内容正文:
地球上的大气
本章学习引导
1.逆温:在某些天气条件下,地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象,气象学上称之为逆温。
2.霾:也称灰霾(烟霞),是指原因不明的因大量烟、尘等微粒悬浮而形成的浑浊现象。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。
3.冰川风:在冰川谷地中,冰川表面较稳定而下沉的冷却气流沿冰面向冰川前方运动,迫使冰缘地区较暖的空气上升而产生对流交换,形成了由冰川表面向冰缘地带吹送的风。
第一节 大气的组成与垂直分层
课程标准
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.结合示意图,说出大气的组成和垂直分层。(区域认知)
2.结合地理资料,说明大气成分的作用,大气垂直分层的划分依据及高度。(综合思维)
3.结合实例,分析人类活动对大气成分的影响,大气垂直分层的特点及与人类活动的关系。(人地协调观)
一、大气的组成
1.干洁空气:
【判断】 判断下列有关干洁空气各成分作用说法的正误。
(1)氮是地球上生物体的基本成分。( )
(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)二氧化碳能够强烈吸收太阳紫外线,保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害。( )
(4)臭氧是绿色植物进行光合作用的基本原料,对地面起着保温作用。( )
答案:(1)√ (2)√ (3)× (4)×
2.水汽:
水平分
布规律
海洋上空高于陆地上空
湿润地区上空高于干旱地区上空
垂直分
布规律
一般自地面向高空逐渐减少
3.杂质:
(1)影响因素:时间、地点、天气条件。
(2)分布:在近地面大气中,陆上多于海上,城市多于农村,冬季多于夏季。
(3)作用:使大气能见度变差;作为凝结核,是成云致雨的必要条件。
【思考】 举例说明人类活动对大气成分的影响。
提示:人类大量排放氟利昂使臭氧减少;城市中人类生产生活比较密集,导致大气中的杂质增多;人类燃烧化石燃料(如煤炭、石油等)、破坏森林等,使大气中的二氧化碳增多。
二、大气的垂直分层
1.划分依据:大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异。
【填写】 填写下图中的大气分层的名称。
2.各个大气层的特点和作用:
(1)对流层。
①特点:气温随高度的增加而递减;空气的对流运动十分显著;天气变化最大。
②作用:与人类关系密切。
(2)平流层。
范围
自对流层顶向上至50~55千米高度的范围
气温变化
随高度的增加而上升。臭氧吸收的太阳紫外线是主要热量来源
空气运动
平流层上部热下部冷,大气稳定,以水平运动为主,天气晴朗,有利于航空飞机飞行
臭氧层
集中于15~35千米的气层中
(3)高层大气。
①范围:平流层顶以上的大气。
②特点:高层大气气压很低,密度很小。
③电离层:在60~500千米的高空,有若干电离层。电离层能反射无线电波,对远距离无线电通信有重要作用。
探究一 低层大气是由哪些成分组成的?与人类活动有何关系?
“亚马孙森林火灾”入选中国气象局“2019年国外十大天气气候事件”。2019年8月,亚马孙地区森林大火多发且持续燃烧,过火面积超过100万公顷。科学家发现,亚马孙森林的熊熊大火已在地球大气层上留下了深刻的痕迹,严重影响了大气质量。火灾烧毁的森林释放出大量的二氧化碳和许多其他污染物,改变了大气成分。科学家通过卫星搭载最先进的对流层监测仪器分析后得知,火灾区域大气中含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等,这些是影响人体健康的有害物质。
问题探究:
(1)说出正常情况下,亚马孙地区低层大气的主要组成。
提示:水汽、杂质、干洁空气。
(2)亚马孙地区森林火灾对当地大气成分的改变有哪些?
提示:二氧化碳浓度增加;含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等。
(3)说明亚马孙地区森林火灾改变大气成分,可能对人类造成的不利影响。
提示:二氧化碳浓度增加,会使大气保温作用增强,甚至导致全球变暖,引发全球自然环境变化。大气中污染性气体增加,危害人体健康,影响人们的生产生活。
方法技巧
1.大气主要成分及其对大气环境的影响
2.人类活动对大气成分的影响
探究二 大气各层的特点是什么?与人类活动有何关系?
2022年12月7日9时15分,快舟十一号遥二运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功发射升空,将交通VDES试验星顺利送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
问题探究:
(1)我国酒泉卫星发射中心所在地区的对流层厚度相对于我国东部地区来说是较厚还是较薄?为什么?
提示:较薄。因为酒泉卫星发射中心位于我国的河西走廊,海拔较高,气温较低。
(2)快舟十一号遥二运载火箭发射升空刚离开地面时,其所经历的气温变化特点是什么?
提示:火箭发射升空刚离开地面时,位于对流层中,其所经历的气温随高度升高而递减。
(3)成功发射的交通VDES试验星,在轨运行时所在的大气层有何特点?对人类生活有什么影响?
提示:交通VDES试验星在轨运行时所在的大气层为高层大气,空气密度很小,有若干电离层。电离层能反射无线电波,对远距离无线电通信有重要作用。
方法技巧
1.大气的垂直分层
2.逆温现象
(1)气温垂直递减率的变化
正常情况下,海拔每升高100米,气温约下降0.6 ℃,但在不同的地点和不同的时间,可能会小于0.6 ℃或者大于0.6 ℃,如下图表现为曲线变陡或变缓。在①情况下,大气对流运动强烈;在②情况下,大气的对流运动弱,大气比较稳定。
(2)逆温现象
①逆温的概念
一般情况下,对流层温度上冷下暖。但在一定条件下,对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象,这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。
②逆温的类型
逆温主要包括辐射逆温、平流逆温、地形逆温、锋面逆温。
③辐射逆温的形成及消失过程图解
④逆温的影响
如图是“干洁空气成分的体积分数(25千米以下)图”。读图,完成1~2题。
1.干洁空气中体积约占21%的是( )
A.二氧化碳 B.氮气
C.氧气 D.稀有气体
2.干洁空气中有极少的二氧化碳和臭氧,下列关于两者的叙述,正确的有( )
①二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料 ②二氧化碳参与有机物的燃烧、腐败和分解过程 ③臭氧能吸收太阳光中的紫外线 ④低纬地区易出现“臭氧空洞”现象
A.①② B.③④
C.①③ D.②③
1.C 2.C 第1题,根据所学知识可知,空气的成分按体积计算,大约是氮气占78%、氧气占21%、其他气体占1%。故选C。第2题,二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,①正确;氧气参与有机物的燃烧、腐败和分解过程,②错误;臭氧能吸收太阳光中的紫外线,③正确;高纬地区易出现“臭氧空洞”现象,④错误。故选C。
下图为“大气垂直分层示意图”。读图,完成3~4题。
3.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
4.我国发射的“神舟号”飞船运行轨道所在的大气层( )
A.气温在-50 ℃~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 ℃
3.B 4.C 第3题,读图可知,①曲线所示对流层的气温变化过于剧烈,最低温度过低,排除①;对流层气温随高度增加而递减,排除④;平流层气温随高度增加而上升,排除③;高层大气的底层气温随高度增加而降低,上层气温随高度增加而升高,②正确。第4题,“神舟号”飞船的运行轨道在高层大气,高层大气气温约在-80~0 ℃之间;气温随高度增加先降低后升高。
逆温是大气温度随高度增加而升高或随高度增加气温降低的幅度小于垂直递减率的现象,辐射逆温是由于地面强烈辐射冷却而形成的逆温。下图是“某地某日(晴天)不同时刻气温随高度变化图”。读图,回答5~6题。
5.按照辐射逆温的生消过程排序是( )
A.②①④③ B.②④①③
C.③①④② D.③④①②
6.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
5.B 6.C 第5题,读图可知,②④近地面气温随高度增加而升高,即出现逆温层,②发生的逆温高度比④要低,说明②为出现逆温,④为逆温层加厚,①的逆温出现在高空,表示逆温层逐渐消失,近地面开始出现正常温度变化,③是气温恢复正常。所以按照辐射逆温的生消过程排序是②④①③,B正确。第6题,出现逆温现象,空气对流运动减弱,不利于污染物的扩散。①②④图中均出现了逆温,不利于大气污染物的扩散。③图中气温随着海拔的升高而降低,大气的对流运动显著,最有利于大气污染物的扩散,C正确。
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