2024版新教材高中地理第二章地球上的大气2.1大气的组成和垂直分层导学案新人教版必修第一册

第一节大气的组成和垂直分层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。学习目标1.运用图表资料，说明大气的组成及人类活动对大气环境的影响。2．结合大气垂直分层示意图，说明各层大气的特点、成因，并举例说明对人类活动的影响。一、大气的组成1．干洁空气(1)________：是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。(2)________：含量最多，是地球上生物体的基本元素。(3)________eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(绿色植物进行的基本原料,吸收地面辐射的能力强，使气温升高))(4)臭氧eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(吸收太阳光中的，使大气增温,减少到达地面的紫外线，对具有保护作用))2．水汽和杂质(1)水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放。(2)大气中的杂质作为________，是成云致雨的必要条件。3．人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。【判断】(1)人类大量排放氟氯烃使大气中臭氧减少。()(2)城市大气中的固体杂质较多，其他因素相同的情况下，降水通常比农村多。()二、大气的垂直分层1．依据：大气在垂直方向上的温度、运动状况和密度变化。2．各层特征比较垂直分层气温特点大气运动状况与人类关系A______层随高度的升高而________，顶部气温降至________上部冷、下部热，大气对流运动最为密切，天气现象复杂多变B平流层随高度升高而升高上部热、下部冷，不易形成对流，以________运动为主适合航空飞行C高层大气随高度增加先降低后升高有________，能反射无线电波【判断】(1)宇宙飞船升空过程中，所穿越大气的温度一直降低。()(2)全球各地对流层的高度是一样的。()(3)高层大气气温随高度的升高而升高。()【教材点拨】教材第28页图2.2阅读该图时应注意：(1)该图示意的是25千米以下的干洁空气的成分及其比例。(2)图中示意的比例是体积分数而不是质量分数。(3)氧气和氮气是主要成分，两者合占99%。(4)二氧化碳所占比例很小，相比而言变动明显。【易错辨析】二氧化碳也是植物呼吸作用的基本原料这种说法是错误的。呼吸作用需要的是氧气，放出的是二氧化碳。生物体内有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳、水或其他产物，并且释放出能量的总过程，称为呼吸作用。【学法指导】热源法分析对流层和平流层特点【知识链接】(1)不同纬度对流层厚度不一样的原因低纬度地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此，对流层的厚度大；而高纬度地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的厚度小；中纬度地区介于二者之间。(2)什么是电离电离，或称电离作用、离子化，指在(物理性的)能量作用下，原子、分子形成离子的过程。探究点一大气垂直分层[精讲点拨]大气的垂直分层分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系对流层低纬：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，气温平均下降0.6℃)地面是对流层大气主要的直接热源人类生活在对流层底部，与人类关系最密切空气对流运动显著该层上部冷、下部热天气现象复杂多变几乎全部的水汽、杂质都集中在该层，对流运动显著，易成云致雨平流层从对流层顶至50～55千米气温随高度增加呈明显递增趋势该层中的臭氧吸收太阳紫外线人类生存环境的天然屏障；利于航空飞行以平流运动为主该层大气上热下冷，大气平稳天气晴朗水汽、杂质含量极少，大气平稳高层大气从平流层顶到3000千米大气密度非常小距地面远，受到引力小电离层能反射无线电短波【技法点拨】图示理解对流层、平流层的特点[核心探究]【情境材料】材料一北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入“天宫一号”空间站。材料二下图为大气垂直分层示意图。【思考交流】1．[区域认知]比较甘肃酒泉卫星发射基地和海南文昌发射基地所在地区的对流层高度差异，总结对流层高度的分布规律，并解释原因。2．[综合思维]“长征二号”运载火箭刚离开地面升空时，其所经历的气温变化特点是什么？3．[综合思维]“天宫一号”空间站所在的大气层有何特点？对人类生活有什么影响？[学以致用][2023·青岛市高一模拟]2020年12月17日，“嫦娥五号”返回舱在距地面高度约120km处高速进入地球大气层，实施初次气动减速。下降至预定高度后，返回舱向上跃出大气层。之后，返回舱再次进入大气层，实施二次气动减速，在距地表50km的高度返回舱与大气层激烈摩擦。下图示意“嫦娥五号”探测器返回路径。据此完成1～3题。1．“嫦娥五号”进入大气层实施初次气动减速时位于()A．对流层 B．平流层C．臭氧层 D．高层大气2．“嫦娥五号”在距地表50km降落至地面的过程中，气温变化是()A．持续降低 B．先降低，后升高C．持续升高 D．先升高，后降低3．“嫦娥五号”在距地表50km降落至地面的过程中，气温变化的原因是()A．臭氧增多，太阳辐射增强B．臭氧增多，地面辐射增强C．臭氧减少，太阳辐射减弱D．臭氧减少，地面辐射增强探究点二逆温(知识拓展)[精讲点拨]1．大气的逆温现象在对流层中，气温是随着高度的升高而逐渐降低的，但在某些特殊的情况下，对流层气温会出现下列情况：①高度上升，气温升高；②高度每上升100米，气温下降幅度小于0.6℃。这就是逆温现象。如下图中甲属于情况②，乙、丙、丁属于情况①。2．辐射逆温形成过程(1)图a为对流层正常气温垂直分布状况。在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气也随之降温。离地面越近，降温越多；离地面越远，降温越少，因而形成了自地面开始的逆温(图b)。(2)随着地面辐射冷却的加剧，逆温层逐渐向上扩展，黎明时达到最强(图c)。(3)日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温层便自下而上逐渐消失(图d)，最终恢复正常(图e)。3．逆温的影响有利影响①逆温的出现阻碍了空气对流，因此可以抑制沙尘暴的发生。②逆温出现在高空，有利于飞机的飞行。③和其他天气现象一样，逆温可作为一种气候资源加以利用。例如，在我国新疆伊犁河谷，逆温出现在10月至次年3月，长达半年之久，有效地提高了冬季谷地的温度，多年生果树越冬可以免受冻害等不利影响①逆温时大气结构比较稳定，容易加重大气污染。②对天气的影响：容易产生大雾等不利天气。③对交通的影响：能见度降低，地面湿滑[学以致用]晴朗无风的夜晚，地面因辐射而失去热量，近地面大气冷却强烈，高空大气冷却较慢，气温从地面开始向上递增，称为辐射逆温。读图，回答4～5题。4．图中a表示辐射逆温形成前的气温垂直分布，一般出现在午后；b表示辐射逆温形成后，一般出现在黎明以前。则c出现的时间最可能是()A．上午 B．正午C．傍晚 D．凌晨5．逆温的影响有()①利于污染物的扩散 ②利于雾的形成③抑制沙尘暴的发生 ④减轻山区农作物冻害A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④[2023·长沙市雅礼中学高一模拟]如果对流层大气出现“上热下冷(即随高度上升，气温也上升)”现象时，空气对流运动减弱，不利于污染物的扩散，这种现象称为逆温。有人说，逆温是雾霾的帮凶。据此完成6～7题。6．图中，符合题中所述现象的大气层是()A．①＋②B．②C．②＋③D．③7．逆温层成为雾霾帮凶的原因是()A．逆温使得工业污染排放量增多B．逆温层的存在不利于空气的水平运动C．逆温层的存在不利于空气的对流运动D．逆温层的存在使大气运动为下沉运动[课堂归纳总结]地球大气又称为“氮氧大气”，结合地球大气圈25km以下干洁空气的主要成分表，完成1～2题。气体成分体积分数(%)氮气(N2)78氧气(O2)21氩气(Ar)0.93二氧化碳(CO2)0.038(变动)1.地球大气被称为“氮氧大气”，是因为氮气和氧气()A．占25千米以下干洁空气总体积的99%B．占大气总体积的99%C．是生命活动必不可少的物质D．在其他天体上不存在2．目前，导致大气中二氧化碳浓度变动的主要因素是()①植树造林②大量燃烧化石燃料③新能源公交车的逐渐普及④森林、草原被开垦成农田A．①③B．②④C．①②D．③④2021年4月30日15时27分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将遥感三十四号卫星发射升空，卫星进入预定轨道。下图为我国四大卫星发射基地分布图。据此完成3～5题。3．长征四号丙运载火箭从发射到上升至120km高空，在此期间经历的气温变化可能是()A．一直递减B．一直递增C．递增→递减→递增→递减D．递减→递增→递减→递增4．长征四号丙运载火箭发射地酒泉对流层的厚度最接近()A．8～9km B．12～13kmC．17～18km D．4～5km5．长征四号丙运载火箭穿过的平流层()A．天气现象复杂多变 B．气流垂直运动显著C．含有臭氧层 D．含有电离层6．读“气温垂直变化图”，完成下列各题。(1)图中a、b、c、d四条曲线中，正确反映地球大气温度随高度变化的是__________，判断依据是________________________________________________________________________。(2)风、云、雨、雪等天气现象集中于________层(填字母)，原因是________________________________________________________________________。(3)人类目前利用平流层最主要的方式是__________，原因是________________________________________________________________________。(4)B层和C层80～120千米的大气温度随高度升高而升高，分析其增温原因的异同。相同点：____________________________________________________________________。不同点：____________________________________________________________________。第二章地球上的大气第一节大气的组成和垂直分层必备知识·自主学习一、1．(1)氧(2)氮(3)二氧化碳光合作用(4)紫外线生物2．(2)凝结核【判断】(1)√(2)√二、2．对流递减－60℃平流电离层【判断】(1)×(2)×(3)×关键能力·课堂探究探究点一[核心探究]1．提示：差异：酒泉卫星发射基地所在地区的对流层较低。规律：对流层高度随纬度增高而降低。原因：低纬度地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以对流层较高(17～18km)。2．提示：火箭刚离开地面时，位于对流层中，气温随高度增加而降低。3．提示：特点：“天宫一号”空间站所在的大气层为高层大气，大气密度很小，存在若干电离层。影响：电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。[学以致用]1～3.解析：第1题，由材料可知，“嫦娥五号”在距地面高度约120km处实施初次气动减速，位于高层大气中，D对。第2题，“嫦娥五号”在距地表50km时，位于平流层中，此时向下降落气温逐渐降低，然后进入对流层，随着距离地面越近，气温升高，所以“嫦娥五号”在距地表50km降落至地面的过程中气温变化是先降低，后升高，故选B。第3题，平流层主要靠臭氧吸收紫外线增温，随着高度降低，臭氧含量降低，使得气温降低，然后距离地表越来越近，进入对流层中，对流层大气直接热源为地面，距离地面越近，受地面辐射影响越强，气温升高，故选D。答案：1.D2.B3.D探究点二[学以致用]4～5.解析：第4题，c表示逆温逐渐消失，故c出现的时间是在黎明之后，午后之前。第5题，逆温出现后近地面温度低，高空温度高，空气不易发生对流运动，不利于污染物的扩散，故①错误；由于近地面的温度较低，有利于水汽凝结成雾，故②正确；逆温出现后，大气运动会减弱，可以抑制沙尘暴的发生，故③正确；山区农作物分布海拔较高，如果处于逆温层，温度较高可以减轻冻害，故④正确。答案：4.A5.B6～7.解析：第6题，题中所述现象为“上热下冷”，说明出现了逆温现象，即气温随高度增加而升高的现象，据图可知，②层气温随高度增加而升高，故符合题中所述现象的大气层是②。故选B。第7题，逆温层成为雾霾帮凶的原因是逆温层存在，空气上热下冷，大气稳定，空气对流运动弱，污染气体不易扩散，C对。逆温与工业污染排放量无关，A错。逆温层的存在不利于空气的垂直运动，B错。逆温层的存在使得大气运动微弱，D错。故选C。答案：6.B7.C随堂演练·强化落实1～2.解析：第1题，氮气和氧气是大气的主要成分，在25千米以下干洁空气中，氮气和氧气两者占总体积的99%，故又称地球