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

3.1 大气的组成与垂直分层 第三章 地球上的大气 【课标要求】 运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联系。 【课标解读】 人地协调观:了解大气的组成及其作用;认识人类活动对大气成分的影响,知道大气的结构,掌握对流层和平流层大气的特点。 综合思维:培养读图、阅读和概括能力;运用对比法分析地理问题的能力。 区域认知:分析臭氧层空洞在全球的分布及成因,并结合实际分析应对臭氧空洞的策略。 地理实践力:了解人类活动对大气环境的影响和作用,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。 电影《中国机长》 该片根据2018年5 14川航航班备降成都事件改编, 该机组执行飞行任务时,在万米高空突遇驾驶舱风挡玻璃爆裂脱落、座舱释压的极端罕见险情。机组成员凭借着极少仍在工作状态的仪器,艰难地进行手动驾驶。生死关头,英雄机组的正确处置确保了机上全体人员的生命安全,创造了世界民航史上的奇迹。 3 飞机风挡玻璃破碎时,副机长为什么会被抛出窗外? 乘客与机组人员为什么需要戴上氧气面罩? 地球周围的大气是不均匀的,受地球引力影响,海拔越高,空气密度越小。海拔在25KM以下的低层大气所含空气占整个地球大气层的80%以上。 4 大气的组成 ——AIR COMPOSITION. 01 干洁空气 水汽 低层大气 杂质 大气圈 一、大气的组成 包围地球的空气称为大气。大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要的条件。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。 干洁空气主要成分及作用? 【说一说】 21% 78% 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。 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质; 氮是地球上生物体的基本元素。 78% N2 O2 21% O3 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,它吸收地面辐射使气温升高。 CO2 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。 1.干洁空气 2.水汽和杂质 大气中的水汽含量分布规律: 来源于下垫面的蒸发与蒸腾 水平方向 海洋上空>陆地高空 湿润地区上空>干旱地区上空 垂直方向 自地面向高空逐渐减少 大气中的水汽和杂质虽然含量很少,却在天气变化中扮演重要的角色。 ①水的相变,产生云、雨、雾、雪等天气现象; ②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; ③是成云致雨的必要条件 8 大气中的水汽和杂质虽然含量很少,却在天气变化中扮演重要的角色。 大气中的杂质含量分布规律: 随时间、地点、天气条件而变化 通常,在近地面大气中 陆上>海上 城市>乡村 冬季>夏季 2.水汽和杂质 ①影响大气的透明度; ②大气中的杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件。 9 3.降水的形成 降水的形成条件:充足的水汽+降温(水汽遇冷凝结)+凝结核 降温条件: ①水平方向: 空气由较低纬度流向较高纬度; ②垂直方向(上升): 空气受热膨胀上升,盛行上升气流; 遇到地形阻挡抬升。 10 组成成分 作用 干洁 空气 氮 组成生物体的基本成分 氧 生物维持生命活动所必须的物质 参与有机物的燃烧、腐败和分解过程 二氧化碳 光合作用的原料 对地面有保温作用 臭氧 吸收紫外线,“地球生命的保护伞” 水汽 发生三态转化,产生一系列天气现象 杂质 作为凝结核,是成云致雨的必要条件 小结:大气的组成成分及其作用 11 大气的组成是一成不变的吗? 思考 大气某些成分的变化会产生什么影响? 分析工业革命以来全球二氧化碳浓度变化趋势、形成原因及影响? 大气的组成与人类活动 变化趋势:呈现上升趋势,增加速度加快 原因: ①化石燃料燃烧(释放大量二氧化碳) ②土地利用的变化(毁林,减少森林吸收二氧化碳的量) 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 海水热膨胀 影响 具体表现 海平面 上升 极地冰川融化,海平面上升,沿海低地被淹没。 给农业 生产带 来影响 有利:积温增加,生长期延长,扩大中高纬地区种植范围, 提高农作物产量。 不利:温度升高伴随着干旱的加重,造成供水不足,使作物减产;病虫害增加。 影响整 个水循 环过程 可能使蒸发加剧,改变区域降水量和降水分布格局, 增加降水极端异常事件的发生,加剧水资源的不稳定性和供需矛盾。 全球变暖的影响 材料:智利南部的海伦娜岬角距离南极洲非常近,这里有一个奇怪的现象。几乎所有的动物都是瞎子,这里的羊会得白内障,成为了看不见的盲羊。天上飞的鸟因为视力不好,而经常飞到这里村民的家里。河里的鱼也是看不见东西的鱼。当地居民在出门前会给暴露在空气里的皮肤涂满防晒霜,并且佩戴墨镜,如果他们不这样做,半个小时之后他们的皮肤就会变成虾粉色而且又痛又痒,许多人得了皮肤癌和白内障。 这又是为什么呢? 臭氧浓度上升的原因及影响 使用冰箱、空调等制冷设备所释放出大量的氟利昂 臭氧浓度下降 臭氧空洞 射向地面的紫外线增多 皮肤癌、白内障 患者增加 大气的组成与人类活动 【活动】雾和霾的那些事 阅读教材72页活动,你能分辨雾和霾吗? 大气的组成与人类活动 雾:悬浮于近地面空气中的水滴或冰晶 霾:悬浮于大气中的微小尘粒、烟粒等杂质 异: 同:均能降低大气能见度,易引发交通事故 雾与霾的异同: 雾 霾 大气的垂直分层 ——Vertical stratification of the atmosphere. 2 1.地球大气垂直分层共有几层?各有什么特征? 2.飞机挡风玻璃炸裂是在哪一层?为什么会颠簸严重? 材料:2018年5月14日,该航班在由重庆飞往拉萨的途中,飞机颠簸严重,驾驶舱挡风玻璃突然炸裂并脱落,导致驾驶舱温度迅速下降至-40 ,飞机立即按程序处置,下高度、减速,飞机在下降过程中与地面失联,在全体乘务人员的努力下,飞机最终在成都双流机场安全降落。 二、大气的垂直分层 高层大气 平流层 对流层 根据大气的温度、密度和运动状况在垂直分向的差异,自下而上可分为: 21 1.对流层 气温变化特点 气温随高度增加而下降 气温垂直递减率:高度 100M,气温 0.6 。 原因:地面是对流层大气主要的直接热源。 空气运动特点 空气以对流运动为主 与人类关系 天气复杂多变、关系最密切 上冷(重) 下热(轻) 22 空间差异: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。 时间差异:任何纬度地区的对流层,夏季较厚,冬季较薄。 【探究】对流层高度范围 拓展延伸——逆温现象 表现: ①海拔上升,气温升高 ②海拔上升100米,气温下降幅度小于0.6 C 形成机制: 最常见的是辐射逆温。常发生在晴朗无云的夜间。由于大气的保温作用弱,近地面气温迅速下降,而高空降温较少,出现上暖下冷的现象。 24 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 辐射逆温的形成与消失过程图解 一天中:黎明(日出前)最强 一年中:大陆四季可见,冬季最强 25 逆温的影响 逆温层 发生逆温时,大气运动状况是什么样的? 由于大气上热下冷,阻碍空气对流运动,大气稳定。 逆温现象会带来什么影响? ①由于大气稳定,空气中水汽、杂质不易扩散,形成大雾天气,使能见度降低,影响人们出行;②近地面污染物不能及时扩散,加剧大气污染,从而危害人体健康。 ③抑制沙尘暴的发生。 近年来,雾霾天气在我国频繁出现,空气质量问题已引起全社会高度关注。下图是气温垂直分布的4种情形。 高度 气温 ① 高度 气温 ② 高度 气温 ③ 高度 气温 ④ A 1.图中最有利于雾霾大气污染物扩散的情形是 A.① B.② C.③ D.④ 2.对流层大气出现逆温现象时,近地面空气中污染物含量较高的主要原因是 A.阻挡了近地面空气水平运动 B.抑制了近地面空气对流上升 C.近地面大气中的水汽量增大 D.近地面人类排放污染物增多 B 2.平流层 高度范围 气温变化特点 气温随高度增加而上升 原因:臭氧大量吸收紫外线增温 空气运动特点 空气以水平运动为主 与人类关系 天气晴朗,尘埃和杂质少 能见度高,利于高空飞行 紫外线 O3 上热(轻) 下冷(重) 臭氧层是地球生命的保护伞 自对流层顶向上至50km-55km高度的范围 臭氧层 28 3.高层大气 高度范围 气温变化特点 随高度增加先降低、后上升 与人类关系 60~500千米高空,存在若干电离层,能反射无线电波,对远距离无线电通信很重要 流星、极光 平流层顶以上至大气上界 气压很低、密度很小 自然现象 29 小结:大气的垂直分层 垂直分层 高度范围 气温垂直分布及原因 大气运动特征 自然现象及与人类关系 高层 大气 平流层顶至 2000~3000km 大气密度很小,气压很低 发生流星、极光现象 电离层能反射无线电波 平流层 对流层顶至 50~55km 1. 气温随高度增加而迅速增加 2. 主要靠O3吸收紫外线增温 水平运动为主 天气晴朗利于飞行 臭氧层削弱紫外线 对流层 高纬8~9km 1. 气温随高度增加而递减 (-0.6 / 100m) 2. 主要的直接热源是地面 对流运动显著 天气现象复杂多变 与人类关系最密切 中纬10~12km 低纬17~18km 30 25万美元一张票!想去太空遨游吗?2018年12月13日,英国“维珍银河飞船”飞到了“太空边界”,最终达到海拔82.7千米的高度。随后下降,几分钟后落回地面。下图为大气垂直分层及高度、温度和气压变化图。 (1)飞船下降过程中气温变化的规律可能是( ) A.递减 递增 递减 B.递增 递减 递增 C.递增 递减 递增 递减 D.递减 递增 递减 递增 (2)对图中①、②的叙述正确的是( ) A.①层随纬度增加而增厚 B.①②层划分的依据是气压的变化 C.①层大气与人类关系最密切 D.②层复杂的天气不利于飞机飞行 (3)①层气温存在垂直变化,主要是由于( ) A.地面是大气主要的直接热源 B.地面对太阳辐射有反射作用 C.大气对太阳辐射有削弱作用 D.高山地区海拔高,空气稀薄 BCA 活动:P75-76 相较于重庆、武汉、长沙、上海,贵阳虽然纬度较低,位于亚热带,但由于其处在云贵高原,海拔较高,故夏季天气凉爽。 (1)近年来,贵阳将“中国避暑之都”作为城市名片,着力打造“避暑”旅游产品,大力发展“避暑”经济。在我国地形图上,找到贵阳、重庆、武汉、长沙、上海的位置;读图 3-7,说明贵阳打造避暑旅游名城的优势条件,并分析其形成原因。 重庆 贵阳 武汉 长沙 上海 32 32 (2)每年 3 月,西藏大部分地区的隆冬尚未结束,林芝的桃花却竞相开放,争奇斗艳,皑皑白雪与灼灼桃花相互映衬,让人领略到“雪域江南”的独特春光。读图 3-8,试分析这一地理现象的形成原因。 林芝虽然处在青藏高原地区, 该地 海拔较低,且所在纬度也较低,故3月份气温已经较高,有桃花盛开。 30oN 活动:P75-76 33 33 读某地某时刻对流层气温垂直分布状况示意图,回答下题。 1、下列关于图示①②③层的叙述,正确的是( ) A.①层海拔越高,受地面影响越小,气温越低 B.②层因臭氧吸收紫外线,出现逆温现象 C.③层中有电离层可反射无线电波 D.③层空气稀薄,无云雨现象 2、对流层出现逆温时,空气中污染物不易 扩散的主要原因是( )。 A.人类排放污染物增多 B.抑制了①层空气的对流上升 C.增强了③层空气对流上升 D.阻挡了①层空气的水平运动 A B 当堂检测 右图为大气垂直分层示意图。读图,完成3-5题。 3. 下列叙述正确的是( ) A. 低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成 B. 云、雨、雪、雷电等天气现象发生在平流层 C. 大气中的臭氧可以减少红外线对生物的伤害 D. 大气组成成分比例不会因人类活动影响而改变 4. 地球大气层一般随高度增加( ) A. 气温降低 B. 气压升高 C. 密度减小 D. 湿度增大 5. 北京飞往美国华盛顿的飞机,升空20分钟后遇到雷雨天气,此时飞机应( ) A. 迅速进行迫降 B. 不断降低飞行高度 C. 保持原有高度 D. 升至万米以上高空 A C D 2017年8月28日,遥感卫星17号在酒泉发射升空。据此,回答6-7题。 6. 右侧图示能正确反映遥感卫星17号在升空过程中经历的大气环境状况的是( ) 7. 下列有关 、 层可能出现的现象描述不正确的是( ) A. 飞机在 层飞行有时会出现颠簸现象 B. 飞机在 层飞行时常是万里无云 C. 在 层中气温有时会随高度增加而上升 D. 在 层中沐浴阳光时不会损伤皮肤 C D 36 右图为“大气垂直分层示意图”。 读图,回答下题。 8. 正确表示大气层气温垂直变化的曲线是( ) A. ① B. ② C. ③ D. ④ 9. 对无线电通信具有重要意义的电离层位于( ) A. 层顶部 B. 层底部 C. 层中部 D. 层 10. 我国发射的“神舟”飞船运行轨道所在的大气层( ) A. 气温在-50 到20 之间 B. 气温随高度增加平稳下降 C. 最低气温约为-80 D. 最高气温约为40 B D C 37 11. 读“大气的垂直分层图”,完成下列问题。 (1) 大气垂直分层的依据是什么? (2) A层大气在气温、气流状况及与人类关系方面,各有哪些特点? 大气垂直方向上的温度、运动状况和密度差异。 ①气温随高度增加而递减; ②对流运动显著,易成云致雨; ③天气现象复杂多变,与人类关系最密切。 (3)人类生存环境的天然屏障指的是哪一层?为什么?该层空气的主要运动方式是什么?气温在垂直方向上如何变化? (4)电离层分布在_(填字母);利于高空飞行的是_(填字母),为什么? B平流层。该层中臭氧层能强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地球生命免受过量紫外线的伤害。该层空气以平流运动为主,气温随高度增加而增加。 空气以平流运动为主,大气平稳,水汽杂质少,天气晴朗。 C B Lavf58.20.100 Lavf56.40.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$