2.1大气的组成和垂直分层课件2025-2026学年高中地理人教版必修一

该高中地理课件围绕“大气的组成和垂直分层”，系统讲解大气成分及作用、垂直分层特点与人类关系、人类活动对大气的影响，通过神舟十六号发射等时事导入，以问题链衔接知识点，借助图表、案例分析和活动探究搭建学习支架。 其亮点在于时事融合与案例教学，如结合神舟十六号升空过程分析大气分层培养综合思维，通过二氧化碳变化和臭氧层破坏案例强化人地协调观，高原训练基地含氧量探究提升地理实践力。采用问题驱动和表格对比小结，学生易理解，教师教学素材丰富。

追寻神舟 共筑星河梦 ——大气的组成和垂直分层 课程标准 运用图表等资料，说明大气组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。 1.运用图表等资料，能够说明大气的组成成分及对地球的影响； 2.人类活动对大气成分的影响； 3.大气的垂直分层、特点，并举例说明其对生产生活的影响。 学习目标 对比左右两图，思考宇航员在空间站内为什么不带氧气面罩？ 思考 插入神舟十六宇航员穿宇航服的照片和在空间站的照片 4 问1：在天宫空间站里面，为保证宇航员身体健康，会模拟地球大气造出人造空气，请说出它的成分。 一、大气的组成 低层大气（25KM以下）=干洁空气+水汽、杂质 干洁空气成分的体积分数（25千米以下） 氧气 21% 氮气 78% 其他气体 1% 氩气0.93% 二氧化碳 0.038%（变动） 其他 0.032% 1、干洁空气 低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体 实验视频：测量空气中的成分 5 干洁空气成分的体积分数（25千米以下） 氮气 氧气 其他气体 0.78 0.21 0.01 一、大气的组成 （1）氮气 N2 氮元素是地球上生物体的基本元素 （3）二氧化碳 CO2 绿色植物进行光合作用的基本原料； 重要的温室气体，吸收地面辐射的能力强，对地面具有保温作用； （4）臭氧O3 臭氧能吸收太阳辐射中的紫外线，使大气增温，减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用。（地球的保护伞） （2）氧气（O2） 人类和其他生物维持生命活动所必需的物质; 1、干洁空气 臭氧层 氨基酸 NH2 R H C COOH 二氧化碳：主要来自火山喷发、动植物的呼吸以及人类活动。 氧气：在航空航天、动物呼吸、燃烧和一切氧化过程（包括有机物腐烂）都消耗氧气，但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。 臭氧：吸收太阳光中的紫外线，使大气增温 一、大气的组成 拓展：氮的作用 根瘤菌：是与豆类作物根部共生形成根瘤并能固氮的细菌 每一秒钟的雷电就能让大气中降下大约2万吨的氮肥。在全球，每年雷电产生的氮肥就有4亿吨。 防腐防氧化的填充剂等用途。 氨基酸 它在生活中是必不可少的，其化合物可用肥料。 一、大气的组成 拓展：臭氧的应用 拓展：氧气的作用 作为净化剂、消毒剂 燃烧和一切氧化过程（包括有机物腐烂）都消耗氧气 氨基酸 它在生活中是必不可少的，其化合物可用肥料。 2、水汽和杂质 （1）水汽 水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。 吸热 凝结放热 一、大气的组成 （2）杂质 大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。 （水汽和杂质的含量因时因地而异） 成云致雨的条件： 饱和的水汽+凝结核+ 空气运动过程中温度降低 火山喷发火山灰进入大气 工业生产释放大量的烟尘 作用 成分 地球生物体的基本元素 人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 调节地面和大气的温度、湿度 水汽的凝结核，成云致雨的必要条件 绿色植物进行光合作用的原料；对地面有保温作用 吸收紫外线，地球生命的保护伞 C F B D E A.二氧化碳 B.水汽 C.臭氧 D.氮 E.氧 F.杂质 A 试一试 一、大气的组成 人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。 优良天气 重污染天气 3.人类活动对大气成分的影响 人类工业生产排放的废气、汽车排放的尾气会造成大气污染； 优良天气 人类活动还对大气产生了哪些影响呢？ 固体杂质过量会导致大气污染 在过去80万年的绝大多数时间里，大气中二氧化碳体积分数的变化相对平缓。然而，从1740年到2011年，短短不到300年时间，二氧化碳体积分数增加40%多（图2.4）二氧化碳体积分数的增加，基本上都来自化石燃料的燃烧和土地利用的变化（主要是毁林）。化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；森林面积的缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。 图2.4 二氧化碳体积分数的变化 P29案例1：大气中二氧化碳含量变化与人类活动 1.读图2.4，描述1740年到2000年，二氧化碳体积分数变化趋势？ 趋势：二氧化碳体积分数持续升高，1960年至2011年增长速度最快 2.二氧化碳体积分数增加的原因有哪些? 化石燃料燃烧(释放二氧化碳） 土地利用的变化（毁林，减少对二氧化碳的吸收） 缓慢增长 加速增长 飞速增长 3.这种变化会对带来哪些影响? 4.主要应对措施有哪些？ 影响：①大量燃烧化石燃料、砍伐森林→气温升高→温室效应增强→全球变暖→冰川融化→海面上升→淹没沿海低地； ②气候异常； ③生态恶化等 措施：①多使用清洁能源 ②提高能源利用技术和效率③植树造林等 P29案例1：大气中二氧化碳含量变化与人类活动 全球合作 保护臭氧层 20世纪80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有大幅度下降，并将这一现象称为“臭氧空洞” “臭氧空洞”的出现，表明臭氧层受到破坏，臭氧含量减少 全球合作 保护臭氧层 原因：冰箱、冰柜的使用向大气中排放氟氯烃化合物。 危害：紫外线危害人体健康（皮肤癌、白内障等）；加剧气候变暖，影响生态环境等 措施： ①限制生产和使用氯氟碳化物等消耗臭氧层的物质； ②积极研制新型制冷系统； 人 类 生 存 环 境 燃烧矿物燃料 毁林 工业生产 生活燃料 各种交通工具 ...... 不合理的人类活动 二氧化碳增加 全球气候变暖 威胁 排放污染物 空气质量下降 氟化物增多 臭氧层空洞 思维总结：环境问题产生的过程 活动探究：大气含氧量对人体的影响 大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学研究发现，适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力。但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡等国家级高原体育训练基地（表2．1）。 表2．1 我国部分高原训练基地的地理坐标 地点 甘肃榆中 青海多巴 云南海埂 河北兴隆 云南呈贡 海拔/m 1996 2366 1888 2118 1906 经度 104°02′E 101°31′E 102°41′E 117°22′E 102°48′E 纬度 35°52′N 36°40′N 25°01′N 40°36′N 24°53′N 1.在中国地图（地图册或教学挂图）上找到表2.1所列的高原训练基地的位置。 活动探究：大气含氧量对人体的影响 1．在中国地图（地图册或教学挂图）上找到表2．1所列的高原训练基地的位置。 河北兴隆 海拔2118米 青海多巴 海拔2366米 甘肃榆中 海拔1996米 云南海埂、呈贡 海拔1888米 活动探究：大气含氧量对人体的影响 （1）埃塞俄比亚、肯尼亚的共同的地形特点。 2.在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。 （2）推测这两国家中长跑运动员成绩优异原因。 地形以高原为主，‌海拔较高。 海拔较高，‌大气稀薄，‌导致大气中的氧气含量相对较低， 有利于激发运动员的运动潜力。 埃塞俄比亚 肯尼亚 活动探究：大气含氧量对人体的影响 3.目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳高度为海拔1800一2400米。 表2.1中所列的高原训练基地的海拔在这个范围内吗？ 参照表2.2推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。 海拔/m 0 1000 2000 3000 4000 含氧量比 100% 89% 78% 70% 61% 高原训练基地都在这个范围内。 适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力。如果在更高海拔处训练，大气含氧量急剧下降，超过了人体耐受力，反而使运动员的整体表现下降，损害运动员身体健康。 2023年5月30日9时31分,神舟十六号载人飞船发射升空并进入预定轨道后,与空间站组合体进行自主快速交会对接。30日16时29分,神舟十六号与天宫空间站完成对接，两个航天员乘组首次实现“太空会师”。 思考2：描述神舟十六号在升空过程中，依次经历的大气垂直分层。两个航天员乘组在“太空会师”时所处的大气层是？ 二、大气的垂直分层 快速阅读课文，回答： （1）大气垂直分层的依据是什么？ （2）通常把大气层分为几层？分别是？ （3）随高度升高，大气密度和气压怎么变化？ 温度、运动状况和密度。 对流层、平流层、高层大气三层。 （神舟十六号在升空过程中，依次经历的大气垂直分层 ） 【知识铺垫】 2000-3000千米 【学习任务】 要求：阅读32-33页，完成下表 分层 高度范围 气温变化 大气运动 与人类的关系 对流层 平流层 高层大气 —— —— 2、温度变化： 气温随高度的升高而递减（上冷下热）， 每上升1000米，气温下降6℃，顶部气温降至-60℃。 4、气流运动： 对流运动显著 5、自然现象： 6、与人类关系： 天气变化复杂，容易成云致雨 人类生活在对流层底部，与人类活动最密切。 对 流 层 1.范围 12㎞ 低纬度：17~18千米； 中纬度：10~12千米； 高纬度：8~9千米 3、物质组成： 整个大气质量的3/4，几乎全部的水汽、杂质大多大气污染物 (一) 对流层 赤道附近是否有雪山？如果有，海拔至少得多高才可能出现终年积雪？（赤道平均气温按25℃计算） 4000多米。 问题1：对流层气温为什么随高度的升高而降低（上冷下热）？对流运动显著的原因是？ 地面是直接热源 上冷下热 不稳定 对流运动显著 冷 热 (一) 对流层 问题2：对流层为什么天气复杂多变？ 对流运动显著 对流层中水汽、杂质多 天气现象复杂多变 近地面大气含有水汽及固体杂质，随着气流上升，气温下降， 水汽易凝结而成云致雨。 (一) 对流层 对流层顶 低纬 中纬 中纬 高纬 高纬 17-18km 热 冷 冷 8-9km 8-9km 10-12km 10-12km 地面温度越高，对流运动越旺盛，对流范围越广。低纬度地区受热多，温度高，对流旺盛，大气上升的高度高，对流层高度就高。故低纬厚，高纬薄 夏季受热较多，冬季受热较少，因此同一地区，夏季对流层高度大于冬季。 问题3：对流层高度为什么因纬度不同而不同？同一地点对流层的高度会随季节变化而变化吗？ (一) 对流层 对 流 层 臭 氧 层 30 平 流 层 1、高度范围： 对流层顶部到50-55千米的高空 2、温度变化： ①气温随高度升高而升高 ②下层大气变化幅度小，在30千米以上，随着高度增加迅速上升。 4、气流运动： 平流运动为主 5、自然现象： 天气晴朗 6、与人类关系： 适合航空飞行 3.物质组成 水汽、杂质含量很少，22-27千米范围内，臭氧含量最大，形成臭氧层（地球生命的保护伞） (二) 平流层 气温随高度升高而升高的原因：由于平流层越往上臭氧含量越多，吸收大量的紫外线，使得大气增温，形成臭氧层,它称为“地球的保护伞”。 平流运动为主的原因：上部热，下部冷，不易形成对流。 水汽，杂质含量少，无云雨现象，能见度高，适合航空飞行。空气稀薄，气温低，必须配备特质宇航服。 问题4：为什么平流层是上热下冷？以平流运动为主？天气晴朗的原因是？ 臭氧吸收紫外线，使大气增温 上热下冷 稳定 平流运动为主 水汽、杂质含量少 天气晴朗， 无云雨，能见度好 热 冷 (二) 平流层 问题5：平流层为什么适合飞机飞行？所有飞机都在平流层飞行吗？ ①空气以平流运动为主，大气稳定； ②水汽杂质含量极少，无云雨现象，能见度高 (二) 平流层 一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了哪几层？ 平流层——对流层——平流层 民航飞机一般在对流层顶部或平流层底部飞行。飞行距离较长的航班通常选择在平流层飞行，而短航线则可能在对流层上部飞行。 对 流 层 对流 运动 臭 氧 层 30 平 流 层 高 层 大 气 1、高度范围： 2、温度变化： 平流层以上到2000-3000千米 随高度的升高先递减后升高 3、自然现象： 在80-120千米，多数流星体会燃烧，形成流星现象 极光 4、与人类关系： 在80～500km高空有电离层，电离层大气在紫外线和宇宙射线的作用下高度电离，能反射无线电波，利于无线通信 (三) 高层大气 下层热量来源于平流层臭氧吸收的紫外线 上层热量来源于氧原子吸收的紫外线 （离地面远，受到引力小，空气密度小） 神舟十六号和天宫空间站会师 垂直分层 高度范围 主要特点 与人类关系 对流层 纬度差异： 低纬17～18km 中纬10～12km 高纬8～9km ①气温： ②运动状况： ③天气现象： ①与人类关系最为密切，人类就生存在对流层底部 ②各种天气现象发生在对流层 平流层 自对流层顶——50～55km ①气温： ②运动状况： ③天气现象： ①臭氧大量吸收太阳紫外线，生命的保护伞 ②气流平稳，有利于高空飞行 高层大气 平流层顶——2000～3000km大气上界 ①气温： ②气压很低，密度很小 ③有电离层（80～500km高空） ④有流星现象（80～120km高空） 电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用 对比小结 随高度的增加而降低 复杂多变 对流为主 随高度的增加而增加 平流为主 晴朗 随高度的增加先降低再增加 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．对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于( ) A．Ⅰ层顶部 B．Ⅱ层底部 C．Ⅱ层中部 D．Ⅲ层 3．2018年4月20日我国发射的“天舟一号”飞船的运行 轨道所在的大气层( ) A．气温在－50 ℃到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 ℃ 读“大气垂直分层示意图”，据此完成下面小题。 B 课堂检测 C D (2025·广州高一检测)雨幡洞云是一种奇特的天气现象(下图)，薄薄的云层出现一个空洞，一缕缕“云丝”似乎从洞中心部分落下，犹如“空中水母”。专家解释，这是由于大气层中存在低于0 ℃而仍然保持液态的过冷液滴，受飞机飞行扰动而产生云洞。据此完成4～5题。 4．雨幡洞云位于大气垂直分层中的(　　) A．平流层 B．对流层 C．中间层 D．逸散层 5．发生雨幡洞云的云层温度较低，是由于(　　) A．距离太阳较远 B．距离地面较远 C．距臭氧层较远 D．距电离层较远 √ √ 解析：根据材料可知，雨幡洞云是云层的一种，云层分布在水汽和尘埃较多、垂直运动明显的对流层，B符合题意。 解析：雨幡洞云现象发生在对流层，对流层的直接热量来源是地面辐射，雨幡洞云的云层温度较低说明距离热量来源较远，故判断距离地面较远，B正确。 (2025·深圳高一月考)翼装飞行是运动员穿戴具有双翼的服装或降落伞从飞机、热气球以及悬崖等高处一跃而下的运动。迄今为止，人类高空下落的极限是从空中39千米下落。2024年9月19日，第十届翼装飞行世界锦标赛精准穿靶决赛在湖南张家界天门山举行。右图为此次翼装飞行比赛过程中的照片。据此完成6～7题。 6．从空中39千米下落时所处的大气圈层和图示此次翼装飞行期间所处的大气圈层分别是(　　) A．平流层　对流层 B．对流层　对流层 C．平流层　臭氧层 D．高层大气　平流层 7．翼装飞行期间，运动员会感觉翼装因湍流(也称气流扰动)而难以控制，造成这种现象的原因是(　　) A．大气中的杂质 B．大气中的逆温 C．大气中的水汽 D．空气的对流 √ √ 拓 展 延 伸 逆温 逆温 含义 ：一般情况下，对流层温度上冷下热，但在一定条件下，对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象或不变化，或实际值高于理论值，气象学上 把这种现象称为“逆温”。 形成原理：因在同一高度上热下冷，空气不对流，发生平流运动或无运动，不遵循气温垂直递减率。 气温随高度 升高而递减 气温 高度 气温随高度 升高而递增 气温 高度 逆温 辐射逆温：这是最为常见的类型，是由于地面辐射强烈冷却而形成，常出现在晴朗无云的夜间、日出前，形成和消失过程如下图所示。 夜间地面迅速降温，离地面愈近降温愈快，形成逆温，黎明达最强 暖空气水平移动到冷的地面上，底层空气受地面影响而迅速降温 山坡上的冷空气沿斜坡下沉到谷底积聚并把较暖的空气抬挤上升 冷暖空气相遇形成锋面，其上方为暖空气，下方为冷空气 暖空气 冷 地 面 较暖空气 逆温的不利影响 ①早晨多雾的天气大多与低空的逆温有密切关系，能见度降低，出行不便，甚至出现交通事故。 ②空气垂直对流受阻，近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。 ③逆温多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。（如果逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利） ①抑制沙尘暴（大风、沙尘、强对流运动）的发生。逆温的出现阻碍了空气对流。 ②有利于飞机的飞行。逆温出现在高空，空气平稳，万里晴空提高了能见度。 ③与其他天气现象一样，逆温可以被当作一种气候资源加以利用。 例如，在我国新疆伊犁河谷，逆温出现在10月至次年3月，长达半年之久，有效地提高了冬季谷地的温度，使多年生果树越冬可以免受冻害等。 逆温的有利影响 下图为某地某时刻对流层气温垂直分布状况示意图。据此完成1～2题。   1．图中逆温层出现在(　　) A．① B．② C．③ D．①和② 2．图中逆温层的大气运动原理和哪一大气层的 运动原理类似(　　) A．平流层 B．对流层 C．高层大气 D．电离层 √ √ 解析：该图为对流层气温垂直分布状况，结合所学知识，正常情况下，对流层温度随高度升高而降低，图中②层气温随高度升高而升高，出现逆温现象，为逆温层，B正确。 下图示意大气逆温层的形成。据此完成3～4题。 3．图示大气逆温层出现的主要原因是(　　) A．地面辐射减弱 B．冷空气潜入暖空气下 C.下沉气流降温 D．近地面大气运动迟缓 4．在逆温层之下易出现雾霾，主要是因为(　　) A．空气对流受到抑制 B．冷空气带来烟雾颗粒 C．山地阻挡冷空气前行 D．城市污染物排放过多 √ √ 巩固练习 下图是某地某日在出现逆温时由空中拍到的景象：高高的 烟囱伸出“云海”，将工业废气烟雾排放在茫茫“云海”之上。完成下面小题。 5．下列图中最容易出现此景象的是（ ） A. B. C. D. 5.当大气发生逆温时（ ） A．上部冷下部热，大气比较稳定 B．产生了污染物，影响空气质量 C．污染物净化慢，影响人体健康 D．抑制对流运动，有利成云致雨 √ √ Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.42 $