第一节大气的组成和垂直分层讲义2026-2027学年高中地理人教版必修第一册

本讲义聚焦大气的组成与垂直分层核心知识点，系统梳理干洁空气成分及作用、水汽和杂质的影响，人类活动对大气组成的改变，再以气温垂直变化为依据划分对流层、平流层、高层大气并解析各层特征，形成完整知识支架。 资料通过图表对比、记忆口诀辅助理解，结合CO₂浓度变化等案例培养人地协调观，对比分析分层特征提升综合思维，典型例题和高原训练等拓展联系实际。课中助力教师高效授课，课后小结与例题帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第一节 大气的组成和垂直分层 讲义 学习目标 1. 了解大气的组成成分及其主要作用，理解人类活动对大气组成的影响。 1. 掌握大气垂直分层的依据，熟记对流层、平流层、高层大气的主要特征。 1. 理解各层气温变化与大气运动的关系，并能解释相关地理现象。 1. 运用图表分析大气成分变化（如二氧化碳浓度变化）与环境问题的关联。 一、大气的组成 大气是多种气体的混合物，主要由干洁空气、水汽和杂质（悬浮颗粒）三部分组成。其中干洁空气是指除去水汽和杂质后的洁净空气。 1. 干洁空气（按体积分数） 教材以饼图形式展示了干洁空气的主要成分，其体积组成如下： 成分 体积分数（约） 主要作用 / 备注 氮（N₂） 78% 地球上生物体的基本成分，是蛋白质的重要组成元素 氧（O₂） 21% 维持生命活动所必需，参与呼吸作用与燃烧 氩（Ar） 0.93% 惰性气体，含量相对稳定 二氧化碳（CO₂） 0.04%（约400 ppm） 光合作用的原料；吸收地面长波辐射，对地面起保温作用 臭氧（O₃） 极少（主要在平流层） 吸收太阳紫外线，保护地球生物；使平流层升温 其他（氖、氦等） 微量 含量极微，变化不大 记忆口诀 氮七八、氧二一，氩占零点九三，二氧化碳零点零四，臭氧虽少却关键。 2. 水汽 1. 含量很少且因时因地变化很大，是大气中含量最不稳定的成分。 1. 主要集中于对流层（尤其近地面），随高度增加迅速减少。 1. 作用：是成云致雨的必要条件；吸收地面长波辐射；通过相变（蒸发、凝结）影响大气热量与水循环。 3. 杂质（悬浮颗粒 / 气溶胶） 1. 包括尘埃、烟粒、盐粒、微生物等固体和液体微粒。 1. 作用：是水汽凝结的凝结核，对云、雨、雾的形成至关重要；影响大气能见度与散射。 4. 人类活动对大气组成的影响 教材通过“大气中二氧化碳浓度变化”折线图说明，近百年尤其是工业革命以来，人类活动显著改变了大气成分： 1. CO₂ 浓度升高：化石燃料燃烧、森林砍伐 → 温室效应增强 → 全球气候变暖。 1. 氟氯烃等物质增加：破坏臭氧层 → 臭氧空洞。 1. 颗粒物排放增加：工业、交通排放 → 雾霾、酸雨等大气环境问题。 拓展：高原训练与含氧量 教材用表格对比不同海拔训练基地的含氧量。原理：海拔越高，空气越稀薄，氧气分压越低，大气含氧量减少。 高原训练正是利用“低氧环境”刺激运动员机体产生更多红细胞，提高携氧能力；但这也说明氧气含量随高度增加而减少。 二、大气的垂直分层 大气在垂直方向上的物理性质（温度、密度、运动状况等）存在明显差异。通常以温度随高度的变化作为主要依据，将大气自下而上分为对流层、平流层、高层大气三层（教材“大气垂直分层示意图”）。 1. 分层依据与总览 分层 大致高度范围（中纬度） 气温垂直变化 大气运动特征 对流层 地面 ~ 12 km 随高度升高而降低（约 -6.5℃/km） 对流运动显著 平流层 12 ~ 50 km 随高度升高而升高（有臭氧层） 以平流运动为主 高层大气 50 km 以上 先降后升，变化复杂 密度极小，有电离层 2. 对流层（人类活动的主要层） 核心特征 1. 气温随高度升高而降低——因为地面是大气的直接热源，离地面越远温度越低。 1. 对流运动显著——下部热、上部冷，空气受热上升、冷却下沉，易发生对流。 1. 天气现象复杂多变——云、雨、雾、雪等主要发生在此层（“天气层”）。 1. 厚度不均——低纬（约17~18 km）＞中纬（约12 km）＞高纬（约8~9 km）；夏季 ＞ 冬季。 3. 平流层 核心特征 1. 气温随高度升高而升高——因为该层含有大量臭氧，吸收太阳紫外线而增温（“逆温”）。 1. 以平流运动为主——上部热、下部冷，大气稳定，气流平稳。 1. 天气晴朗，能见度高，无云雨现象。 1. 应用：是飞机理想的飞行层（高空云层之上，气流平稳）；臭氧层（约20~30 km）被誉为“地球生命的保护伞”。 4. 高层大气 1. 范围：平流层顶（约50 km）以上至大气上界（约2000~3000 km）。 1. 气温：先随高度降低，后又升高，变化复杂。 1. 特点：空气密度极小；在80~500 km高度有电离层，能反射无线电短波，对远距离通信意义重大。 1. 极光：太阳风（带电粒子流）被地球磁场俘获后，与高层大气碰撞产生极光现象。 5. 分层对比速记表 项目 对流层 平流层 高层大气 直接热源 地面辐射 臭氧吸紫外线 太阳辐射 气温变化 ↓ 随高度升高而降低 ↑ 随高度升高而升高 先降后升 运动形式 对流为主 平流为主 复杂 天气现象 复杂多变（天气层） 晴朗无云 极少 与人类关系 人类活动主要层 飞机飞行、臭氧层 电离层、极光 三、易混辨析与规律总结 辨析点 正确理解 为什么对流层气温随高度降低？ 地面是大气直接热源，越靠近地面（吸收地面辐射多）温度越高，故海拔越高气温越低。 为什么平流层气温随高度升高？ 平流层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线，使上层大气获得热量更多，故气温随高度升高而升高。 “逆温”是什么？ 气温随高度升高而升高（或下降变慢）的现象；平流层整体逆温，对流层中也会出现暂时性逆温。 飞机为何在平流层飞行？ 平流层水汽杂质少、天气晴朗、气流平稳（以平流为主），能见度高、颠簸小，飞行安全舒适。 对流层厚度为何低纬厚、高纬薄？ 低纬地区受热多，对流旺盛，对流层顶更高，故厚度更大。 四、典型例题精讲 例 1（大气组成） 关于干洁空气的叙述，正确的是（　　） A. 氧是地球上生物体的基本成分 B. 氧气是光合作用的原料 C. 二氧化碳对地面有保温作用 D. 臭氧集中在近地面，被称为“地球生命的保护伞” 解析 答案：C。解析：氮是生物体基本成分（A错）；光合作用的原料是二氧化碳和水，不是氧气（B错）；二氧化碳能吸收地面长波辐射，对地面起保温作用（C正确）；臭氧主要集中在平流层而非近地面（D错）。故选C。 例 2（综合应用） 近年来大气中二氧化碳浓度持续升高。试分析其人为原因及可能引发的环境问题。 解析 原因：大量燃烧化石燃料（煤、石油、天然气）；大面积砍伐森林，植被吸收CO₂的能力下降。环境问题：二氧化碳增多使大气保温作用增强，加剧温室效应，导致全球气候变暖，进而引起冰川融化、海平面上升、极端天气增多等。 五、本节小结 1. 大气由干洁空气（氮78%、氧21%为主）、水汽和杂质组成；CO₂与臭氧虽少但作用关键。 1. 以气温垂直变化为依据，大气分为对流层、平流层、高层大气三层。 1. 对流层“上冷下热”→对流显著、天气复杂；平流层“上热下冷”（臭氧吸紫外线）→平流为主、适宜飞行。 1. 人类活动改变大气组成（CO₂↑、臭氧破坏、颗粒物增多），引发一系列大气环境问题。 ★ 本节核心记忆 氮七八氧二一；对流下上冷，平流下上热；天气对流层，飞行平流层。 第二章 第一节 大气的组成和垂直分层　·　第 页 学科网（北京）股份有限公司 $