随纬度增加而增厚 B．有若干能反射无线短波的电离层 C．天气晴朗，利于飞机飞行 D．天气现象复杂多变 答案：D B D 随堂检测 驾驶氢气球环游地球是许多人向往的事情。动画片《飞屋环游记》讲述了退休气球销售员费迪逊与少年罗素乘坐“飞屋”前往南美洲“天堂瀑布”冒险的故事，剧中“飞屋”被成千上万个五颜六色的氢气球牵引飞越云层从北极出发，上升到１万米高空后，带着二人遨游天际，飞向远方……读《飞屋环游记》剧照，完成下面小题。 4．二人在升空过程中，“飞屋”温度变化趋势为（   ） A．越来越冷 B．越来越热 C．先变热后变冷 D．先变冷后变热 5．若飞屋保持约一万米的高度从北极上空飞往赤道上空，二人途中感受是（   ） A．一直平稳 B．先平稳飞行，后上下颠簸 C．先上下颠簸，后平稳飞行 D．一直颠簸 答案：D B Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.83.100 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS $$