2.1大气的组成和垂直分层课件（共37张ppt）

(共37张PPT)
39千米高空的大气与地面有哪些不同？他为什么需要配备特制宇航服？
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思考
2012年10月14日，奥地利“坠落人”菲利克斯·鲍姆加特纳，在美国新墨西哥地区乘坐太空舱升空。约3小时后，他上升至39千米高空。随后从那里跳下，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。
第一节 大气的组成和垂直分层
第二章 地球上的大气
学习目标
1. 运用图表等资料，说明大气的物质组成及作用，人类活动与大气环境的关系，培养人地协调观。
2. 利用大气的垂直分层图，说明各层大气的特点、成因，并举例说明对人类活动的影响，提高地理实践力和综合思维。
01
大气的组成
我们每天呼吸的空气有哪些成分呢？
古希腊人认为“空气”是自然环境的基本元素之一，不能再细分。
18世纪，法国科学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成。
现代科学已经能对大气的成分进行精确测定，并发现了稀有气体等的存在。
一、大气的组成
低层大气由干洁空气、水汽和杂质构成
（一）、干洁空气
二氧化碳 CO2 （变动）
臭氧 O3
氧气 O2
氮气—N2
78%
21%
0.93%
氩气 Ar
0.038%
一、大气的组成
氮气（N2）
无色无味气体，氮气大气中占78%，氮是地球上生物体的基本元素；它在生活中的应用也非常广。
医疗手术
灯泡填充气体
制作氮肥
粮食瓜果保护气体
氮气
氧气（O2）
氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。
动物呼吸、燃烧和一切氧化过程（包括有机物腐烂）都消耗氧气，但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。
为什么在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的长跑运动员往往成绩优异？
活动 了解大气含氧量减少对人体产生的影响
在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗
埃塞俄比亚
肯尼亚
两国均在高原上，海拔高大气密度地低，适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力
活动 了解大气含氧量减少对人体产生的影响
2、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。
适当缺氧环境下训练
河北兴隆
海拔2118m
甘肃榆中
海拔1996m
青海多巴
海拔2366m
云南海埂
海拔1888m
云南呈贡
海拔1906m
活动 了解大气含氧量减少对人体产生的影响
海拔/m 0 1000 2000 3000 4000
含氧量比/% 100% 89% 78% 70% 61%
3、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。我国的高原训练基地的海拔在这个范围内吗？推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。
海拔越高
大气密度越低
大气含氧量越低
含氧量低于人体耐受力
整体成绩下降
危及生命
活动 了解大气含氧量减少对人体产生的影响
二氧化碳（CO2)
参与自然界的碳循环，绿色植物光合作用的基本原料。
吸收地面长波辐射，使气温升高。
案例
大气中二氧化碳含量的变化与人类活动
在过去80万年的绝大多数时间里，大气中二氧化碳体积分数的变化相对平缓。然而，从1740年到2011年，短短不到300年的时间里，二氧化碳体积分数增加了40%多(图2.4)。二氧化碳体积分数的增加，基本上都来自化石燃料的燃烧和土地利用的变化(主要是毁林)。化石燃料燃烧,会释放二氧化碳；森林面积缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。
缓慢增长
快速增长
飞速增长
图2.4 二氧化碳体积分数的变化
1740年到2011年，短短不到300年的时间里，二氧化碳体积分数变化趋势如何？导致其变化的原因是什么？会造成什么影响？
含量很少，能吸收99%的太阳紫外线辐射，保护地球生物。
臭氧（O3）
（二）水汽
1、大气中水汽的来源
水面的蒸发
植物的蒸腾
2、水汽含量具有时空差异
热带雨林地区大气中的水汽含量高达3-4%
极端干旱的沙漠地区，大气中水汽含量低，几乎为0
（二）水汽
（三）杂质（凝结核）
1、杂质的来源
自然方面：宇宙尘埃、火山灰、植物花粉孢子、岩石风化后的粉尘等
人为方面：人类活动、工业生产过程中排放的烟、粉尘等
2、杂质的影响
影响太阳辐射，改变大气透明度
使水汽凝结，是成云致雨的必要条件
（三）杂质（凝结核）
水的相变，产生云、雨、雾、雪一系列天气现象，并伴随着能量的吸收和释放。
大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
台风作为强大的天气系统，携带着大量的水汽与能量。
然而，人类不合理的活动，正在改变着大气的成分和含量……
Where i am
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
臭氧空洞
冰箱、冰柜的使用，释放大量的氟氯烃化合物，破坏大气中的臭氧层。
小结
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、对地面保温
O3 吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害
水汽 成云致雨的必要条件、对地面保温
杂质 成云致雨的必要条件
地球大气又称“氮氧大气”，结合地球大气圈25km以下干洁空气的主要成分表，完成1～2题。
气体成分 体积分数(%) 质量分数(%)
氮(N2) 78．08 75．52
氧(O2) 20．94 23．15
氩(Ar) 0．93 1．28
二氧化碳(CO2) 0.038(变动) 0．05
1．地球大气称为“氮氧大气”是因为两者 (　　)
A．占干洁空气成分的99%
B．占大气成分的99%
C．是生命活动必不可少的物质
D．在其他天体上不存在
2．目前，导致二氧化碳变动的主要因素是 (　　)
①植树造林 ②大量燃烧矿物化石燃料
③新能源公交车的逐渐普及 ④森林、草原开垦成农田
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
A
B
2
大气的垂直分层
12km
50km
3000km
对流层
平流层
高层大气
分层依据
垂直方向上温度、成分、密度等物理性质和大气运动状况。
对流层
平流层
高层大气
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
200
600
1000
800
400
海拔/千米
大气温度/℃
对流层--- 与人类的关系最密切
厚度：随纬度、季节而变化
高纬地区
8～9km
中纬地区
10～12km
低纬地区
17～18km
夏季＞冬季
特点：
约100米/0.6℃
容易成云致雨
气温随高度的升高而降低；
1
具有剧烈的对流运动；
2
对流层
平流层
高层大气
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
200
600
1000
800
400
海拔/千米
温度/℃
平流层
厚度：平流层顶→50～55km
高纬地区
8～9km
中纬地区
10～12km
低纬地区
17～18km
特点：
臭氧吸收太阳紫外线导致气温升高
该层大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。
气温随高度的升高而升高；
1
平流层的大气上部热，下部冷，不易形成对流气流以水平运动为主；
2
3
对流层
平流层
60
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-90
-100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
200
600
1000
800
400
海拔/千米
温度/℃
高层大气（中间层、热层、散逸层）
厚度：对流层顶→2000～3000km
高纬地区
8～9km
中纬地区
10～12km
低纬地区
17～18km
特点：
能反射无线电波，影响无线电通讯
气温随高度的升高先降后升；
1
有流星现象（80～120km高空）；
2
有电离层（80～500km高空）；
3
高层大气
高层大气中在80-120千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为我们夜晚看到的流星
燃烧的流星
A
绚丽夺目的极光
在80-500 千米的高空，有若干电离层
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，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用
无线电通信
B
自学：全球合作 保护臭氧层
20世纪80年代初，科学家观测发现，南极上空每年春季臭氧含量比之前有大幅度下降，并将这一现象称为“臭氧空洞”
“臭氧空洞”的出现，表明臭氧层被破坏，臭氧含量减少
全球合作 保护臭氧层
垂直分层 高度范围 主要特点 与人类关系
对流层 因纬度而异： 低纬17～18km 中纬10～12km 高纬8～9km ①气温随高度的增加而降低 ②空气对流运动显著 ③天气现象复杂多变 ①与人类关系最为密切，人类就生存在对流层底部
②各种天气现象发生在对流层
平流层 自对流层顶至50～55km高度 ①气温随高度增加而增加（臭氧大量吸收紫外线增温） ②气流以水平运动为主 ①臭氧大量吸收太阳紫外线（被誉为“地球生命的保护伞”）
②气流平稳，有利于高空飞行
高层大气 平流层顶到大气上界 ①气压很低，密度很小 ②在80～500千米的高空有若干电离层 电离层能反射短波无线电波，对无线电通信有重要作用
对比小结
39千米高空的大气与地面大气有哪些不同？鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服？
阅读分析
能反射无线电波，影响无线电通讯
高层大气
平流层
对流层
鲍姆加特纳从空中跳下的高度就在平流层范围内；那里氧气稀薄、气温低，必须配备特制的宇航服