2.1 大气的组成和垂直分层 课件 2026-2027学年高一上学期地理人教版必修第一册

该高中地理课件围绕“大气的组成和垂直分层”展开，涵盖低层大气组成、干洁空气成分及作用、大气垂直分层与逆温现象等核心内容。课堂导入通过登山运动员氧气罐、鲍姆加特纳高空跳伞等案例设问，引导学生从生活现象切入，逐步探究大气成分差异与分层特征，构建从现象到原理的学习支架。 其亮点在于融合人地协调观（如二氧化碳变化与全球变暖、臭氧层保护国际合作）、综合思维（海拔与含氧量关系图表分析）和地理实践力（高原训练基地位置与含氧量探究活动）。采用案例导入、图表数据解读及活动探究等学科特色教学方法，小结清晰梳理知识脉络，课堂检测巩固重难点。这不仅帮助学生系统掌握知识、提升地理思维能力，也为教师提供丰富教学素材，有效提高课堂效率。

大气的组成和垂直分层 第二章 地球上的大气 人民教育出版社 地理必修第一册 地球不同于其他行星的特征之一，是具有适宜生物生存的大气 包围着地球的厚厚的大气，是生物乃至地球的保护层 人类活动可能导致大气中某些成分及其含量发生变化，并影响自然环境和人类自身 大气运动是地球上热量传输和水汽输送的重要途径，也是各种天气变化和气候形成的基础 十年磨一件 范国雄（新浪微博：@爱弄PPT的老范） 高中地理课件/第三代 电话：15986495527 QQ：1476360113 人民教育出版社 地理必修第一册 为什么登山运动员要背上重重的氧气罐呢？ 2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空。约3小时后，他上升至39千米高空。随后，他从那里跳下，4分钟后才打开降落伞，成为第一个自由落体速度超音速的人。他配备的特制宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充加压氧气；头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。 39千米高空大气与地面大气有哪些不同？鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服？ 十年磨一件 范国雄（新浪微博：@爱弄PPT的老范） 高中地理课件/第三代 电话：15986495527 QQ：1476360113 大气的组成 干洁空气 水汽 杂质 低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体 含量很少且不固定，随时间、空间及气象条件而变化 含量不定，随时间、空间和天气条件而变化 干洁空气 21% 78% 干洁空气成分的体积分数（25千米以下） 对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用 二氧化碳 CO2：植物光合作用的基本原料 ；吸收地面辐射的能力强，使气温升高 氧气 O2 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 氮气—N2 氮是地球上生物体的基本元素 78% 21% 0.038% 氮气 78% 氧气 21% 氩气 0.93% 二氧化碳 0.038%（变动） 其它 0.032% 臭氧—O3：能吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用 7 体积比 氮 氧 其他 78 21 1 水汽和杂质 含量很少，却在天气变化中扮演重要角色 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 大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件 降水的三个条件 水汽 充足 变冷 有凝 结核 8 大气的组成及作用 大气组成 主要作用 干洁 空气 主要成分 N2 生物体的基本元素 O2 维持生物活动的必要物质 微量成分 CO2 植物光合作用的原料、对地面保温 O3 吸收紫外线，使地球上的生物 免遭过量紫外线的伤害 水汽 成云致雨的必要条件、对地面保温 杂质 成云致雨的必要条件 9 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。 10 人类工业生产排放的废气、汽车排放的尾气等会造成大气污染 大气中二氧化碳含量的变化与人类活动 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年的时间里，二氧化碳体积分数增加了40%多。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）。化石燃料燃烧，会释放二氧化碳；森林面积缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。 案例 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怎么样？是什么原因产生的变化呢？造成什么影响？ 变化趋势 呈现上升趋势，增加速度加快 原因 化石燃料燃烧（释放大量二氧化碳） 土地利用的变化（毁林，减少森林吸收二氧化碳的量） 影响 全球气候变暖 思考 13 大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学研究发现，适当的缺氧环境有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。 了解大气含氧量减少对人体产生的影响 榆中 多巴 海埂 兴隆 呈贡 海拔/m 1996 2366 1888 2118 1906 经度 104°02′E 103°31′E 102°41′E 117°22′E 102°48′E 纬度 35°52′N 35°52′N 25°01′N 40°36′N 24°53′N 活动 14 活动 1.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。在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗？ 埃塞俄比亚和肯尼亚地形均以高原为主，地形平坦开阔。位置如左图所示。 由于大气密度随着海拔增加而减小，所以高原地区的大气密度相对较小，每立方米空气中的氧气分子数较少，人体吸入的氧气量也相对较少。因此，高海拔地区的训练对运动员的身体各项机能要求较高，从而能较平原地区更容易取得优异成绩 活动 2.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。 青海多巴 甘肃榆中 云南海埂、呈贡 河北兴隆 河北兴隆 海拔2118米 含氧量比 100% 89% 78% 70% 61% 海拔/m 0 1000 2000 3000 4000 青海多巴 海拔2366米 含氧量比 100% 89% 78% 70% 61% 海拔/m 0 1000 2000 3000 4000 甘肃榆中 海拔1996米 含氧量比 100% 89% 78% 70% 61% 海拔/m 0 1000 2000 3000 4000 含氧量比 100% 89% 78% 70% 61% 海拔/m 0 1000 2000 3000 4000 云南海埂、呈贡 海拔1888米 活动 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1800-2400米。我国的高原训练基地的海拔在这个范围内吗？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 在更高海拔处训练，空气越来越稀薄，含氧量急剧下降，超过了人体的耐受力，反而使运动员的整体表现下降 大气的垂直分层 人造卫星 火箭 极光 短波 气温 流星 积雨云 0 12 50 高度/km 对流层 平流层 高层大气 分层依据 温度、运动状况和密度，自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。 对流层 厚度：随纬度、季节而变化 高纬地区 8～9km 中纬地区 10～12km 低纬地区 17～18km 夏季＞冬季 特点： -0.6℃/100米 容易成云致雨 气温随高度的升高而递减； 1 上冷下热，对流旺盛 2 人造卫星 火箭 极光 短波 气温 流星 积雨云 0 12 50 高度/km 对流层 平流层 高层大气 组成：最底层，集中质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，污染物多集中在这一层 云雨雾雪等天气现象 3 人类生活在对流层的底部 4 平流层 厚度：对流层顶→50～55km 高纬地区 8～9km 中纬地区 10～12km 低纬地区 17～18km 特点： 臭氧吸收太阳紫外线导致气温升高 气温随高度升高而升高； 1 气流以水平运动为主； 2 人造卫星 火箭 极光 短波 气温 流星 积雨云 0 12 50 高度/km 对流层 平流层 高层大气 组成：氧气稀薄，水汽、杂质少，22-27km处臭氧含量达最大值，形成臭氧层 无云、雨现象 3 能见度好，适合飞机飞行 4 为什么？ 为什么？ 为什么？ 上部热、下部冷，不易形成对流 水汽和杂质含量很少 鲍姆加特纳跳下时位于大气层的哪一层？为什么要配备特制的宇航服？ 平流层。因为那里氧气稀薄、气温低、气压低 高层大气 厚度：平流层顶→2000～3000km 高纬地区 8～9km 中纬地区 10～12km 低纬地区 17～18km 特点： 能反射无线电波，影响无线电通讯 气温随高度的升高先降后升； 1 有流星现象（80～120km高空）； 2 有电离层（80～500km高空）； 3 人造卫星 火箭 极光 短波 气温 流星 积雨云 0 12 50 高度/km 对流层 平流层 高层大气 空气密度很小，接近星际空间。 4 组成：大气极为稀薄，2000-3000km处大气密度与星际空间密度接近 为什么？ 流星 人造卫星 火箭 短波 极光 气温 对比小结 垂直分层 高度范围 主要特点 与人类关系 对流层 因纬度而异： 低纬17～18km 中纬10～12km 高纬8～9km ①气温随高度的增加而降低 ②空气对流运动显著 ③天气现象复杂多变 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 自对流层顶至50～55km高度 ①气温随高度增加而增加（臭氧大量吸收紫外线增温） ②气流以水平运动为主 ①臭氧大量吸收太阳紫外线（被誉为“地球生命的保护伞”） ②气流平稳，有利于高空飞行 高层大气 平流层顶到大气上界 ①气压很低，密度很小 ②在80～500千米的高空有若干电离层 电离层能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用 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”。“臭氧空润”的出现，表明臭氧层被破坏，臭氧含量减少。 为了保护臭氧层，国际社会于1985年缔结了《保护臭氧层维也纳公约》（以下简称《公约》），开启了全球携手保护臭氧层的历程。1987年9月16日，46个缔约方在加拿大蒙特利尔达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（以下简称《议定书》），限制生产和使用象氯碳化物等消耗臭氧层的物质。1995年，联合国大会决定，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”。 《公约》和《议定书》得到了全世界绝大多数国家和地区的支持，成为联合国数百个公约中参与度最高的公约。《公约》及其《议定书》的有效实施，使得“臭氧空洞”开始缩小，在全球范围内避免了数百万例可能由紫外线带来的人类疾病，如皮肤癌、白内障等。另外，保护臭氧层还减缓了气候变化的幅度。目前，人类面临的全球性环境问题，如全球变暖、氧层破坏等，都需要国际合作才能解决。保护臭氧层的成功，成为全球合作成功解决这类问题的典范。 逆温-大气污染的帮凶 气温 高度 逆温层 气温 高度 逆温现象 气温随高度升高而递减 气温随高度升高而递增 长波辐射 辐射逆温 夜间地面迅速降温，离地面越近，降温越多；离地面越远，降温越少，形成逆温 地形逆温 冷空气 坡 坡 谷 山坡上冷空气沿斜坡下沉到谷底积聚并把较暖的空气抬挤上升 平流逆温 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 寒冷的地面 暖空气 冷气团 暖气团 锋面逆温 冷暖空气相遇形成锋面，锋面上方为暖空气，下方为冷空气 逆温成因 35 辐射逆温形成过程 气温 高度 气温 高度 气温 高度 气温 高度 无逆温 气温 高度 逆温生成 逆温消失 逆温层 a:正常 b:傍晚开始逆温 c:黎明逆温最强 d:日出逆温消失 e:正常 逆温层 逆温层 不管是何种原因形成的逆温，都会造成局部大气上热下冷，阻碍空气垂直运动，大气层结稳定，使大量烟尘、污染物、水汽凝结物等积聚在它的下部，易产生大雾天气，从而使能见度降低，甚至造成严重大气污染。 具体表现： ①逆温时，大气结构比较稳定，容易加重大气污染。 ②对天气的影响：容易产生大雾等不利天气。 ③对交通的影响：能见度降低，地面湿滑。 逆温的影响 37 38 但逆温也有好处：逆温的出现会阻碍空气对流，其好处如下： ①可以抑制沙尘暴的发生。因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。 ②逆温出现在高空，对飞机飞行极为有利，不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。 逆温的影响 40 大气的组成 和垂直分层 大气的组成 大气的垂直分层 干洁空气 不连续界面 水汽和杂质 高层大气 平流层 对流层 氮气78% 氧气21% CO2和O3 水的相变 凝结核 逆温 逆温现象 逆温成因 逆温影响 课堂小结 在对流层中，大气的组成并不是固定不变的。据此回答1～2题。 1.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 2.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 课堂检测 气球作为探空的工具已经被广泛使用，如下图所示，假如一探空气球由地面上升至100千米处。据其可能探测到的现象，完成3～4题。 3.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是 A.递减→递增→递减 B.递减→递减→递增→递增 C.递增→递减→递增→递减 D.递减→递增→递减→递增 4.探空气球探测到水汽集中的大气层是 A.对流层 B.平流层 C.中间层 D.电离层 课堂检测 下图是“大气垂直分层示意图”，读图回答问题。 5.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 6.对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 7.2003年10月，我国发射的“神舟”五号飞船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 ℃ 课堂检测 右图为“地球大气的垂直分层图 （部分）”，据图完成8～10题。 8.①②③④四条曲线中，正确表示 图示大气层气温垂直分布情况的是 A.① B.② C.③ D.④ 9.影响该大气层气温垂直变化的主要因素是 A.地面辐射 B.CO2 气体 C.臭氧气体 D.人类活动 10.有关该大气层的正确叙述有 A.有电离层，对无线电通讯有重要作用 B.天气晴朗，对流旺盛，有利于高空飞行 C.上部冷下部热，空气以平流运动为主 D.顶部与底部的气温相差约 50℃左右 课堂检测 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $