第一节 大气的组成与垂直分层 讲义 2026-2027学年高一上学期地理湘教版必修一

本高中地理讲义聚焦大气的组成与垂直分层核心知识点，先系统梳理干洁空气（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧等）、水汽、杂质的成分及作用，再按垂直方向详细阐述对流层、平流层等五层的高度、气温变化、大气运动特征及与人类的关系，构建完整知识支架。 资料通过干洁空气组成图、大气分层图等可视化素材，结合对比表和知识框架，助力学生形成综合思维，理解大气成分与分层的内在联系。融入二氧化碳与全球变暖、臭氧保护生物等案例，渗透人地协调观，课中辅助教师直观教学，课后帮助学生系统回顾查漏补缺。

湘教版必修一 | 大气的组成与垂直分层 第一节大气的组成与垂直分层 讲义 一、大气的组成 （一）干洁空气 大气是多种气体的混合物。低层大气由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。干洁空气（除去水汽和杂质的空气）的主要成分包括氮气、氧气、氩气以及少量的二氧化碳、臭氧等。 图 干洁空气组成（体积分数） 1. 氮气（N₂）——约占78% 1. 是地球生物体内蛋白质的重要组成部分，为生命活动提供基础元素。 1. 性质稳定，在常温下不易与其他物质发生化学反应，对生命活动起保护作用。 2. 氧气（O₂）——约占21% 1. 是维持生命活动所必需的物质，参与呼吸作用。 1. 支持燃烧，是氧化反应的基础。 3. 氩气（Ar）——约占0.93% 1. 稀有气体，化学性质极不活泼，在工业上有特殊用途。 4. 二氧化碳（CO₂）——约占0.04%（变动范围） 1. 是绿色植物进行光合作用的原料。 1. 能强烈吸收地面长波辐射，对地面具有保温作用（温室效应）。 1. 工业化以来，由于人类活动排放大量CO₂，其浓度持续上升，是全球变暖的主要原因之一。 5. 臭氧（O₃）——含量极少 1. 主要分布于平流层中（约20—50km高空），形成“臭氧层”。 1. 能强烈吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害。 （二）水汽 1. 含量随时间和空间变化较大（0%–4%）。 1. 是成云致雨的必要条件，是天气变化的重要角色。 1. 能吸收地面长波辐射，对地面有保温作用。 （三）杂质（气溶胶） 1. 包括固体杂质（尘埃、烟尘）和液体微粒。 1. 是凝结核，对云、雨、雾的形成有重要作用。 1. 影响大气能见度，过多会形成大气污染。 图 工业排放造成的大气污染 二、大气的垂直分层 根据大气在垂直方向上的物理性质和运动状态，可将大气从地面到高空依次分为对流层、平流层、中间层、热层（电离层）和散逸层。其中与人类关系最密切的是对流层和平流层。 （一）对流层（Troposphere） 图 大气分层及各层厚度分布 1. 主要特征 1. 厚度：低纬约17–18km，中纬约10–12km，高纬约8–9km。（气温越高，对流层越厚） 1. 气温随高度升高而降低：平均每升高100m，气温下降约0.6℃（气温垂直递减率）。 1. 对流运动显著：上部冷下部热，空气对流旺盛，天气现象复杂多变。 1. 天气现象集中：云、雨、雪、风等主要发生在此层。 2. 与人类的关系 1. 几乎全部的水汽和杂质都集中在此层，是人类生活的主要空间。 1. 对流运动有利于污染物的扩散稀释。 1. 气温垂直递减率是登山、航空等需要考虑的重要因素。 （二）平流层（Stratosphere） 1. 主要特征 1. 范围：从对流层顶到约50km高空。 1. 气温随高度升高而升高：因为该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线，使气温升高。 1. 大气以水平运动为主（平流），气流平稳。 1. 水汽和杂质极少，天气晴朗，能见度好。 2. 与人类的关系 1. 大气平稳，能见度好，是飞机理想的飞行层。 图 从平流层俯瞰云海（飞机巡航高度） 1. 臭氧层位于平流层，能吸收99%以上的太阳紫外线，是地球生命的“保护伞”。 （三）中间层（Mesosphere） 1. 范围：约50–80km高空。 1. 气温随高度升高而降低。 1. 有强烈的垂直对流运动。 1. 流星体多在此层燃烧，形成流星。 （四）热层（Thermosphere / Ionosphere） 1. 范围：约80‒500km。 1. 气温随高度升高而急剧升高，顶部可达1000℃以上。 1. 大气处于高度电离状态，能反射无线电波，对通信有重要意义。 （五）散逸层（Exosphere） 1. 大气的最外层，是大气层向星际空间的过渡带。 1. 大气极其稀薄，大气质点不断向宇宙空间逃逸。 【知识总结】大气垂直分层对比表 分层 高度范围 气温变化 大气运动 与人类关系 对流层 0–12km 随高度升高而降低 对流运动为主 天气现象集中 平流层 12–50km 随高度升高而升高 水平运动为主 飞机飞行、臭氧层 中间层 50–80km 随高度升高而降低 垂直对流 流星燃烧 热层 80‒500km 随高度急剧升高 电离状态 无线电通信 散逸层 >500km 趋于稳定 质点逃逸 过渡带 三、知识框架 大气的组成与垂直分层 大气的组成 干洁空气（N₂ 78%、O₂ 21%、CO₂、O₃等） 水汽（成云致雨） 杂质（凝结核） 大气的垂直分层 对流层（气温↓、对流、天气） 平流层（气温↑、平流、臭氧层） 中间层（气温↓、流星） 热层（气温↑↑、电离） 散逸层（质点逃逸） 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $