第二章 地球的外衣----“大气”

第二章 地球的“外衣”------大气 复习资料
第一节 大气层
一．大气的重要性
1.大气主要集中在地面以上1000km左右的高度内，与地球半径相比，大气显得很薄。
附: 大气的成分：由氮气、氧气、二氧化碳、臭氧、水蒸气以及悬浮在其中的固体杂质等物质组成。
2.大气层的作用：
a．保护地球免受陨石的袭击；
b．使地球表面的温度适宜，温差较小；
c．大气中的各种气体都是生命活动不可缺少的资源
（如氧气是地球上生物进行生命活动所必须的物质；二氧化碳是植物光合作用的原料等）；
d．臭氧层能保护地面上的生物免受太阳紫外线的伤害。
e．水汽和固体杂质能成云至雨。
总结：大气层对地球非常重要，像一件外衣一样保护着地球。
二．大气的温度和大气的分层
1.大气的温度
大气层中，不同的高度，气温的分布和变化是不同的。大气温度的变化范围约在-84～2500
高度/km
0～12
12～55
55～85
85以上
温度变化
递减
递增
递减
递增
2.大气的分层
大气分层的主要依据是大气温度在垂直方向上的变化
层序
高度
温度分布特点
特点
第五层
（外层）
500-1000千米
随高度增加而升高
电话信息和电视图象通过卫星来传送
第四层
（暖层）
85--500千米
随高度增加而升高
又称电离层,完成远距离无线电通讯
第三层
（中间层）
55---85千米
随高度增加而降低
流星体大部分在这燃尽,是气象研究的上界
第二层
（平流层）
17---55千米
随高度增加而升高
臭氧层吸收紫外线使温度升高，且几乎没有天气现象适合高空飞行
第一层
（对流层）
0--17千米
随高度增加而降低
强烈的对流运动，云雨雪云等大部分天气现象
3.对流层总结
（1）对流层的分布
a.对流层是大气的底层，是与人类的生活和生产关系最密切的一层。
b.对流层在两极地区的厚度约为8km，到赤道地区增大到17～18km。（原因：对流层大气的热量绝大部分直接来自地面，赤道地区受热多，对流旺盛，所以厚度比两极大）
（2）对流层的特点
a.对流层气温随高度的增加而递减。（因为地面是对流层的主要的直接热源，离地面越高，气温越低。）
b.最显著的特点是有强烈的对流运动。对流层上部冷、下部热，有利于空气的对流运动，因此得名。
c.天气现象复杂多变。
d.对流层集中了地球3/4的大气质量和几乎全部的水汽、固体杂质。近地面的水汽和固体杂质通过对流运动向上空运输，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，云、雨、雪、雷电等主要的天气现象都发生在这一层。对流层是大气中最活跃、与人类关系最密切的大气层。
（3）对流的形成原因
对流运动示意图
a.液体对流初步规律：
受热处液体上升，两侧温度较低的地方液体下沉，即：热水上升，冷水下降，形成水的对流。
b.空气对流初步规律：
空气受热膨胀，密度变小，向上运动；空气遇冷收缩，密度变大，向下运动，形成空气的对流。
附：1.家用壁挂式空调一般都安装在房间的墙壁上部，这是为什么？
答：夏天，空调吹出的空气气温低，密度大，会下沉，这样室间空气形成对流，使整个房间内气温均匀。
2.夏天用空调时，为了能使整个房间温度下降，应该让空调的风向哪个方向吹？为什么？
答：应该向上吹，根据对流原理，冷空气向上吹，冷空气下降，是为了使房间形成对流，从而更快地降低整个房间的温度。
3.冬天，为了通过对流加热空气，北方的居民家中都要安装暖气散热片。散热片应该安装在什么位置？
答：将暖气散热片安装在靠近地面的墙壁上，由于暖气片周围都是热空气，做上升运动，可以形成对流。
第二节 天气和气温
一.天气是什么
1.概念：天气是指短时间内近地面的大气温度、湿度、气压等要素的综合状况。刮风、下雨、雷电等都是天气现象。
2.组成天气的要素：气温、气压、风、湿度和降水。
●描述天气和气候最主要区别在于：天气是指短时间内的大气状况；气候是指长时间的大气平均状况。
举例如下：（1）阴转多云 （2）晴空万里 （3）雷电交加 （4）冬暖夏凉 （5）狂风暴雨
（6）长夏无冬 （7）艳阳高照 （8）和风细雨 （9）山前桃花山后雪
（10）塔里木盆地终年干燥少雨 （11）云南昆明四季如春 （12）夜来风雨声，花落知多少
以上属于描写天气的是：（1）、（2）、（3）、（5）、（7）、（8）、（12）
以上属于描写气候的是：（4）、（6）、（9）、（10）、（11）
二.气温
1.概念：空气的温度称为气温。它告知当地空气的冷热程度，是构成天气的基本要素。
2.气温的测量
（1）测量工具为温度计，我国常用的气温度量单位是摄氏度（℃）。
（2）由于一天中气温在不断变化，在气象观测中，除了使用普通温度计定时测量气温外，还要使用
最高温度计和最低温度计，分别测量一天中的最高气温和最低气温。
附：一天中最高气温通常出现在：午后2时左右；一天中最低气温通常出现在：日出前后
（3）温度计的放置
a.把温度计放在百叶箱中？
原因：1.百叶箱里气温比箱外低；2.百叶箱内的温度波动小，所以更能反映真实的气温。
b.百叶箱为什么要漆成白色？
原因：能将投射到百叶箱上的阳光被白色表面反射回去，测出的温度更准确。
c.离地面为什么要1.5米高左右？
原因：因为这个高度气温变化比较稳定，同时这个高度又是人类一般活动的范围，它可以真实地反映空气的温度。
d.温度计应该水平放置？
原因:减小重力对温度计的影响。
e.为什么百叶箱的门要朝北开？
原因：朝向北方，防止太阳光的直接辐射。
（详解：北半球北回归线以北的地方太阳终年处于南边，北回归线到赤道的地区一年中大部分时间太阳也是在南边，所以为了最大限度的避免太阳的直接辐射，北半球的百叶箱门应该朝北）
总结：百叶箱的好处是：能防止日晒雨淋、又能通风；
百叶箱内阳光不能直接照射温度更加符合实际气温；
百叶箱内的气温波动比箱外小。
（4）观测时间：气温的观测通常一天进行4次。分别在2时、8时、14时、20时。
3.气温和生物的关系
（1）很多动物的行为和气温变化有关。例如：随着温度的升高，狗的呼吸频率会明显加快。
（2）各种植物都有自己不同的最适宜生长温度。例如：因为高温限制苹果、梨、桃生长，所以不能在热带栽培。
（3）气温对人类生活和生产的影响也很大。人体最感舒适的温度约为22℃；气温在35℃以上时人会感到酷热难耐；0℃以下时会有寒冷感。
第三节 大气的压强
一．大气压强的存在
1.概念：大气会向各个方向对处于其中的物体产生压强，这个压强就是大气压强，简称大气压。
2.大气压强存在的证明
（1）覆杯实验：在玻璃杯里盛满水，在杯口覆盖一张硬纸片，先用左手托住纸片，将杯子倒转过来。当左手拿开后，水不会流出来。这表明纸片受到空气产生的向上的大气压。
甲 乙 丙
如果将杯子转到如图乙、丙所示的位置，纸片仍然不会掉下，水仍然不会流出，这表明大气向各个方向均有压强。（注意：这个实验，要求将水盛满，否则水会流出来）
（2）抽气可乐罐实验：把空塑料瓶用橡皮塞塞住罐口，用抽气枪抽气，会看到塑料瓶收缩变形，这是由于抽气枪抽气使瓶内气压降低，当瓶内压强小于瓶外大气压强时，塑料瓶就收缩变形。
同理：将空塑料瓶里装些热水，然后倒掉，再将瓶盖旋紧，过了一会发现塑料瓶收缩变形。这是因为倒掉热水，旋紧瓶盖后，塑料瓶内的气体冷却收缩，使瓶内气压小于瓶外大气压强，塑料瓶收缩变形。
（3）马德堡半球实验是证明大气压强存在最著名的实验，它不仅证明了大气压的存在，而且证明大气压的值是很大的。
马德堡半球 吸附挂钩 药液吊瓶
3.大气压强解释日常生活现象
1.饮料进入口中，不是靠嘴的吸力。而是吸气时，吸管内空气减少，压强减小，小于外界大气压。可见一切抽吸液体的过程，其实质都是大气压强将液体“压”上来的过程。
2.吸附式挂钩也是利用大气压强的原理。在使用过程中挂钩应该贴在光滑墙面上，并尽量挤出里面的空气，这样才能在外界大气压的作用下使挂钩紧贴在墙上不掉下来。
3.用吊瓶向静脉注射药物时如图，A管为输液管，医生为什么要在药水瓶的橡皮塞上再插进一根针管B？原因：随着药水的流出，瓶内的压强会减小，药水不能继续滴出。当再插入一个针管B是，可不断向瓶内充入空气，保持瓶内有一定气压（与大气相通），保持药水持续流出。
二．大气压的大小
（1）大气压的测量工具：空盒气压计、水银气压计。
a．空盒气压计：携带比较方便，上面有两行刻度，一行以百帕为单位，另一行以毫米汞柱为单位，1毫米汞柱（1mmHg）=1.33百帕（hPa）。
b．水银气压计：水银气压计比空盒气压计测量更精确。其内有一支细玻璃管，管内水银柱的高度会随大气压的变化而变化，水银柱高度的毫米数即为大气压的值。
（2）大气压的变化
大气压的大小跟大气的密度有关。离地面越高，空气越稀薄，大气压也随之减小。（高山地区空气稀薄，大气压低，人们呼吸时吸入的氧气含量低，血液中含氧量减低，造成人体缺氧-------高原反应。
注意：在海平面附近，大气压的值接近1.01×105帕,即760mmHg高度的气压，通常称为标准大气压。故有：1标准大气压＝760毫米水银柱＝76厘米水银柱＝1.01×105帕＝10.3米水柱
（3）托里拆利实验：
a．标准大气压下，管内水银柱高度为760mm。
b．将管适当倾斜，管内水银柱高度没有变化，但管内水银柱长度会增加。
c．将管适当上提（管口未脱离槽中水银面），管内水银柱高度没有变化，但上端真空部分体积增加。
d．如果玻璃管顶部有一个小孔，则管内水银表面和槽内水银表面同时受到相同的大气压作用，故管内
水银面一定会下降到与槽内水银面向平。
（4）大气压强如此之大，但我们为什么没有受压的感觉，是因为人对环境的适应，人的体内也有压强，他抗衡着体外的大气压强。如果没有大气压强，人体内的空气会被压出体外，血管破裂，身体会被肢解。（所以宇航员在太空行走时必须穿宇航服）。
三．气体的流速与压强的关系
1.气体流速与压强的关系：如图，用手分别拿住两张纸的一端，使它们垂直挂在胸前。沿两张纸的中间向下吹气时，可以看到纸条向中间靠拢，而且吹气越快，纸条靠拢越明显。
原理：不吹气时，纸的两侧空气可近视看做静止，两侧空气对纸作用的压强相等，气压不会引起纸的运动；吹气时，纸接触气流一侧受到的压强小于不接触气流一侧的压强，所以纸在两侧压强差的作用下向对方靠拢。
结论：在流动的气体中，气体的流速越快，压强越小；流速越慢，压强越大。
2.气体的流速与压强关系的应用
（1）在火车的站台上，标有一道平行于轨道的直线，这是因为当火车驶过站台时，使火车车厢周围的空气流速增大，压强减小。此时人若距离火车过近，容易被压强差“吸入”轨道，发生事故。
（2）飞机起飞前，先在跑道上向前滑行一段距离。空气就相对向后运动，迎面吹来的风被机翼分成两部分，由于机翼的截面上下不对称，在相同的时间内，机翼上方气流流过的路程长，所以速度大，压强小；机翼下方气流流过的路程短，速度慢，压强大；形成压强差，使飞机获得向上的升力。
（3）将一未装满水的瓶中竖直放入一根吸管，对吸管上方吹气会形成喷雾。以为吸管对吸管上方吹气使吸管上方空气流动速度加快，压强变小；瓶中的在大气压强的作用下通过吸管上升到管口，形成喷雾。
附加：乒乓球前进过程中由于不同的旋转方向会沿不同的径迹运动．运动员用三种不同的击球方法把乒乓球击出，请判断，图中1、2、3三条径迹哪一种是上旋球（图中沿逆时针方向旋转）的、下旋球（图中沿顺时针方向旋转）的、不旋球的．说明你为什么认为上旋球应该沿着你所选的径迹运动．
第四节 大气压与人类生活
一．大气压对天气的影响
1.大气压的变化
（1）大气压随高度的增加而减小。
（2）同一高度，不同区域的大气压也不一定相同；同一地点不同时刻的大气压也不一定相同。
2.高压区和低压区及其天气现象
（1）概念：在相同高度上，气压高的区域叫做高压区，气压低的区域叫做低压区。
（2）大气压对天气的影响
高压区中心的空气从上往下流动，越往下，气温越高，水汽不易凝结形成降水，因此高压区天气晴朗干燥，空气干燥。
低压区中心的空气从下往上流动，随着高度的增加，气温逐渐降低，空中的水汽容易凝结形成降水，因此低压区天空多云，常形成阴雨天气。
拓展：一般来说，冬天的大气压比夏天高，早晨的大气压比中午高，晴天的大气压比阴雨天高。
二．大气压对人体的影响
1.大气压的变化对人体会有一定影响。如人在晴朗的天气，一般心情舒畅，而在阴雨天，却往往感到疲倦和心情不宁，这跟晴天和阴雨天大气压的高低变化有关。
2.人体对大气压的变化有一个逐步适应的过程。如生活在平原地区的人进入高原地区，由于气压减小、缺氧等原因，便会产生头晕、头痛、耳鸣，甚至恶心、呕吐等高山反应。但随着时间的推移，人体慢慢适应外界的低压环境，这些反应就会逐渐减轻或消失。
方法点拨：大气压会直接影响人体血液溶解氧的情况，大气压越高，溶解氧的能力越强。
3.大气压在生产、生活、科学领域中的应用
（1）中医的拔罐疗法是一种借热力排去其中的空气产生负压，使其吸着于皮肤，造成淤血现象的一种治疗方法。正常情况下，皮肤内外受到的压力是相等的。当火罐内的空气受热膨胀时，气体逸出，冷却后罐内的压强减小，血液就会因为体内的压强较大而聚集到皮肤处，从而是皮肤出现红斑。
（2）飞机在高空飞行时，机舱内要增压。因为大气压随高度的增加而降低，在高空中，人体内外压强差较大，会感觉非常不舒服，所以现代民用飞机的机舱是密封的，并有压力控制装置调压。
例如：飞机起飞时，耳膜会产生一种不舒服的感觉。这是因为飞机起飞时，随高度的增加，机舱内的气压会逐渐降低，使耳膜两边所承受的压强不能平衡，人体来不及调整，导致耳膜产生一种不舒服的感觉。
（3）宇航员在太空行走时必须穿宇航服，因为宇宙空间的环境几乎是真空的，气压接近于零。在宇宙飞船的舱内进行增压，宇航员在宇宙飞船内一般没有危险。一旦宇航员走出宇宙飞船，那么他体内的空气就会被压出体外，血管也会破裂，所以宇航员在太空行走时必须穿上宇航服。
三．气压对液体沸点的影响
1.气压对液体沸点的影响
实验探究：用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾，用针筒缓缓的向烧瓶内充气，使瓶内气压增大。这时可以观察到水不再沸腾。然后再缓缓从烧瓶内抽气，使瓶内气压减小，可以看到水又重新沸腾。
实验表明：液体的沸点与气压的大小有关。当气压增大时，液体的沸点会升高；
当气压减小时，液体的沸点会降低。
2.压力锅的应用
压力锅即高压锅，是利用液体的沸点随气压的增大而升高的原理制成。当气压比较高时，液体的沸点增大，容易达到食物烧熟的温度。如果当外界大气压为1.01×105帕时，一般家用压力锅的工作压强接近2×105帕，锅内水的沸点在120℃左右，用压力锅烧食物，可提高烧煮的速度，节约燃料。
易错警示：气压升高，液体沸点升高，液体不容易沸腾，但不意味着食物不容易烧熟。
气压降低，液体沸点降低，液体容易沸腾，但不意味着食物容易烧熟。
四．生活用品与大气压
1.真空压缩保存袋：将要存放的物品放入真空压缩保存袋后，抽出袋中的空气，外界的大气压就会把存放的物品压扁，这样既可以节约存放空间，还可以防霉、防潮、防蛀、防菌。
2.吸尘器:吸尘器接通电源后，内部的风机不断转动，使得吸尘器内部的气压比外界大气压小很多，形成很大的负压，使垃圾流进吸尘器，被过滤后空气从尾部排除。
第八节 气候和影响气候的因素
一．气候
1.气候的概念：气候指的是某一地区长时间内的天气特征。它包括天气的平均状况和极端状况。
2.气候与天气的区别
●描述天气和气候最主要区别在于：天气是指短时间内的大气状况；气候是指长时间的大气平均状况。
举例如下：（1）阴转多云 （2）晴空万里 （3）雷电交加 （4）冬暖夏凉 （5）狂风暴雨
（6）长夏无冬 （7）艳阳高照 （8）和风细雨 （9）山前桃花山后雪
（10）塔里木盆地终年干燥少雨 （11）云南昆明四季如春 （12）夜来风雨声，花落知多少
以上属于描写天气的是：（1）、（2）、（3）、（5）、（7）、（8）、（12）
以上属于描写气候的是：（4）、（6）、（9）、（10）、（11）
二．纬度对气候的影响
地球纬度示意图
1.纬度位置不同的地区，接受太阳辐射的热量不同。靠近赤道的地区，太阳几乎垂直照射，受热多，温度高；靠近两极的地区，太阳照射的角度很小，受热少，温度低。所以不同的纬度地区在地球上所处的温度带不同。
2.我国主要位于热带和北温带，纬度因素是造成我国气候南北差异的主要原因，表现为温度南高北低。
例如：地处我国最北部的黑龙江省漠河纬度高，获得的太阳热量少，夏季短，冬季寒冷而漫长。
而海南岛位于我国最南部，纬度位置低，获得的太阳热量多，终年气温较高，四季如夏。
三．海洋和陆地的性质对气温和降水的影响
1.为什么夏季，内陆一般比较炎热，而海边则往往比较凉爽？而冬季海边温度高，内陆温度低？
原因：由于内陆升温快，降温也快，海洋升温慢，降温也慢。因此同温度带的夏季陆地气温高，海洋气温低；冬季陆地气温低，海洋气温高。（与物质的比热容有关）
2.比热容（简称比热）
【实验】探究相同质量的不同物质，吸收的热量相同，升高的温度是否相同？

【实验结果】在吸收相同的热量时，煤油的温度比水的温度升高得快。也就是说，相同质量的水和煤油升高相同的温度时，水要多加热一些时间，即水要吸收更多的热量。
【实验结论】质量相同的不同物质，升高相同的温度时，所要吸收的热量是不同的。
【实验拓展】该实验结果是因为水和煤油的比热容不同。
（1）比热容概念：单位质量的某种物质，在温度升高1℃时所吸收的热量，叫做这种物质的比热容。
（2）比热容的单位：焦/（千克.?摄氏度），读作：焦每千克摄氏度 符号：J/(kg·℃)
（3）通过实验可以精确的测定各种物质的比热。水的比热是水的比热是4.2×103焦/（千克?摄氏度）表示：1kg水温度升高1℃时，需要吸收的热量为4.2×103焦。
附：比热表的阅读：
⑴水的比热最大。（由此说明水作冷却剂、保温剂的作用）。
⑵不同物质的比热是不同的。所以比热是物质的一种特性。（与物质的质量、升高的温度、吸放热的多少无关）。
⑶不同状态的同一种物质的比热不同，说明比热与物质状态有关
所以，沿海地区气温变化小，内陆气温的变化大
【思考】比较水和砂、土的比热大小，说说海洋和陆地会对气候产生什么不同的影响？
答：由于水的比热比砂石的比热大，陆地和海洋的物理性质不同，陆地吸热快，放热也快；海洋相反。
因此，同纬度地带，夏季陆地气温高海洋气温低，冬季相反。
3.我国的气温特点——1月和7月是我国冬夏季的最冷月和最热月气温
通过比较纬度相近的北京和新疆吐鲁番1月和7月的气温特点，可以发现：吐鲁番冬季气温更低，夏季气温更高，气温的年较差比北京大。说明：海洋和陆地的性质对气温有很大影响，吐鲁番受大陆影响大，而北京受海洋影响较大。
结论：同一纬度的海洋和陆地，冬季降温幅度较大的是陆地，夏季升温幅度较大的是陆地，其原因就是水的比热大于砂石的比热。
4.降水
海洋上水汽充足，空气湿润，湿度大，因此沿海地区的降水比较丰富，季节分配比较均匀；内陆降水少，降水集中在夏季。（原因：距离海洋远近不同）
四、地形对气温和降水的影响
1.地形对气温的影响
（1）地势高低不同，气温有明显的差异，在对流层，地面高度上升1000米，气温会下降6℃。
（2）山地的向阳坡温度高，背阴坡温度低。
2．地形对降雨的影响：山地迎风坡比背风坡降水多。我国降水最多的台湾火烧竂就有丰富的地形雨。
详解：水平运动的湿润气流受地形阻挡而在山地的迎风坡向上爬升，由于气温逐渐降低，使空气冷却收缩，水汽凝结，形成降水。越过山顶后，气流在背风坡下沉，由于越往下沉，气温越高，相对湿度越来越小，空气很难凝结降水，使背风坡的天气晴朗，所以迎风坡多雨，背风坡少雨。
五．季风
1．概念：是指在不同季节里风向相反或接近相反的风。
我国冬季风和夏季风示意图
2．我国的季风：夏季为东南季风，冬季为西北季风。
【讨论】中国东部季风是如何形成的？
我国东部季风的形成是由于海水比热比砂石的比热大，使海洋和陆地的热力性质产生差异和风带、气压带的季节移动而形成的。
夏季：陆地气温高，形成低压区；海洋气温低，形成高压区；风从海洋吹向陆地，形成夏季风（偏南风）。
冬季：陆地气温低，形成高压区；海洋气温高，形成低压区；风从陆地吹向海洋，形成冬季风（偏北风）。
【讨论】冬季风和夏季风的温度和湿度状况有何差异？
冬季风——寒冷干燥；夏季风——温暖湿润
3、我国的季风特点：冬季盛行偏北风，寒冷干燥；夏季盛行偏南风，暖热多雨。
4、世界季风区域分布很广，其中以亚洲季风最强盛、范围最广。