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文档简介
第三章地球上的大气第一节大气的组成与垂直分层第二节大气受热过程第三节大气热力环流3.1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.识记大气的主要组成成分和大气垂直分层的各层名称,并说出对流层、平流层的主要特点及与人类活动的关系;2.在探究地理事物的过程中,指导学生阅读图表的方法以及地理学习的基本方法,培养学生的地理实践力;3.通过对相关地理现象和问题的思考和讨论,体会保护大气的重要意义,树立人地协调观。目录1.大气的组成2.大气的垂直分层大气中不包含水汽和杂质的整个混合气体1、干洁空气含量很少且不固定,随时间、空间及气象条件而变化。2、水汽含量不定,随时间、空间及天气条件而变化。3、杂质一、大气的组成大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。1干洁空气:低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体氮气78%氧气21%其他气体1%氮是地球生物体的基本成分。氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质。参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,对地面起着保温作用。臭氧能强烈吸收太阳紫外线,既保护地球上的生物,又具有杀菌作用。1、氮主要用于合成氨,也是合成纤维,合成树脂,合成橡胶等的重要原料。2、氮是一种营养元素,可以用来制作化肥。3、由于氮的化学惰性,常用作保护气体,如:瓜果,食品,灯泡填充气。以防止某些物体暴露于空气时被氧所氧化。用氮气填充粮仓,可使粮食不霉烂、不发芽,长期保存。4、高纯氮气用作色谱仪等仪器的载气。用作铜管的光亮退火保护气体。与高纯氦气、高纯二氧化碳一起用作激光切割机的激光气体。5、在化工行业,氮气主要用作保护气体、置换气体、洗涤气体、安全保障气体。用作铝制品、铝型材加工,铝薄轧制等保护气体。用作回流焊和波峰焊配套的保护气体,提高焊接质量。用作浮法玻璃生产过程中的保护气体,防锡槽氧化。氮气氧气具有非常广泛的用途。主要是供给呼吸,支持燃烧和反应放热三个方面:1、供给呼吸:一般情况下,呼吸只需要空气即可。但在缺氧、低氧或无氧环境,例如:潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时,常需使用氧气。2、支持燃烧:一般情况下,燃烧只需空气即可。但在某些需要高温、快速燃烧等特殊要求时,例如鼓风炼铁、转炉炼钢等,则需使用富氧空气或氧气。3、反应放热:氧化反应特别是燃烧反应时,放出的大量热可被利用。例如燃煤取暖、火力发电;工业上利用乙炔(C2H2)在氧气里燃烧时产生的氧炔焰来焊接或切割金属,氧炔焰能产生3000℃以上的高温。氧气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。为什么?高原地区海拔高,空气中的氧含量比较低,这种环境下的训练能够直接刺激运动员的心肺功能提高运动员的耐缺氧能力,从而提高运动员的有氧代谢能力。大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学研究发现,适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力,但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。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1800-2400米。我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡等国家级高原体育训练基地。探究杀菌:可以迅速而彻底的消减消除空气中、水中的病毒及细菌。保鲜:美、日及欧洲先进国家,已大量将臭氧应用在各种食品的储存上,可以延长食品的贮藏期及降低腐坏率,以降低损失、提高利润。漂白:因臭氧有很强的氧化作用,所以本身就是很强的漂白剂,可应用于洗衣、食品、废水处理。除臭:因臭氧有很强的氧化分解能力,可迅速而彻底的消除空气中、水中的各种异味。臭氧雷阵雨过后,我们有时候会闻到一股刺鼻的气味,这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在平流层,臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象,称为臭氧层破坏。臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应,这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究,大气中的臭氧含量每减少1%,到达地面的太阳紫外线辐射就增加2%。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率,还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角,当地居民只要走出家门,就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油,戴上太阳眼镜,否则半小时后,皮肤就会被晒成鲜红的粉红色,并伴有痒痛;羊群则多患白内障,几乎全盲;河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。链接:臭氧层链接:臭氧洞20世纪70年代,科学家发现南极地区上空的臭氧层量下降严重,出现了“南极臭氧洞”。“南极臭氧洞”是一种形象的说法,指的是在南极地区上空出现了全球臭氧量最低值(低于全球臭氧平均值的30%-40%),相对于其他地区来说,就像是一个空洞。2006年,“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。臭氧/多布森单位1979年10月16日2015年10月4日110220330440550注:多布森单位是用来度量大气中臭氧柱尺度的单位。1个多布森单位等于在标准大气压状态下千分之一厘米臭氧层厚度。当臭氧层厚度低于220个多布森单位时,臭氧层便出现空洞。链接:臭氧洞臭氧洞《保护臭氧层维也纳公约》ViennaConventionfortheprotectionoftheozonelayer为了保护臭氧层,国际社会于1985年缔结了《保护臭氧层维也纳公约》,开启了全球携手保护臭氧层的历程。1987年9月16日,46个缔约方在加拿大蒙特利尔达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,限制生产和使用氯氟碳化物等消耗臭氧层的物质。1.有人认为,臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法么?为什么?3.你还了解哪些全球性大气环境问题?它们与大气中的哪些成分及其含量的变化相关?认同。臭氧层保护地球上的人类和动植物免遭过量紫外线的伤害。全球气候变暖←←←二氧化碳等温室气体增多酸雨←←←二氧化硫等酸性气体增多思考:臭氧层2.你知道臭氧层是因为什么被破坏的吗?人类活动的影响,主要表现为对消耗臭氧层物质的生产、消费和排放方面。温室气体温室气体的作用是使地球表面变得更温暖,类似于温室截留地面的长波辐射,加热温室内空气的作用。水汽、二氧化碳、氧化亚氮、氟利昂、甲烷、臭氧等是地球大气中主要的温室气体。产生途径:①有机物(包括动植物)在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出二氧化碳。②石油、石腊、煤炭、天然气燃烧过程中,也要释放出二氧化碳。③石油、煤炭在生产化工产品过程中,也会释放出二氧化碳。④所有粪便、腐植酸在发酵、熟化的过程中也能释放出二氧化碳。⑤所有动物在呼吸过程中,都要吸氧气吐出二氧化碳。用途:①二氧化碳可以用于制碱工业,制糖工业。②在焊接领域可以用作保护气。③在塑料行业有用作发泡剂的(很少见)也可以用于生产聚合物(研发阶段)。④固体二氧化碳就是干冰,干冰的使用范围广泛,在食品、卫生、工业、餐饮中有大量应用。二氧化碳自工业革命以来,由于人类大量使用化石燃料,全球大气二氧化碳浓度上升了120ppm(1ppm为百万分之一),其中一半的增长出现在1980年以后。2015年3月,全球大气二氧化碳平均浓度突破400ppm。这是有记录以来全球大气二氧化碳月均浓度首次突破这一高值。二氧化碳等温室气体排放量的增加,是导致全球变暖的一个重要原因。阅读:全球大气二氧化碳月均浓度突破400ppm全球温度与二氧化碳变化示意图全球温度变化二氧化碳1.全球变暖会导致什么样的后果?3.怎样缓解全球变暖?两极冰川融化,海平面上升,淹没沿海低地等。控制温室气体排放(改变能源结构、提高能源利用率、加快产业结构调整等);增加温室气体吸收(减少植被破坏、植树造林等);加强国际合作。2.为什么会全球变暖?自然原因:目前地球处于温暖期、火山活动等人为原因:燃烧矿物燃料;森林锐减等思考:全球变暖2水汽:含量随时间、地点、天气条件而变化大气中的水汽含量分布状况——水平方向>海洋上空陆地上空湿润地区上空干旱地区上空>2水汽:含量随时间、地点、天气条件而变化大气中的水汽含量分布状况——垂直方向地面高空逐渐减少3杂质:含量随时间、地点、天气条件而变化近地面大气中的杂质含量分布状况海上陆上>城市乡村夏天冬天>>水汽可产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。杂质会使大气能见度变差,但作为凝结核,是成云致雨的必要条件。降水的形成条件
1.充足的水汽2.温度下降3.凝结核水汽与杂质的作用:含量很少,却在天气中扮演重要的角色。前后人类活动前后对比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,对生态系统和人类生存造成不利影响。杂质会使大气能见度降低雨后空气是清新的:杂质作为凝结核随降雨降落到地面雨前雨后浓雾笼罩下的旧金山阅读:雾霾
当空气中所含的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量,并且有足够的凝结核存在时,多余的水汽便会凝结出来,变成小水滴或冰晶。大气中因悬浮的水汽凝结,水平能见度低于1千米时,气象学上称之为雾。霾,又称“灰霾”,是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体,使空气浑浊,水平能见度降低到10千米以下的一种天气现象。组成霾的粒子极小,不能用肉眼分辨,可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态,表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准其中PM2.5(直径小于或等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成霾天气的“元凶”。思考:雾霾认识雾和霾的区别。湿度不同:雾是一种水汽凝结现象,湿度在90%以上;霾是尘粒、烟粒或盐粒的集合体,空气相对湿度在80%以下。成分不同:雾由水滴组成;霾由尘粒、烟粒或盐粒等组成。大小不同:雾滴粒径为5-100μm;霾的粒径为0.01-10μm思考:雾霾举例说明霾天气对我们生活的影响。一是对人体产生的危害,比如对呼吸系统、心血管系统等的影响。二是对生态环境和交通造成的危害,比如霾天气时,由于空气质量差,能见度低,容易引起交通阻塞,发生交通事故。大气成分是固定不变的吗?【答案】不是。从地质时期看,原始大气成分和现代大气成分不同;从当前来看,不同的区域由于地理环境的变化,会导致大气成分的变化;现代生产、生活中大量的废气排放,使有害气体增加,加剧大气环境的污染。想一想成云致雨的必要条件(凝结核)主要成分次要成分水汽固体杂质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;对地面保温吸收紫外线,使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害——“地球生命的保护伞”成云致雨的必要条件大气组成主要作用干洁空气O3N2O2CO2小结:大气组成及各成分的作用我乘飞机时,遇到过起降时雨丝打窗,而高空却晴空万里的情况,这是为什么呢?3.1大气的组成和垂直分层二、大气的垂直分层运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联系。知道大气的垂直分层;理解各层的特点及其与人类活动的关系;能够动手绘制大气的垂直分层示意图。学习目标课程标准大气的垂直分层
根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向的差异,自下而上可将大气分为对流层、平流层和高层大气。1对流层气温随高度上升而下降(每1000m降6℃)(原因:对流层大气的主要直接热源是地面)空气以对流运动为主对流层厚度:低纬17~18㎞,中纬10~12㎞,高纬8~9㎞云、雾、雨、雪等天气现象都发生在对流层与人类关系最密切
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。
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。提示:相较于重庆、武汉、长沙、上海,贵阳虽然纬度较低,位于亚热带,但由于其处在云贵高原,海拔较高,故夏季天气凉爽。
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(如图3-9),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。
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(如图3-9),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。提示:林芝虽然处在青藏高原地区,但仔细观察发现该地海拔较低,最低处海拔不到1000米,且所在的纬度也比较低,故3月份气温已经较高,有桃花盛开。2平流层气温随高度上升而上升(原因:15~35㎞处的臭氧层吸收太阳紫外线增温)空气以水平运动为主少天气现象大气平稳,天气晴朗,有利于飞机飞行臭氧层气象气球是用橡胶或塑料等材料制成球皮,充以氢、氦等比空气轻的气体,携带仪器升空,进行高空气象观测的探测平台,可以用来测量大气温度、湿度、气压等气象要素。气象气球定期从许多地方起飞,跟踪大气不断变化的情况。阅读:气象气球我乘飞机时,遇到过起降时雨丝打窗,而高空却晴空万里的情况,这是为什么呢?地面对流层顶8~9KM17~18KM8~9KM赤道北极南极
一架飞机沿10km高空从南极飞到北极,依次穿过了哪几层?依次穿过:平流层——对流层——平流层3高
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