3.1 大气的组成与垂直分层-【精彩三年】2024-2025学年高中地理必修第一册课程探究与巩固PPT课件（湘教版2019）

第一节　大气的组成与垂直分层 第三章 地球上的大气 课程标准 教学指导意见 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 •能根据“干洁空气的组成”图说出大气的主要组成 •能够通过图表等材料，说出各层大气的名称及分层依据 •能根据资料，说出大气各成分与人类生产和生活的关系 •能够收集有关资料，结合生活实例，说出各层大气与人类生产和生活的关系 •理解卫星遥感技术在检测大气成分(如臭氧、二氧化碳)总量分布和变化中的作用，树立全球合作意识 目录 CONTENTS 新教材 知本与思辨 01 02 ________________________ —学科素养 对基本问题充分掌握— ________________________ —学科素养 对学科素养融会贯通— 新教材 探究与拓展 01 ________________________ —学科素养 对基本问题充分掌握— 新教材 知本与思辨 新教材 知本与思辨 一、大气的组成 大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、________和 ________三部分组成。 1．干洁空气 (1)组成 水汽 杂质 氮气 氧气 新教材 知本与思辨 (2)成分及作用 成分 作用 氮 地球上生物体的基本成分 氧 人类和其他好氧生物维持________________必需的物质 二氧 化碳 绿色植物进行____________的基本原料，对地面起着保温作用 臭氧 强烈吸收太阳_________，臭氧层可保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害；而穿透大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌的作用 生命活动 光合作用 紫外线 新教材 知本与思辨 2．水汽 (1)含量 (2)作用：发生固、液、气三态转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。 水平方向 海洋上空________陆地上空；湿润地区上空高于干旱地区上空 垂直方向 一般自地面向高空逐渐________ 高于 减少 新教材 知本与思辨 3．杂质 (1)分布：杂质含量随时间、地点、天气条件而变化。在近地面大气中，陆上________海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。 [点拨] 大气中的水汽和杂质含量因时因地而异。 多于 凝结核 新教材 知本与思辨 二、大气的垂直分层 根据大气的温度、密度和运动状况在垂 直方向上的差异，自下而上可以划分为 对流层、_____________和_____________。 平流层 高层大气 新教材 知本与思辨 垂直 分层 温度随高 度的变化 特征 与人类 的关系 对流层 气温随高度的增加而________，上部冷下部热 ①物质组成复杂，空气密度大，集中分布了整个大气质量的3/4和几乎全部的_______________，大气中的污染物也多集中在这一层 ②对流层受地面影响很大，其高度随________、________而变化。就纬度而言，低纬度地区高17～18千米，中纬度地区高10～12千米，高纬度地区高仅8～9千米；就季节而言，任何纬度地区，夏季________而冬季________，中纬度地区尤其明显 ③空气________运动显著 ④天气现象复杂多变，云、雾、雨、雪等天气现象都发生在这一层 人类生活在对流层的底部，对流层与人类的关系最为密切 递减 水汽、杂质 纬度 季节 较厚 较薄 对流 新教材 知本与思辨 平流层 气温随高度的增加而_________，上部热下部冷 ①大气以_____________为主 ②水汽、杂质含量稀少，天气现象少见 ③大气平稳，天气晴朗 有利于航空飞机飞行；有臭氧吸收太阳紫外线 高层 大气 气温随高度的增加先降后升 ①有电离层存在 ②气压很低，密度________ __________能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 上升 水平运动 很小 电离层 新教材 知本与思辨 试一试 将大气层与相应特征、意义连线。 新教材 知本与思辨 [点拨] (1)温度越高，对流层厚度越大。不同纬度对流层的厚度不一样。低纬度地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此对流层的高度高；而高纬度地区，地面受热较少，对流活动较弱，因此对流层的高度低。同一地区夏季对流层厚度大，冬季对流层厚度小。 (2)臭氧集中在15～35千米的气层中，形成臭氧层。 新教材 知本与思辨 自主判断 (1)氧是地球上生物体的基本成分。(　　) (2)臭氧能强烈吸收太阳辐射中的红外线，被誉为“地球生命的保护伞”。(　　) (3)水的相变直接影响地面和大气的温度。(　　) (4)对流层的大气上部热、下部冷，有利于大气的对流运动。(　　) (5)高层大气中的电离层可以影响无线电短波通信。(　　) × × √ × √ 新教材 知本与思辨 02 —学科素养 对学科素养融会贯通— 新教材 探究与拓展 ________________________ 课标要点一 大气的组成 情景探究 阅读材料，探究下列问题。 材料：中央气象台2023年12月31日18时继续发布大雾橙色预警，2023年12月31日夜间至2024年1月1日上午， 山东西部、河南东南部、江苏大部、 安徽北部和东部、湖北东部、湖南中 部、四川盆地中南部、福建西部等地 课标要点一 大气的组成 的部分地区有大雾，其中安徽北部、江苏中南部、湖北东部、重庆西部、四川盆地西部等地有能见度低于200米的强浓雾，部分地区有能见度低于50米的特强浓雾。 (1)大雾天气一般多出现在秋冬季雨停转晴的当天晚上和次日早晨，试分析其原因。 【答案】雨后近地面水汽较多；白天气温较高，空气中水汽不易凝结，晚上和次日早晨近地面气温低，水汽易凝结；秋冬季大气中杂质相对较多，可以充当凝结核。 课标要点一 大气的组成 (2)说出大气中水汽含量和杂质含量的分布特征。 【答案】水汽含量：海洋上空高于陆地上空，湿润地区上空高于干旱地区上空；自近地面向高空递减。 杂质含量：自近地面向高空递减；陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。 (3)举例说出大雾天气可能对人们的生产生活产生的不利影响。 【答案】雾天能见度低，易引发交通事故，影响人们的日常出行；组成雾核的颗粒很容易被人体吸入，危害人体健康。 课标要点一 大气的组成 核心归纳 大气的组成 组成成分 作用 干洁 空气     氮 (占干洁空气的78%) 是地球上生物体的基本成分 氧 (占干洁空气的21%) 是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质 二氧化碳 是绿色植物进行光合作用的基本原料，并能调节地表温度 臭氧 能大量吸收太阳紫外线，使生物免受过多紫外线的伤害 水汽 水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接影响地面和大气的温度 杂质 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 课标要点一 大气的组成 巩固训练 2021·浙江7月学考大气是由干洁空气、杂质和水汽等组成的混合物。据此回答第1题。 1．双选题主要集中在对流层，并对云、雨等天气现象产生重要影响的大气成分有(　 　) A．杂质　　 B．水汽　　 C．氮气　　 D．臭氧 【解析】杂质和水汽主要集中在对流层，是成云致雨的必要条件，A、B正确。 AB 课标要点一 大气的组成 2．下列关于大气的组成物质及表现，说法正确的是(　　) 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．二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料 D．氧气和氮气供植物呼吸作用 C 课标要点一 大气的组成 【解析】氮是地球上生物体的基本成分，臭氧可以大量吸收太阳紫外线，A错误。二氧化碳吸收红外线长波辐射，B错误。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，C正确。氧气可以供生物呼吸，而氮气没有此功能，D错误。故选C。 课标要点一 大气的组成 随着人类社会的发展，人类也在改变着大气的成分，进而引发了环境问题。据此回答第3、4题。 3．近些年来，霾出现频率增加是由于人类活动改变了大气组成中的(　　) A． 干洁空气成分 B． 水汽比重 C． 杂质含量 D． 有害气体成分 C 课标要点一 大气的组成 【解析】大气由水汽、杂质和干洁空气三部分组成。霾是指空气中因悬浮着大量的烟、尘等微粒而形成的混浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒，气象学上称为气溶胶颗粒。因此霾出现频率增加是由于人类活动改变了大气组成中的杂质含量，C正确。 课标要点一 大气的组成 4．为减少温室气体排放，下列措施合理的有(　　) ①全球大量削减工业生产　②大力开发新能源和清洁能源　③禁止乱砍滥伐，积极植树造林　④加强国际合作，减少“碳”排放 A． ①② B． ②③ C． ②④ D． ③④ 【解析】温室气体的主要成分是二氧化碳，主要来自煤、石油等矿物燃料燃烧。②④有助于减排，正确。①做法不利于经济发展，①错误；③有助于对二氧化碳的吸收，但本题要求的是“减排”，③错误。故选C。 C 课标要点二 大气的垂直分层 情景探究 阅读材料，探究下列问题。 材料一：2023年1月15日上午，尼泊尔某航空公司一架从加德满都飞往博克拉的客机在博克拉旧机场和新机场之间的位置坠毁，机上载有68名乘客和4名机组人员。 材料二：大气的垂直分层示意图。 课标要点二 大气的垂直分层 (1)分析空难多数发生在飞行的哪一阶段。 【答案】空难多发生在飞机起飞或降落阶段，这一阶段飞机处于对流层中，对流层大气对流运动旺盛，天气多变。 (2)分析平流层为什么适合航空飞机飞行。 【答案】平流层的气温下低上高，大气稳定，难以形成对流，大气以水平运动为主，飞机飞行时不会上下颠簸；平流层水汽和杂质含量稀少，天气晴朗少变，能见度高，利于飞机飞行。 课标要点二 大气的垂直分层 (3)对流层的气温在垂直方向上的分布有何特点？该层的厚度随纬度如何变化？为什么？ 【答案】对流层的气温随高度增加而降低。对流层的厚度随纬度增高而降低。低纬度地区地面受热多，气温高，空气对流运动强烈，所以对流层厚度大；高纬度地区地面受热少，对流活动较弱，所以对流层厚度小。 (4)分析在高层大气中，部分地区温度可达数千摄氏度，可飞行器却不会被烧毁，为什么？ 【答案】高层大气中空气稀薄，航天飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。 课标要点二 大气的垂直分层 核心归纳 1．大气的垂直分层及各层与人类的关系 (1)示意图 课标要点二 大气的垂直分层 (2)概况 分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系 对 流 层 低纬度地区： 17～18千米 中纬度地区： 10～12千米 高纬度地区： 8～9千米 气温随高度的增加而降低(每升高100米，气温大约降低0.6 ℃) 地面是对流层大气的直接热源 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 几乎全部的水汽、杂质集中在该层，对流运动易成云致雨 课标要点二 大气的垂直分层 平 流 层 从对流层顶向上至50～55 千米 气温随高度增加而增加 该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线 人类生存环境的天然屏障，利于航空飞机飞行 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 平流层以上 大气密度极小 距地面远，受到引力小 电离层能反射无线电短波，对远距离无线电通信有重要作用 课标要点二 大气的垂直分层 2．图示理解对流层、平流层的特点 课标要点二 大气的垂直分层 3．逆温现象 (1)逆温现象的几种情况 在对流层中，气温是随着高度的升高而逐渐降低的，但在某些特殊的情况下，对流层气温会出现随着高度上升，气温升高的现象，称作逆温现象。如下图所示，乙、丙、丁出现了逆温现象。逆温有辐射逆温、平流 课标要点二 大气的垂直分层 逆温、地形逆温等。辐射逆温经常发生在晴朗无云的夜晚，由于地面有效辐射增强，近地面气温迅速下降，而高处大气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温黎明前最强，日出后自下而上消失。 (2)逆温现象对人类生产生活的影响 ①出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使大气能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至造成交通事故。 ②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流运动受阻，就会 课标要点二 大气的垂直分层 使近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。如果位于盆地内，将会更加严重。 ③对航空造成影响。逆温现象如果出现在低空，多雾天气给飞机起降带来麻烦。而逆温现象如果出现在高空，却对飞机飞行极为有利，因为逆温现象的出现会阻碍空气垂直对流运动，飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。 课标要点二 大气的垂直分层 巩固训练 2023·浙江7月学考2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在内蒙古东风着陆场成功着陆。返回舱在距地面大约10千米的对流层时会自动打开降落伞，保障其以安全速度着陆。下图为返回舱着陆时的照片。据此回答第1题。 课标要点二 大气的垂直分层 1．双选题返回舱打开降落伞时所在的大气层(　 　) A．天气现象复杂且多变 B．大气以平流运动为主 C．直接热源来自太阳辐射 D．厚度随纬度升高而减小 【解析】根据材料信息可知，返回舱打开降落伞时所在的大气层为对流层，对流层天气现象复杂且多变，A正确。对流层大气以对流运动为主，直接热源是地面，B、C错误。对流层因对流运动强度不同而厚度不均，厚度大致随纬度升高而减小，D正确。故选AD。 AD 课标要点二 大气的垂直分层 2022·浙江7月学考几乎每架飞机驾驶舱内都有气压高度表，用来为飞行员指示飞机的飞行高度。一般商用飞机在5.5千米高度以上是沿着标准大气恒定气压的航线飞行。据此回答第2题。 2．双选题当飞机飞行在不同地区时，下列示意图能正确反映其所在地气温垂直方向变化的有(　 　) A．① B．② C．③ D．④ AC 课标要点二 大气的垂直分层 【解析】对流层气温随高度升高而递减，对流层在低纬度地区平均高度为17～18千米，在中纬度地区平均高度为10～12千米，在高纬度地区平均高度为8～9千米，即对流层高度随纬度增加而降低。据图可知，①地近地面气温低于0 ℃，故该地纬度较高，对流层高度在8千米左右，与高纬度地区对流层平均高度相符，A正确；②地近地面气温等于0 ℃，故该地纬度较高，但对流层高度在17千米左右，与高纬度地区对流层平均高度不符，B错误；③地近地面气温为20 ℃，故该地纬度较低，对流层高度在17千米左右，与低纬度地区对流层平均高度相符，C正确；④地近地面气温为20 ℃，故该地纬度较低，对流层高度在8千米左右，与中低纬度地区对流层平均高度不符，D错误。故选AC。 课标要点二 大气的垂直分层 2024·宁波五校高一联考民航客机在飞过蔚蓝的天空时，其身后经常拖着白色的尾巴，被称为航迹云(如图所示)。当客机水平飞行在气温为－60 ℃～－40 ℃的大气层且空气湿度较大的条件下，客机飞过才容易产生航迹云。据此回答第3、4题。 3．判断客机水平飞行过程中更容易产生航迹云的是(　　) A．对流层中部 B．平流层顶部 C．平流层中部 D 课标要点二 大气的垂直分层 【解析】客机水平飞行在气温为－60 ℃～－40 ℃的大气层且空气湿度较大，说明飞机在平流层，且距离对流层很近，对流层顶部和平流层底部的气温为－60 ℃～－40 ℃。故选D。 课标要点二 大气的垂直分层 4．上海城区的天空曾出现横贯东西且长时间停留的航迹云，颇为壮观。据此推测上海当日(　　) ①天气晴朗少云　②有较大的风　③空气质量优良　④相对湿度较小 A．①③ B．②④ C．①② D．②③ A 课标要点二 大气的垂直分层 【解析】根据材料“民航客机在飞过蔚蓝的天空时，其身后经常拖着白色的尾巴，被称为航迹云”可知，航迹云出现在晴朗少云的天气条件下，①正确；根据题干信息“长时间停留”可知，大气运动微弱，②错误；当日天气晴朗少云，空气质量优良，③正确；分析材料信息可知，航迹云的形成要满足“空气湿度较大”的条件，④错误。故选A。 温馨说明：课后请完成高效作业11 感谢聆听，再见！ (2)作用 $$