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）必修第一册

3.1大气的组成和垂直分层 1 思考： 1.为什么月球上遍布环形山？ 陨石撞击。 2.同在一个宇宙环境，地球为什么没有？ 大气层的保护。 大气的组成 01 3 1、大气层中主要由哪些成分？分别起到什么作用？ 2、大气层从地往高分为哪几层？分层的依据是什么？ 3、教材P66、P71-72“探究活动题” 自主看书 低层大气 干洁空气 水汽 杂质 氧气 其他气体 氮气 21% 不到1% 78% 一、大气的组成 氮气 地球上生物体的基本成分；惰性气体。 1）干洁空气 氧气 是人类和其他生物维持生命活动必需物质。 氧气如何得到补充？ 二氧化碳 光合作用的基本原料。 重要的温室气体。 二氧化碳 毁 林 近几百年，二氧化碳含量徒增40％。 化石燃料的燃烧 二氧化碳增多有哪些影响？ 1.全球二氧化碳浓度迅速增加的原因？ 化石燃料的大量使用；森林的破坏。 二氧化碳 气温升高 全球变暖 海平面上升 冰川融化 淹没沿海低地 2.全球二氧化碳浓度增加带来的影响？ 臭氧 鱼腥味，吸收紫外线 臭氧 吸收太阳紫外线，使大气增温 臭氧层可保护地球上生物免受过量紫外线的伤害 穿透大气到达地面的少量紫外线具有杀菌作用 臭氧 20世纪八十年代初，科学家观测发现，南极上空每年春季臭氧含量比之前大幅下降，这一现象为“臭氧空洞”。 导致臭氧含量减少的人为原因有什么？会带来哪些影响？ 臭氧 空调、冰箱制冷剂使用不当 氟氯烃化合物增多 臭氧层被破坏 紫外线增强 危害健康 吸收紫外线能力减弱 保护臭氧层的措施有哪些？ 措施：①减少破坏臭氧层有害气体的排放，如制冷剂氟氯昂的排放 （改为无氟制冷剂）。 ②寻找新的替代品，对替代品的研制要加大力度。 水汽 产生云、雨、雾、雪等天气现象，伴随热量的吸收释放。 水汽从哪里来的？有哪些分布特点？ 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 降水多季节＞降水少季节 2）水汽 水汽从哪里来的？有哪些分布特点？ 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 2）水汽 有充足的的水汽，就会凝结吗？ 杂质为凝结核，是成云致雨的必要条件。 凝 结 核 温 度 降 低 饱 和 水 汽 降水 形成条件 3）杂质 作用 随时间、地点、天气条件而变化。 分布 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。 水汽可产生云、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,是成云致雨的必要条件 1.雾和霾有何区别。 2.雾霾天气对我们生活会产生什么样的影响。 雾是水汽凝结现象;(水汽含量充足/湿度大+冷却) 霾是大量杂质集合现象，为大气污染状态。(人为因素、硫酸、硝酸等粒子使大气混浊，视野模糊) 危害人体健康。 影响生活出行。 影响交通通行。 区分雾+霾 23 2021年8月20日，神州十二号航天员聂海胜 、刘伯明身着3000万“飞天舱外航天服”先后从天和核心舱节点舱出舱作业。 神州十二号舱外的大气与地面有哪些不同？宇航员为什么需要配备特制宇航服？ 思考 02大气的垂直分层 26 二、大气的垂直分层 1.阅读课本P68，说出大气的垂直分层的结构与划分依据； 2.阅读课本P68-p70有关图文，阐述各层的高度范围、物质组成、特点、成因及与人类的关系。 自主看书 1.大气的垂直分层结构与划分依据； 2.阅读课本P68-p70内容，完成表格； 大气垂直分层 高度范围 主要特点 与人类的关系 自主看书 从图片中我们可以看到大气呈现出垂直分层?那么大气是怎样垂直分层呢?大气的温度、密度和运动状态在垂直方向上的差异。 让我们一起来看这幅大气的垂直分层示意图。 从这幅图中我们可以看到，大气一共可以被分成几层呢?哎3层，从底部到顶部依次是哪三层呢?很不错，依次是对流层、平流层和高层大气。我们再来分析这幅大气垂直分层示意图，图的横坐标表示的是什么呢?是的，温度，纵坐标呢?没错，高度，那随着高度的变化，大气的温度是如何变化的呢?接下里，请大家根据图片上的信息，阅读课本内容，进行表格信息填写 28 高层 大气 平流层 对流层 大气的温度、密度和运动状态在垂直方向上的差异。 划分原则 1.大气的垂直分层结构与划分依据； 高度（千米） 温度（℃） -100 -50 0 50 100 12 50 对流层 （1）对流层 1 高度范围： 0－12ｋｍ 纬度 高纬度地区： 中纬度地区： 低纬度地区： 8—9千米 10—12千米 17—18千米 季节 夏季较厚 冬季较薄 中纬度地区尤为明显 对流高度：随纬度和季节而变化。（一般低纬度对流层高度越高） 2.物质组成： 全部水汽、杂质 高度（千米） 温度（℃） -100 -50 0 50 100 12 50 对流层 上冷（重） 下热（轻） (2).空气对流运动显著 (3).天气现象复杂多变 （1）.气温随高度增加而递减，每上升100米降低0.6℃。 地面是对流层的直接热源 上冷下热， 差异大，对流强 3.特点+成因 （1）对流层 水汽杂质多，对流显著，气流上升，气温降低，水汽凝结，成云致雨。 4.与人类的关系 与人类活动最密切常出现逆温现象、 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 32 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。 逆　温 33 学以致用1 对流层顶 8～9km 17~18km 8～9km 赤道 北极 南极 思考1：地球上什么地方对流最强？什么地方对流最弱？说明对流层厚度分布有什么特点？ 思考2：一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了大气的哪几层？ 平流层——对流层——平流层 赤道 两极 特点：低纬厚高纬薄。 学以致用2 气温/℃ 高度/km 50 12 对流层 平流层 高层大气 思考3：为什么说，对流层与人类的关系最为密切？ ①人类生活在对流层底部； ②云、雾、雨、雪等天气现象多发生在对流层. 高度（千米） 温度（℃） -100 -50 0 50 100 12 50 平流层 1.范围 对流层顶（12km）——55km 2.物质组成 水汽、固体杂质含量较少，有臭氧层分布。 （2）平流层 高度（千米） 温度（℃） -100 -50 0 50 100 12 50 平流层 紫外线 上热（轻） 下冷（重） 2、空气以水平运动为主 （2）平流层 3、天气现象少见 1、气温随高度增加而上升 3.特点及成因 15-35千米处存在臭氧层，可以大量吸收紫外线增温 该层大气上部热，下部冷 水汽杂质含量少，气流平稳 平流利于飞机飞行； 臭氧层（O³）吸收紫外线有保护地球生命的作用； 4.与人类的关系 O3 平流层的大气上部热，下部冷，不易形成对流，大气平稳，以平流运动为主，且该层大气在水汽和杂质含量少，天气晴朗，能见度好，适合飞机飞行。 学以致用3 思考1;我们乘坐飞机，有时在机场还是细雨蒙蒙，起飞后不久就晴空万里、阳光普照，你知道出现这种变化的原因吗？ 起飞时细雨蒙蒙是飞机仍在对流层大气中，当飞机穿过对流层进入平流层，天气晴好。 思考2.为什么平流层适合飞机飞行？ 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 评讲 39 南极臭氧空洞 对人类健康影响： 1．增加皮肤癌。 2．增加白内障患者。 3．削弱免疫力，增加传染病患者。 对生态影响： 1．农产品减产及其品质下降。 2．减少渔业产量。 3．破坏森林。 40 学以致用3 气温/℃ 高度/km 50 12 对流层 平流层 高层大气 思考：随高度的上升，对流层和平流层的气温分别是怎样变化的？ 对流层：气温随高度升高而降低 （原因：地面是对流层的主要热源） 平流层：气温随高度升高而升高 （原因：该层气温靠臭氧吸收太阳紫外线而增温） 高度（千米） 温度（℃） -100 -50 0 50 100 12 50 电离层 高层大气 （3）高层大气 1.范围 50km（平流层顶）至 2000~3000km 2.物质组成 60~500千米高空，有若干电离层 高度（千米） 温度（℃） -100 -50 0 50 100 12 50 电离层 高层大气 （3）高层大气 1.气温先递减再递增 自平流层顶开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温下降；其后大气吸收太阳辐射，温度又上升。 2.气压低、密度小 距地面远，受到的引力小 3.有极光和流星 太阳风进入地球磁场，使高层大气分子或离子电离，产生的发光现象 4.底部对流运动，上部平流运动 3.特点及成因 4.与人类的关系 电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 探究1：避暑旅游名城——贵阳 （1）在我国地形图上，找到贵阳、重庆、武汉、长沙、上海的位置；读图，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。 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 上海 长沙 重庆 贵阳 武汉 温度/℃ 23.9 23.6 28.1 28.4 28.7 28.2 28.6 28.1 28.0 27.8 7月 8月 相较于重庆、武汉、长沙、上海，贵阳虽然纬度较低，位于亚热带，但其处在云贵高原，海拔较高，故夏季天气凉爽。 在我国地形图上，找到贵阳、重庆、武汉、长沙、上海的位置；读图，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。 44 （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，试分析这一地理现象的形成原因。 西藏垂直高差大，山上海拔高，气温低，河谷地区地势较低，气温较高。 探究2：雪域江南——西藏 雪被 陆高/米 5000 3000 2000 1000 500 为什么在青藏高原，海拔如此高的高原隆冬，到处应该是结冰的现象，林芝还能有桃花盛开呢？对了我们要看到地形图，可以看到林芝所在地区是河谷地区，地势低，气温高，适合生物生存发展，人们也就聚集在这里了，我们之前学过流水地貌的内容，这个地方有河流流经，地势平坦的河谷，土壤肥沃，海拔低气温适宜人们生活，多聚落，在这里发展起来的农业我们把它称为河谷农业。 45 大气的温度、密度、和大气运动状况 位置 温度 密度 大气运动 高层大气 平流层 对流层 上部冷， 下部热 上热 下冷 对流运动 平流运动 大气稳定，平流为主， 适合航空飞行 易成云致雨 高 低 先降温，后升温 存在若干电离层， 反射无线电短波通讯 大气稀薄 总结1 分层 高度范围 主要特点 与人类的关系 对 流 层 平 流 层 高层大气 低纬地区：17～18千米 中纬地区：10～12千米 高纬地区：8～9千米 从对流层顶向上至50～55千米高空 平流层顶以上的大气 气温随高度的增加而递减 空气对流运动显著 天气现象复杂多变 气温随高度的增加迅速上升 以水平运动为主 天气晴朗 气压、密度很小 人类生活在对流层底部，与人类关系最为密切 电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 人类生存环境的天然屏障，有利于航空飞机飞行； 臭氧层保护地球免受过多紫外线侵扰 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 48 2016年入冬以来，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四种情形。读图回答1-2题。 1.图中表示空气污染最严重的阶段的是 A.① B. ② C.③ D. ④ 2.图中最有利于大气污染物扩散的情形是 A.① B.② C.③ D.④ C A 小试牛刀 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 下图为大气垂直分层示意图。读图完成3-5题。 小试牛刀 A C D 【解析】1选A,2选C,3选D。第1题,低层大气主要是由干洁空气、水汽和杂质组成;云、雨、雪、雷电等天气现象,主要发生在对流层;大气中的臭氧可以减少紫外线对生物的伤害;大气组成成分的比例会因人类活动的影响而改变,如二氧化碳比例的增加主要是人为原因。第2题,地球大气层,一般随高度增加,对流层气温降低,平流层气温上升,高层大气气温先降低后上升;气压降低、密度减小、湿度降低。第3题,雷雨天气一般出现在对流层,飞机遇到雷雨天气说明还在对流层,对流层由于大气对流现象明显,大气不稳定,不适宜飞机飞行,飞机应升至万米以上高空的平流层,以保证安全。 50 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 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 小试牛刀 51 0° 45° 90° 45° 90° 16~18km 10~12km 10~12km 7~8km 7~8km 一架客机要求保持在10千米左右的高度飞行，应该在（ ）地方上空飞最安全。 A.澳大利亚上空 B.加拿大北部上空 C.新加坡上空 D.中国南部上空 B 小试牛刀 52 (1)A层的气温垂直变化规律是__________________ 。 (2)B是________层，该层有被称为“地球生命保护伞”的________层。 (3)云、雨、雾、雪等天气现象多发生在_____层(填字母)，对无线电通信有重要作用的是______层(填字母)。 (4)在A、B、C三层中，与人类关系最密切的是________层(填字母)；现代飞机多在________层飞行(填字母)。 随高度的升高而递减 平流 臭氧 A C A B 小试牛刀 53 03逆温 逆温 正常情况下 逆温 温度 温度 高度 高度 对流层下部，气温随高度升高而升高，或者每上升100米，气温下降幅度小于0.6 ℃的现象。 下冷上暖 稳定，无对流运动 什么叫做逆温呢 顾名思义就是逆着温度来的 温度是下热上冷，这样空气有对流 逆温就是下冷上暖 那这样有对流吗？没有，我们说的对流是下热上冷，逆温就是逆着来，一般情况下，对流层温度上冷下暖，但有时会出现海拔上升，气温升高或海拔上升1000米，气温下降幅度小于6°C的现象，这两种现象都称为逆温。 55 逆温 1.发生逆温时，大气运动状况是什么样的？ 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。 抑制沙尘暴；飞机在平流层飞行 3.日出后，逆温有望逐渐消失，尝试画图表达逆温的发展过程。 逆温现象会带来什么影响呢？ 56 逆温的类型 逆温的类型有很多种，我们今天主要学习辐射逆温。 经常发生在晴朗无云的夜空，由于近地面层气温迅速下降，而高处大气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。 逆温类型之一：辐射逆温 从名字上来看，近地面应该是因“辐射”而降温。夜晚，没有太阳辐射，地面以长波形式向外辐射（损失）热量，这个降温过程，叫“辐射冷却”。尤其在晴朗无云，大气逆辐射较弱的夜晚，地面降温更加迅速。这时，离地面越近的底层空气也会随之降温。一旦出现下冷上热的情况，典型的“辐射逆温”也就形成了。捋捋辐射逆温的发生过程。日落后，地面降温明显，辐射逆温开始出现，到了夜间，会不断地加强。日出前，当近地面的温度降到一天中最低，此时的辐射逆温也达到最强。日出后，太阳温暖大地，地面温度升高，此时逆温层自下向上逐渐消失，直至恢复正常。近地面降温越厉害的时候， 辐射逆温就越明显。所以，一年之中，什么季节辐射逆温出现最多，强度较大呢？应该是降温明显的秋冬季。在不同区域，辐射逆温的厚度不等，几米到几十米都有，最高可达数百米。 逆温类型之一：辐射逆温 正常的气温垂直分布，对流运动显著，无逆温。 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。污染物不易扩散。 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。 无逆温 形成 最厚 减弱 傍晚 黎明 日出 消失 60 如果对流层大气出现“上热下冷（即随高度上升，气温也上升）”现象时，空气对流运动减弱，不利于污染物的扩散。据此完成下面小题。 1．上图中，符合题中所示现象的大气层次是（ ） A．①+② B．② C．②+③ D．③ 2．据此推测，在冬季，一天中最不合适进行户外锻炼的时段是（ ） A．清晨 B．中午 C．午后 D．傍晚 B A $$