(共32张PPT)
第一节 大气的组成与垂直分层
01
大气的组成
想一想:在我们周围的大气中,都有些什么物质?
1.低层大气
干洁空气
杂质
水汽
N2和O2合占总体积的99%
如今的大气是地球长期演化的结果,在短时期内不会有明显的变化
2.低层大气各成分的作用。
材料1:
氧气瓶
氧是人类和其他生物维持生命活动必需的物质
材料2:
氮是组成氨基酸的基本元素之一,而氨基酸又是构成动物营养物质所需蛋白质的基本物质。其中蛋白质的平均含氮量约为16%。
氮是地球上生物体的基本要素
材料3:
二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料,动物把二氧化碳当成废料从体内排除,植物却必须用二氧化碳来生产“食物。”二氧化碳可以强烈吸收红外线,对地面有保温作用。二氧化碳含量过高,地表温度逐渐升高,就形成“温室效应”。
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,对地表有保温作用
材料4:
少量穿透大气到达地面的紫外线对人类和生物则是十分有益的,但是过量紫外线照射会烧伤皮肤,引起白内障甚至皮肤癌。而臭氧能大量吸收太阳光线中的紫外线,使大气增温,同时减少了到达地面的紫外线,使地面上的生物免受紫外线伤害。
臭氧能吸收紫外线,使大气增温;对生物具有保护作用
材料5:
水汽是成云致雨的必要条件;直接影响地面和大气的温度。
材料6:
在纯净的大气中,水汽必须达到百分之几百的过饱和度,才能凝结成水滴。但有大气凝结核存在的条件下,水汽凝结所需的过饱和度显著降低。固体杂质会吸附杂质,逐渐成为大水滴,达到一定程度后空气无法使其漂浮着,就会变成雨落下来。
固体杂质是凝结核,促成水汽的凝结,是成云致雨的必要条件。
水汽和固体杂质的含量因时因地而异。
例如:城市上空的雾比郊区多,就是因为城市空气中尘埃较多的缘故。
雾霾,是雾和霾的组合词,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果,常见于城市。我国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报,统称“雾霾天气”。其实,雾和霾是两种截然不同的天气现象。 阅读下列材料,认识二者区别,并举例说明霾天气对我们生活的影响。
当空气中所含的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量,并且有足够的凝结核存在时,多余的水汽便会凝结出来,变成小水滴或冰晶。大气中因悬浮的水汽凝结,水平能见度低于 1 千米时,气象学上称之为雾。
霾,又称“灰霾”,是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体,使空气浑浊,水平能见度降低到 10 千米以下的一种天气现象。组成霾的粒子极小,不能用肉眼分辨,可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态,表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准,其中PM2.5(直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物)被认为是造成霾天气的“元凶”。
雾和霾是两种截然不同的天气现象。 阅读下列材料,认识二者区别,并举例说明霾天气对我们生活的影响。
雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子的集合体,能使空气浑浊。前者是气态和液态物质,后者是固态颗粒物。二者都能造成空气的能见度下降,前者低于1千米,后者低于10千米。二者在日出后区别较大,前者日出后即散,后者日出后不会消散。
霾的固态颗粒物来自汽车尾气、工业废气、燃煤取暖产生的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等。
3.霾的危害:一是对人体产生的危害,比如呼吸系统、心血管系统等的影响;二是对生态系统和交通造成的危害,比如霾天气时,由于空气质量差,能见度低,容易引起交通阻塞,发生交通事故。
地面有植被覆盖,水汽含量增多,而固体杂质含量变少。
大气组成 作用
干洁空气 O2
N2
CO2
O3
水 汽
固体杂质
人类和一切生物维持生命活动所必需的物质
地球上生物体的基本成分
光合作用的基本原料,对地表有保温作用
吸收紫外线,使大气增温;对生物具有保护作用
成云致雨的必要原料;影响地面和大气的温度
作为凝结核,成云致雨的必要条件
低层大气各成分的作用总结
新人教版《大气的组成和垂直分层》PPT优秀课件
新人教版《大气的组成和垂直分层》PPT优秀课件
问题探究
美国国家冰雪数据中心和美国国家航空航天局的科学家表示,2019年最大冰川面积达1 478万平方千米,但是整体趋势令人担忧。
冰川,南北极的特产,远远望去,就像地球的“白帽子”,给地球增加了巨大的美感。但是近来的研究发现,北极冰川数量正急剧减少,其速度令人咂舌。科学家预测在20年时间内,北极冰川将在炎热夏季完全消失,地球会失去“白帽子”,北极熊将难有立足之地(如下图)。一些科学家认为,人们可能低估了全球变暖的趋势。
人类活动对大气成分的影响
(温室效应)
CO2含量增加
全球变暖
冰川融化
海平面上升
雷阵雨过后,我们有时候会闻到一股刺鼻的气味,这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在平流层,臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象,称为臭氧层破坏。
臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应,这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究,大气中的臭氧含量每减少 1%,到达地面的太阳紫外线辐射就增加 2%。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率,还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角,当地居民只要走出家门,就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油,戴上太阳眼镜,否则半小时后,皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色,并伴有痒痛;羊群则多患白内障,几乎全盲;河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。
有人认为,臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗?为什么?
地球上的生命活动离不开太阳辐射所提供的能量,但太阳辐射中的紫外线会破坏人、动物和植物的细胞组织。臭氧层能大量吸收太阳辐射中的紫外线,避免地球生物遭受过多紫外线辐射的影响,而少量穿过臭氧层到达地面的紫外线,能起到杀菌防病的作用,并能促进人体内维生素的合成。因此,臭氧层被称为“地球生命的保护伞”,每年的9月16日被定为保护臭氧层国际日。
雷阵雨过后,我们有时候会闻到一股刺鼻的气味,这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在平流层,臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象,称为臭氧层破坏。
臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应,这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究,大气中的臭氧含量每减少 1%,到达地面的太阳紫外线辐射就增加 2%。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率,还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角,当地居民只要走出家门,就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油,戴上太阳眼镜,否则半小时后,皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色,并伴有痒痛;羊群则多患白内障,几乎全盲;河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。
你还了解哪些全球性大气环境问题?它们与大气中的哪些成分及其含量的变化相关?
除了教材中提到的臭氧层被破坏之外,全球性大气环境问题还包括全球变暖和酸雨等。全球变暖主要是由于人类向大气排放越来越多的二氧化碳等温室气体,温室效应不断增强的结果。酸雨主要由于人类向大气排放的各种酸性气体(如二氧化硫等)不断增多,出现酸碱度(pH)低于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水。
结合材料探究:
(3)针对上述问题,你能提出哪些有效的措施
提示:减少化石能源的使用;保护森林,植树造林;研发新型制冷设备,控制氟氯烃的产生。
总结
02
大气的
垂直分层
大气的分层
大气自下而上分为三层,分别是:对流层、平流层、高层大气。
高层
大气
平流层
对流层
划分
依据
大气的温度、密度和运动状态在垂直方向上的差异。
对流层
范围:对流层的高度因纬度而异,低纬度地区为17-18千米,中纬度地区为10-12干米,高纬度地区仅为8-9千米。
特点:
1.气温随高度的增加而递减。
2.对流运动显著,云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。
3.人类生活在对流层的底部。
特点成因
①地面是低层大气热量的直接来源
②该层大气上冷下热
③集中了整个大气圈质量的四分之三和几乎全部的水汽、杂质;对流运动易成云致雨
高层
大气
平流层
对流层
活动
在对流层,海拔每上升100米,气温约下降0.6℃,从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。据此,完成相关任务。
(1)近年来,贵阳将“中国避暑之都”作为城市名片,着力打造“避暑”旅游产品,大力发展“避暑”经济。在我国地形图上,找到贵阳、重庆、武汉、长沙、上海的位置;读图,说明贵阳打造避暑旅游名城的优势条件,并分析其形成原因。
中国避暑之都
——贵阳
相较于重庆、武汉、长沙、上海,贵阳虽然纬度较低,位于亚热带,但由于其处在云贵高原,海拔较高,故夏季天气凉爽。
雪域江南
——林芝
(2)每年3月,西藏大部分地区的隆冬尚未结束,林芝的桃花却竞相开放,争奇斗艳,皑皑白雪与灼灼桃花相互映衬,让人领略到“雪域江南”的独特春光。读图,试分析这一地理现象的形成原因。
林芝虽然处在青藏高原地区,但仔细观察发现该地海拔较低,最低处海拔不到1000米,且所在的纬度也比较低,故3月份气温已经较高,有桃花盛开。
逆温现象
在某些特殊条件下,近地面大气会出现逆温现象。对流层大气出现逆温时,会对近地面空气质量产生什么样的影响?
温度
高度
活动
逆温层
1.发生逆温时,大气运动状况是什么样的?
2.逆温现象会带来什么影响?
由于大气上热下冷,阻碍空气对流运动,大气稳定。
a.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。
b.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。
c.对航空造成影响。逆温多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空,对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为主,飞机飞行中不会有较大的颠簸。
b.辐射逆温的形成及消失过程图解
②逆温的形成
a.分类
2.在某些特殊条件下,近地面大气会出现逆温现象。据此,完成相关任务。
对流层大气出现逆温时,会对近地面空气质量产生什么样的影响?
正常情况下,对流层气温是上冷下热,容易形成对流。若对流层局部范围内出现逆温现象,则抑制了对流的发生,导致近地面污染物不易扩散,进而可能造成大气污染。
查询 20 世纪世界八大公害事件,了解哪些公害事件与逆温现象有关。
20世纪八大公害事件指因现代化学、冶炼、汽车等工业的兴起和发展,工业“三废”排放量不断增加,环境污染和破坏事件频频发生。从20世纪30年代至60年代,发生了8起震惊世界的公害事件,其中与逆温现象有关的是:
①比利时马斯河谷烟雾事件;
②美国多诺拉镇烟雾事件;
③伦敦烟雾事件;
④美国洛杉矶光化学烟雾事件等。
平流层
范围:平流层范围自对流层顶部至50-55千米高空。
特点:1.该层大气的下层气温随高度变化很小,但是在30千米以上,气温随高度增加而迅速上升。2.平流层的大气上部热、下部冷,不易形成对流,主要以平流运动为主。3.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。
特点成因
①臭氧集中分布在22-27千米,它可以吸收大量紫外线
②该层大气上热下冷,大气稳定
③水汽、杂质少,气流平稳
高层
大气
平流层
对流层
特点成因
高层大气
范围:平流层以上的大气统称高层大气。
特点:1.气温先随高度的增加而递减,后随高度的增加而递增;2.来自太空的流星体在此燃烧,有流星和极光现象;3.大气呈高度电离状态,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用;4.2000千米—3000千米的高空,大气的密度已经与星际空间的密度非常接近,没有摩擦,火箭在此位置处送人造卫星入轨。
距地面远,受到引力小
高层
大气
平流层
对流层
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
℃
电离层高度和气温变化图
高层大气
电离层反射无线电波
气温随高度升高先降低后又持续上升。
来自太空的流星体会燃烧,成为我们夜晚看到的流星。(80-120千米)
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。
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