2.1 大气的垂直分层 课件 2026-2027学年高一上学期地理人教版必修一

图1.12 北半球大气上界太阳辐射分布 在不考虑其他影响因素情况下， 北半球大气上界太阳辐射在各纬度间分布不均（1分），总体上，太阳辐射量从低纬向高纬递减（1分） 。最大值在赤道（1分） ，最小值在北极（1分） ，中纬度地区变化幅度大（1分）。 图1.13 北半球典型植被生物量差异图 想学好地理：脑子现有总的答题起笔框架。先总再分。 当然学好地理的基础是：先拆分明白，才能综合起来。 A B 分布不均（1分），总体西多东少，北多南少（1分） ，总体上从东南向西北递增（1分） ，最大值在青藏高原（1分） ，最小值在四川盆地（1分） 。 讨论：我国太阳辐射分布规律？ 2 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 温度/℃ 海拔/km 12 50 2000~3000(大气上界) 气温 短波 对流层 平流层 高层大气 臭氧层 电离层 大气的 组成和垂直分层 Composition and v-s of the atmosphere 大气的垂直分层 大气的组成与作用 大气与人类活动 本节目标 教学目标和要求 掌握大气组成成分及各自作用（基础）。 掌握人类强行干预大气中CO2、O3、杂质、酸性气体的多少带来的系列影响因果逻辑链（难点）。 掌握大气垂直分层示意图，形成对其空间想象，能说出大气垂直分层划分依据，以及大气各层特点，及其与人类生产生活的联系（重点）。 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。 思考： 1、两幅图中谁跳伞的海拔更高？你怎么判断的？ 2、两图跳伞装备有何不同？39km高空的大气与可能近地面大气有何不同？ 读p28图2.1 外表绝缘；宇航服填充加压；的氧气；温度调节器； 大气：大气圈是由气体和悬浮物质组成的复杂系统。 如今的大气成分是地球长期演化的结果，短时间内不会有明显的变化。 大气 2000-3000km 气压 降低 低层大气的组成 读图2.2，思考 1、低层大气包括？ 2、干洁空气中四种最常见的气体分别是哪些？ 3、这些大气成分的作用分别是什么？ 水汽 低层 大气 杂质 水汽 干洁空气 氧气 氮气 二氧化碳 臭氧 干洁空气 干洁空气最常见的四种气体的作用？ 氮 气 N2 78% 氧 气 O2 21% 其 他 1% 来自火山喷发，动植物呼吸和人类活动 植物光合作用原料，吸收地面辐射升高气温 CO2 0.038%（变动） O3 含量极弱 吸收紫外线使大气增温，减少到达地面的紫外线，保护地球生命 生命活动所必需的的物质 地球生物体的基本要素 氨基酸 NH2 R H C COOH 臭氧层 血液携氧能力提高 大气含氧量低 1、非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。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？ P3 地形以高原为主 海拔高 大气稀薄 在海拔较低的地区 比赛优势明显 我国的国家级高原体育训练基地包括甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡，在地图册上找到它们 P16 图册 甘肃榆中 河北兴隆 云南海埂、呈贡 青海多巴 2、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。结合表2.1和地图册p16的我国高原体育训练基地，分析建设高原基地的有利条件。 海拔在最佳高度区间内 海拔过高，空气中氧气含量过少，会形成缺氧环境，含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命，海拔在最佳高度区间内，可以提供适当的缺氧环境，激发运动员的潜力 纬度适中且有一定差异 适应不同季节，不同气温下的多元化训练 我国高原训练基地主要分布在云贵高原、黄土高原和内蒙古高原。 表2．2 不同海拔与海平面的含氧量比 海拔/m 0 1000 2000 3000 4000 含氧量比/% 100 89 78 70 61 分布在高原地形区，海拔高，大气稀薄，大气中含氧量较低 海拔存在一定的高度差异 在不同海拔进行含氧量的多样化训练 如今人类不合理的活动， 正在改变着大气的成分和含量…… 人类不合理活动对大气有什么影响？ 人类排放是重要的影响大气二氧化碳含量的因素 年际尺度 P29 飞速增长 加速增长 缓慢增长 化石燃料燃烧 土地利用变化（毁林） 大气中CO2增多 CO2大量吸收地面辐射，气温升高 全球变暖 极地冰川融化 海平面上升 淹没沿海低地 能从图中读出哪些结论？ 北半球由春入夏时，燃烧化石燃料产生的二氧化碳降低；森林生长更为旺盛，对二氧化碳的吸收量增加； 北半球高、南半球低，人类活动频繁的地区排放到大气中的二氧化碳多 季节尺度 2017年4月全球二氧化碳分布 2017年7月全球二氧化碳分布 P29 拓展 全球合作 保护臭氧层 臭氧层变薄、浓度降低的现象，称为臭氧层破坏。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，出现了全球臭氧量最低值（低于全球臭氧平均值的 30%~40%），并将这一现象称为“臭氧空洞” 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。 O3 P33自学窗 P33 自学窗 人类使用氟氯烃等消耗臭氧的化学物质 臭氧层被破坏，臭氧层空洞 人类疾病（皮肤癌，白内障）；气候变化加剧 国际合作 ；减少氟氯碳化物的使用 使用冰箱、空调 到达地面的紫外线增多 联系前知 中华中图版教材必修一 水 汽 水面、植物蒸腾提供水汽。海洋上空高于陆地上空，湿润地区上空高于干旱地区上空，在热带雨林地区，水汽在大气中的比重约占到5%。地面向高空减少。 水的相变，产生天气现象；直接影响地面和大气的温度；影响人类生活的舒适度； 作为凝结核，是成云致雨的必要条件；反射太阳辐射，降低地面温度；降低大气能见度；影响人的呼吸系统； 杂 质 近地面大气中陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。 雾 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。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 霾，又称“灰霾”，霾天气是一种大气污染状态，表明大气中各种悬浮颗粒物（来自汽车尾气、工业排放、建筑扬尘、垃圾焚烧，甚至火山喷发）含量超过一定标准，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。 雾与霾 工业生产、生活排放的烟尘和交通工具排放的尾气 雾霾 危害人体健康 酸雨 酸雨的类型 硝酸型 硫酸型 工业生产、家庭和工业燃煤排放的酸性气体 交通工具排放的尾气 大气中硫氧化物、氮氧化物增多 酸雨 水体、土壤酸化、腐蚀建筑物 影响人体健康 酸雨影响陆地植物和水生生物生长 酸雨，即酸性的雨，指pH小于5.6的大气降水 包括雨、雪、雾、雹等降水过程。形成酸雨的大气污染物主要有硫氧化物和氮氧化物。 由氮氧化物（Nox）造成，来自运输车辆，发电厂 由SO2造成，主要来自含硫燃料（煤炭） 酸雨对生态环境的危害很大：可以毁坏森林；使江河湖水酸化，影响生物；酸化土壤，影响农作物生长，造成农业减产；腐蚀建筑物、铁轨、文物等；酸雨还常常引起国际纠纷。 A.二氧化碳 B.水汽 C.臭氧 D.氮 E.氧 F.杂质 生物体的基本元素 维持生命活动 调节地面和大气的温度、湿度 水汽的凝结核，成云致雨的必要条件 植物光合作用的原料，对地面有保温作用 地球生命的保护伞 D F A B E C 飞机是快速而便捷的现代交通运输方式，乘坐飞机时可能会遇到以下情况，一起探究一下其中的原因吧！ 1、飞机起降过程中会感到颠簸；为什么？ 2、乘飞机的过程中，起飞时雨丝打窗，而高空却晴空万里； 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 温度/℃ 海拔/km 12 50 2000~3000(大气上界) 气温 短波 对流层 平流层 高层大气 臭氧层 电离层 Bgm: Unstoppable Sia 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 温度/℃ 海拔/km 12 50 2000~3000(大气上界) 气温 短波 对流层 平流层 高层大气 臭氧层 电离层 高处不胜寒 起舞弄清影 何似在人间 水调歌头 苏轼 -100 -50 0 50 100 0 20 40 60 80 100 120 140 12 50 高度（Km） 温度（℃） 对流层 平流层 高层大气 大气的垂直分层示意（中纬度地区） 【纬度】:低纬度: 17-18干米 中纬度: 10-12千米 高纬度: 8-9千米 【季节】:夏季的对流层厚度大于冬季 集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽和固体杂质 气温随高度增加而降低 大气下热上冷，对流运动显著 高度 成分 气温 运动 与人类的关系 云雨雾雪等天气现象复杂多变 人类生活在对流层底部，最密切 空气下热上冷，对流运动 水汽杂质向上输送 气流抬升气温降低，成云致雨 天气现象复杂多变 气温随高度的增加而递减 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 温度/℃ 海拔/km 12 50 2000~3000(大气上界) 气温 短波 对流层 平流层 高层大气 臭氧层 电离层 -100 -50 0 50 100 0 20 40 60 80 100 120 140 12 50 高度（Km） 温度（℃） 对流层 平流层 高层大气 大气的重直分层示意 对流层顶部 至50-55干米的高空 水汽和杂质含量很少，22-27干米处臭氧层的O3含量达到最大值 气温随高度的增加而升高 平流运动为主 高度 成分 气温 运动 与人类的关系 天气晴朗，能见度高，减少机鸟相撞，对地面噪声污染少，利于航空飞行 臭氧层是地球生命的保护伞 平流层气温变化特点？ 为何？ 气温随高度的增加而增加。 臭氧吸收紫外线而增温。 平流层空气运动特点？ 以平流运动为主。 民航客机的飞行分为起飞、巡航和降落三个阶段。 航程主要为巡航，也就是平飞阶段，其飞行高度以舒适、经济为原则。我国民航规定，中型以上的民航客机都在海拔 7000 - 1 2000 米的高空飞行，其中大型民航客机一般在 11 000 米上下的高空飞行 。过个空间大气垂直运动较少，以水平运动为主，飞机在其中受力比较稳定;水汽和尘埃含量少，能见度大;对地面产生的噪声污染相对较小 ; 飞鸟飞行一般达不到此高度，可以避免机鸟相撞的事故。 中图版教材必修一 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 温度/℃ 海拔/km 12 50 2000~3000(大气上界) 气温 短波 对流层 平流层 高层大气 臭氧层 电离层 -100 -50 0 50 100 0 20 40 60 80 100 120 140 12 50 高度（Km） 温度（℃） 对流层 平流层 高层大气 大气的重直分层示意 平流层顶部 至2000-3000千米的高空（大气上界） 空气密度很小 气温随高度先下降后上升 高度 成分 特点 与人类的关系 能反射无线电波 对无线电通信有重要作用 -100 -50 0 50 100 0 20 40 60 80 100 120 140 12 50 高度（Km） 温度（℃） 对流层 平流层 高层大气 大气的重直分层示意 高度 气温 密度 自然 现象 与人类的关系 平流层顶以上至2000km-3000km大气上界 随海拔升高，气温先下降后上升 空气密度很小 80-120km的高空，可以看到流星，极光现象。 80-500km，存在若干电离层，能反射无线电波，利于无线电短波通信。 在高层大气，随海拔升高，气温先下降后上升 高层大气空气密度很小 对流层气温随高度的增加而下降 在平流层，随海拔升高，气温上升，在30km以下，气温上升较慢，30km以上，气温随高度增加而迅速上升 流星 几乎全部 水汽、杂质 极光 四川盆地 青藏高原 图 中国太阳辐射总量分布 A B 地形封闭，水汽不易散发；气候湿润，云量多，日照时间短；云雨天气多，大气对太阳辐射削弱作用强； 必会：结合本节所学的大气密度、大气成分、以及大气作用等知识回答青藏高原为什么为我国太阳辐射最大值。 整体位于中低纬度地区，纬度较低，太阳辐射较强；海拔高，大气稀薄，大气对太阳辐射削弱作用弱，到达地面太阳辐射多；水汽少，云量少，晴天多，日照时间长；海拔高，人类活动少，尘埃少，大气透明度高，利于太阳辐射到达地面； 37 伟大的对流层平均厚度约10千米，几乎承载着所有⼈类活动，是我们⼀生中无可替代的生存空间。然而， 工业时代以来对流层却变得越发浑浊。2013年全国平均霾日数达35.9天，同年1月，有约1/4国土上空的对流层“沦陷”。在2016年，我国仍有超过100万⼈因空气污染死亡。为什么雾霾久久不能散去？ 1990年到2013年，我国GDP增⻓达3000%，创造了⼈类经济史上的一个奇迹。但与此同时， 高耗能、重污染产业增长速度过快，截至2013年，我国总发电量、煤炭产量、钢铁产量、水泥产量、有色金属产量等已持续多年位列世界第一，是名副其实的“世界工厂”。 滚滚向前的电力和工业产业消耗了全国一年中95%的煤炭和99.7%的原油，也产生了全国⼈为排放中85%的二氧化硫、71%的氮氧化物、69%的挥发性有机物。目前，在北京、上海、⼴州、深圳等大型城市，机动车排放逐渐超越工业，成为当地PM2.5的首要来源。 它们也可以来自自然界(天然源)，如森林大火、火山喷发、海浪飞溅、荒漠扬沙等。但更多时候，它们来自人类社会(人为源)，从烹饪油烟到工地扬尘，从汽车尾气到工厂烟尘等。 平流逆温 辐射逆温 （分布范围广，中高纬度地区常见） 大气下冷上热→对流运动减弱→水汽、杂质集中在近地面 →若出现在近地面，加剧大雾、霾天气；利于坡地农作物越冬 ； →若出现在高空利于飞机飞行； 地形逆温 辐射逆温：晴朗无风或微风的夜晚，地面会因辐射而冷却降温，与地面接近的大气层冷却降温相对迅速，而上层的空气冷却降温相对缓慢，因此低层大气产生“上热下冷”的逆温现象，形成逆温层。一般随着日出后近地面气温的升高，逆温现象就逐渐消失了。但是秋冬季节的北方地区夜晚漫长，辐射逆温尤为强烈，白天地表散失的热量远高于太阳辐射带来的热量，就会形成昼夜持续的逆温层。 地形逆温：在山间谷地，冷空气沿山坡一路流入山谷，将山谷中的热空气挤到高空，便产生“地形逆温”、 平流逆温：在近海地带，暖空气平流至冷空气上方，会造成“平流逆温”，此时的冷暖交界处常见平流雾景象 锋面逆温：当冷暖气团相遇时，由于暖气团密度小、冷气团密度大，暖气团沿冷气团界面爬升到冷气团上方。这样在锋面上方是暖气团，锋面下方是冷气团，形成了下冷上暖的气温垂直分布——即逆温。 锋面逆温 主要特征 成因 云、雨、雾、雪等天气现象复杂多变 集中大气圈质量的75%和几乎全部的水汽、杂质。水汽和杂质通过对流运动向上输送，在上升过程中气温降低成云致雨 气温随高度升高而递减 低纬度对流层顶最高 大气对流运动显著 大气上部冷，下部热 与人类关系密切 人类生活在对流层底部，天气现象影响人类，大气中的污染物也多集中在这里 气温 成分 运动 与人类 ①高度范围：大气圈的最底层。低纬度地区17-18km，中纬度地区10-12km，高纬度地区8-9km。 ②主要特征：成分、气温垂直变化、运动、与人类的相互作用 对流层大气 地面是近地面大气的直接热源，低纬度地区受热最多 ②主要特征：成分、气温垂直变化、运动、与人类的相互作用 主要特征 成因 气温随高度升高而升高，对流层顶-30km缓慢升高，30-50km快速升高 靠臭氧吸收紫外线增温，其在22-27km达到最大值。臭氧层以上，臭氧含量逐渐减少，但是太阳紫外线辐射强烈，气温随高度的增加迅速上升 无云雨现象，大气能见度高，适合航空飞行 水汽和杂质含量少 大气以平流运动为主 大气上部热，下部冷 与人类关系密切：保护生命 存在臭氧层，臭氧吸收紫外线，免受过多紫外线伤害 气温 成分 运动 与人类 ①高度范围：对流层顶部至50-55km的高空 平流层大气 高层大气 ①高度范围：平流层以上的大气的统称，该层空气密度很小，2000-3000km的高空大气密度小到可以视作大气上界。 ②主要特征：气温垂直变化、自然现象、人类活动 主要特征 成因 在80~120km的高空，流星体燃烧，形成流星 流星进入地球大气层，摩擦大气层产生光迹 气温随高度增加先下降后上升 开始时臭氧浓度下降，气温下降，随后，大气吸收更短波长的太阳紫外线，温度又继续上升。 在80~500km的高空，存在若干电离层，大气处于高度电离状态，能反射无线电短波，对远距离无线电通信有重要作用； 太阳紫外线和宇宙射线作用 在80-120km的在地球南北两极附近地区高空，极光现象 太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，大气分子被分解为离子，大气处于高度电离状态 气温 现象 与人类 现象 供图：高一联4 刘家琦 中华中图版必修一 材料一 山东半岛的北部地区，主要是烟台、威海等地，有“雪窝”之称。这些地区冬季降雪具有持续时间长、强度大的特点，有的年份一次降雪天数可达数天，甚至出现连续数周的降雪天气。最近两场刷屏的暴雪更是创下了历史新记录——2023年12月21日早上8点，威海市的文登区降雪多达55厘米，突破了54厘米的历史极值，同为山东半岛沿海城市的青岛降雪较少。 材料二 山东半岛地形图。 青岛比威海、烟台降雪量小得多，试分析其原因。 水汽：威海地处山东半岛北侧海滨，靠近水汽主要来源（水汽多在丘陵北侧的渤海）；而青岛位于山东丘陵背风坡，到达青岛的水汽较少。 降温：山东半岛北部无高大山脉阻挡，西北季风势力强，密度大贴渤海而行，使海面上暖湿气流被迫抬升，在北侧受山地阻挡抬升，气温迅速降低到0℃以下，形成大量降雪；随后西北季风南下越过山体后下沉增温，且自北向南纬度变低，气温升高，且青岛三面临海，气温受海洋的调节作用明显，水汽不易凝结。 谁输送水汽？水汽何来？为何下雪？为何雪很大？烟台威海和青岛的地理位置有没有差异？地形有没有产生影响？ $