高中地理人教版（2019年）必修一2.1大气的组成和垂直分层（共41张ppt）

(共41张PPT)
大气的组成和垂直分层
第二章 地球上的大气 第一节
壹
貳
壹
大气的组成
保姆加特纳
2012年10月14日，奥地利“坠落人”鮑姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空。约3小时后，他上升至39千米高空。随后，他从那里跳下，4分钟后才打开降落伞，成为第一个自由落体速度超音速的人。他配备的特制宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充加压氧气;头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。
39km高空与近地面的大气有哪些不同？
鲍姆加特纳为什么要穿特制的宇航服？
思 考
① 干洁空气
低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体
21%
78%
1%
干洁空气成分的体积分数
（25千米以下）
二氧化碳 CO2
臭氧—O3
氧气 O2
氮气 N2
1%
（1）氧气：
生物维持生命活动必需的物质
(2)氮气：地球上生命体的基本元素
(3)二氧化碳：
绿色植物进行光合作用的基本原料；
吸收地面辐射的能力强，使气温升高。
（4）臭氧：
吸收太阳光中的紫外线，使大气增温；
减少到达地面的紫外线，保护生物。
化学分子式为O3，因其类似鱼腥味的臭味而得名
1. 大气的组成及作用
大气组成 主要作用
干洁空气 主要成分 N2 生物体的基本成分
O2 维持生物活动的必要物质
微量成分 Co2 植物光合作用的原料、
吸收地面辐射能对地面保温
O3 吸收紫外线，使大气增温
使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害
水汽 产生云雨雪雾，
吸收、释放热量、
影响湿度、温度
杂质 作为凝结核、成云致雨的必要条件
大气
一、降水的形成条件
1. 降水过程：
气温下降→水汽凝结→云滴→云滴增大→降水
2. 降水的形成条件
1、气温降低
2、空气中含有足够的水汽
3、有凝结核；
水的相变，产生云、雨、雾、雪等天气现象；同时吸收和释放热量，影响地面和大气温度。
水汽
凝结核，是成云致雨的必要条件。
杂质
二、然而，人类不合理的活动，正在改变着大气的成分和含量……
大气中二氧化碳含量的变化与人类活动
案例分析
图2.4 二氧化碳体积分数的变化
工厂废气排放
汽车尾气排放
秸秆燃烧
全球变暖
温室气体排放增多
大气吸收地面辐射增多
大气逆辐射增强
保温作用增强
气温升高，全球变暖
极冰融化
大量燃烧化石燃料
CO2
增多
气温升高
气温升高
全球变暖
极冰融化
海平面上升
淹没沿海低地
植被砍伐
（2）臭氧层破坏
冰箱、冰柜的使用向大气中排放氟氯烃化合物。
工业、燃烧化石燃料、汽车尾气排放等都会造成大气污染
（3）雾霾（PM2.5)
（4）酸雨
烧煤的烟囱或烧油的汽车排放出来的酸性气体，与天上的水蒸气相遇，形成硫酸和硝酸小水滴，落到地面形成酸雨。
南极臭氧层空洞
人类过多地使用氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是臭氧层被破坏的主要原因
人类活动对大气污染
貳
大气的垂直分层
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
温度/℃
12
对流层
高层大气
平流层
50
高度/Km
根据温度、运动状况和密度，地球上的大气可以划分为：对流层、平流层和高层大气
低
多
少
大
小
高
气压
水汽杂质
大气密度
电离层(热层)
中间层
对流层 —— 与人类的关系最密切
纬度
高纬度地区： 8—9千米
中纬度地区：10—12千米
低纬度地区： 17—18千米
季节
夏季较厚
冬季较薄
大气圈的最底层，集中了约75%的大气的质量和90%以上的水汽质量、固体杂质，大气中的污染物也多集中在这一层。
对流层下界与地面相接，上界高度随地理纬度和季节而变化。
低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高；
高纬度地区受热少，对流层高度就低。
对流层
高度
纬度
高纬度地区： 8—9千米
中纬度地区：10—12千米
低纬度地区： 17—18千米
季节
夏季较厚
冬季较薄
对流层
低纬地区：17—18km
中纬地区：10—12km
高纬地区：8—9km
高度
特点及成因
气温随高度增加而递减，顶部降至-60℃
——海拔越高，气温越低
空气垂直对流运动显著，低纬度
——大气下热上冷
天气现象复杂多变
——水汽杂质多，对流运动频繁
与人类的关系
与人类关系密切的天气现象（风、霜、雨、雪等）都发生在对流层
大气垂直升降运动，大气圈的最底层，集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层
大气组成
气温特点
气流运动
自然现象
人类活动
（水汽、
二氧化碳）
（下部热，上部冷）
（对流运动气温降低）
（云、雨、雾、雪等天气现象）
（密切影响）
大气的垂直分层
对流层
自对流层顶至
50—55km
高度
特点及成因
气温随高度增加而升高，底层升温慢，高层升温快
——臭氧吸收大量太阳紫外线
空气以水平平流运动为主
——大气上热下冷，气流稳定
天气晴朗
——水汽、杂质少，无云雨现象，能见度高
与人类的关系
臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，是地球生命的保护伞；适合航空飞行
平流层
逆温，大气稳定，水平运动
为什么平流层适合飞机飞行？
平流层的大气上部热，下部冷，不易形成对流，大气平稳，以平流运动为主，且该层大气在水汽和杂质含量少，天气晴朗，能见度好，适合飞机飞行。
自平流层顶至3 000km
高度
特点及成因
大气密度极小
——距地面远，大气受到的引力小。
与人类的关系
流星现象
电离层大气能反射无线电波，对无线电通信有重要作用
高层大气
气温先降后升，300KM高空温度可达1000℃
——无臭氧层，气温下降
——大气吸收了更短波长的紫外线
电离层：
在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大气分子被分解
为离子，使大气处于高度电离状态，所以称为电离层。
作用：
电离层反射无线电短波，对远距离无线电通信有重要作用
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
垂直分层 高度 主要特点 特点成因
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 (每升高100米，温度大约降低0.6℃） 地面是对流层大气主要的直接热源
离地面越近，受热越多
空气对流运动显著 该层上部冷、下部热
有利于空气对流运动
天气现象复杂多变 几乎全部水汽、固体杂质集中在该层
对流运动易成云致雨
平流层 对流层顶 到50～55千米 下层气温随高度变化小； 30千米以上随高度增加而迅速上升 该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线
气流以平流运动为主 该层大气上热下冷，大气稳定
有利于高空飞行 水汽、杂质极少，云雨绝迹，
能见度好，气流平稳
高层大气 平流层顶到大气上界(高度约2000～3000千米) 气压很低，密度很小 离地面远，引力小
80～500千米高空有若干电离层， 能反射无线电波 电离层大气在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，处于高度电离状态
思维导图
等
2018年3月12日，一架自孟加拉飞往尼泊尔的客机在降落期间失事，造成49人死亡，22人受伤。这架飞机是一架庞巴迪Dash 8 Q400涡轮螺旋桨飞机，它由孟加拉国航空公司US-Bangla运营。
结合材料探究：
(1)空难多数发生在飞行的哪一阶段？为什么飞的越高越安全？
(2)臭氧层位于图中大气的哪一层？为什么臭氧被誉为“地球生命的保护伞”？
探究一：大气的垂直分层
空难多发生在起飞或降落阶段，这一阶段处于对流层中，
对流层大气对流旺盛，天气多变。当飞机穿越对流层在
平流层飞行时，天气晴朗，天气稳定，飞行安全。
平流层。臭氧能大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。
2．逆温现象
在一定条件下，对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象(即下冷上热现象)，
这就是逆温现象。若由地面到高空气温垂直递减率每100米下降的温度低于0.6℃，也属逆温现象。
辐射逆温是最为常见的类型，
是由于地面辐射强烈冷却而形成，
常出现在晴朗无云的夜间日出前，
形成和消失过程如下图所示：
(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，甚至出现交通事故。
(2)加剧大气污染。
由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面污染物不能及时扩散，
从而危害人体健康，如果位于盆地内，将会更加严重。
(3)对航空造成影响。
逆温现象如果出现在低空，多雾天气给飞机起降带来麻烦。
而逆温现象如果出现在高空，空气对流运动受阻，飞机飞行平稳，
同时万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。
3．逆温现象对人类生产、生活的影响
课堂巩固
2.下列关于水汽和杂质的叙述，正确的是（ ）
A.含量很少且因时因地变化小 B.含量多且因时因地变化大
C.杂质对成云致雨没有影响 D.水在自然界中的三态变化是成云致雨的基础条件
3.被誉为“地球生命保护伞”的是（ ）
A.氧气 B.氮气 C.一氧化碳 D.臭氧层
1.关于大气组成及其作用的叙述，正确的是（ ）
①二氧化碳对地面有保温作用 ②干洁空气的主要成分是氧气和氢气。
③水汽和杂质集中在高层大气 ④臭氧能大量吸收太阳紫外线
A.①② B. ①③ C. ①④ D. ②④
课堂巩固
5.探空气球探测到水汽集中在（ ）
A.对流层 B.平流层 C.高层大气 D.电离层
4.探空气球记录的随高度增加的气温变化规律可能是（ ）
A.一直递减 B. 一直递增 C. 递增→递减→递增→递减 D. 递减→递增→递减→递增
气球作为探空的工具已被广泛使用，下图示意一探空气球由地面上升至高空100km处。据此可能探测到的现象，完成4-5题。
100km
谢谢观看