3.1大气的组成与垂直分层（课件）2026-2027学年高一上学期地理湘教版必修一

该高中地理课件聚焦“大气的组成与垂直分层”，以“太空跳伞”案例导入，引导学生从大气现象切入，通过自主学习梳理低层大气组成及作用，结合图表分析垂直分层依据与各层特点，构建从现象到原理的学习支架。 其亮点在于融合真实案例（如雾霾成因、臭氧洞问题）与区域分析（贵阳避暑、林芝桃花），通过合作探究、活动设计培养综合思维和人地协调观，采用对比表格小结知识，既助学生联系生活理解地理原理，也为教师提供丰富教学资源与实践活动设计思路。

新课导入 地球上首位从3.9万米太空边缘跳伞者 3.1 大气的组成与垂直分层 湘教版（2019）高中地理必修1 课标要求 学习目标 运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系 1.区域认知：通过图表等资料，描述不同地区对流层的厚度差异，并解释不同纬度对流层厚度不一的原因。 2.综合思维：能在真实案例和问题情境中应用大气组成和大气垂直分层特点的知识，解释人类活动与大气现象的密切联系。 3.地理实践力：能够结合当地实际情况，说明大气成分的变化与生产生活的联系，分析原因，提出措施。 4.人地协调观：能够从人地关系的角度，理解大气环境与人类活动的相互影响关系。 大气的组成 大气的组成 【自主学习】：阅读教材P70-72,大气的组成部分，思考： 1、低层大气的主要组成物质有哪些？ 2、完成下表，重点：各组成物质有何作用？ 组成 作 用 氮 氧 二氧化碳 臭氧 水汽 杂质 低层大气 干洁空气 大气的组成 水汽 杂质 含量很少 含量很少 思考：水汽和杂质有什么作用？时空分布规律是怎样的？ （1）水汽 分布：海洋上空高于陆地上空，湿润地区上空高于干旱地区上空，自地面向高空逐渐减少。 作用：产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象。 （2）杂质 分布：陆地多于海洋，城市多于农村，冬季多于夏季。 作用：作为凝结核，是成云致雨的必要条件。 成云致雨的必要条件:充足的水汽+杂质（凝结核）+降温 7 活动 雾霾，是雾和霾的组合词。我国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称“雾霾天气”。其实，雾和霾是两种截然不同的天气现象。阅读下列材料，结合生活体验，认识雾和霾的区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响。 当空气中所含的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量，并且有足够的凝结核存在时，多余的水汽便会凝结出来，变成小水滴或冰晶。大气中因悬浮的水汽凝结，水平能见度低于 1 千米时，气象学上称之为雾。 霾，又称“灰霾”，是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体，使空气浑浊，水平能见度降低到 10 千米以下的一种天气现象。组成霾的粒子极小，不能用肉眼分辨，可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态，表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准，其中PM2.5（直径小于或等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成霾天气的“元凶”。 雾和霾的组成物质不同,前者是气态和液态物质,后者是固态颗粒物;两者都能造成空气的能见度下降,前者会使空气中水平能见度低于1千米,后者则会使空气中水平能见度低于10千米;两者在日出后变化不同,雾在日出后即散,霾在日出后不会消散。 霾的危害主要是对人体产生的危害,如对呼吸系统、心血管系统等的影响+空气质量差，户外活动受限+能见度降低，影响交通通行。 课本P72 低层大气 干洁空气 大气的组成 水汽 杂质 氧气 其他气体 氮气 21% 不到1% 78% 氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质 化学式O2，无色无味气体，氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程 氧气-Oxygen Atmosphere 氮是地球上生物体的基本元素 化学式N2，无色无味气体，氮气大气中占78%，惰性元素 它在生活中是必不可少的，其化合物可用肥料 氮气-Nitrogen Atmosphere 低层大气 干洁空气 大气的组成 水汽 杂质 氧气 其他气体 氮气 21% 不到1% 78% 二氧化碳 臭氧 二氧化碳仅占0.038%(变动) 对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用 二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起着保温作用 二氧化碳-Carbon Dioxide 二氧化碳 水 能量 氧气 糖分 化学分子式为O3，因其类似鱼腥味的臭味而得名 臭氧能吸收太阳光中的紫外线，可保护地球上生物免受过量紫外线的伤害；而穿透大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌的作用 臭氧-Ozone Atmosphere 据科学家研究大气中的臭氧含量每减少1%，到达地面的太阳紫外线辐射就增加2%，过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。 在距南极洲较近的智利海伦娜岬角，当地居民只要走出家门，就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛。羊群则多患白内障，几乎全盲；河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。 阅读P70：臭氧层 阅读 臭氧洞 20 世纪 70 年代，科学家发现南极地区上空的臭氧量下降严重，出现了“南极臭氧洞”。“南极臭氧洞”是一种形象的说法，指的是在南极地区上空出现了全球臭氧量最低值（低于全球臭氧平均值的 30%~40%），相对于其他地区来说，就像是一个空洞。2006 年，“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。 　注：多布森单位（Dobson Unit，简称 DU）是用来度量大气中臭氧柱尺度的单位。1 个多布森单位等于在标准大气压状态下千分之一厘米臭氧层的厚度。当臭氧层厚度低于 220 个多布森单位时，臭氧层便出现空洞。 图 3-5　“南极臭氧洞” 课本P74 （1）有人认为，臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么？ 臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害。 合作探究 Cooperative exploration （2）什么原因导致臭氧层的破坏？ （3）人类应采取什么措施解决臭氧层破坏问题？ （4）同学们还了解哪些大气环境问题？它们与大气中的哪些成分及其含量的变化相关？你能说出这些大气环境问题的形成原因及解决措施吗？ 空调、冰箱制冷剂使用不当 氟氯烃化合物增多 臭氧层被破坏 紫外线增强 危害健康 吸收紫外线能力减弱 措施： ①制定法律法规，限制氟氯烃化合物的使用和排放； ②寻找新的替代品，对替代品的研制要加大力度。 ③加强国际合作。 ④加强宣传教育，提高人们保护臭氧层的环保意识； 1.工业革命以来，全球二氧化碳浓度迅速增加的原因？ 2.全球二氧化碳浓度增加带来的影响？ 化石燃料的大量使用；森林的破坏。 导致全球气候变暖，进而导致冰川融化，海平面上升，淹没沿海低地。 全球二氧化碳浓度增加 22 1．填图：在下图中填写低层大气的主要组成成分。 干洁 氮 氧 当堂达标 2．连线： 大气的垂直分层 分层的依据： 大气温度、密度和运动状态在垂直方向上的差异。 平流层 高层大气 高度 对流层 12千米 55千米 大气垂直分层的特点 小组合作 分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系 对流层 平流层 高层大气 Troposphere 与人类的关系最密切 1.对流层： （1）地面是大气的直接热源，所以对流层大气下热上冷，热空气上升，对流现象显著。 对流层 （2）对流层集中3/4的空气质量及大部分的水汽和杂质，天气现象发生在这一层且与人类最密切。 （3）对流层高度随纬度而变化。 思考：对流层高度除了在空间上有变化，在时间上有变化吗，如果有，应该怎么描述？ 17-18千米 10-12千米 8-9千米 0° 45° 90° 45° 90° 17~18km 10~12km 10~12km 8~9km 8~9km 3.一架客机要求保持在十千米左右的高度飞行，应该在（ ）地方上空飞最安全。 A.澳大利亚上空 B.加拿大北部上空 C.新加坡上空 D.中国南部上空 B A.澳大利亚上空 B.加拿大北部上空 C.新加坡上空 D.中国南部上空 Stratosphere 适合飞机飞行 气温（℃） 高度（千米） 50 12 高 层 大 气 平 流 层 对 流 层 宇宙火箭 人造卫星 极光 流星 气温垂直分布 积雨云 -100 60 20 -20 -60 平流层高度： (对流层顶部至50-55km高空） 大气现象： 大气多水平运动 气温特点： 海拔越高、气温越高 受热过程： 臭氧层吸收紫外线增温 与人类的关系： 臭氧层被称为“地球生命的保护伞，大气以水平运动为主，能见度高，利于航空飞行。 2.平流层： Q：飞机起飞从对流层飞入平流层的过程中，坐在飞机里的乘客有何感受？ 气压降低，出现耳鸣等现象。向上飞入平流层过程中飞机较颠簸（对流层水汽杂质多，天气多变），进入平流层后飞机平稳。 34 思考：从纽约飞往伦敦的一航班正飞行在万米高空,前方突然乌云翻滚。为躲避空难,飞行员最好采取什么方法?为什么? 答案：从飞机的飞行高度和所遇到的天气现象可知,该飞机飞行在对流层,为了躲避空难,应该迅速提升飞行高度进入平流层中。因为平流层大气以水平运动为主,大气平稳,天气晴朗,利于航空飞行。 35 Upper atmosphere 地球大气的上界 气温（℃） 高度（千米） 50 12 高 层 大 气 平 流 层 对 流 层 宇宙火箭 人造卫星 极光 流星 气温垂直分布 积雨云 -100 60 20 -20 -60 高层大气高度： (平流层以上的大气） 气温特点： 先下降后上升 与人类的关系： 存在电离层（60~500千米），能反射无线电波。有极光和流星现象 3.高层大气： 垂直分层 电离层： 在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大气分子被分解 为离子，使大气处于高度电离状态，所以称为电离层。 作用： 电离层反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用 38 气温（℃） 高度（千米） 50 12 高 层 大 气 平 流 层 对 流 层 宇宙火箭 人造卫星 极光 流星 气温垂直分布 积雨云 -100 60 20 -20 -60 注意：两个层（臭氧层与电离层）及其作用 1、臭氧层 位于平流层 （15-35千米） 吸收大量紫外线使大气增温 2、电离层 位于高层大气 （60~500千米） 能反射无线电波 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 对比小结 活动探究（P75-76） 1.在对流层，海拔每上升100米，气温约下降0.6℃，从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。据此，完成相关任务。 （1）近年来，贵阳将“中国避暑之都”作为城市名片，着力打造“避暑”旅游产品，大力发展“避暑”经济。在我国地形图上，找到贵阳、重庆、武汉、长沙、上海的位置；读下页“我国5个城市7月和8月平均气温示意”图，说明贵阳打造避暑旅游名城的优势条件，并分析其形成原因。 41 贵阳 重庆 武汉 长沙 上海 在对流层，海拔每上升100米，气温下降约0.6℃，贵阳位于云贵高原，主城区平均海拔1070米，所以夏季凉爽。 1.在对流层，海拔每上升100米，气温约下降0.6℃，从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。据此，完成相关任务。 （2）每年3月，西藏大部分地区的隆冬尚未结束，林芝的桃花却竞相开放，争奇斗艳，皑皑白雪与灼灼桃花相互映衬，让人领略到“雪域江南”的独特春光。读图，试分析这一地理现象的形成原因。 雪被 陆高/米 5000 3000 2000 1000 500 西藏垂直高差大，山上海拔高，气温低，河谷地区地势较低，气温较高。 43 逆温现象 含义：正常情况下，对流层气温随高度升高而逐渐降低，一般来说，气温每升高1km，气温下降约6℃。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，或者随高度的增加气温的垂直递减率小于6℃/km的现象，这种现象称逆温现象。 高度 温度 高度 温度 逆温层 正常情况 空气对流运动受阻，大气比较稳定，近地面污染物不易及时扩散，加重大气污染，从而危害人体健康。 多雾天气，大气降低能见度，危害人们的出行，影响飞机起飞和降落。 逆温现象及其影响(不利影响) 45 1、气温随高度升高而降低，平均每上升1000米气温下降6℃的是哪层？ 2、南极上空臭氧层变薄现象出现在： 3、有利于航空飞行的是： 4、太阳活动强烈时会使地面的无线电短波通讯受到影响的是： D C C A＋B 当堂达标 气球作为探空的工具已被广泛使用，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，回答5~6题。 5.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律是（ ） 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 6.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.高层大气 D.电离层 7．若探空气球从北极上空飞往赤道上空时，始终保持约一万米的高度，气球飞行过程中最可能出现的现象是（   ） A．一直平稳 B．先上下颠簸，后平稳飞行 C．一直颠簸 D．先平稳飞行，后上下颠簸 48 南极上空每年春季臭氧含量大幅降低的现象被称为“臭氧空洞”。下图示意南极上空大气臭氧总量最低值（每年10月份）卫星检测数据。据此完成下面小题。 8．臭氧集中分布在地球大气层中的（ ） A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．电离层 9．近年来南极臭氧总量最低值有所回升，得益于（ ） A．植树造林活动的开展 B．新能源的广泛使用 C．空间检测技术的进步 D．全球环保合作的开展 B D 臭氧保护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S~90°S平流层臭氧总量多年变化状况。读图,完成10-11题。 10. 随年份的推移,臭氧总量(　　) A. 最大值所在位置南移 B. 随纬度的增高而递减 C. 在高纬地区递减明显 D. 随大气CO2浓度的增加而增加 11. 臭氧总量减少直接导致(　　) A. 到达地面的太阳紫外线减少 B. 平流层气温降低 C. 酸雨区面积缩小 D. 地面辐射强度减弱 49 50 平流层独特的物理性质是影响民航客机飞行选择的重要因素。下图示意某民航客机在某次航班飞行中所处海拔的变化情况（此次航班主要在平流层底部飞行，整个飞行过程均在北半球完成）。据此完成下面小题。 12．平流层大气有利于民航客机飞行的条件有（ ） ①大气对流运动显著，天气晴朗 ②大气以水平运动为主，大气稳定 ③臭氧层吸收紫外线，温度高④几乎无水汽、杂质，大气能见度高 A．①② B．①③ C．③④ D．②④ 13．该客机的大致飞行方向是（ ） A．向北飞行 B．向西飞行 C．向东飞行 D．向南飞行 14．该客机飞行4小时后，其经过的大气层大气物理性质的变化是（ ） A．气温降低 B．水汽含量增多 C．臭氧含量增多 D．氧气含量降低 D A A 课前提问：宇宙有什么特点？如何判断天体？如何判断天体系统？ 50 15.读大气垂直分层示意图，探究下列问题。 (1)分析对流层大气的运动形式及原因。 (2)分析对流层高度随纬度的变化规律及原因。 以对流运动为主。　 对流层大气上部冷，下部热，易形成对流，故对流运动显著。 随着纬度的升高，对流层高度逐渐降低。 纬度越低，气温越高，对流越旺盛，对流层所达到的高度就越高； 纬度越高，气温越低，对流越不旺盛，对流层所达到的高度就越低。 51 (3)分析平流层适宜飞机飞行的原因。 (4)分析高层大气中电离层的形成及作用。 平流层大气主要以水平运动为主；大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好。 电离层大气受太阳紫外线和宇宙射线的作用，处于高度电离状态。 作用：反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。 52 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.24.101 $