高中地理 第二单元 大气 2.1大气的组成和垂直分布 大纲人教版必修

1、备课资料一、2003年全球气温百年来第三高（比常年高0.45摄氏度）世界气象组织16日说，2003年全表面温度比常年高0.45摄氏度，在1861年有气温记录以来温度最高的年份中列第三位。自1861年有仪器记录以来，全球表面温度持续上升。20世纪的上升幅度超过0.6摄氏度。1976年以来，温度的变化速度大约是过去100年总变化速度的3倍。在北半球，20世纪90年代是过去1000年中最暖的10年，而1998年的温度比常年0.55度，是最暖的一年。（摘自山西日报2003.12.18）二、地球大气层中存在太阳系外古老星尘 美国科学家首次证实，地球大气层上层中存在来自于太阳系外恒星的古老星尘。这一发现对

2、研究太阳系的起源等将会有所帮助。 美国宇航局约翰逊航天中心的凯勒博士等人利用一种新型仪器，对地球大气层平流层中的星际尘埃进行氧同位素分析后发现，其中的一些硅酸盐微粒可能来自于太阳系外的恒星。 他们在新一期美国科学)杂志网络版撰文介绍说，初步识别出的硅酸盐微粒共有6种其同位素比率极不规则，与太阳系中的任何天体物质都不相同。与其他天文观测数据的对比显示，这些微粒可能来自于由中心部位氢已消耗殆尽的恒星转变而成的红巨星以及其他一些含铁较少的恒星。、 研究人员指出，诞生于早期的太阳系中主要存在的就是由新发现的硅酸盐微粒等组成的尘埃和气体。这些尘埃是太阳系外其他宇宙空间的恒星死亡后的残存物，也是最终形成太

3、阳及其行星的“原材料”。 在凯勒等人得出最新结果之前，天文学家一直不敢确信类似的古老星尘是否会“藏身”于地球大气层中。据推测，这些星尘很可能是由彗星携带而来的。 (摘自考试报)2004.2.27) 三、人类活动导致大气对流层顶高度上升 20世纪后20年中，作为地球大气最低层的对流层，其顶端高度出现了上升。美国和欧洲科学家首次通过定量研究证实，这一变化主要是人类活动的结果。 自地面向上，地球大气可分为对流层、平流层、中层和热层等在对流层和平流层之间，是被称为对流层顶的过渡层。随纬度和季节的不同，对流层顶距地面的高度一般在8千米到16千米之间。 美欧科学家运用计算机模型等进行分析后发现。1979年

4、至1999年期间，对流层顶的高度平均上升了约200米，其中80%的上升与人类活动引起的大气臭氧损耗和温室气体积聚直接相关。发表于新一期美国科学)杂志的这项研究成果，再次为人类活动引发全球气候变化提供了有说服力的证据。 科学家们分析了5种可能使对流层顶高度产生变化的自然或人为因素后最终得出了上述结论。他们说，与人类活动相关的臭氧损耗和温室气体积聚，之所以会给对流层顶高度造成最为显著的影响是因为臭氧损耗会使平流层冷却并收缩。而二氧化碳等温室气体会导致对流层因温度升高而膨胀。 这项研究的负责人美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的桑特指出，他们的研究成果不仅表明20世纪后半叶大气对流层顶高度上升主要是人类活

5、动的结果。同时也给“对流层近来出现变暖”的说法提供了独立的证据。桑特认为。对流层顶高度的改变可以作为一项参考指标来研究人类活动所导致的地球气候变化。 (摘自考试报)2003.8.8) 四、二氧化碳与地球气温密切相关(美国专家说从恐龙时代起) 美国科学家对远古植物化石进行研究后提出。从恐龙时代起。大气中的二氧化碳浓度就与地球气温变化密切相关。这一成果重新将二氧化碳提到影响全球气候变化的核心地位。 迄今学术界普遍认为目前全球变暖趋势是由于大气中二氧化碳含量增加使温室效应加剧引起的。但是。在漫长的地球气候变化史中，二氧化碳究竟起到多大程度的作用，现在仍有许多争议。 一些针对水生生物化石和远古土壤中碳

6、、氧同位素含量的研究表明，某些全球气温升高的时期，大气中二氧化碳含量并不高。这就意味着可能还有其他重要因素影响着气候变化。 但美国俄勒冈大学的科学家最近在英国自然杂志上报告说，他们对远古树叶化石的研究表明，至少在过去3亿年里。大气中二氧化碳含量变化和全球气温升降的曲线吻合得非常好，二氧化碳可能确实是影响气候变化的主要因素。 植物通过下表皮上的气孔来呼吸二氧化碳，如果大气中二氧化碳含量较低，气孔的数量就比较多，以保障有充足的二氧化碳供应给光合作用过程研究人员选取了从俄罗斯、中国和美国发现的几种银杏科植物树叶化石，研究它们的气孔分布密度，并与在二氧化碳浓度不同的温室里生长的银杏树叶进行比较。 虽然

7、目前得出的仅是初步结果但它确实表明在过去3亿年里大气中二氧化碳浓度的高低与气温高低相当一致。例如，大冰期的二氧化碳浓度非常低。在某些气温很高。但同位素研究认为二氧化碳浓度较低的时期，银杏树叶的记录却表明大气中二氧化碳实际上是较高的。 此外，在5次已知的地球生物大灭绝时期，大气中二氧化碳浓度都位于高峰，其中包括6500万年前一颗小行星撞击地球、结束恐龙时代的那个时期。研究人员说，二氧化碳浓度的异常升高，给生态环境造成了极大破坏。 也有专家对这一成果提出质疑，认为植物毕竟不是机器，光照、湿度和地理位置等因素对气孔密度也有很大影响，有关结论还需更精确的研究来予以检验。 (摘自山西日报2003.5.2

8、3)五、电离层高层大气自80千米开始，由于太阳紫外线和X射线的作用，使大气中的氮、氧分子或原子离为正离子和自由电子，在80800千米高处形成电离层。离子浓度分布是不均匀的，在110千米附近(通常叫E层)和在300千米附近(通常叫F层)离子浓度都比较大，它们好像一面反射无线电波的镜子，使得电波在地面和电离层之间，能够多次反射而传播到很远的地方。在80千米高度附近，还有一个D层。D层主要反射无线电波中长波部分，而对短波部分有吸收作用，E、F层主要反射短波。D层在白天形成，起到衰减无线电短波传播的作用，但它在夜间消失，所以有些远距离的广播电台的广播白天收不到，而晚上就能收到。电离层受太阳活动影响很大

9、，太阳活动剧烈时，电离层也随之加强。因此，电离层常因太阳活动的变化而出现反常现象，从而干扰无线电波的传播，使地面无线电通讯中断。六、臭氧层臭氧是由氧原子和氧分子结合而成的。在低层大气里由于缺乏氧原子，生成臭氧机会少，所以臭氧的含量很少。随着高度增加，太阳紫外线辐射增强，氧分子在紫外线辐射作用下发生分解，氧原子随之增多，生成臭氧的机会就多。大致在60千米以上臭氧含量逐渐增加，在2030千米氧原子和氧分子的含量都比较多，这一高度臭氧含量最大，形成明显的臭氧层。在此高度以上紫外线辐射就更加强烈，大部分氧分子都被分解为氧原子了，出现氧原子过多而氧分子过少的状况，结合成臭氧的机会就少，所以臭氧含量也逐渐

10、减少，大致在60千米以上，臭氧含量就极少了。七、逆温现象对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射，一般情况下，离地面越远，气温越低，即气温随高度增加而递减，平均垂直递减率为0.65/100米。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，这种气温逆转的现象就是逆温。1952年12月5日9日，英国发生了震惊全球的伦敦烟雾事件，整个城市笼罩在一片浓烟之中，酿成了10000多人死亡的“世纪悲剧”。1955年美国的洛杉矶发生了严重的光化学烟雾事件，当地65岁以上的老人近400人因污染造成心肺衰竭死亡科学家发现，这些重大污染事件的发生，除因污染严重外，还与一个重要现象逆温有关

11、。产生逆温现象的原因很多，现列举如下：1.地面辐射冷却：在晴朗无风或微风的夜晚，地面很快辐射冷却，贴近地面的大气层也随之降温。由于空气愈靠近地面，受地面的影响愈大，所以离地面愈近，降温愈多；离地面愈远，降温愈少，因而形成了自地面开始的逆温。随着地面辐射冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时达最强。一般日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温便逐渐自下而上消失。夏季夜短，逆温层较薄，消失也快，冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。2.空气下沉：常发生在山地。山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来的较暖空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温主要是在一定的地形条件下形成的。所以又称为地形逆温。如美国的洛杉矶因周围三面环山，每年有200多天出现逆