3.1 大气的组成与垂直分层课件2024-2025学年高中地理湘教版（2019）必修一

大气像一件外衣保护着地球。 大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要条件。人类生活在大气圈底部,大气的物理状态和组成成分的变化,时刻影响着我们。 3.1大气的组成与垂直分层 课标要求 学习目标 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 1.区域认知：通过图表等资料，描述不同地区对流层的厚度差异，并解释不同纬度对流层厚度不一的原因。 2.综合思维：能在真实案例和问题情境中应用大气组成和大气垂直分层特点的知识，解释人类活动与大气现象的密切联系。 3.地理实践力：能够结合当地实际情况，说明大气成分的变化与生产生活的联系，分析原因，提出措施。 4.人地协调观：能够从人地关系的角度，理解大气环境与人类活动的相互影响关系。 大气的组成 4 大气是多种气体的混合物。 1.干洁空气 2.水汽 3.杂质 大气大气的组成 5 1.干洁空气 氧气21% 氮气78% 其他气体1% 干洁空气组成 干 洁 空 气 氮气(N2) 氧气(O2 ) 二氧化碳 (CO2) 臭氧(O3) 氧气 氮气 其他 0.78 0.21 0.01 （1）氮是地球生物体的基本成分。 （2）氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质,并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。 （3）二氧化碳是绿色植物光合作用的基本原料,对地面起保温作用。 （4）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。 2）水汽 作用 在大气温度变化的范围内，水汽可以发生固、液、气三态的转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。 是成云致雨的必要条件。 8 来源：水体蒸发和植物蒸腾 分布特点： 1）水平方向上 海洋上空＞陆地上空 2）垂直方向上 3）从时间上 湿润地区＞干旱地区 地面＞高空 降水多的季节＞降水少的季节 水汽 3）杂质 成云致雨的必要条件 作用 随时间、地点、天气条件而变化。 在近地面大气中，陆地多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。 分布 10 在水汽充足、微风及大气稳定的情况下，相对湿度达到90%以上时，空气中的水汽便会凝结成细微的水滴悬浮于空中，使地面水平的能见度低于 1 千米时，这种天气现象称为雾。 知识拓展1：雾与霾 1.雾 1.辐射雾——由于辐射冷却作用使近地面空气中水汽凝结而形成的雾，称为辐射雾。一般出现在晴朗、微风而近地面气层又比较潮湿的夜晚或清晨，在秋冬季比较容易出现。 2.平流雾——暖而湿的空气作水平运动，经过寒冷的地面或水面，逐渐冷却而形成的雾，气象上叫平流雾。这种雾常伴随毛毛雨的天气。 形成条件 ① 适宜的风向风速 ② 暖湿空气与冷下垫面温差显著 ③ 暖湿空气相对湿度较大； ④ 有平流逆温层存在。 11 霾，又称“灰霾”，是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体，使空气浑浊，水平能见度降低到 10 千米以下的一种天气现象。组成霾的粒子极小，不能用肉眼分辨，可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态，表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准，其中 PM2.5(直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物)被认为是造成霾天气的“元凶”。 知识拓展1：雾与霾 杂质会使大气能见度降低 霾的固态颗粒物来自汽车尾气、工业废气、燃煤取暖产生的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等。 霾的危害：①对人体产生危害，比如对呼吸系统、心血管系统等的影响；②对生态环境和交通造成的危害，比如霾天气时，由于空气质量差，能见度低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。 雾霾的危害 （1）影响身体健康。颗粒能直接进入并粘附在人体上下呼吸道和肺叶中。引起鼻炎、支气管炎等病症，同时易使空气中的传染性病菌的活性增强，传染病增多。 （2）影响心理健康。灰霆天气容易让人产生悲观情绪，如不及时调节，很容易失控。 （3）影响交通安全。出现灰霾天气时，室外能见度低，污染持续，交通阻塞，事故频发。 （4）影响区域气候。使区域极端气候事件频繁，气象灾害连连。灰霾还加快了城市遭受光化学烟雾污染的提前到来。 12 大气组成 主要作用 干洁空气 氮气N2 （含量最多） 氧气O2 二氧化碳 CO2 臭氧O3 水汽 杂质 约占78%，生物体的基本元素 约占21%，维持生命活动必需的物质 ①植物光合作用的原料；②吸收地面辐射，使气温升高，对地面有保温作用 吸收紫外线，“地球生命的保护伞” ①水的相变产生云、雨、雾、雪； ②对地面起保温作用 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 13 大气的垂直分层 14 分层的依据： 大气温度、密度和运动状态在垂直方向上的差异。 平流层 高层大气 高度 对流层 12千米 55千米 二、大气的垂直分层 1）对流层 范围 近地面至对流层顶 厚度 季节变化：夏季较厚，冬季较薄 空间变化：低纬较厚，高纬较薄 高层 大气 平流层 对流层 16 低纬地区：17-18千米 0° 30° 60° 90°N 30° 60° 90°S 5 10 15 20 千米 中纬地区：10-12千米 高纬地区：8-9千米 1）对流层 高层 大气 平流层 对流层 17 高度 12千米 55千米 1.对流层： （1）大气下热上冷，空气上升，对流现象显著。 （2）对流层集中3/4的空气质量及大部分的水汽和杂质，天气现象发生在这一层且与人类最密切。 对流层 1）对流层 温度变化 气温随高度的增加而递减 因为地面是对流层大气的主要热源。 特点 对流运动显著 对流层为什么天气现象复杂多变？ 具备成云致雨的必要条件，水汽杂质含量多，对流运动显著（降温条件）。 高层 大气 平流层 对流层 19 逆温 对流层下部，气温随高度升高而增强的现象 正常情况下 逆温 温度 温度 高度 高度 20 三、逆温的形成及利弊 3. 逆温的类型 辐射逆温 [过程] 地面辐射冷却，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以，离地面愈近，降温愈多；离地面愈远，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温（见b图）。 随着地面辐射冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。 （见c图）。 一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。夏季夜短，逆温层较薄，消失也快，冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。 [条件] 冬季晴朗无风或微风的夜晚 逆温 1.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。 2.逆温现象会带来什么影响？ 由于大气稳定，使空气中的水汽、杂质不易扩散，形成大雾天气或大气污染事件。 22 三、逆温的形成及利弊 4. 逆温的利弊   出现逆温类似平流层：空气平稳，万里晴空提高了能见度——飞行更加安全。 （1）逆温有利：逆温的出现会阻碍空气垂直对流 ①抑制沙尘暴的发生 可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。 ②对飞机的飞行极为有利 ③逆温是一种气候资源 三、逆温的形成及利弊 （1）对环境影响： 空气对流运动被抑制， 加重大气污染 （2）对天气影响： 易产生大雾天气 阴雨天气（锋面逆温） 冻雨天气 （3）对交通影响： 能见度降低，地面湿滑 逆温阻断空气对流运动，不利于地面污染物扩散，加剧地面污染从而影响空气质量 （2）不利影响 2.平流层：对流层顶到50-55千米处 在15-35千米处存在臭氧层，吸收紫外线，所以平流层的热源来自太阳，大气上热下冷，空气稳定，天气晴朗， 适合飞机飞行。 臭氧层 高度 12千米 55千米 (2) 平流层 南极臭氧空洞 *南极臭氧洞 20世纪70年代，科学家发现南极地区上空的臭氧量下降严重，出现了南极臭氧洞。2006年“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。 在新型制冷设备的推广下，2019年南极臭氧洞面积已缩至近四十年最小值，目前南极臭氧洞正在慢慢缩小。 1979-2015 26 3.高层大气：平流层顶 以上的大气 高层大气气压很低，密度很小。在60-500千米的高空，有若干电离层。能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。 高度 12千米 55千米 高层大气 （3）高层大气 绘制大气垂直示意图 高度（km） 对流层 平流层 高层大气 大气密度 气压 水汽杂质 大 高 低 小 少 多 对流 平流 O3 天气晴朗 天气多变 CO2 H2O -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 温度（℃） 臭氧层 电离层 0 12 50 大气的垂直分层 杂质 29 活动： 1.在对流层,海拔每上升 100 米,气温约下降 0.6 ℃,从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。据此,完成相关任务。 （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。 贵阳地处在云贵高原，海拔较高，故夏季天气凉爽。 30 30 活动： 1. 在对流层,海拔每上升 100 米,气温约下降 0.6 ℃,从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。据此,完成相关任务。 (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(如图 3-9),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。 林芝地处在雅鲁藏布江谷地中,海拔较低,热量条件较好,花期早。 31 31 大气的组成 大气的垂直分层 干洁 空气 水汽 杂质 对流层 平流层 高层 大气 课程小结 氮、氧为主要成分 成云致雨的必要条件，存在空间上的差异 成云致雨的必要条件，存在时空上的差异 对流运动显著，天气复杂多变，与人类关系最密切 平流运动显著，分布有臭氧层，适宜航空飞行 分布有电离层，影响无线电通信 32 1.飞机在万米高空飞行，高度保持不变，由南极飞往赤道，途中穿过的大气层是（ ） A.始终在对流层 B.始终在平流层 C.从对流层进入平流层 D.从平流层进入对流层 2.大气的组成物质及表现是（ ） A.氮气和臭氧吸收太阳紫外线 B.二氧化碳只吸收太阳辐射 C.水汽和固体尘埃可成云致雨 D.氧气和氮气供植物呼吸 33 3.近几年，城市上空多灰霾的主要原因是（ ） A.二氧化碳多 B.水汽多 C.固体颗粒多 D.温度低 右图为大气的垂直分层图 4.①②③④四条线中，能正确表示大气层垂直气温变化的是（ ） A.① B.② C.③ D.④ 5.影响该大气层气温垂直变化的主要因素是（ ） A.地面辐射 B.二氧化碳气体 C.臭氧气体 D.人类活动 ① ③ ② ④ 50 12 —60 —50 —40 —30 —20 —10 0 高度（km） 温度（℃） 34 本课结束 $$