第3章 第1节 大气的组成与垂直分层-【创新教程】2025-2026学年高中地理必修第一册五维课堂同步Word教案（湘教版2019）

第一节　大气的组成与垂直分层 　臭氧在常温下是一种有特殊臭味的蓝色气体。平流层中的臭氧层能吸收紫外线，保护地球生命。臭氧还可以被用作消毒剂，杀菌消毒。不过，过高的臭氧浓度却会对人体造成危害，汽车尾气、工厂烟雾中的氮氧化物等，在紫外线的照射下会产生臭氧等有毒气体，目前臭氧已经成为许多城市的主要污染物。 臭氧对所在大气层的主要作用是什么？ 课标阐释 素养目标 预习线索 1.知道大气的主要成分及各种成分的主要作用。 2．了解大气垂直分层的依据。 3．掌握大气垂直分层的特点及对人类活动的影响。 1.综合思维：结合图表分析大气垂直分层特点。 2．地理实践力：学会解释大气的主要成分以及大气与人们生产、生活的联系。 一、大气的组成 1．低层大气的组成：主要由干洁空气、　水汽　和　杂质　三部分组成。 2．干洁空气 成分 作用 含量 氮 地球上生物体的　基本成分　 两者约占99% 氧 维持　生命活动　所必需的物质 二氧 化碳 绿色植物进行　光合作用　的基本原料，对地面起到保温作用 含量较少 臭氧 吸收太阳　紫外线　，保护地球上的生物 3.水汽 (1)分布 ①水平方向：海洋上空高于陆地上空；湿润地区上空高于干旱地区上空。 ②垂直方向：一般自地面向高空逐渐　减少　。 (2)对天气的影响：可发生　固　、液、　气　三态的转化，产生云、雾、雨、雪等天气现象。 4．杂质 (1)分布：在近地面大气中，陆上　多于　海上，城市　多于　乡村，冬季多于夏季。 (2)影响天气：使大气能见度变差，作为　凝结核　，是成云致雨的必要条件。 1．大气成分是地球长期演化的结果，在短时间内不会有明显变化。 2．低层大气的干洁空气中，氮气和氧气合占总体积的99%。 3．臭氧吸收太阳辐射中大部分紫外线，并不是全部。 4．大气中的杂质是成云致雨的必要条件。 二、大气的垂直分层 1．划分依据：根据大气的　温度　、密度和运动状况在垂直方向上的差异，大气自下而上可划分为　对流层　、平流层和　高层大气　。 2．垂直分层 (1)对流层 ①范围：在大气圈的最低层。低纬度地区高　17～18　 千米，中纬度地区高10～12千米，高纬度地区高　8～9　 千米。 ②主要特征：气温随高度增加而　递减　；空气以　对流　运动为主；云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。 ③与人类的关系：人类生活在对流层底部，对流层与人类的关系最密切。 (2)平流层 ①范围：对流层顶部向上至　50～55　 千米高度。 ②主要特征 气温变化 大气运动 天气 特征 气温随高度的增加而　上升　，底部气温随高度变化不大 以　水平　运动为主 天气现象少见 原因 　臭氧　吸收太阳紫外线增温 上部热，下部冷 水汽和杂质含量少 ③与人类的关系：利于　航空飞机飞行　。 (3)高层大气 ①范围：平流层顶以上的大气。 ②特征：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　；大气处于高度电离状态。 ③与人类的关系：影响地球上的通信、　广播　、导航、雷达探测等。 　　在下面图中填绘出大气层中气温随高度的变化曲线。 答案： 1.对流层与人类活动的关系最密切。 2．平流层无云雨现象，能见度好，有利于航空飞机飞行。 3．地球大气的上界为2 000～3 000千米的高空。 1．判断正误。 (1)干洁空气的主要成分是氧气和二氧化碳。(×) [解析]干洁空气中，氮气占78%，氧气占21%，其他气体占1%，故主要成分应为氮气和氧气。 (2)大气中二氧化碳含量的增加是有利无害的。(×) [解析]二氧化碳是绿色植物光合作用的基本原料，但其含量增加会导致全球气候变暖，影响各地生态环境。 (3)平流层大气中的气温随高度的增加而上升。(√) [解析]平流层大气中的臭氧吸收大量的紫外线，气温随高度的增加而上升。 (4)高层大气中的电离层对远距离无线电通信有重要作用。(√) [解析]60～500千米的高空，在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大气处于高度电离状态，形成若干电离层。电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。 2．连线题。 　大气分层　　　　　气温变化 A．对流层　　　①随高度增加先降后升 B．平流层　　　②随高度增加而递减 C．高层大气　　③随高度增加而上升 答案：A—②　B—③　C—① 3．臭氧层位于(　　) A．对流层顶部 B．对流层与平流层的交界处 C．平流层 D．高层大气 解析：C　在平流层的15～35千米范围内，臭氧含量达到极大值，形成臭氧层。 4．神舟飞船在距离地球343千米的高空飞行时，位于大气的(　　) A．对流层 B．平流层 C．臭氧层 D．高层大气 解析：D　大气的垂直分层基本分为对流层、平流层、高层大气，对流层的平均高度为12千米，平流层的高度大约为50～55千米，平流层以上大气统称高层大气。 读地球大气垂直分层(部分)示意图，完成5～6题。 5．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．高纬度的平流层 6．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 解析：5.B　6.C　第5题，图示大气层从12千米高空向上气温逐渐升高，因此图示大气层是中纬度的平流层。第6题，该层大气以水平运动为主，有利于飞机高空飞行，C正确；随高度增加，该层大气温度增幅变大；该层大气能够大量吸收紫外线短波辐射；呈电离状态的是电离层，位于高层大气，该层大气是平流层。 　　大气的组成 [情境探究] 读大气成分图，探讨下列问题。 [问题1]　(区域认知)图中A、B表示的大气成分：A　________　，B　________　。其中B的重要作用是___________________________________________________________。 提示：氮气　氧气　人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 [问题2]　(区域认知)大气中二氧化碳的主要作用有哪些？ 提示：二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料；二氧化碳吸收地面辐射的能力强，使气温升高，对地面有保温作用。 [问题3]　(综合思维)在其他的气体中，被称为“地球生命的保护伞”的是　________　，其原因是什么？ 提示：臭氧　臭氧能吸收大量紫外线，保护地球上的生物，使其免受过多紫外线的伤害。 [问题4]　(地理实践力)人类活动对大气成分有什么影响？ 提示：人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分及其含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。 [归纳提升] 大气的成分及其作用 组成 含量 作用 干洁空气 氧 二者合占干洁空气体积的99% 维持生命活动的必需物质 氮 生物体的基本元素 二氧 化碳 含量很少 绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起保温作用 臭氧 含量很少 被誉为“地球生命的保护伞” 水汽 含量很少，因地因时而异 成云致雨的必要条件 固体杂质 1．大气成分的稳定性：虽然大气成分在多种因素影响下会发生轻微的变化，但是由于大气成分是地球长期演化的结果，在短时间内还是稳定的。 2．大气中不同成分对太阳辐射的吸收是不同的：臭氧吸收大量紫外线，氮气、氧气、二氧化碳等对太阳辐射的吸收很少。 3．降水的条件：(1)空气中含有足够的水汽；(2)空气温度下降到水汽能够凝结的程度，即空气饱和时，气温继续下降；(3)有凝结核；(4)水滴增大到能降落到地面。 [典例体验] 臭氧层因吸收大部分紫外线而被誉为“地球生命的保护伞”，但目前臭氧在减少。图中每种紫外线宽度变化代表其浓度变化。据此，完成(1)～(2)题。 (1)据图判断，臭氧层(臭氧浓度最大)的高度在(　　) A．0～15 千米 B．15～30 千米 C．30～45 千米 D．45～60 千米 (2)如果图示中臭氧浓度降低，导致地面生物受到伤害最大的紫外线波段是(　　) A．UV－a B．UV－b C．UV－c D．三种相同 [解析]第(1)题，直接根据图示纵坐标读数即可。第(2)题，根据每种紫外线宽度变化代表其浓度变化，图示UV－b在臭氧层中大量减少，反映臭氧层能大量吸收UV－b紫外线，故臭氧浓度降低会导致到达地面的UV－b紫外线大幅增加，伤害地面生物。 [答案]　(1)B　(2)B 解答本题要注意图中纵坐标表示高度，横坐标表示臭氧浓度；再区别三种波长的紫外线。 　　大气的垂直分层 [情境探究] 读大气的垂直分层图，探讨下列问题。 [问题1]　(区域认知)图中曲线A表示　________　，曲线B表示　________　。 提示：气温　短波 [问题2]　(综合思维)Ⅰ层大气在气温、气流状况及与人类关系方面，各有哪些特点？ 提示：Ⅰ层大气是对流层，气温特点是随高度增加而递减。下部热，上部冷，空气不稳定，对流运动显著，易成云致雨。天气现象复杂多变，与人类关系最密切。 [问题3]　(综合思维)“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？ 提示：Ⅱ层(平流层)。该层中有臭氧层，能吸收太阳辐射中大部分的紫外线，使地球生命免受过量紫外线的伤害。该层空气以水平运动为主。气温随高度增加而上升。 [问题4]　(区域认知)电离层分布在　________　(填代码)层；有利于飞机高空飞行的是　________　(填代码)层，为什么？ 提示：Ⅲ　Ⅱ　空气以水平运动为主，大气平稳，水汽、杂质少，天气晴朗。 [归纳提升] 大气的垂直分层对比 分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类 的关系 对流层 低纬： 17～18 千米； 中纬： 10～12 千米； 高纬： 8～9 千米 气温随高度的增加而降低(每升高1 000米，气温下降约6 ℃) 地面是低层大气主要的直接热源 人类生活在对流层底部，对流层与人类关系最密切 空气对流运动显著 该层上部冷，下部热 天气现象复杂多变 集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽与杂质；对流运动强烈，易成云致雨 平流层 从对流 层顶向 上至 50～55 千米 气温随高度增加而升高 该层中的臭氧吸收太阳紫外线增温 人类生存环境的天然屏障；有利于飞机高空飞行 大气以水平运动为主 该层大气上热下冷，大气稳定 天气晴朗 水汽、杂质少，气流平稳 高层大气 平流层 顶以上 大气密度极小 距地面远，受到的引力小 电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 [典例体验] 如图示意大气垂直分层。读图，完成(1)～(3)题。 (1)图中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 (2)对无线电通信具有重要作用的电离层位于(　　) A．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部 C．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层 (3)我国发射的“神舟十一号”飞船运行轨道所在的大气层为(　　) A．Ⅰ层 B．Ⅱ层 C．Ⅲ层 D．Ⅰ层和Ⅱ层之间 [解析]　第(1)题，根据大气的温度、运动状况和密度把大气层分为对流层、平流层和高层大气。从温度变化趋势看，①②曲线正确，但①曲线的最低、最高气温数值出现了错误，故②正确。第(2)题，Ⅲ层为高层大气，在该层中有电离层，能反射短波无线电，使其在地球表面传播。第(3)题，“神舟十一号”飞船的飞行高度大约是400千米左右，位于高层大气。 [答案]　(1)B　(2)D　(3)C 1．关于低层大气物质组成的叙述，正确的是(　　) A．干洁空气、二氧化碳、水汽 B．氮、氧、二氧化碳 C．二氧化碳、水汽和杂质 D．干洁空气、水汽和杂质 解析：D　低层大气由干洁空气、水汽和杂质组成。 2．低层大气的组成物质中(　　) 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中的红外线 C．水汽和杂质是成云致雨的必要条件 D．氧气和氮气供植物呼吸 解析：C　氮是生物体的基本成分；氧是维持生命活动的必需物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起保温作用；臭氧能吸收太阳紫外线，使地球上的生物免受过量紫外线的伤害；水汽和杂质是成云致雨的必要条件。 3．在大气成分中，既是绿色植物进行光合作用的重要原料，又对地面起保温作用的是(　　) A．氮　　　　　　　 B．二氧化碳 C．臭氧 D．氧 解析：B　二氧化碳既是绿色植物进行光合作用的重要原料，又对地面起保温作用。 北京时间2024年4月3日06时56分，我国在四川西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将遥感四十二号01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。据此，完成4～5题。 4．长征二号丁运载火箭从发射到上升至120 km高空，在此期间经历的气温变化可能是(　　) A．一直递减 B．一直递增 C．递增→递减→递增→递减 D．递减→递增→递减→递增 5．长征二号丁运载火箭发射地四川的对流层的厚度最接近(　　) A．7～9 km B．12～14 km C．17～19 km D．3～5 km 解析：4.D　5.B　第4题，长征二号丁运载火箭从发射到上升至120 km高空，经过了对流层、平流层和高层大气。根据大气分层原理和各层大气的特点可知，对流层中随着海拔的升高，气温降低；平流层中随着海拔的升高，气温升高；高层大气中随着海拔的升高，气温先降低再升高。因此在此期间经历的气温变化可能是递减→递增→递减→递增。第5题，根据所学可知，低纬度地区，对流层的厚度为17～18 km，高纬度地区为8～9 km，中纬度地区厚度位于二者之间。 6．读大气垂直分层示意图，完成下列各题。 (1)图中　________　曲线能正确表示大气温度的垂直变化情况。 (2)图中代表对流层的是　________　(填字母)，代表平流层的是　________　(填字母)。 (3)天气现象复杂多变的是　________　(填字母)层，原因是________________________________________________________________________。 (4)太阳辐射中的紫外线部分主要在　________　(填字母)层顶部被臭氧吸收。 (5)适于高空飞行的是　________　(填字母)层，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：第(1)题，大气在垂直方向从下至上分为对流层、平流层、高层大气。对流层气温随高度增加而降低，所以图中A曲线能正确表示大气温度的垂直变化情况。第(2)题，对流层位于最底层，海拔最低，故C为对流层；平流层位于对流层之上，所以D层为平流层。第(3)题，对流层下部温度高，空气以对流运动为主，对流层集中了大部分的水汽和杂质，所以天气现象复杂多变。第(4)题，平流层中含有臭氧层，臭氧能够吸收紫外线，D层为平流层。第(5)题，D层为平流层，平流层大气的温度随海拔升高而升高，空气以水平运动为主，平流层中水汽和杂质少，大气透明度高，适合高空飞行。 答案：(1)A　(2)C　D　(3)C　水汽、尘埃多；大气对流运动显著　(4)D　(5)D　水汽、尘埃少，能见度高，天气晴朗；大气以水平运动为主 7．(挑战创新题)读图，完成下列各题。 (1)该图反映的是　________　纬度大气的垂直分层，理由是什么？ (2)补绘B层气温变化曲线。该层15～35 千米高度　________　含量达到最大值，形成　________　层，成为人类生存环境的天然屏障。 (3)在没有雷暴和强侧风的阴雨天，飞机起飞后，会迅速做爬升运动。结合所学知识，解释原因。 解析：第(1)题，A层为对流层，其高度因纬度而异，在中纬度地区约为10～12 km。第(2)题，B层为平流层，因臭氧大量吸收紫外线，一方面使气温随高度升高而升高，另一方面使射向地面的紫外线大大减少，成为人类生存环境的天然屏障。第(3)题，飞机爬升的目的是进入平流层。 答案：(1)中　对流层厚度为12千米。　(2)补绘曲线略。　臭氧　臭氧　(3)平流层水汽和固体杂质少，天气晴朗，大气平稳，有利于高空飞行，飞机迅速爬升至平流层比较安全。 学科网（北京）股份有限公司 $$