《大气的组成与垂直分层》参考课件1

第二章自然地理要素及现象第二节大气的组成与垂直分层第二节大气的组成与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.了解大气的组成和垂直分层2.结合实例，说明大气的组成和垂直分层与生产生活的联系探索民航客机的飞行高度

民航客机的飞行高度

民航客机的飞行分为起飞、巡航和降落三个阶段。主要航程为巡航，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7000~12000米的高空飞行，其中大型民航客机一般在11000米上下的高空飞行。这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，能见度高；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。思考：大型民航客机的飞行高度主要位于大气层的哪一层?平流层垂直方向上大气密度随高度增大而减小，平流层的大气中水汽杂质含量少，能见度好，大气以水平运动为主，气流平稳，天气晴朗，是大型民航客机最为适宜的飞行区域。现代地球大气是距今3.5亿年前，当陆地上开始出现大量植物时，才逐渐演变形成的思考：现代大气是怎样逐渐演变成的？①现代地球大气是距今3.5亿年前，当陆地上开始出现大量植物时，

才逐渐演变形成的。②原始大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少

氧气。⑤现代大气：主要成分是氮气和氧气。导入新课思考：大型民航客机的飞行高度主要位于大气层的哪一层?思考：极限跳伞为什么要配备特制的宇航服？一、大气的组成一、大气的组成低层大气的组成：干洁空气、水汽和固体杂质。思考：低层大气由哪些物质组成的？1.大气的组成干洁空气阅读：

氮气

氧气低层大气的作用思考：低层大气成分对地球生物起

到什么作用？二氧化碳

臭氧结论：臭氧的浓度在垂直方向上分布不均。

距离地面20~25千米是臭氧浓度最高的区域，

称为臭氧层。位于平流层。平流层0312km50km地球生命的“保护伞”

臭氧

水汽

杂质思考：水汽和杂质为什么是成云致雨的必要条件？例如：城市上空的雾比郊区多，就是因为城市空气中

尘埃较多的缘故。1.低层大气（高度25千米以下）的组成及作用

组成成分占比

作用

干洁空气78%

地球上生物体的基本元素21%一切生物维持生命活动所必需的物质很少①绿色植物进行

的重要原料；②吸收地面辐射的能力强，使气温____

对地面有保温作用（吸收红外线）很少①吸收太阳

，使大气增温；②减少到达地面的紫外线，保护地球

免受紫外线伤害→地球生命的“保护伞”氮气(N2)氧气(O2)二氧化碳(CO2)臭氧(O3)光合作用升高紫外线生物其次：还有氩气和甲烷

极

少成云致雨的必要条件①近地面水汽吸收地面热量→大气升温②水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、

雨、雾、雪等天气现象的发生.

直接影响地面和大气的温度.固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件①尘埃物质→吸附水汽→雾或降水②尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低水汽(H2O)2.人类活动对大气的影响：思考：大气的组成有哪些变化？

这些变化人类生产、生活有什

么影响？(1)全球气候变暖人类燃烧矿物燃料、破坏森林等活动，使大气中二氧化碳含量增加，导致全球气候变暖①人类活动排放废气→改变大气成分，产生“温室效应”②人类活动排放废热→影响大气温度，产生“热岛效应”思考：大气的组成有哪些变化？这些

变化人类生产、生活有什么影响？（2）臭氧层破坏

人类使用冰箱、空调释放大量氟氯烃化合物，

破坏大气中的臭氧层，引起臭氧层空洞臭氧空洞（3）危害人体健康①人类排放固体微颗粒，产生雾霾，危害人体健康；②人类排放有毒气体引起大气污染，危害人体健康。(4)酸雨污染人类燃烧煤和石油排放的二氧化硫酸性气体，或汽车尾气排放出的氮氧化物烟气与大气中的水蒸气相遇，就形成硫酸和硝酸小滴，使雨水酸化，降落到地面形成酸雨。腐蚀建筑物、铁轨、文物古迹，使河湖水酸化，影响植物水生生物生长发育。名词链接气溶胶概念：指大气中均勺分布着相当数量的固休微粒和液体微滴，如海盐、粉尘、灰尘、烟尘和有机物等，它们所构成的稳定混合物，统称为气溶胶来源：主要是来自人类活动，如工业生产、生活燃料以及各种交通工具排放产生的烟雾粉尘等。另外还来自火山爆发、流星体燃烧、森林火灾、海浪飞沫、风沙土尘和植物花粉传播等污染气体概念：指随着工业和交通运输业的发展、许多有害气体会被排放到大气中，它们被称为污染气体，主要有二氧化硫、一氧化碳、硫化氢、氟化氢、二氧化氮、一氧化氮和氨气气等来源：工业和交通运输业等危害：严重危害人类的健康和生存环境活动：评价分析当地的空气质量思考：1.查出你所在地区当天的空气质量指数，分析空气质量属

于哪一级。2.哪些人类活动会造成大气污染?探讨并列举出你所在

地区减少大气污染的三项措施。空气质量指数：0——50空气质量：优三项措施：①减少煤等化石燃料燃烧产生的污染;

②减少汽车等机动车尾气污染;

③减少室内空气污染：人类活动：①工业：工业排放到大气中的污染物种类繁多

②生活炉灶与采暖锅炉

③交通运输：汽车、火车、飞机、轮船烧煤或

石油产生的废气二.大气的垂直分层1、划分依据：思考：大气垂直分层的依据是什么？根据大气在垂直方向上的物理性质（温度、密度）及

运动状况的差异二.大气的垂直分层思考：我们头顶的大气共分为哪几层？2.垂直分层：从近地面到高空依次为：对流层→平流层→

高层大气（中间层→电离（暖）层→散逸层）对流层思考：对流层如何分布的？对流层的高

度是多少？不同纬度厚度相同吗？（1）分布：大气的最底层，人类生活在对流层底部。（2）高度特点：地面→高空平均12千米低纬:17-18km;中纬:10-12km;高纬:8-9km思考：对流层大气温度变化有什么特点？产生的原因是什么？（3）对流层的特点①温度特点：+原因：地面是对流层大气的主要直接热源。（距地面越高，获得地面辐射的热量越少，气温越低）。气温随高度的增加而降低。一般高度每上升1000米，气温平均下降6℃如：高处不胜寒气温垂直递减率的变化

正常情况下，海拔每升高100m

气温下降0.6℃，但在不同地点及不同时间，可能会小于0.6℃或大于0.6℃。气温随海拔高度的增加而递减，乞力马扎罗山海拔高（接近6000米），因此，山顶气温很低，终年积雪。思考：非洲最高的山峰乞力马扎罗山，

地处赤道附近，山顶却终年积雪，

这是为什么？比较A、B、C三地的温度（3）对流层的特点②大气运动特点：思考：对流层大气运动有什么特点？

产生的原因是什么？空气对流运动显著+原因：对流层气温上冷下热；地面温度越高，空气对流运动越强烈，对流层厚度越大；反之越小①对流层气温上冷下热，近地面空气膨胀上升，水汽在

高空遇冷凝结，易成云致雨；②约75%的大气质量和几乎全部水汽与固体杂质、大

气污染物都集中在该层，对流运动易成云致雨③天气特点：思考：为什么对流层天气现象复杂多变？（3）对流层的特点风、云、雨、雾、雪、雷电等天气现象复杂多变+原因：活动：观察分析双子天文望远镜的选址思考：描述位于南北半球上两个最佳天文观测点的大气条件。空气稀薄，大气透明度高，水汽含量少，晴天多，云、雨、雾天气少平流层思考：平流层分布在哪里？其厚度是多少？

该层存在臭氧层的原因？（1）分布：（2）厚度：对流层顶部至50—55千米的高空平均12千米—50/55千米（3）臭氧层：该层集中了大气中大部分臭氧（03），形成臭氧层

臭氧集中在22—27千米高空

思考：平流层温度变化有什么特

点？该层大气运动有什么特点？（3）平流层的特点①温度特点：+原因：该层臭氧（03）强烈吸收太阳紫外线，使大气升温。②大气运动特点：以平流运动为主，

利于高空飞机飞行+原因：①该层大气上热下冷，不易形

成对流，大气平稳，；②水汽和杂质极少，天气晴朗，

能见度好，气流平稳，适合

飞机飞行。气温随高度增加而升高思考、为什么平流层适合飞机飞行？①平流层大气上热下冷，不易形成对流，大气平稳，

以平流运动为主；②该层大气水汽和杂质含量少，天气晴朗，能见度好，

适合飞机飞行。民航客机大多飞行于平流层飞机机舱外的晴朗天空思考：平流层天气有什么特点？③天气特点：+原因：①水汽和杂质极少，大气稳定；

②大气下冷上热，不利于空气对流运动天气晴朗，无云雨现象飞机机舱外的晴朗天空思考：一架飞机沿10km高空从南极飞到北极，依次穿过了大气的哪几层？提示：平流层——对流层——平流层高层大气思考：高层大气分布在哪里？其厚

度是多少？大气由什么组成的？(1)分布：平流层顶至2000——3000千米的高空；

大气圈的最上层。(2)厚度：平均50千米——2000/3000千米的高空(3)组成：①由中间层→电离层(热层/暖层）

→散逸层

组成；

②空气密度很小，存

在若干电离层。思考：高层大气有什么特点？形成原因

是什么？该层大气运动特点是怎样的？(4)高层大气的特点①温度特点：气温随高度升高先降后升。

即中间层气温随高度增加而降低；热层、散逸层气温随高度

增加而升高。

+原因：

①中间层上部冷，臭氧含量低，

吸收的太阳辐射少；

②热层、散逸层热源来自太阳。是。②大气运动：先垂直运动，后向外散逸③大气特点：大气密度极小，气压低；存在电离层。思考：高层大气有什么特点？+原因：①距地面远，受地球引力小；②距地面60千米以上大气处于部分电离或完全电离状态。(5)与人类关系有流星、极光现象;有人造卫星、空间站、宇宙火箭等。思考：该层大气对人类活动有什么影响？问题回顾：极限跳伞为什么要配备特制的宇航服？回答：极限跳伞位于平流层，需要穿戴特制的宇航服，以保证恒温，恒压和氧气的正常供应

高层大气中存在电离层。电离层具有电离现象，且自由电子数密度大到能影响无线电波传播。在太阳光（主要是紫外线）照射下，高空气体分子电离为正离子和自由电子后，大气内形成了电子密度随高度而异的气层。它们离地面的高度约从60千米开始延伸至1000千米以上，能使无线电短波改变传播速度，发生折射、反射和散射。

研究电离层对通信、广播、全球导航和制导、雷达探测等有重要意义。短波是人类广播、通信使用的主要波段。短波的电离层反射式传输方式，用一个功率很小的发射机就可以实现几百上千千米甚至是越洋的通信。无线电波的传播示意问题探究：无线电通信利用了哪层大气的特性？利用了电离层大气反射无线电波的特征，电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线作用，大气处于高度电离状态，能反射无线电波。极光流星人造卫星宇宙飞船宇宙飞船垂直分层高度/km温度大气运动天气状况对人类活动的影响高层大气2000～3000随高度增加而先降后升先垂直运动.后向外散逸大气密度小、气压低存在若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用平流层12—50/55随高度增加而上升水平运动天气晴朗利于高空飞行；臭氧层吸收紫外线对流层平均12千米低纬17—18高纬：8—9随高度增加而下降对流运动复杂多变天气现象复杂多变，与人类关系最密切2.大气垂直分层——各层特征比较大气层的气温是否随高度的升高而降低？一般民航飞机的飞行高度是多少？为何选择此高度？在不同纬度，飞机飞行高度有何不同？否10千米左右；水汽、固体杂质少，天气晴朗，大气平稳。低纬度更高，对流层更厚。课堂巩固巩固练习读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图，回答1～3题。1．关于图中①②层大气的正确叙述是()A．①层大气厚度随纬度增加而减小B．②层因氢原子吸收紫外线而增温C．①层大气平稳利于大型飞机飞行D．②层大气与人类关系最密切2．关于图中内容的正确叙述是()A．大气垂直分层的依据是大气温度和气压的变化B．随高度的增加，气温和气压均越来越低C．距地面20km处气压降为地面的一半D．对流层垂直方向上的温度变化范围大致是－60～20℃3．我国发射的“天宫二号”空间实验室运行轨道所在的大气层(A．气压很低、空气密度很小B．最高气温约为40℃C．气流以平流运动为主D．有时会发生云、雨、雾、雪等天气现象1.A

2.D

3.A1.组成地球大气的三大部分是()A.氮气、氧气、空气

B.一氧化碳、水汽、氧气C.氧气、氮气、灰尘

D.干洁空气、水汽、固体杂质2.被誉为地球生命“保护伞”的是()

A.氧气

B.氮气

C.一氧化碳

D.臭氧3.关于对流层的叙述，正确的是()

A.中纬度地区高度最高

B.几乎全部的大气质量都集中在此

C.天气现象复杂多变

D.大气平稳，与人类关系最为密切4.下列叙述错误的是()A.对流层高度随纬度变化是由近地面气温低纬高、高纬低造成的B.臭氧层空洞主要形成于平流层C.在60~500千米的高空,大气处于高度电离状态而能反射无线电

波，故称为电离层D.位于平流层顶以上的大气，气压很低，空气密度很小，被称为高层大气5.被称为高层大气航空最佳的飞行层是大气垂直分层中的()

A.对流层

B.平流层

C.高空层

D.电离层大气层是地球最外部的气体圈层。据此回答6~7题。6.地球的大气圈()

①由包围着地球的气体和悬浮物质组成

②主要成分是氧和二氧化碳

③与其他圈层之间没有联系

④主要成分是氮和氧

A.①②

B.②③

C.③④

D.①④7.关于大气成分及其作用的叙述，正确的是()

①二氧化碳对地面有保温作用

②水汽和杂质是天气变化的重要角色

③二氧化碳是光合作用的物质原料

④臭氧能大量吸收太阳光中的红外线

A.①②③

B.①③④

C.①②④

D.②③④气球作为探空的工具已被广泛使用，如下图所示，一探空气球由地面上升至100千米处，据其可能探测到的现象完成10~12题。10.探空气球记录的随高度升高气温变化的规律可能是A.递增→递减→递减B.递减→递增→递减→递增C.递增→递减→递增→递减D.递减→递减→递增→递增11.探空气球探测到水汽集中的层次是（

）

A.对流层

B.平流层

C.高层大气

D.电离层12.探空气球在某一高度时,其与基站的通讯设备发生异常现象，该层可能是

A.臭氧层

B.热层

C.对流层

D.电离层DAD大气的组成与垂直分层大气的组成干洁空气→平流层→高层大气→课堂小结大气的垂直分层固体杂质氮气、氧气、二氧化碳、臭氧等水汽臭氧层中间层、热层、散逸层对流层(1)逆温现象：正常情况下，对流层的气温随高度增加而递减，且海拔每升高100m，气温约下降0.6℃。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，或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率，这种现象我们称之为“逆温”。如图所示。知识拓展逆温及危害(2)危害①出现多雾天气。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，甚至导致交通事故。②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，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。如果出现在高空，则对飞机飞行极为有利，因为

大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。知识拓展逆温及危害碳卫星思考：1.使用碳卫星观测二氧

化碳有什么优点?2.掌握全球二氧化碳分布有哪些用处