内容正文:
第二章 自然地理要素及现象
第二节 大气的组成和垂直分层
课标要求
运用图表等资料,说明大气的组成及垂直分层,及其与生产生活的联系。
教学目标
运用图表,说明大气的成分。
结合实例,分析不同大气成分对人类活动的影响,以及人类活动对大气成分的影响。
结合图表,说明大气的垂直分层特点,以及对生产生活的影响。
一、大气的组成
1.大气组成
干洁空气
固体杂质(凝结核,成云致雨的必要条件)
水汽(影响天气变化的重要因素,产生云雨雾雪等天气现象)
大气是由干洁空气、固体杂质和水汽组成的混合物。
2.干洁空气的组成
(1)主要成分: (78%)、氧气(21%)。
(2)次要成分:氩气、 、甲烷和臭氧等。
氮气
二氧化碳
3.主要组成物质的作用
大气成分 作用 备注
氮气 大气中含量最多。氮元素是生物体内 和很多化学物质的组成部分,是生物体健康生长必不可少的元素
氧气 是众多生物 必需的物质
二氧化碳 绿色植物进行 的重要原料,是一种温室气体,对地面具有 作用 主要来源:火山喷发、动植物的呼吸和人类活动
臭氧 吸收太阳辐射中的 ,对生物具有保护作用 浓度最高的区域距离地面20-25千米,称为臭氧层
水汽 含量随时间和地点的不同而变化。是影响 的重要因素 含量因时因地而异,低纬>高纬,夏>冬
固体杂质 作为凝结核,成云致雨的必要条件 含量因时因地而异,陆>海,城>乡,冬>夏
大气中的临时成分 由于自然和人为原因,大气中增加了许多新的组成成分,主要包括 和污染气体,对人类产生危害
蛋白质
生命活动
光合作用
保温
紫外线
天气变化
气溶胶
探究1:二氧化碳的空间分布特征
1.热带雨林地区的二氧化碳含量有何特点?主要原因是什么?
特点:含量较低
成因:植被覆盖率高,光合作用吸收的二氧化碳较多。
2.二氧化碳含量较高的地区在哪里?主要原因是什么?
地区:北半球中、低纬度地区
原因:人类活动密集,二氧化碳排放量大,植被破坏严重。
变化:
呈现上升趋势,增速加快
原因:
燃烧化石能源、破坏植被
影响:
气候变暖,海平面上升等
探究2:二氧化碳含量的时间变化
1740年到2011年,短短不到300年的时间里,二氧化碳体积分数变化趋势如何?导致其变化的原因是什么?会造成什么影响?
4.人类活动对大气的影响
如今的大气成分是地球长期演化的结果,短期内不会有明显的变化,但人类活动排放的污染物会影响大气的成分和含量,产生大气污染。
影响 成因(人类活动)
臭氧空洞 冰箱、冰柜的使用,释放大量的氟氯烃化合物,破坏臭氧层
酸雨 大量燃烧含硫量高的煤及机动车尾气排放
大气污染 工业废气、汽车尾气排放
极地冰川融化 大量燃烧化石燃料和过度伐木→二氧化碳增多→气温升高→温室效应→全球变暖→极地冰川融化→海平面上升→淹没沿海低地
练习1:大气成分
1.下列不属于干洁空气组成成分的是( )
A.氮气 B.氧气 C.二氧化碳 D.水汽
2.关于大气组成成分及其作用的叙述,正确的是( )
①二氧化碳对地面有保温作用
②干洁空气的主要成分是氧气和氢气
③水汽和杂质集中在高层大气
④臭氧能大量吸收太阳紫外线
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
D
c
在对流层中,大气的组成并不是固定不变的。据此,回答3-4题。
3.大气中含量虽很少,却是天气变化重要角色的物质是( )
A.二氧化碳和臭氧 B.氩和氖 C.水汽和杂质 D.氮和氧
4.由于人类活动造成的大气污染,已导致大气中一些成分比例发生明显变化,表现在( )
A.臭氧增多 B.氧气增多 C.水汽增多 D.二氧化碳含量增加
C
D
对流层
平流层
高层大气
宇宙空间
二、大气的垂直分层
温度(℃)
高度
(km)
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
平流层
高
层
大
气
二、大气的垂直分层
1.大气垂直分层的依据
大气在垂直方向上的物理性质(大气温度、大气密度)和运动状况
2.大气层各层特征比较
分层 高度 主要特点 特点成因 与人类的关系
A层 低纬:
17-18km中纬:
10-12km
高纬:
8-9km 气温随高度的增加而_____ 是对流层大气的直接热源 人类生活在对流层底部,与人类关系最密切
空气 运动显著 该层大气上部 ,下部___
天气现象复杂多变 几乎全部的水汽、杂质都集中在该层,对流运动易成云致雨
B层 从对流层顶到50-55km 气温随高度增高而______ 该层中的 吸收太阳紫外线 人类生存环境的天然屏障;利于航空飞行
以水平运动为主 该层上部 下部 ,大气稳定
天气晴朗 水汽、杂质少,大气平稳
C层 从平流层顶到3000km 大气密度极小 距地面远,受地球引力小 反射无线电波,利于通讯
气温随高度升高先降后升
地面
降低
对流
冷
热
升高
臭氧
热
冷
(1)逆温现象:正常情况下,对流层的气温随高度增加而递减,且海拔每升高100 m,气温约下降0.6 ℃。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,或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率,这种现象我们称之为“逆温”。如图所示。
知识拓展
逆温及危害
(2)危害
①加剧大气污染。由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康。
②出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,它使能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至导致交通事故。
③对航空造成影响。“逆温”多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便。
如果出现在高空,则对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为主,飞行中不会有较大的颠簸。
知识拓展
逆温及危害
读地球大气中臭氧浓度垂直分布图,完成1~2题。
1.臭氧主要分布于 ( )
A.对流层 B.平流层
C.高层大气 D.外层大气
2.近几十年来,局部地区的臭氧浓度逐年下降,该现象造成的主要影响是 ( )
A.大气反射作用增强 B.地面辐射减弱
C.到达地面的紫外线增多 D.大气逆辐射增强
练习2:大气的垂直分层
第1题,结合所学知识可知,臭氧分布在平流层。故答案选B项。
第2题,臭氧能强烈吸收紫外线,如果臭氧的浓度降低,会导致到达地面的紫外线增多,故答案选C项。
B
C
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.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
5.2017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 ℃
下图为“大气垂直分层示意图”。读图回答3-5题。
B
D
C
读大气垂直分层示意图,完成下题。
6.下列关于B层的叙述,错误的是 ( )
A.气温随着海拔的增高而升高 B.大气运动以水平运动为主
C.靠臭氧吸收紫外线而增温 D.能反射无线电短波
根据图示,A层为对流层,B层为平流层,C层为高层大气。平流层中的臭氧吸收太阳紫外线,紫外线分布在平流层的上部,因此平流层气温随着海拔的升高而升高,A、C对;平流层大气由于温度随海拔升高而升高,因此大气运动以水平运动为主,B对;在地球大气层中,电离层能反射无线电短波,平流层不能,故D不对,符合题意。
D
7.小明在“朋友圈”写道:“终于开启了我的莫斯科之旅……从北京起飞一个小时后,平稳飞行在万米高空,舷窗外是湛蓝的天空,机翼下是翻腾的云海……”“翻腾的云海”所在大气层的描述正确的是 ( )
A.大气对流运动显著 B.飞机通常在此大气层飞行
C.能大量吸收紫外线 D.大气处于高度电离状态
根据题意可以看出,飞机飞行在平流层,飞机下面的大气层是对流层。在对流层气温随海拔升高气温降低,大气对流运动显著,A对;对流层天气多变,因此飞机通常不在此大气层飞行,B不对;能大量吸收紫外线的是臭氧,臭氧分布在平流层,C不对;大气处于高度电离状态的在电离层,分布在高层大气,D不对。
A
8.读大气的垂直分层示意图,回答下列问题。
(1)A层的气温垂直变化规律是________________________。
(2)B是________层,该层有被称为“地球生命保护伞”的________层。
(3)云、雨、雾、雪等天气现象多发生在______层,对无线电通信有重要作用的是______层。(填字母)
(4)在A、B、C三层中,与人类关系最密切的是________层;现代飞机多在________层飞行。(填字母)
随高度的增加而降低
平流
臭氧
A
C
A
B
9.读下图,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___________________。
(2)A层大气热量直接来自______,该层大气天气现象复杂多变的原因是:
①______________________________________;②_______________________。
(3)补绘B层气温变化曲线。该层22~27 km 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。
(4)A—B—C大气密度变化的趋势是_________________________________。
(5)某飞机起飞时,机场风雨交加,飞机起飞后,迅速爬升。结合所学知识,解释原因。
中
对流层厚度为12 km
地面辐射
该层集中了大气中几乎全部的水汽和杂质
大气对流运动显著
臭氧
臭氧
逐渐变小
平流层水汽和杂质少,天气晴朗,大气平稳,有利于航空飞行,飞机升至平流层比较安全。
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