高一地理人教版必修一学案第二章第一节大气的组成和垂直分层

第二章地球上的大气第一节大气的组成和垂直分层一、大气的组成1.低层大气的组成:干洁空气、少量水汽和固体杂质。2.大气的成分及作用:成分作用氧人类和其他生物维持生命活动所必需的物质氮地球上生物体的基本元素二氧化碳绿色植物进行光合作用的基本原料,吸收地面辐射能力强,使气温升高臭氧强烈吸收太阳光中的紫外线,使大气增温;减少到达地面的紫外线,被誉为“地球生命的保护伞”水汽和杂质成云致雨的必要条件,影响大气的变化3.人类活动对大气组成的影响: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。二、大气的垂直分层1.划分依据:根据温度、运动状况和密度,大气自下而上可划分为对流层、平流层和高层大气。2.垂直分层:(1)对流层。①高度范围:在大气圈的最底层。低纬度地区17～18千米,高纬度地区8～9千米。②主要特征。主要特征成因云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层占大气总质量的3/4和几乎全部的水汽和杂质气温随高度的升高而降低热量来自地面辐射大气对流运动显著上部冷,下部热③与人类关系:人类生活在对流层底部。(2)平流层。①范围:对流层顶部至50～55千米的高空。②主要特征:气温随高度升高而升高,大气以平流运动为主。③与人类关系:臭氧层使地球生命免受过多紫外线是伤害;适合航空飞行。(3)高层大气。①位置:平流层顶以上的大气。②主要特征:要素主要特征气温下层没有臭氧吸收紫外线,气温会下降上层大气吸收更短波长的太阳紫外线,温度持续上升密度很小,在2000～3000千米高空,大气密度与星际空间密度非常相近③与人类关系:80～120千米,流星体燃烧产生流星现象;80～500千米,有电离层反射无线电波,对无线电通信有重要作用。填写干洁空气的主要组成。【质疑批判】判断下列说法的正误①大气圈中最多的成分是氧。 (×)②大气圈中各种成分均匀分布。 (×)③臭氧对人类和动物是无害的。 (×)④空气中只要有水汽就可以形成降水。 (×)⑤大气中的尘埃物质可以反射太阳辐射,降低地面温度。 (√)填写大气垂直分层的名称。将平流层特征及成因连线2020年7月23日12时41分,我国在中国文昌航天发射场成功发射首次火星探测任务“天问一号”探测器,开启火星探测之旅,迈出了我国行星探测第一步。(1)“天问一号”升空过程中依次经过哪些大气层?提示:对流层、平流层、高层大气。(2)“天问一号”升空过程中,大气温度有何变化?提示:气温先降低后升高,再降低再升高。能力一大气的组成成分及作用【思维引导】1.大气中为什么会有阴晴风雨的现象?2.大气成分的变化会产生什么影响?1.大气主要成分及其对大气环境的影响:成分作用二氧化碳CO2→吸收长波辐射(地面辐射)→升温的同时释放热能→热量射向地面→保温作用,CO2→植物光合作用→太阳能转化为化学能臭氧平流层中的O3→吸收紫外线→升温的同时阻挡到达地面的紫外线→保护地球上的生物免受紫外线伤害水汽近地面水汽吸收地面热量→大气升温,水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、雨、雾、雪等天气现象发生杂质杂质→吸附水汽→成云致雨,杂质→削弱太阳辐射→大气能见度降低2.人类活动对大气成分的影响:【知识拓展】臭氧层破坏(1)原因:①自然:太阳活动;②人为:人类向大气中大量排放消耗臭氧的物质(如氯氟碳化物)。(2)后果:①影响人类的健康。一方面,过量的紫外线会破坏人的免疫系统,使人的自身免疫系统出现问题,患呼吸道传染性疾病的人数大量增加;另一方面,过量的紫外线会增加皮肤癌的发病率。②影响农作物的产量和质量。③影响水域生态系统,会直接引起整个食物链的破坏。(3)措施:①减少消耗臭氧层有害气体的排放,如冰箱制冷剂氯氟碳化物的排放(改用无氟制冷剂);②寻找新的替代品,加大对替代品的研制力度。地球大气又称“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/%质量分数/%氮气(N2)78.0875.52氧气(O2)20.9423.15氩气(Ar)0.931.28二氧化碳(CO2)0.03(变动)0.05(1)地球大气称为“氮氧大气”是因为两者 ()A.占干洁空气成分的99%B.占大气成分的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,导致二氧化碳变动的主要因素是 ()①植树造林②大量燃烧矿物化石燃料③新能源公交车的逐渐普及④森林、草原开垦成农田A.①③ B.②④C.①② D.③④【思路点拨】解答该题的思路如下:【解析】(1)选A,(2)选B。第(1)题,氮和氧是大气的主要成分,在干洁空气成分中,无论从体积分数还是质量分数看,氮和氧两者的含量约占99%,故又称地球大气为“氮氧大气”。第(2)题,目前,大气中的二氧化碳浓度逐渐升高,主要原因是:臭氧层因吸收大部分紫外线而被誉为“地球的保护伞”,但目前臭氧在减少。图中每种紫外线宽度变化代表其浓度变化。回答(1)、(2)题。(1)据图判断,臭氧层(臭氧浓度最大)的海拔 ()A.0～15kmB.15～30kmC.30～45kmD.45～60km(2)如果图示中臭氧浓度减少,导致地面生物受到伤害最大的紫外线波段是 ()A.UVa B.UVbC.UVc D.三种相同【解析】(1)选B,(2)选B。第(1)题,直接根据图示纵坐标读数即可。第(2)题,根据图示每种紫外线宽度变化代表其浓度变化,图示UVb在臭氧层大量减少,反映臭氧层能大量吸收UVb的紫外线,故臭氧浓度减少,导致UVb紫外线到达地面大幅增加,导致伤害地面生物。【补偿训练】读大气成分图,回答下列问题。(1)图中A、B表示的大气成分是:A,B。其中B的重要作用是。(2)在其他的气体中,被称为“地球生命保护伞”的是,其原因是什么?(3)人类活动对大气成分有什么影响?【解析】第(1)题,由图可知,A成分最多,为氮气;其次为B,为氧气,主要作用是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。第(2)题,被称为“地球生命保护伞”的是臭氧,原因是能大量吸收太阳辐射中的紫外线。第(3)题,人类活动对大气的影响主要是排放的污染物与废弃物产生大气污染造成的影响。答案:(1)氮气氧气氧是人类和其他生物维持生命活动所必须的物质(2)臭氧臭氧能吸收大量紫外线,保护地球上的生物,使其免受过多紫外线的伤害。(3)人类活动排放的污染物与废弃物进入大气,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。

能力二大气垂直分层及特点【思维引导】1.大气垂直分层的依据是什么?2.电离层分布在大气哪一层?有什么作用?1.大气垂直分层:(1)大气垂直分层的高度范围。分层高度范围对流层低纬:17～18km;中纬:10～12km;高纬:8～9km平流层对流层顶部至50～55km高层大气从平流层顶部到大气上界(2)大气垂直分层的温度变化。①对流层气温随高度升高而降低。②平流层气温随高度升高而升高。③高层大气气温先降低后升高。2.对流层特点及与人类的关系:3.平流层特点及与人类的关系:情境一来自埃塞俄比亚阿鲁西高原的格布雷西拉西耶被称为历史上最伟大的长跑运动员。在他的职业生涯中参加过400多次比赛,并且多次打破世界纪录。他曾是马拉松、10千米马拉松、20000米赛跑、半程马拉松和1小时限时跑世界纪录保持者。据统计,近年来的世界长跑冠军大多来自非洲东部的肯尼亚、埃塞俄比亚等高原国家。情境二我国的很多体育训练基地也都设在高原城市,如云南昆明的海埂训练基地,青海多巴国家训练基地等。(1)体育训练为什么钟情于高原?(综合思维:在地理学习中发现学科价值的能力)提示:一般而言,随着海拔升高,大气中含氧量越低;高原地区,地势高,空气稀薄缺氧,在高原训练心肺功能会比在平原地区强,可以最大程度激发潜能;在平原参加比赛的时候就能够有较大水平的提高。(2)海拔越高越利于运动员的训练吗?为什么?(人地协调观:正确认识地理环境对人类活动的影响)提示:并不是海拔越高,越利于运动员的训练。因为海拔越高,含氧量越低,进行体育运动训练会危害人体健康,甚至危及生命。(2018·山东夏季学考)下图为大气的垂直分层示意图,读图完成(1)、(2)题。(1)a层与人类的关系最密切,对其表述正确的是 ()A.水平运动明显B.气温随高度升高而升高C.密度随高度升高而增加D.天气现象复杂多变(2)与a层相比,b层 ()A.能大量吸收紫外线 B.随高度升高气温降低C.空气中水汽含量较大 D.对流运动旺盛【解析】(1)选D,(2)选A。第(1)题,对流层特征:大气运动空气以对流运动为主气温变化气温随高度升高而降低密度变化密度随高度升高而降低天气现象对流层天气现象复杂多变第(2)题,对比平流层特征:大气运动以平流运动为主气温变化臭氧层能大量吸收紫外线,气温随高度升高而升高天气特征空气中水汽含量较低,杂质少,故天气较晴朗(2021·济宁高一检测)下图中曲线所示为大气中臭氧浓度分布随高度变化,读图完成(1)～(3)题。(1)从图中看出,臭氧层分布于 ()A.对流层 B.平流层C.高层大气 D.电离层(2)若大气中臭氧含量大幅度减少,可能造成 ()①皮肤病发病率增加 ②降水大幅度增加③高层大气升温 ④农林牧业减产A.①② B.①④ C.①③ D.②③(3)图中大气层界线以下 ()A.海拔越高,气温越高B.空气对流显著,天气复杂C.冬季较厚,夏季较薄D.天气晴朗,利于飞行【解析】(1)选B,(2)选B,(3)选B。第(1)题,读图分析,图中大气层界线为对流层和平流层的界线;根据大气中臭氧浓度分布随高度变化可知,臭氧在平流层浓度最大,因此臭氧层分布在平流层。第(2)题,平流层中的臭氧层能强烈吸收太阳紫外线辐射,保护地球上的生命免受过多紫外线伤害。若大气中臭氧含量大幅度减少,到达地表的紫外线辐射增强,可能造成皮肤病发病率增加,①正确;影响动植物的正常生长,农林牧业减产,④正确;对地球的降水和高层大气温度不会产生影响,②③错误。第(3)题,图中大气层界线以下为对流层,气温随高度增加而降低;空气对流显著,天气复杂多变;夏季气温高,对流旺盛,厚度较大,冬季气温低,对流弱,厚度较薄,C错误;天气复杂多变,不利于高空飞行。【补偿训练】读“大气垂直分层”示意图,完成(1)、(2)题。(1)人类排放的氯氟碳化物,对大气层中影响最大的是 ()A.A层 B.B层 C.C层 D.D层(2)“蓝蓝的天上白云飘”歌词中的蓝天白云发生在 ()A.A层 B.B层 C.C层 D.D层【解析】(1)选B,(2)选A。第(1)题,人类排放的氟氯碳化物,对大气层中影响最大的是臭氧,臭氧层分布在22～27千米处的平流层中,符合的是B层。第(2)题,对流层上冷下热,气流在上升过程中易成云致雨,故“蓝蓝的天上白云飘”歌词中的蓝天白云发生在对流层中。图形1大气垂直分层示意图形2地球大气的垂直分层(部分)示意图图形3大气垂直分层示意图1.图形实质:试题中的各种大气垂直分层示意图实质都是教材图呈现的大气垂直分层中各层气温随高度变化、各层大气的运动状况、各层大气与人类活动的关系等知识。2.学科素养:读懂此图需要具备一定的区域认知、综合思维与地理实践力等学科素养。大气的垂直分层示意(1)图中纵坐标、横坐标表述的含义是什么?提示:纵坐标表示海拔,横坐标表示气温,注意0℃气温的位置及气温的变化趋势。(2)大气气温在各层中随高度增加如何变化?提示:在对流层中随高度增加而降低,在平流层中随高度增加而增加,在高层大气中随高度增加先降低再升高。(3)各层大气气温的热量来源是什么?在对流层、平流层中大气的运动有什么特点?提示:对流层的热源来自地面辐射、平流层的热源是臭氧层、高层大气是电离层;在对流层中大气以对流运动为主,平流层中大气以平流运动为主。(4)列举各层大气与人类活动的关系案例。提示:人类生活在对流层底部,天气现象复杂多变影响人类活动;平流层臭氧层吸收紫外线保护地球上的生命,适合航空飞行;高层大气的电离层对无线电通信有重要作用,流星现象、极光、人造卫星等位于这一层。1.(水平1)关于低层大气物质组成的叙述,正确的是 ()A.干洁空气、二氧化碳、水汽B.氮、氧、二氧化碳C.二氧化碳、水汽和固体杂质D.干洁空气、水汽和固体杂质【解析】选D。低层大气由干洁空气、水汽和固体杂质组合,干洁空气的主要成分可分为氮气、氧气和二氧化碳等不同成分。(水平1)气球作为探空的工具已经被广泛使用,如下图所示,一探空气球由地面上升至25千米处。据其可能探测到的现象,回答2、3题。2.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是 ()A.一直递减B.一直递增C.递增→递减D.递减→递增3.探空气球探测到水汽主要集中在 ()A.对流层 B.平流层C.高层大气 D.电离层【解析】2选D,3选A。第2题,探空气球从对流层到平流层。对流层的气温分布规律是随高度增加而降低,平流层的气温分布规律是随高度增加而增加。第3题,水汽主要集中在对流层。(水平1、2)下图为局部大气层气温随高度变化曲线示意。完成4、5题。4.图示大气层属于 ()A.对流层 B.平流层C.臭氧层 D.高层大气5.该层大气 ()A.适合飞机高空飞行B.极光