地理人教版（2019）必修第一册2.1 大气的组成和垂直分层课件（共46张ppt）

(共46张PPT)
大气的
组成和垂直分层
课标解读
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产、生活的联系。
【课标呈现】
1.结合图表资料，说明大气的组成和垂直分层。
2.联系生产、生活，理解大气的组成和垂直分层的应用。
【课标解读】
2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍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
图2.1自由落体状态中的鲍姆加特纳
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？
——Pre class guidance
思考：1、两图跳伞装备有何不同？为什么？
2、两幅图中谁跳伞的海拔更高？
1
大气的组成
02
大气的垂直分层
大气的组成
壹
大气的组成
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
干洁空气+水汽+固体杂质
干洁空气成分的体积分数（25千米以下）
氧气
21%
氮气
78%
人类和其他生物维持生命活动所必需的的物质
o2
N2
地球上生物体的基本元素
co2
绿色植物进行光合作用的基本原料；吸收地面长波辐射，具有保温作用，温室气体
o3
大量吸收太阳辐射中的紫外线,地球生物的保护伞
其他气体1%（氩、二氧化碳、臭氧等）
干洁空气的氧气概况
氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质
化学式O2，无色无味气体，在航空航天、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
O2
干洁空气的氮气概况 General situation of nitrogen in dry clean air
-04
氮是地球上生物体的基本元素
化学式N2，无色无味气体，氮气大气中占78%，惰性元素；它在生活中是必不可少的，其化合物可用肥料
… …
… …
N2
大气成分中的二氧化碳
大气中二氧化碳仅占0.038%(变动)，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用
二氧化碳是一种常见的温室气体 ，不支持燃烧，是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高
CO2
… …
… …
二氧化碳
水
能量
氧气
糖分
南极臭氧空洞
化学分子式为O3，因其类似鱼腥味的臭味而得名，臭氧主要分布在10-40千米高度处，极大值在20-25千米附近，称为臭氧层。臭氧在大气中比例虽小，臭氧能大量吸收太阳辐射中的紫外线。而冰箱、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
The Ozone Hole
大气中的水汽和杂质含量很少，却在天气变化中扮演重要角色。水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件；大气中的水汽和杂质含量，因时因地而异
降水的条件
水汽
固体
杂质
冷却
凝结
在海边、大湖边等水汽比较充足。
空气中的粉尘等物质。
在降温的过程中会冷却凝结
人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。
大气污染现象举例
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。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。
二氧化碳体积分数的变化
极冰融化
大量燃烧化石燃料
CO2
增多
吸收地面长波辐射
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
大气中氧气含量对人体健康至关重要；科学研究发现，适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力；但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。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
榆中 多巴 海埂 兴隆 呈贡
海拔/m 1996 2366 1888 2118 1906
经度 104°02′E 103°31′E 102°41′E 117°22′E 102°48′E
纬度 35°52′N 35°52′N 25°01′N 40°36′N 24°53′N
高原地形 高原地势，空气稀薄，运动员的血液输氧能力差，在高原训练就是利用气压低的条件来提高血液的输氧能力，当运动员返回平原时，就会感到轻松，比赛成绩显著提高。
海拔/m 0 1000 2000 3000 4000
含氧量比 100% 89% 78% 70% 61%
活动探究
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，结合教材，试推测其原因。
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
甘肃·榆中
青海·多巴
云南·海埂
河北·兴隆
云南·呈贡
在中国地图(地图册或教学挂图)上找到表2.1所列的高原训练基地的位置甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡
河北兴隆
青海多巴
甘肃榆中
云南海埂
云南呈贡
知识拓展
高山反应
　　高山反应形成的原因是由于高度愈高，空气愈稀薄，气压就愈低，因此人体所需要的氧气压力也随之降低。因此在刚进入山区时，会因为高度突然增高，人体来不及适应，而产生体内氧气供应不足的情形，高度愈高，过渡时间愈短，产生的反应就愈剧烈。
大气的垂直分层
——Vertical stratification of the atmosphere.
贰
地球内部是可以分层的
那外部大气是否也可以分层呢？依据是什么呢？
温度？
密度？
运动状况？
大气的垂直分层概况
地球大气从地面向上，可延伸到数千千米高空；根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为对流层 平流层 高层大气
对流层
平流层
高层大气
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
人造卫星
50
12
高 层 大 气
平流层
对流层
温度/℃
高度/Km
气温垂直分布
流星
对流层是大气圈的最底层，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
对流层的高度因纬度而异，在低纬度地区为17-18千米，在高纬度地区仅为8-9千米。低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高
对流层气温随高度的升高而递减，在对流层的顶部气温降至-60℃，海拔每升高1000米温度降低6℃
对流层的大气上部冷、下部热，有利于大气的对流运动
近地面的水汽和杂质通过对流运动向上输送，在上升过程中随着气温降低，容易成云致雨， 、雨、雾、雪等天气现象都发生在对流层，人类生活在对流层的底部
(一) 对流层
云、雨、雾、雪等天气现象都发生在对流层，人类生活在对流层的底部
大气分层 高空俯瞰对流云层景观
对流层
平流层
高层大气
(二) 平流层
平流层范围自对流层顶部至50-55千米高空；平流层气温随高度升高而升高
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；这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温
在22-27千米范围内， 臭氧含量达到最大值，形成臭氧层；臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“地球生命的保护伞”
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；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
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在22-27千米范围内， 臭氧含量达到最大值，形成臭氧层；臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“地球生命的保护伞”
平流层大气层结构特征 臭氧层
图2.1自由落体状态中的鲍姆加特纳
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？
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
对流层
平流层
高层大气
对流层
平流层
高层大气
(三) 高层大气
平流层以上的大气统称高层大气
自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温会下降
随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持续上升，在300千米的高空，温度可达1000℃以上
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
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
高层大气的空气密度很小；在2000-3000千米的高空，大气的密度已经与星际空间的密度非常接近；这里的一些高速运动的空气质点经常散逸到宇宙空间，这个高度可以看作是地球大气的上界
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在80～120千米的高高空，大多数来自太空的流星会燃烧，成为我们夜晚看到的流星。
由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，使高层大气分子或原子电离而产生，出现的灿烂美丽的光辉
高层大气大气层结构特征 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
高层大气的空气密度很小；在2000-3000千米的高空，大气的密度已经与星际空间的密度非常接近；这里的一些高速运动的空气质点经常散逸到宇宙空间，这个高度可以看作是地球大气的上界
高层大气大气层结构特征 大气上界
小结
大气
组成
分层
干洁空气
固体杂质
水 汽
对流层
高层大气
平流层
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
《保护臭氧层维也纳公约》
Vienna Convention for the protection of the ozone layer
为了保护臭氧层，国际社会于1985年缔结了《保护臭氧层维也纳公约》(以下简称《公约》)，开启了全球携手保护臭氧层的历程
1987年9月16日，46个缔约方在加拿大蒙特利尔达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》(以下简称《议定书》)，限制生产和使用氯氟碳化物等消耗臭氧层的物质
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自学：全球合作 保护臭氧层
-02
O3
1995年， 联合国大会决定，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”
《公约》和《议定书》得到了全世界绝大多数国家和地区的支持，成为联合国数百个公约中参与度最高的公约
《公约》及其《议定书》的有效实施，使得“臭氧空洞”开始缩小，在全球范围内避免了数百万例可能由紫外线带来的人类疾病，如皮肤癌、白内障等；另外，保护臭氧层还减缓了气候变化的幅度
目前，人类面临的全球性环境问题，如全球变暖、臭氧层破坏等，都需要国际合作才能解决。保护臭氧层的成功，成为全球合作成功解决这类问题的典范
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