2024-2025学年新教材高中地理第二章地球上的大气第一节大气的组成和垂直分层讲义新人教版必修第一册

PAGEPAGE1其次章地球上的大气1.低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成。干洁空气主要成分是氮气和氧气。2.大气中的氧气、二氧化碳、水汽等对生命活动、自然环境具有重要作用，与人类活动有着亲密的联系。3.依据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气。4.人类生活在对流层的底部，并充分利用各层大气的特点开展相应活动。5.太阳辐射加热地面，地面长波辐射是近地面大气主要的、干脆的热源。6.大气通过大气逆辐射对地面起保温作用。7.地表冷热不均，形成大气热力环流。大气热力环流是大气运动的一种简洁形式。8.大气的水平运动即风。风主要受水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力的影响。学习本章内容，能够运用气象仪器、简易教具等，视察、识别、描述与大气有关的自然现象；具备肯定的运用考察、试验、调查等方式进行科学探究的意识和实力（地理实践力）。能够运用大气科学的基础学问，说明一些大气现象之间的关系和改变过程（综合思维）。能够在肯定程度上合理描述和说明特定区域的天气和气候现象，并说明其对人类的影响（区域认知、人地协调观）。与本章学问相关的名校及专业《中国高校及学科专业评价报告（2024—2025）》大气科学类专业高校排名排名学校名称星级1南京信息工程高校★★★★★2南京高校★★★★3北京高校★★★★4兰州高校★★★5中山高校★★★6中国海洋高校★★★7中国科学技术高校★★★与本章学问相关的名人及职业第一节大气的组成和垂直分层课标内容核心素养目标运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系1.视察、识别、描述与大气有关的自然现象，形成科学探究的意识和实力。【地理实践力】2.利用不同区域对流层高度的改变，分析飞机飞行高度改变。【综合思维】3.能够说明大气成分改变的影响及各圈层的人类活动、地理现象等。【区域认知】4.理解大气对人类活动的影响，树立人类与大气环境相互协调意识。【人地协调观】学问清单一大气的组成组成含量作用干洁空气氮二者占干洁空气体积的99%地球上生物体的基本元素氧一切生物维持生命活动必需的物质二氧化碳很少绿色植物进行光合作用的基本原料；对地面有保温作用汲取二氧化碳，放出氧气臭氧很少汲取太阳光中的紫外线，爱护地球生物水汽很少影响天气改变的重要因素固体杂质学问清单二大气的垂直分层（1）依据：大气在垂直方向上温度、运动状况和密度。（2）各个大气层的特点和作用①对流层eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特点\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(气温随高度的增加而递减,空气的对流运动特别显著,天气改变最大)),作用：与人类关系亲密))②平流层eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特点\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(气温随高度增加呈明显上升趋势,空气大多以平流运动为主)),作用：臭氧层爱护生物；利于航空飞行))③高层大气eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(特点\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(密度特别小,存在电离层)),作用：电离层能够反射无线电波))大气中的臭氧被誉为“地球生命的爱护伞”，它汲取太阳释放出来的绝大部分紫外线，使生物免遭这种射线的危害。不同纬度对流层高度是不一样的低纬地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此对流层的高度高；而高纬地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的高度低。任务清单一大气的组成及其作用情境探究[情境]大气的组成不是固定不变的，人类活动造成的大气污染，使大气的成分发生了越来越明显的改变。阅读材料，小组合作探究：由于煤、石油等矿物燃料的运用越来越多，人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一倍，再加上大量砍伐森林，削减了绿色植物通过光合作用汲取二氧化碳的实力，大气中二氧化碳的浓度在过去三十年里增长了12%。氟氯烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷剂、火箭推动剂等，到80年头中期为止，全球氟氯烃的年消费量已达到100万吨。[探究]大气组成的这种改变，会产生什么影响？提示假如二氧化碳接着增加，地球持续变暖，对人类生存将产生严峻影响。它将使极地冰雪溶化、海平面上升，世界上很多的桑田将变成沧海。氟氯烃给人类带来的危害是损害大气的臭氧层，导致全世界皮肤癌发病率上升和全球气温增高。素养凝练臭氧层破坏1.缘由：①自然：太阳活动的自然因素；②人为：人类向大气中排放消耗臭氧的物质（例如：氟氯烃类化合物）。2.后果：①影响人类的健康。一方面，过量的紫外线辐射会破坏人的免疫系统，使人的自身免疫系统出现障碍，患呼吸道系统传染性疾病的人数大量增加；另一方面，过量的紫外线辐射会增加皮肤癌的发病率；②影响农作物的产量和质量；③影响水生生态系统，会干脆引起整个水生食物链的破坏。3.措施：①削减破坏臭氧层的有害气体的排放，如冰箱制冷剂氟氯昂的排放（改为无氟制冷剂）；②找寻新的替代品，对替代品的研制要加大力度。素养应用例1：（人地协调观）阅读图文资料，合作探究完成下列要求。氟氯烃等气体在低空不易分解，上升到平流层，破坏臭氧，使臭氧层变薄或出现空洞。南极臭氧层空洞的改变臭氧空洞最严峻的是南北极和青藏高原地区，这“三极”自然条件恶劣，人烟稀有，当地人们向大气中所排放的氟氯烃数量有限，为什么“三地”上空臭氧层所受的破坏反而比较严峻呢？提示由于“三极”地区上空的对流层较低，相应的平流层的高度也随之降低。人们向对流层大气中排放的氟氯烃会随着大气的环流运动而到达“三极”地区的上空，进而破坏臭氧层。任务清单二大气的垂直分层情境探究[情境]下图为低层大气的垂直分层示意图。请小组合作探究：[探究]（1）对流层的气温在垂直方向上分布有何特点？该层的厚度随纬度如何改变？为什么？（2）平流层的气温分布有何特点？缘由是什么？提示（1）对流层的气温随高度增加而降低。对流层的厚度随纬度增高而降低。低纬地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以高度大；高纬地区受热少，对流较弱，所以高度小。（2）平流层的气温随高度上升快速上升，是因为该层上部有臭氧层，汲取太阳紫外线的热量。素养凝练1.大气的垂直分层及其特点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（每上升100米，气温平均下降0.6℃）地面是对流层大气的主要干脆热源人类生活在对流层底部，对流层与人类关系最亲密空气对流运动显著该层上部冷、下部热天气现象困难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汲取太阳紫外线人类生存环境的自然屏障；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3000千米大气密度特别小距地面远，受到引力小电离层能反射无线电短波2.大气逆温与生产生活（1）逆温的含义有两种状况：①海拔上升，气温上升；②海拔上升，气温下降，但幅度小于每上升1000米，温度降低6℃。（即气温下降幅度小于垂直递减率）。（2）逆温的影响对天气而言：表明大气结构稳定，对流微弱，天气晴好为主。对环境而言：它可以阻碍空气垂直运动的发展，使大量烟、尘、水汽凝聚物聚集在其下面，使能见度降低等。素养应用例2：（地理实践力）由于“逆温层”的存在，大气很稳定，对流作用减弱，空气中水汽、尘埃和其他污染物不易向高空扩散，只能滞留在近地面。张华居住在某重工业城市，他习惯于在早晨的林荫道上跑步。依据下图说明他选择的熬炼时间是否科学？请你帮他分析缘由，并说出他应当在什么时候熬炼身体最相宜。提示不科学。早晨，大气逆温层存在，大气对流运动微弱，城市空气中的水汽、尘埃和其他污染物不易向高空扩散，大气污染物质浓度较高。日出前绿色植物以呼吸作用释放二氧化碳为主，造成早晨林荫道上的空气中二氧化碳含量较高。他应当把熬炼时间改为下午或傍晚。课堂小结核心要点1.知道大气的组成及其作用。2.知道大气的垂直分层。3.理解大气各主要层次的特点。4.理解各大气层特点与生产、生活的联系。课堂学业达标下图为大气垂直分层示意图。读图回答1～3题。1.图中正确表示大气层气温垂直改变的曲线是（）A.① B.②C.③ D.④2.对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于（）A.Ⅰ层顶部 B.Ⅱ层底部C.Ⅱ层中部 D.Ⅲ层3.我国于2024年9月放射了“天宫二号”空间试验舱，并随后放射了“神舟十一号”飞船和“天舟一号”货运飞船与之对接，安排2024年前后完成空间站建立工作。试验舱和飞船的运行轨道所在的大气层（）A.Ⅰ层 B.Ⅱ层C.Ⅲ层 D.Ⅱ层顶部解析第1题，依据大气的密度、温度和运动特征，自下而上可将大气层分为对流层、平流层和高层大气，从温度改变趋势看，①②正确，但①曲线气温改变范围出现错误，故②正确。第2题，高层大气（Ⅲ层）中存在若干电离层。第3题，试验舱和飞船位于高层大气中。答案1.B2.D3.C有人在挚友圈晒了一张客机飞行抓拍图，深色为蓝天，白色为云。据此完成4～5题。4.此刻，客机飞行在（）A.对流层 B.平流层C.臭氧层 D.高层大气5.飞机尾气中含有大量二氧化碳气体，会加剧（）A.环境污染 B.全球变暖C.荒漠化 D.森林破坏解析第4题，天气现象如云、雾、雨、雪等出现在对流层中，据材料“深色为蓝天，白色为云”，说明客机飞行在对流层，故A项正确。第5题，飞机尾气中含有大量二氧化碳气体，会加剧全球变暖，B项正确。答案4.A5.B课后素养提升合格考——大显身手选择题（共20个小题，每小题5分，共100分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.我国新一代静止气象卫星“风云四号”能对云、雾、雨、雪等天气现象进行精密观测。这些天气现象主要出现在（）A.对流层 B.平流层C.高层大气 D.臭氧层解析云、雾、雨、雪等天气现象都发生在对流层。故A正确。答案A2.逆温是指对流层中气温随高度上升而增高的现象。下列四图中表示近地面逆温现象的是（）解析推断时抓住“近地面”和“逆温”两个关键词。因为“近地面”在对流层底部，可以解除C、D，“逆温”指对流层中气温随高度上升而增高的现象，只有A图符合。答案A2024年10月4日中秋之夜，我国云南省大理、丽江等地出现“火流星”照亮夜空的奇观。据卫星观测，该小行星因摩擦生热引发爆炸的高度只有37千米，很可能有未燃尽的陨石落到地面。读“大气垂直分层示意图”，完成3～6题。3.大气圈能量的根原来源是（）A.太阳辐射 B.太阳活动C.地热能 D.风能4.小行星爆炸发生在（）A.对流层 B.平流层C.高层大气 D.大气层以外5.第4题所指大气层的气温（）A.干脆导致小行星的爆炸B.随高度渐渐上升而递增C.因臭氧汲取红外线而上升D.达到大气温度的极大值6.该事务说明，地球的大气圈能够（）A.爱护地面上生物免受过强紫外线的损害B.供应地球上生物生长所必需的空气C.保持地球表面相宜的温度，防止水分散失D.减轻宇宙中小天体对地球表面的撞击解析第3题，大部分太阳短波辐射可穿过大气层使地面增温，地面以长波辐射的形式释放能量，能量大部分被大气汲取，少部分散失到宇宙空间。因此大气圈能量的根原来源是太阳辐射。故A正确。第4题，从近地面到高空，在垂直方向上将大气分为对流层、平流层和高层大气，读图可知，平流层顶的高度为50km，而小行星爆炸发生在37km处，故B正确。第5题，第4题所指大气层为平流层，读图可知气温随高度渐渐上升而递增，故B正确。小行星爆炸是因高速运行与大气摩擦生热而引发，而不是因为气温的凹凸，故A错误。气温随高度渐渐上升而递增是因臭氧汲取紫外线，而非红外线，故C错误。读图可知，大气温度的极大值应位于高层大气，故D错误。第6题，材料显示，大部分小天体进入大气层后与大气摩擦而燃烧殆尽，很少能陨落到地表，故D正确。爱护地面上生物免受紫外线的损害是因为臭氧对紫外线的汲取作用，A、B、C三项与小行星的爆炸无关，故A、B、C错误。答案3.A4.B5.B6.D臭氧层爱护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°～80°S平流层臭氧总量多年改变状况。据此完成7～8题。7.随年份的推移，臭氧总量（）A.最大值所在位置南移 B.在各纬度均出现递减C.在高纬地区递减明显 D.随大气CO2浓度而增加8.臭氧总量削减干脆导致（）A.太阳紫外线辐射削减 B.全球降水量削减C.平流层气温降低 D.地面辐射强度减弱解析第7题，结合图示分析可知，随着年份的推移，臭氧总量最大值所在位置北移；在中纬度地区，臭氧总量随纬度的上升而递增，而在高纬度地区递减明显。第8题，臭氧层破坏干脆导致到达地面的紫外线辐射增多，使平流层汲取太阳紫外线短波辐射的实力降低，从而引起平流层气温降低。答案7.C8.C读某地大气温度随高度改变示意图，完成9～11题。9.该图示意的大气垂直分层属于（）A.对流层 B.平流层C.电离层 D.外层10.②地区气温分布特征最可能导致（）A.对流作用增加 B.平流作用为主C.湍流作用增加 D.太阳辐射增多11.①地区空气中污染物含量较高的主要缘由是（）A.阻挡了近地面空气水平运动B.抑制了近地面空气对流上升C.近地面大气中的水汽量增大D.近地面人类排放污染物增多解析第9题，该地高度只有10千米，属于对流层。第10题，②区出现逆温，该层大气以水平运动为主。第11题，由于①层上部为逆温层，抑制了近地面空气对流上升，导致污染物含量较高。答案9.A10.B11.B读“地球大气垂直分层图（部分）”，完成12～14题。12.①②③④四条曲线中，正确表示大气层气温垂直分布状况的是（）A.① B.②C.③ D.④13.影响该大气层气温垂直改变的主要因素是（）A.地面辐射B.CO2气体汲取地面辐射C.臭氧汲取紫外线D.人类活动14.有关图示大气层叙述正确的是（）A.有电离层，对无线电通信有重要作用B.天气晴朗，对流旺盛，利于高空飞行C.上部冷下部热，空气以平流运动为主D.顶部与底部的气温相差50℃左右解析第12题，从图中高度上可知，该层为平流层，气温随高度上升，起先改变不大，然后随着高度上升气温快速上升。第13题，该层大气中含有大量臭氧，它能剧烈汲取紫外线导致该层大气升温。第14题，该层大气上热下冷，以平流运动为主，天气晴朗利于高空飞行，顶部与底部温度相差50℃左右；电离层不在平流层中。答案12.A13.C14.D15.2024年1月19日，我国长征十一号固体运载火箭“一箭六星”在酒泉卫星放射中心胜利放射。火箭从放射至万米高空，经验的大气层气温（）A.始终上升 B.始终降低C.先降低，后上升 D.先上升，后降低解析题干中的“万米高空”，说明火箭仍旧在对流层，所以气温始终降低。答案B2024年9月29日，长征二号丙运载火箭在西昌卫星放射中心胜利将遥感三十号01组卫星放射升空。读地球大气气温垂直改变示意图，完成16～17题。16.长征二号丙运载火箭放射升空穿越大气层时的温度改变，与图中曲线相符的是（）A.① B.②