内容正文:
第一节 大气的组成和垂直分层
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.利用图表等材料,了解并掌握大气的组成和垂直分层等知识。(区域认知)
2.用大气垂直分层的知识,解释生产生活中的温室效应、飞机飞行高度等现象。(综合思维、人地协调观)
任务探究(一) 大气的组成
1.低层大气的组成: 、 和干洁空气。
2.干洁空气的成分和作用
成分
作用
氧气
人类和其他生物维持 所必需的物质
氮气
地球上 的基本元素
二氧化碳
绿色植物进行 的基本原料
臭氧
大量吸收太阳 ,保护地球上的生物
材料一 据英国《每日邮报》网站2024年9月9日报道,一份令人震惊的新报告警告称,由于气候变化,未来20年,极端降雨和炙热气温将变得更加普遍。挪威科学家估计,除非碳排放量下降,否则全球近四分之三的人口将面临剧烈的天气变化。
材料二 如图为1840年以来全球年平均气温变化图和1740年以来大气中二氧化碳体积分数的变化图。
【思考交流】
1.根据材料二,1840年以来全球年平均气温变化的趋势如何?1740年以来大气中二氧化碳体积分数如何变化?二者的变化有什么样的相关性?
2.导致1740年以来大气中二氧化碳体积分数变化的原因有哪些?
人类活动对大气成分的影响
项目
人类活动对大气成分的影响
二氧化碳排放增加
大量燃烧化石燃料、毁林等,使大气中二氧化碳浓度升高,加剧温室效应,导致全球变暖
臭氧变化
大量使用制冷设备,释放氟氯烃等物质,破坏平流层臭氧,形成臭氧层空洞,影响对紫外线的阻挡作用
氮氧化物增多
机动车尾气、工业生产排放氮氧化物,会造成酸雨、光化学烟雾等环境问题,还影响大气化学平衡
颗粒物增多
如工业扬尘、建筑施工等产生的颗粒物,影响空气质量、能见度,也会对气候产生一定影响
(教材P28第二段)大气是多种气体的混合物,各成分保持相对稳定。不同的大气成分,作用不同。据此完成1~2题。
1.近地面大气中,是天气变化重要角色的大气成分是( )
A.氮和氧 B.水汽和杂质
C.水汽和氧 D.二氧化碳和氮
2.当今,导致大气成分比例发生不合理变化的人为因素有( )
①燃烧煤、石油等矿物燃料
②大量制冷设备的使用
③大量植树造林
④兴修水库
A.①② B.①③
C.②④ D.③④
低层大气的组成成分为三部分:干洁空气、水汽和杂质,其中干洁空气的主要成分是氮气和氧气。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。据此完成3~4题。
3.近些年来,随着霾天气现象出现频率越来越高,导致空气质量逐渐恶化。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.固体杂质含量 D.有害气体成分
4.下列现象主要与大气成分中硫氧化物多少相关的是( )
A.全球变暖 B.旱灾频发
C.臭氧层变薄 D.酸雨加重
任务探究(二) 大气的垂直分层
1.对流层
(1)位置:是大气圈的最底层。低纬度地区为 千米,高纬度地区仅为 千米。
(2)主要特征
主要特征
成因
气温随高度的升高而
热量来自地面辐射
大气 运动显著
上部冷,下部热
天气现象复杂多变
集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质
(3)与人类活动的关系:人类生活在对流层的底部。
教材P31图2.5导学点拨:对流层高度的影响因素有纬度、季节、天气和下垫面等,地表温度越高,对流层高度越高。
2.平流层
(1)位置:自对流层顶部至50—55千米高空。
(2)组成:在22—27千米范围内,臭氧含量达到最大值,形成 。
(3)主要特征(将平流层特征及成因连线)
(4)与人类活动的关系:适合航空飞行。
3.高层大气
(1)位置:平流层以上的大气。
(2)主要特征
要素
主要特征
气
温
下层
没有臭氧吸收紫外线,气温会下降
上层
大气吸收更短波长的太阳紫外线,温度持续
密度
很小,在2 000—3 000千米的高空,大气密度与星际空间密度非常接近
电离层
高度电离,能反射无线电波
(3)与人类活动的关系:电离层能反射 ,对无线电通信有重要作用。
中国空间站“天宫”的轨道高度为340—450 km,空间站每90分钟左右即可绕地球运行一圈。2024年4月30日,载有三名航天员的神舟十七号载人飞船返回舱成功降落在东风着陆场。如图示意神舟十七号载人飞船返回的主要阶段。
【思考交流】
1.指出神舟十七号载人飞船返回时依次经过的大气层。
2.说出神舟十七号载人飞船在④点位时所在大气层的主要特点。
3.简述神舟十七号载人飞船从距地面50 km到地面时大气密度、气压、气温的变化,并指出近地面大气热量的主要来源。
大气的垂直分层
大气分层
对流层
平流层
高层大气
高度
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
自对流层顶部至50—55千米高空
平流层以上的大气
气温
垂直
变化
规律
气温随高度升高而递减,每升高100米,气温降低约0.6 ℃
下层气温随高度变化很小,30千米以上气温随高度增加而迅速上升
起初气温随高度增加而递减,后随高度增加而上升
原因
地面辐射是对流层大气主要的、直接的热源,气温随高度升高而递减
该层靠臭氧大量吸收太阳紫外线而增温
高空有氧原子等吸收太阳辐射
空气运动
对流运动显著
平流运动为主
自下而上先对流后平流
大气分层
对流层
平流层
高层大气
天气现象
复杂多变
天气晴朗
稳定少变
与人类的关系
人类生活在对流层底部,对流层与人类关系最密切
臭氧层大量吸收紫外线,被称为“地球生命的保护伞”;大气稳定,适合航空飞行
存在若干电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用
(教材P31第一段和图2.5)如图为某地大气垂直分层示意图。据此完成1~2题。
1.该地最有可能位于( )
A.低纬 B.中纬
C.高纬 D.极地
2.最适合飞机飞行的大气层是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
2023年5月10日21时22分,搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空,发射取得圆满成功,并于11日5时16分成功对接于空间站天和核心舱后向端口。中国空间站运行在高度340千米至450千米的近圆轨道。据此完成3~4题。
3.天舟六号货运飞船自地面至50千米高空飞行过程中,气温变化是( )
A.一直降低 B.一直升高
C.先降后升 D.先升后降
4.中国空间站运行时所在的大气层( )
A.天气变化剧烈 B.臭氧含量最大
C.氮氨气比重最多 D.可能为电离状态
课堂小结
提示:完成课后作业 第二章 第一节
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第二章 地球上的大气
第一节 大气的组成和垂直分层
任务探究(一)
命题探究
思考交流
1.提示:年平均气温波动上升(或波动变化,总的趋势是在变暖)。二氧化碳体积分数不断增加(或呈增长趋势)。二者变化呈正相关。
2.提示:人类大量使用化石燃料,释放到大气中的二氧化碳增加;人类乱砍滥伐,森林面积减少,导致森林对二氧化碳吸收减少,大气中二氧化碳增加。
应用落实
1.B 2.A 第1题,结合所学知识可知,水汽和杂质是成云致雨的必要条件,可促使天气发生变化;氮、氧、二氧化碳等气体不是成云致雨的必要条件。故选B。第2题,当今在人为作用下,二氧化碳比例增加,臭氧减少。导致大气成分比例发生不合理变化,加剧了全球气候变暖和臭氧层空洞。二氧化碳的增加是大量燃烧煤、石油等矿物燃料导致的,臭氧减少是大量使用制冷设备如空调、电冰箱等导致的,①②正确;植树造林和兴修水库有利于大气成分向良性方向变化,③④错误。故选A。
3.C 4.D 第3题,霾也称阴霾、灰霾,是指原因不明的大量烟、尘等微粒悬浮而形成的大气浑浊现象。霾的核心物质是空气中悬浮的灰尘颗粒,故霾改变了大气成分中的固体杂质含量,C正确,A、B、D错误。第4题,大气成分中的硫氧化物是酸雨形成的主要物质,D正确;全球变暖与二氧化碳等温室气体有关,A错误;旱灾、臭氧层与硫氧化物无关,B、C错误。
任务探究(二)
命题探究
思考交流
1.提示:神舟十七号载人飞船自距地340—450千米高空返回地面,先后经历了高层大气、平流层、对流层。
2.提示:对流层大气温度随高度升高而递减;对流运动显著;有复杂的天气变化。
3.提示:大气密度增大、气压增加、气温先降后增。地面辐射是近地面大气主要的、直接的热源。
应用落实
1.B 2.C 第1题,根据所学知识,对流层高度,在低纬度地区为17—18 km,在中纬度地区为10—12 km,在高纬度地区为8—9 km,图中丁为对流层,高度约12 km,因此该地位于中纬度地区。故选B。第2题,平流层最适合飞机飞行,图中丁为对流层,丙为平流层,甲、乙为高层大气。故选C。
3.C 4.D 第3题,天舟六号货运飞船从地面到50千米高空飞行过程中,先经对流层,气温随着高度升高而递减,后经平流层,气温随高度升高而升高,故气温变化是先降后升,C正确,A、B、D错误。第4题,从材料中可知,中国空间站位于340—450千米高空,位于地球大气的高层大气。天气变化剧烈的是对流层,A错误;臭氧含量最多的是平流层,B错误;低层大气主要成分是氮气,C错误;高层大气中80—500千米的高空,有若干电离层,电离层大气处于高度电离状态,D正确。
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