2026-2027学年高一上学期湘教版必修一课件3.1《大气的组成与垂直分层》

第三章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 公众号@卧蚕眉 课程标准 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。 地理核心素养 1.运用视频、图像,掌握低层大气的组成成分并了解各自的作用。（区域认知） 2.通过图文资料,描述大气的垂直分层及各层的主要特点。(地理实践力) 3.结合相关知识,分析各层气温的变化及其原因。(综合思维) 4.利用所学知识,解释生活生产实际中的问题。(人地协调观、综合思维) 公众号@卧蚕眉 公众号@卧蚕眉 新课导入：为什么登山运动员要背上重重的氧气罐呢？ 【答案】①氧气是人类维持生命活动必需的物质。 ②海拔越高，空气稀薄，氧气含量越少。 扫码关注卧蚕眉课件公众号 QQ：94669092 公众号@卧蚕眉 01 大气的组成成分与作用 公众号@卧蚕眉 5 大气圈——地球外部最厚的圈层(约3000千米) 万 物 生 存 离 不 开 大 气（O2） 公众号@卧蚕眉 一.大气的组成 1.低层大气的组成：干洁空气、水汽和杂质。 在25千米以下的干洁空气中氮气、氧气占总体积的99%。 % 公众号@卧蚕眉 大气组成 含量 主要作用 干洁 空气 主要 成分 N2 78% O2 21% 微量 成分 CO2 0.03% O3 0.000001% 水汽 0.25%湿度 杂质 人类活动会影响大气的成分和含量，特别是对其中微量成分和杂质产生变化，对生态系统和人类生存造成不同程度的影响。 生物体的基本成分。 维持生物活动的必要物质。 植物光合作用的原料，对地面保温作用。 吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害。 成云致雨的必要条件，对地面保温作用。 作为凝结核，成云致雨的必要条件。 一.大气的组成 2.干洁空气的组成成分与作用 公众号@卧蚕眉 水汽、杂质是成云致雨的必要条件。 冷凝 结合杂质 冷凝 结合杂质 水 汽 近地面——雾 高空——云 降水 降雪 蒸发 水汽、杂质：在天气变化中扮演重要角色 一、大气的组成 公众号@卧蚕眉 ①空气中含有充足的水汽来源。 ②气流上升运动剧烈，气温下降，水汽凝结。 ③有足够的凝结核（固体杂质）。 知识拓展：你知道降水条件有哪些吗？ 公众号@卧蚕眉 一. 大气的组成 3.人类活动对大气成分的影响 大气成分并非总是固定不变的 干洁空气中各种气体所占比例在自然状态下基本不变；大气中水汽和杂质的含量却是因时因地而异。 大气中的水汽含量随时间、地点和气象条件而变化。水汽主要聚集在大气的底层，一般是夏季多于冬季，低纬多于高纬。 固体杂质也多集中于大气的底层，随地区、时间和天气条件而变化。杂质一般是陆上比海上多，城市比乡村多，早晨和夜间比午后多，冬季比夏季多。 公众号@卧蚕眉 3.人类活动对大气成分的影响 全球变暖 臭氧层 空洞 酸雨 危害 酸雨 危害 大气 污染 公众号@卧蚕眉 3.人类活动对大气成分的影响 问题探究： 美国国家冰雪数据中心和美国国家航空航天局的科学家表示,2019年最大冰川面积达1478万平方千米,但是整体趋势令人担忧。冰川,南北极的特产,远远望去,就像地球的“白帽子”,给地球增加了巨大的美感。但是近来的研究发现,北极冰川数量正急剧减少,其速度令人咂舌。科学家预测在未来20年时间内,北极冰川将在炎热夏季完全消失,地球会失去“白帽子”,北极熊将难有立足之地(如下图)。一些科学家认为,人们可能低估了全球变暖的趋势。 美国环保局发现臭氧总量每耗减1%,地面紫外线会增加1.5%~2%。他们预测,如果氟氯烃生产和消费不加限制,到2075年,地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。 公众号@卧蚕眉 结合材料探究: (1)全球变暖与大气中的哪种主要成分变化有关? 【答案提示】CO2。（甲烷CH4、水汽H2O） (2)臭氧有什么作用? 【答案】臭氧能强烈吸收太阳紫外线,保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。 (3)针对上述问题,你能提出哪些有效的措施? 【答案提示】①减少化石能源的使用，开发清洁、可再生能源; ②保护森林,植树造林，增加绿地面积; ③节约能源，提高能源的利用效率； ④研发新型制冷设备,控制氟氯烃的产生与排放。 公众号@卧蚕眉 【探究活动】阅读P72材料，思考下列问题。　　 公众号@卧蚕眉 1.指出雾与霾的区别 类别 组成成分 能见度 存续时间 雾 霾 2.举例说明霾天气对我们生活及环境的影响。 ①损害呼吸系统，危害人体健康； ②影响生态环境，降低空气质量； ③降低能见度，引发交通事故。 小水滴或冰晶 固体颗粒 <1千米 <10千米 日出后迅速消散 可整天存在 雾：当水汽充足且有足够凝结核存在时，多余的水汽便会凝结出来，变成小水滴或冰晶。 霾：悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体，霾天气是一种大气污染状态，PM2.5被认为是造成霾天气的“元凶”。 公众号@卧蚕眉 甲烷是仅次于二氧化碳的重要温室气体，主要由沉积物中的微生物产生。青藏 高原多热喀斯特地貌，大气甲烷以自然来源为主，夏季甲烷浓度最高。受周边地区的影响，青藏高原西南部对流层上层甲烷汇集形成高值区。据此完成下面小题。 (1)青藏高原大气甲烷自然来源主要包括（    ） ①沼泽 ②放牧 ③湖泊 ④高山草原 A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④ (2)青藏高原大气甲烷夏季浓度最高，其影响因素是（   ） A. 地质活动 B. 气温 C. 台风 D. 植被类型 随堂 检测 【答案】(1)A (2)B 【解析】(1)结合材料和所学，湿地是永久性或季节性积水区，过饱和的土壤水分提供了良好的无氧环境，青藏高原沼泽、湖泊较多，①③正确，放牧属于人为来源，②错误；高山草原能吸收甲烷，④错误，A正确，B、C、D错误，故选A。(2)结合材料和所学，青藏高原多热喀斯特地貌，大气甲烷以自然来源为主，夏季甲烷浓度最高。夏季温度升高造成冰川、冻土的融化形成了众多热喀斯特地貌，产生了更多的甲烷排放源，B正确，该区一年四季地质活动都较为频繁，A错误；青藏高原地区无台风，C错误；夏季植被茂密，对于甲烷有吸收净化作用，浓度应该降低，与题干不符，D错误，故选B。【点睛】甲烷是一种温室气体，也可以当燃料使用。 A 解析：结合材料和所学，湿地是永久性或季节性积水区，过饱和的土壤水分提供了良好的无氧环境，青藏高原沼泽、湖泊较多，①③正确，放牧属于人为来源，②错误；高山草原能吸收甲烷，④错误，A正确，BCD错误，故选A。 02 大气的垂直分层 Vertical stratification of the atmosphere 02 大气的垂直分层 公众号@卧蚕眉 情境导入 2022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(图2.1)。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。 1.39千米高空的大气与地面大气有哪些不同? 2.鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服? 公众号@卧蚕眉 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 1.大气分层依据： 大气的温度、密度和运动状况，大气垂直分层可将其划分为对流层、平流层和高层大气。 二.大气的垂直分层 自主探究：“大气的垂直分层图” 阅读教材P72-75,思考并完成下列问题。 1.大气垂直分层的依据及各层名称。 2.各层气温与高度的关系。 3.各层大气的运动特点。 4.与人类生活的关系。 5.为什么平流层适合飞机飞行？ 6.无线电通信利用了哪层大气（高层大气中的电离层）的特性？ 公众号@卧蚕眉 (一)对流层 对流层集中了整个大气质量的3/4，几乎全部水汽和尘埃，它具有以下三个基本特征： （1）气温随高度的增加而递减，平均每升高100米，气温降低0.6℃。(原因） （2）空气有强烈的对流运动（原因） （3）天气的复杂多变（原因） （4）对流层高度因纬度而异，低纬17—18km，中纬10-12km，高纬8—9km（请说明原因）；对流层高度还与季节有关，夏季高度大，冬季高度小。 （计算举例：相对高度2000米的山脚25℃，山顶多少度？） 山顶温度约13°C。 纬度 17~18 10~12 10~12 8~9 8~9 N 90° 60° 30° 0° 30° 60° 90°S 厚度（Km) 5 10 15 20 公众号@卧蚕眉 (二)平流层 平流层是自对流层顶到50-55千米高度的范围，大气平稳，适合飞机飞行，平流层中有臭氧层，被誉为地球生命保护伞。 （1）温度随高度增加而增加（原因）。 问：平流层热量来源于？ （2）垂直气流显著减弱，平流运动为主（原因） （3）平流层天气晴朗，大气透明度好（原因）。 （4）为什么平流层被誉为地球生命保护伞？ 公众号@卧蚕眉 （三）高层大气 高层大气空气稀薄，气压很低，密度很小，在60-500千米的高空有若干电离层，能反射无线电波。 （1）在80-120km的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，产生流星现象。（防弹衣） （2）在50-500km的高空，若干电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。 （3）高层大气空气密度很小，气压低，在2000-3000km的高空（大气上界），高速运动的空气分子经常逸散到宇宙空间。 公众号@卧蚕眉 大气的垂直分层及其与生产生活的联系 【课堂总结】 垂直分层 高度 主要特点 特点成因 对流层 低纬17～18千米 中纬10～12千米 高纬8～9千米 气温随高度的增加而递减 (每升高100米，温度大约降低0.6℃） 地面是对流层大气的直接热源 离地面越近，受热越多，气温越高。 空气对流运动显著 对流层上冷、下热 天气现象复杂多变 几乎全部水汽、固体杂质集中在该层 对流运动显著，易成云致雨 平流层 对流层顶 到50～55千米 平流层气温随高度增加而迅速上升 平流层中的臭氧大量吸收太阳紫外线 气流以平流运动为主 平流层大气上热下冷，大气稳定 有利于高空飞行 水汽、杂质极少，晴空万里，气流平稳 高层大气 平流层顶到大气上界(高度约2000～3000千米) 气压很低，密度很小 中国空间站轨道高度为400~450公里 离地面远，万有引力小 80～500千米高空有若干电离层， 能反射无线电短波 电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态 公众号@卧蚕眉 情境拓展 2026年3月12日，一架自孟加拉飞往尼泊尔的客机在降落期间失事，造成49人死亡，22人受伤。这架飞机是一架庞巴迪Dash 8 Q400涡轮螺旋桨飞机，它由孟加拉国航空公司US-Bangla运营。空难多数发生在飞行的哪一阶段？为什么飞的越高越安全？ 【答案提示】①空难多发生在起飞或降落阶段，这一阶段处于对流层中，对流层大气对流旺盛，天气多变。 ②当飞机穿越对流层在平流层飞行时，天气晴朗，大气平稳，飞行安全。 【课堂P75“活动”】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；读图 3-7，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。 【答案提示】贵阳虽然纬度较低，位于亚热带，但贵阳地处云贵高原，海拔较高，气温较低，故夏季气候凉爽，利于避暑。 27 27 【课堂P76“活动”】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 3-8,试分析这一地理现象的形成原因。 【答案提示】西藏垂直高差大，山上海拔高，气温低，林芝地处在雅鲁藏布江谷地中，海拔较低，热量条件较好，花期早。 28 28 课堂小结 (1)此次的飞机试飞巡航一直位于（    ） A. 对流层 B. 平流层 C. 臭氧层 D. 高层大气 (2)飞机从地面飞到8km高空的过程中（    ） A. 气温先升高后下降 B. 空气密度降低 C. 气流做水平运动 D. 气压一直升高 2023年国产大飞机C919在一次最近测试飞行中，巡航高度达到8km。下图为试飞 区域气温随高度变化曲线示意图”。据此完成下面小题。 随堂 检测 【答案】(1)A (2)B 公众号@卧蚕眉 A 解析：读图可知，图中对流层气温随海拔高度升高而降低，对流层的平均高度为12km，且图示显示，气温随高度降低的高度达到16km，此地对流层高度大约为16km，此次飞行中巡航高度达到8km，位于对流层，A正确，BCD错误，故选A。 2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，长征五号全力托举嫦娥五号向着月球飞驰而去。下图示意大气垂直分层。据此完成问题。 (1)嫦娥五号上升过程中，途经大气层的温度变化为（    ） A.递减→递增→递减 B.递增→递减→递增→递减 C.递增→递减→不变 D.递减→递增→递减→递增 (2)图示①层大气（    ） A.两极厚度大于赤道 B.夏季午夜最厚 C.天气现象复杂多变 D.空气密度最小 (3)图示②层气温存在垂直变化的原因，主要是（   ） A.大气对太阳辐射有反射作用 B.CO2吸收红外线 C.大气对太阳辐射有削弱作用 D.臭氧吸收紫外线 随堂 检测 【答案】(1)D (2)C (3)D 公众号@卧蚕眉 31 (2025·山西长治忻州高一联考)翼装飞行是指运动员穿戴着拥有双翼的飞行服装和降 落伞设备，运动员从飞机、热气球、悬崖绝壁、高楼大厦等高处一跃而下，飞行者运用肢体动作来掌控滑翔方向，用身体进行无动力空中飞行的运动，在到达安全极限的高度，运动员将打开降落伞平稳着落。无动力翼装飞行进入理想飞行状态后，飞行时速通常可达到200千米/小时左右，翼装飞行的滑降比约3∶1，即在每下降一米的同时前进约三米。读图，完成(1)～(3)题。 随堂 检测 (1)运动员从悬崖绝壁一跃而下进行翼装飞行时，一般会感觉到(　 ) A．气温越来越高 B．气压越来越低 C．尘埃越来愈少 D．呼吸越来越困难 (2)若翼装飞行可从高层大气开始，运动员经过的大气层中水汽集 中在(　 ) A．对流层 B．平流层 C．高层大气 D．臭氧层 (3)若翼装飞行可从高层大气开始，滑降比明显增大的圈层是(　 ) A．对流层 B．平流层 C．臭氧层 D．高层大气 【答案】(1)A (2)A (3)B 公众号@卧蚕眉 拓展延伸:逆温现象 1.对流层气温垂直递减率的变化 正常情况下,海拔每升高100米,气温约下降0.6 ℃。 2.逆温现象 (1)逆温的概念 一般情况下,对流层温度上冷下暖。但在一定条件下,对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象,或在一定条件下，对流层的某一高度会出现实际气温高于理论气温，这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。 正常情况下 逆温 温度 温度 高度 高度 课堂篇探究学习 拓展延伸:逆温现象 2.逆温现象 (2)逆温现象的形成及消失过程图解 ①逆温现象的重要特征判断——“上暖下冷”。 ②逆温现象的生消过程——近地面先发生，后逐步向上发展，近地面后结束。无论 其形成还是结束都是从近地面开始的。 拓展延伸:逆温现象 (3)逆温的影响 不利影响： ①出现大雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,它使能见度降低,给人 们的出行带来不便,甚至出现交通事故。 ②加剧大气污染。由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会造成近地面污染物不 能及时扩散,从而危害人体健康。 ③对航空造成影响。逆温多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便。 有利影响： ①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如果出现在高空,对飞机飞行极为有利。因为大气以平流运动为主,飞机飞行中不 会有较大的颠簸。 【课堂P76“活动”】2.在某些特殊条件下，近地面大气会出现逆温现象。据此,完成相关任务。 (1)对流层大气出现逆温时,会对近地面空气质量产生什么样的影响？ 【答案提示】由于逆温现象的存在，空气对流运动减弱，导致近地面污染物不易扩散， 造成大气污染。 (2)查询 20 世纪世界八大公害事件,了解哪些公害事件与逆温现象有关。 【答案提示】与逆温现象有关公害事件是： ①比利时马斯河谷烟雾事件； ②美国多诺拉镇烟雾事件； ③伦敦烟雾事件； ④美国洛杉矶光化学烟雾事件。 36 36 随堂 检测 辐射逆温现象经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面层气温 迅速下降，而高处气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温黎明前最强，日出后自下而上消失。辐射逆温的形成过程，如下图所示，读图，完成下列小题。 (1)上图是某地气温垂直分布图，t1至t5图中最有利于大气污染物扩散的是（ ） A. t1 B.t3 C.t4 D.t5 (2)该城市计划新建以煤为燃料的火力发电厂，该发电厂烟囱的设计高度应不低于( ) A．50米 B．75米 C．100米 D．150米 【答案】(1)D (2)B 读图3-8，试分析这一地理现象的形成原因。 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 图3-8西藏林芝地理位置 林芝位于雅鲁藏布江谷地，海拔低于周围青藏高原，所以气温较高。 谢谢聆听！ 祝同学们学习进步!! 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