2.1大气的组成和垂直分层情境教学课件2024-2025学年高中地理人教版（2019）必修一

云端飞行，探索大气的奥秘 ——大气的组成与垂直分层 课程标准：运用图表等资料，说明大气组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 本节知识结构 大气的组成和垂直分层 大气的组成 （低层大气） 大气的垂直分层 大气的组成 对流层 平流层 高层大气 人类活动 大气成分的作用 3 【情境导入】 闭上眼睛，想象一下你现在就是一名机长。现在，你已经坐到飞机驾驶室了。请睁开眼，你前面是驾驶仪表盘，机舱内空姐正在给大家讲解乘坐飞机的注意事项。 问题：飞机上为什么要配备氧气面罩？ 适合人类生存的大气有哪些成分组成？ 一、大气的组成 读图2.2 思考： 1.低层大气包括 、 和 。 2.干洁空气中四种最常见的气体分别是？ 3.这些大气成分的作用分别是什么？ 图2.2干洁空气的体积分数 （25千米以下） 水汽 杂质 干洁空气 干洁空气 水汽 大 气 杂质 P28 讨论1：大气成分对自然环境和生命活动的影响 干洁 空气 氮气（N2） 地球上生物体的基本元素。 包装气体 制作氮肥 讨论1：大气成分对自然环境和生命活动的影响 干洁 空气 氧气（O2） 地球上人类和其他生物维持生命活动必需的物质。 是植物进行光合作用的重要原料 是重要的温室气体 绿色植物光合作用的基本原料,吸收和放射长波辐射，对地面起保温作用 二氧化碳（CO2） 干洁 空气 因其类似鱼腥味的臭味而得名，化学分子式为O3； 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。 干洁 空气 臭氧（O3） 吸收紫外线，起保护作用 臭氧消毒柜 高原红 大气中的水汽和杂质虽然含量很少，却对天气变化影响很大 在大气温度变化的范围内，水汽可发生固、液、气三态的转化， 产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象 杂质会使大气能见度变差，但作为凝结核，又是成云致雨的必要条件 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 思考：空气中的水汽和杂质又有什么作用呢 ? 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。 探究活动 · 了解大气含氧量减少对人体产生的影响 地点 榆中 多巴 海埂 兴隆 呈贡 海拔/m 1996 2366 1888 2118 1906 经度 104°02′E 103°31′E 102°41′E 117°22′E 102°48′E 纬度 35°52′N 35°52′N 25°01′N 40°36′N 24°53′N 表2.1 我国部分高原训练基地的地理坐标 活动探究1：在中长跑项目中，非洲埃塞俄比亚、肯尼亚运动员往往成绩优异。在非洲地形图上找到这两个国家，归纳它们共同的地形特点，推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因？ 地形特点：高原为主。 成绩优异的原因：地形平坦，利于奔跑；海拔较高，大气稀薄，大气中含氧量较低，有利于激发运动员的运动潜能（刺激人体增加体内红细胞数量，以加强对氧气的充分利用）。 讨论2.人类活动对大气的影响——改变大气成分和含量 如今的大气是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化 然而，人类不合理的活动，正在改变着大气的成分和含量…… 大气的组成成分是稳定不变的吗？ 大气组成的改变将带来哪些影响？ 1740年到2011年，短短不到300年的时间里，二氧化碳体积分数变化趋势怎么样？是怎样产生的？ 变化趋势： 总体呈现上升趋势。 先缓慢上升，后加速上升 原因 化石燃料燃烧（释放大量二氧化碳） 土地利用的变化（毁林，减少森林吸收二氧化碳的量） 讨论2.人类活动对大气的影响——改变大气成分和含量 影响 全球变暖、气候异常、生态恶化 （1）全球气候变暖 大量燃烧化石燃料 CO2 增多 气温升高 全球变暖 极冰融化 海平面上升 淹没沿海低地 植被砍伐 讨论2：人类活动对大气的影响—— 改变大气的成分和含量 重污染天气中的上海 煤炭、石油等燃烧 （工业废气、汽车尾气） 建筑扬尘等 植被减少 CO2、NO、SO2等有毒有害气体及固体烟尘等增多 产生大气污染 2.大气污染 （3）臭氧层破坏 主要原因是：人类过多地使用氯氟烃类化学物质。 南极臭氧层空洞 P33 【过程情况】 在飞机起飞前后20分钟，机长让空姐去提示乘客们系好安全带、收起小桌板。机长这么做的理由是？ 飞机颠簸 身体晃动 穿越不同的 大气层 飞机颠簸说明此时大气的运动状态是怎样的？到了飞行中途，这时候提示可以解开安全带、允许上厕所，并且空姐们开始提供客舱服务了，说明这个时候的大气运动状态如何？ 空姐提醒系好安全带、收起小桌板 19 二、大气的垂直分层 问题2：大气垂直分层的依据呢？ 根据大气的 、 、 在 方向上的差异，将大气自下而上分为 、 、 。 问题1：描述飞机在升空过程中，依次经历的大气垂直分层。 对流层 平流层 高层大气 1.大气各个垂直分层的特点 2.为什么积雨云出现在对流层？ 3.平流层为什么适合飞机飞行？ 21 对流层 平流层 高层大气 (一) 对流层 Troposphere （1）高度的范围 贴近地面的大气最底层，厚度随纬度而异 整个大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，都集中在这一层 22 (一) 对流层 Troposphere （2）对流层厚度变化特点  纬度 17~18 10~12 10~12 8~9 8~9 N 90° 60° 30° 0° 30° 60° 90°S 厚度（km) 5 10 15 20 纬度 对流层厚度 低纬度 中纬度 高纬度 8~9千米 10~12千米 17~18千米 季节变化：夏季较厚，冬季较薄 空间变化：低纬较厚，高纬较薄 不同纬度对流层的厚度图 23 对流层 对流层 高层大气 (一) 对流层 Troposphere （3）对流层大气的特点 气温变化特征 气流运动特征 自然现象 人类活动 上冷下热（高度海拔增加1000米，气温下降6摄氏度） 对流显著（近地面大气的直接热源是地面） 常出现云、雨、雾、雪等天气现象。 人类生活在对流层底部 24 为什么积雨云出现在对流层？ 距地面最近 下热上冷 对流运动显著 水汽、尘埃集中 飞机颠簸 产生云、雨、雪、雷电等天气 雾霾、能见度底 气温分布 气流运动 物质组成 热量来自地面 热空气上升 冷空气下沉 水汽蒸发 尘埃上扬 水汽在上升过程中冷凝，易成云致雨 地理逻辑 对流层 平流层 高层大气 (二) 平流层 Troposphere （1）高度的范围 自对流层顶向上至50-55千米 气温特征 气流特征 自然现象 人类活动 （2）平流层特征 随高度增高而增高 以平流运动为主 大气能见度高，天气晴朗 适合航空飞行 26 为什么平流层适合飞机飞行？ 臭氧集中 下冷上热 气温分布 平流运动 大气运动方式 飞行稳定 适合飞机飞行 晴朗，能见度高 水汽、尘埃少 大气稳定 臭氧吸收紫外线大气增温 地理逻辑 对流层 平流层 高层大气 (三) 高层大气 Troposphere （1）高度的范围 平流层顶以上的大气统称高层大气 气温特征 气流特征 自然现象 人类活动 （2）高层大气的特征 先下降，后升高 流星、极光 有电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 28 本节知识结构 大气的组成和垂直分层 大气的组成 （低层大气） 大气的垂直分层 大气的组成 对流层 平流层 高层大气 人类活动 大气成分的作用 课时作业 读大气垂直分层示意图，完成1～3题。 1．人造天体在升空的过程中，途经大气层的温度变化为(　　) A．减—增 B．增—减 C．减—增—减—增 D．增—减—增—减 2．人类排放的氟氯烃，会破坏图中哪层中的臭氧(　　) A．①层 B．②层 C．③层 D．③层以上大气层 课时作业 读图，完成4～5题。 4．从大气垂直分层看，图示大气层是(　　) A．低纬度的对流层 B．中纬度的平流层 C．高纬度的对流层 D．低纬度的平流层 5．该层大气(　　) A．随高度增加，温度增幅变小 B．能够大量吸收紫外线长波辐射 C．以水平运动为主，有利于飞机高空飞行 D．受强烈的太阳辐射呈电离状态 课时作业 一位游客的旅行日记中写道：“飞机平稳地飞行在万米的高空，透过窗外看到纯净湛蓝的天空，而在飞机下方则是翻腾的云海……”据此完成6～7题。 6．该旅客乘坐的飞机所在的大气层之所以适宜飞行是因为该层大气(　　) A．有若干电离层方便通信 B．空气密度极低近于真空 C．天气晴朗，大气的能见度高 D．气温上冷下热气流平稳 7．在飞机上看到的“翻腾的云海”所在大气层的大气运动特点是(　　) A．对流运动显著 B．水平运动显著 C．上升运动显著 D．下沉运动显著 拓展 逆温：在一定条件下，对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温，甚至是气温随高度的增加而升高的现象，称为逆温 气温随高度 升高而递减 气温 高度 气温随高度 升高而递增 气温 高度 正常 逆温 活动-大气的逆温现象 1.在某些特殊条件下，近地面大气（对流层大气）会出现逆温现象 对流层大气出现逆温时，会对近地面空气质量产生什么样的影响？ 逆温的形成 Formation of temperature inversion 海拔 气温 海拔 气温 海拔 气温 海拔 气温 正常 H升1000米， T降6℃ 海拔 气温 逆温现象 与平流雾 逆温造成局部上热下冷，大气层结稳定，使大量烟尘水汽凝结物等聚集在它的下部，易产生大雾天气，使能见度变坏，甚至造成严重大气污染 # 逆温对地理环境的影响——成雾 早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系，浓雾使大气能见度降低，给人们的出行带来不便，使交通事故的发生概率增加 A # 逆温对地理环境的影响——大气污染 由于逆温现象的存在,空气对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康 B # 逆温对地理环境的影响——对航空造成影响 逆温多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便；如果出现在高空，对飞机飞行有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大颠簸 C 逆温是在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象。某校气象兴趣小组在十月下旬晴朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定。下图为该小组多次观测所得的逆温时空变化平均结果。据此完成1～2题。 1．下列关于该地逆温特征的描述，正确的是(　　) A．逆温强度近地面较大，向上减小 B．逆温强度午夜达到最大，后减弱 C．逆温现象日落前出现，日出前消失 D．强逆温前半夜增速慢，后半夜降速快 2．造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是(　　) A．大气吸收地面辐射存在昼夜差异 B．大气散射、反射在高度上存在差异 C．空气上下热量传递存在时间差异 D．下垫面反射率在时间上存在差异 A C 40 课时作业 对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因是：上层实际气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。下图表示四种对流层气温分布状况，据此回答6～7题。 6．①图表示的气温降低速率在(　　) A．3 000米以下低于垂直递减率 B．3 000～6 000米高于垂直递减率 C．6 000米以下等于垂直递减率 D．6 000米以下均低于垂直递减率 7．飞机可以在5 000米高度平稳飞行的是(　　) A．① B．② C．③　　　D．④ 41 $$