大气的组成和垂直分层 教案

第二章地球上的大气

第1节大气的组成和垂直分层

【教材分析】

根据课程标准要求，本节教材重点落实“大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系”的内容，

其方法要求是“运用图表等资料”。大气的组成有两个要点：一是大气的组成成分，以及不同成分的占比情

况；二是大气组成成分与人类息息相关。大气在垂直方向可分为不同的层。一般根据温度、成分等物理性

质，以及大气运动情况.将大气分为对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。在中学阶段，为了便于学生

理解，减少知识层次，且考虑与人类活动关系的密切程度，把中间层、热层和散逸层合称为高层大气。大

气垂直分层与人类活动的联系，一般要结合各层大气的特点来理解。本节内容，比较适合开展全球合作意

识和环境保护意识的教育。教材安排了自学窗“全球合作保护臭氧层”，旨在培养学生的大气环境保护意

识和全球合作意识。

【教学目标和要求】

1.运用图表等资料，说明大气的组成及其与生产、生活的联系。

2.运用图表等资料，说明大气的垂直分层及其与生产、生活的联系。

【重点和难点】

重点：说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系

难点：分析大气的组成和垂直分层与人类活动的联系

【教学过程】

一、情境创设

2008年9月27日，“神舟”七号在飞行任务中，航天员翟志刚穿着我国自主研制的“飞天”

舱外航天服实施了首次出舱活动，迈出中国人在太空的第一步！

二、大气的组成

低层大气成分：干洁空气、水汽、杂质

干洁空气的作用：

02：无色无味的气体；在自然界中分布最广；是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。

N2：无色无味的气体；氮是地球上生物体的基本元素；其化合物可用肥料；工业常使用分储液态空气的

方法来获得大量氮气。

co2：无色无味的气体；含量虽少，但作用重要；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料；是一

种常见的温室气体。

03：臭氧淡蓝色气体，液态为深蓝色，固态为紫黑色，气味类似鱼腥味；臭氧能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，对生物具有保护作用。

水汽和杂质的作用：

H20：近地面水汽吸收地面热量一大气升温；水汽温度变化一吸热或放热一水的相变一云、雨、雾、雪

等天气现象的发生。

固体杂质：大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件；尘埃物质一吸附水汽一雾或降水；尘

埃物质一削弱太阳光一大气能见度降低。

二、大气的垂直分层

1.划分依据：

根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为：对流层平流层高层大气

2.对流层：

①组成：对流层是大气的最底层，集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的污染

物也多集中在这一层

②厚度：

高纬度地区：8—9千米

低纬度地区：17—18千米

平均厚度：10—12千米

时间变化：就季节而言，任何纬度地区，夏季较厚而冬季较薄，中纬地区尤其明显

③特点：

气温随高度升高而降低0.6℃/100m

近地面是对流层大气的直接热源

大气对流运动显著

对流层大气上冷下热，利于对流运动

天气现象复杂多变

水汽、杂质集中在该层，对流运动易成云

致雨，云、雨、雾、雪等都发生在这一层

3.平流层：

①组成：水汽和杂质含量很少。在22—27千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。

②范围：自对流层顶部至50—55千米高空

③特点：

下层气温随高度变化很小，但在30千米以上，气温随高度的增加而急剧上升，平流层的臭氧对太阳紫

外线的吸收，使大气增温；气以水平运动为主；平流层大气上部热、下部冷；天气晴朗无云雨，能见

度好；水汽、杂质少，气流平稳。

4.高层大气：

①范围：平流层以上的大气统称高层大气。

②特点：

下层气温随高度增加先降低后升高；有流星产生；80500km电离层反射无线电波，对无线电通信有重要

作用；高层大气的空气密度很小；产生极光，太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，使高层大气

分子或原子电离而产生。

三、情境创设与活动探究

情境导入：2008年9月27日，“神舟”七号在飞行任务中，航天员翟志刚穿着我国自主研制的“飞天”

舱外航天服实施了首次出舱活动，迈出中国人在太空的第一步！引出核心问题：为什么舱外航天服都

是白色的？翟志刚为什么需要配备特制航天服？

活动一：人类活动与大气污染

结合图和实际经验，讨论列举这些人类活动有哪些？并分析带来的危害和解决的措施。

1.该活动结合日常体验，引导学生联系本地区存在的大气污染现象，补充图像、文字和视频资料，使学生

意识到大气的组成与自己的生活息息相关。

2.该活动结合“案例”和“自学窗”等内容，启发学生进一步认识全球变暖、臭氧层破坏等大气环境问题

产生的原因在于不合理的人类活动；因为后果严重，这些大气环境问题成为国际社会普遍关注的话题、并且需要

全球合作解决。

活动二：了解大气含氧量减少对人体产生的影响

在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。

在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。推测这两个国家中长跑运动员

成绩优异的原因。

在中国地图上找到表2.1所列的高原训练基地的位置。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18002400米，表2.1中所列的高原训练基地的海拔在这个范围内吗？

1.该活动旨在引导学生了解大气含氧量的变化对人类活动的影响。教师可指导学生阅读图文材料，帮助学

生理解建设高原训练基地的目的，认识人类对自然环境特征的充分利用，培养辩证思维能力。

2.对第一个问题的解答，教师可以引导学生在非洲地形图上找出埃塞俄比亚和肯尼亚两个国家，归纳两国

共同的地形特点。然后引导学生从海拔、大气密度以及大气含氧量的关系作出推测。

3.对第二个问题的解答，可由学生对照中国地图找到。

4.对第三个问题的解答，旨在引导学生辩证看待“适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力”。如果在更

高海拔处训练，则因空气越来越稀薄，大气含氧量急剧下降，超过了人体的耐受力，反而使运动员的整体表现下

降。同时还要引导学生意识到人类只有充分认识并利用大气的特点才能合理开展活动，人类活动必须遵循自然、

因地制宜。

5.对这一内容感兴趣的学生，教师可以鼓励他们继续收集相关资料，如高海拔地区的居民如何加强氧气循

环以适应缺氧环境、在平原地区如何模拟低氧环境训练以提高运动员成绩等。

情境拓展

1.2018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Dash8Q400涡轮螺旋桨飞机，它由孟加拉国航空公司USBangla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？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。当飞机穿越对流层在平流层飞行时，天气晴朗，天气稳

定，飞行安全。

2.材料一乞力马扎罗山是非洲最高的山，可以分成四层，最下面一层是热带雨林，中间的腰部有

一条沼泽地带，再上面是高原沙漠，而顶部则是高山雪峰。远远地看，乞力马扎罗山就像一位拖着长长的

洒地的绿裙，系了一条细细的腰带，身着紧身淡黄衬衫，头上俏皮地戴了顶白色小帽的青春少女。

材料二清明假期，王老师一家从济南乘飞机到昆明去旅游。起飞时还是细雨蒙蒙，起飞后不

久却是晴空万里，阳光普照。

为什么乞力马扎罗山会出现“绿裙、黄衫、白帽”？

对流层气温随着高度的增加而降低，一般高度每上升100米，气温平均下降0.60℃,由于热量的

变化导致植被的变化。

王老师为什么会遇到起飞前后不同的天气？

起飞时细雨蒙蒙是由于飞机仍在对流层大气中，当飞机穿过对流层，进入平流层飞行时,天气晴好。

通过创设情境、活动探究等多种方式在学生的已知和未知之间搭建桥梁，突出重点，化解难点。

四、课堂小结：

今天这节课我们学习了大气的成分及其作用，学习了大气的垂直分层及各层的特点，明白的大

气组成和垂直分层与人类生产、生活的关系。

五、随堂练习：

课件后附带的习题，提问同学，检测本节课学习情况。

六、作业