3.1大气的组成与垂直分层 导学案 2025-2026学年高一上学期地理湘教版必修1

大气的组成与垂直分层 学案 【教学目标】 综合思维：能够从干洁空气、水汽、杂质的组成角度，分析大气成分对生命、气候、天气的影响。能够根据气温垂直变化规律，将大气自下而上划分为对流层、平流层、高层大气，并解释各层特征与人类活动的关系。 区域认知：能够说出全球对流层平均高度随纬度和季节变化的规律。能够结合不同大气层的特点，说明航空飞行、无线电通信、极光等现象发生的区域。 地理实践力：能够绘制气温垂直变化曲线图，标注各层名称及关键温度点。能够通过简易实验或数据观测，解释对流层气温随高度递减的原因。 人地协调观：理解人类活动对大气成分和臭氧层的破坏，形成环保意识。认识逆温对城市空气质量的不利影响，树立科学防治大气污染的观念。 一、任务一：构建大气分层模型 低层大气主要由 __________ 空气、__________ 和 __________ 三部分组成。干洁空气中体积分数最大的是 ______（约占%），其次是 ______（约占%）。 大气中 __________ 和 __________ 是成云致雨的必要条件，它们主要来自 __________ 蒸发和植物 __________ 作用。 根据大气 __________ 的垂直变化，可将大气自下而上划分为 __________ 层、__________ 层和 __________ 大气。 对流层气温随高度增加而 __________，平均递减率为每升高100米气温下降 __________ ℃。 平流层气温随高度增加而 __________，因为该层中 __________ 层吸收了大量 __________ 辐射。 臭氧层主要分布在 __________ 层中，能够吸收 __________，保护地球生命。 高层大气中的 __________ 层（电离层）能反射 __________ 波，对无线电通信具有重要意义。 大气逆温是指气温随高度增加而 __________（升高/降低）的现象，逆温层阻碍空气的 __________ 运动，容易加剧 __________ 污染。 二、任务二：臭氧空洞——全球环境问题 《蒙特利尔议定书》的国际行动。 臭氧层主要分布在 __________ 层，其主要功能是吸收 __________（紫外线/红外线），保护地表生物免受伤害。 臭氧空洞的形成与人类排放 __________（气体名称）密切相关，这种气体曾广泛用于 __________（空调/汽车尾气）、发胶等。 臭氧空洞最严重的地区是 __________（南极/北极/赤道）上空，每年 __________（春/夏/秋/冬）季最为明显。 国际社会通过签订《__________ 议定书》逐步淘汰消耗臭氧层物质，目前臭氧层正在 __________（恢复/继续恶化）。 人地协调观填空：该案例启示我们，人类活动可以 __________（改善/破坏）全球大气环境，环境问题是 __________（局部/全球）性的，需要国际合作。 三、任务三：为什么对流层气温下热上冷？ 材料：长方形透明水槽、红墨水（热水）、蓝墨水（冷水）、冰块、热源（加热器或热水袋）。 步骤： 在水槽左侧倒入红色热水（模拟近地面热空气），右侧倒入蓝色冷水（模拟高空冷空气）。 抽开隔板，观察红蓝水的运动方向。 实验观察到：红色热水向 __________（上/下）运动，蓝色冷水向 __________（上/下）运动，形成 __________ 环流。 该实验模拟了大气的 __________（对流/平流）运动。在对流层，地面是 （直接/间接）热源，因此 __________ 处空气受热膨胀上升， 处空气冷却收缩下沉。 对流运动的直接结果是导致对流层内热量 __________（向上/向下）传递，同时产生复杂的 __________ 现象。 推理填空：如果地面温度很低（如冬季夜晚），而近地面空气更冷，高空反而较暖，就会形成 __________（正常/逆温）现象，此时空气对流运动 __________（增强/减弱）。 四、课堂总结 大气的组成 低层大气由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。 干洁空气：氮气（78.08%）和氧气（20.95%）占绝对优势。二氧化碳、臭氧、氩气等含量虽少，但作用重要——CO₂吸收地面长波辐射，产生温室效应；O₃吸收紫外线，保护生命。 水汽：主要来自海洋和陆地水体的蒸发、植物蒸腾。水汽是成云致雨的基本条件，同时能吸收和释放热量，调节气候。 杂质：包括尘埃、烟尘、盐粒等，作为凝结核，参与云雾和降水的形成，也会影响大气透明度。 大气的垂直分层 依据气温垂直变化，大气自下而上分为三层： 对流层 范围：下界为地面，上界高度随纬度和季节变化（低纬17~18 km，中纬10~12 km，高纬8~9 km；夏季高于冬季）。 气温变化：随高度增加而递减，每升高100米气温约下降0.6℃。 特点：空气对流运动显著，天气现象复杂多变（云、雨、雪等）。该层集中了大气总质量的3/4和水汽的绝大部分。 平流层 范围：对流层顶至约50~55 km。 气温变化：随高度增加而升高，因为臭氧层吸收太阳紫外线。 特点：空气以水平运动为主，水汽和杂质极少，天气晴朗，适合航空飞行。臭氧层位于此处，保护地球生物。 高层大气 范围：平流层顶以上到大气上界（约2000~3000 km）。 气温变化：先随高度降低（中间层），再随高度剧烈升高（热层）。 特点：存在电离层（约80~500 km），能反射无线电波，实现远距离通信。出现极光、流星等现象。空气极其稀薄，人造卫星在此运行。 逆温现象 逆温是指气温随高度增加而升高（或递减率小于0.6℃/100m）的现象，即“下冷上热”。 形成原因：辐射逆温（晴朗夜晚地面冷却）、平流逆温（暖空气流经冷地面）、下沉逆温（高压区下沉增温）、地形逆温（冷空气在盆地聚集）。 危害：逆温层稳定，抑制空气对流，使近地面污染物和水汽难以扩散，加剧雾霾天气。 解除：日出后地面增温，逆温逐渐消失。 五、【课后训练】（每题2分） 2025年10月31日23时44分，我国在酒泉卫星发射中心成功发射神舟二十一号载人飞船，飞船进入绕地飞行的预定轨道，与中国空间站完成对接。下图示意酒泉卫星发射中心位置。据此完成下面小题。 1．神舟二十一号飞船进入预定轨道正常运行时，其所属的最低级天体系统是（   ） A．地月系 B．太阳系 C．银河系 D．总星系 2．运载火箭升空过程中，穿越大气层的特点是（   ） A．平流层——气温随高度升高而降低，适合飞机飞行 B．对流层——气温随高度升高而降低，臭氧分布集中 C．平流层——气温随高度升高而升高，存在着电离层 D．对流层——气温随高度升高而降低，天气复杂多变 3．结合图示信息，分析酒泉年太阳辐射总量较兰州丰富的主要原因是（   ） A．纬度较低，正午太阳高度大 B．海拔更高，大气透光性能好 C．气候干旱，晴天多云量更少 D．距海较近，水汽输送影响大 地球上的大气从地面到高空共划分为三层，每层所含的成分也不完全相同，其中臭氧、水汽和杂质分布在不同的大气层中，均对人类产生重大影响。2020年国产大飞机C919在一次测试飞行中，巡航高度达到8km。在此期间，飞机客舱内始终维持在与近地面温度、气压接近的相对恒定状态，机上人员安全舒适。下图是大气垂直分层示意图，据此完成下面小题。 4．国产大飞机C919在巡航时，飞机空调系统在将外界新鲜空气注入客舱前，需对这部分空气进行（   ） ①冷却  ②加热  ③减压  ④增压 A．②③ B．①④ C．②④ D．①③ 5．臭氧层所在的大气垂直分层（   ） A．大气以平流运动为主 B．气温随高度升高而先降低后升高 C．天气现象复杂多变 D．密度随高度升高而升高 6．图中M数值的大小主要取决于大气的（   ） A．水汽含量 B．温度 C．密度 D．压强 暑假期间，家住宁夏回族自治区银川市的小马同学和父母坐飞机到云南省香格里拉市旅游，飞机从银川机场起飞后，在距地面14千米的高度平稳飞行。据此完成下面小题。 7．飞机平稳飞行时位于（   ） A．对流层 B．平流层 C．臭氧层 D．高层大气 8．飞机从银川机场起飞，爬升至14千米高度的过程中，机舱外的气温（   ） A．先升高，后降低 B．持续降低 C．先降低，后升高 D．持续升高 六、课后反思 听完本节课你的收获有哪些： 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $