3.1 大气的组成与垂直分层（共33张ppt）

(共33张PPT)
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大气的组成与垂直分层
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CONTENT
大气的组成
大气的垂直分层
大气的组成
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
光合作用的原料；调节地表温度
臭氧—O3
吸收紫外线，保护地球生命
氧气 O2
生物维持生命活动的必需物质
氮气—N2
生物体内蛋白质的重要组成部分
78%
21%
1%
水汽和杂质
含量很少，却在天气扮演重要的角色。
水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列的天气现象。
大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
成云致雨的必要条件
充足的水汽
杂质（凝结核）
降温
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、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
固体杂质 成云致雨的必要条件
1.工业革命以来，全球二氧化碳浓度迅速增加的原因？
2.全球二氧化碳浓度增加带来的影响？
化石燃料的大量使用；森林的破坏。
导致全球气候变暖，进而导致冰川融化，海平面上升，淹没沿海低地。
全球二氧化碳浓度增加
3.大量使用化石能源，除了带来全球变暖，还会有什么影响？
导致酸雨形成。空气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性物质和空中水汽相结合，形成的降雨叫做酸雨。
加拿大环境学家在北极拍摄到令人震撼的一幕：两只北极熊小心翼翼的站在浮冰上，进退两难。对北极熊来说，游1.6千米不是什么大事。但是，因为气候变暖，冰层离陆地越来越远，游到陆地需要消耗更多的能量。不久前，有四只北极熊被发现淹死在阿拉斯加的海岸附近。
北极熊之殇
1.全球气候变暖是大气中的哪些成分发生变化造成的？
二氧化碳、甲烷等温室气体的大量排放
1.雾和霾有何区别。
2.雾霾天气对我们生活会产生什么样的影响。
雾是水汽凝结现象;
霾是大量杂质集合现象，为大气污染状态。
危害人体健康（对呼吸系统、心血管系统）
对生态环境和交通造成危害（能见度低，引起交通堵塞，发生交通事故）
区分雾霾
大气的垂直分层
自探提纲：
1、大气垂直分层的划分依据、分层
2、对流层的高度随纬度和季节的变化规律
3、对流层的特征(组成，温度变化--原因、运动状态、天气现象、与人类的关系）
4、说出平流层分布范围以及特点？
5、臭氧层空洞的分布、原因、危害？
6、说出高层大气的厚度范围以及特点？
7、逆温的含义，形成过程，以及影响？
温度（℃）
高度
（km）
20
0
140
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
大气的垂直分层
划分原则
大气的温度、密度和运动状态在垂直方向上的差异。
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。
0°
30°
60°
90°N
30°
60°
90°S
5
10
15
20
千米
1）对流层
温度变化
气温随高度的增加而递减
因为地面是对流层大气的直接热源。
特点
对流运动显著
对流层为什么天气现象复杂多变？
具备成云致雨的必要条件，水汽杂质含量多，对流运动显著（降温条件）。
高层
大气
平流层
对流层
2）平流层
温度变化
气温随高度的增加而增加
平流层中上部臭氧吸收紫外线增温
范围
对流层顶向上至50-55千米。
高层
大气
平流层
对流层
2）平流层
特点
1.海拔高，温度高
3.对流运动弱，平流运动显著
2.水汽杂质含量少
4.大气能见度高，天气晴朗
5.适宜航空飞行
高层
大气
平流层
对流层
Q：飞机起飞从对流层飞入平流层的过程中，坐在飞机里的乘客有何感受？
气压降低，出现耳鸣等现象。向上飞入平流层过程中飞机较颠簸（对流层水汽杂质多，天气多变），进入平流层后飞机平稳。
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。
特点
气压很低，密度很小
高空有电离层，有利于无线电通讯
范围
自平流层顶至2000~3000千米高空
高层大气
平流层以上的大气，统称为高层大气。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；其后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又开始上升。
高层大气
3）高层大气
电离层
1.分布于60-500千米的高空，有若干电离层。
2.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，大气处于高度电离状态。
3.电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。
高层
大气
平流层
对流层
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
60～500千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
探究
1.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。
（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。
避暑旅游名城——贵阳
（1）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。
夏季气候凉爽。纬度较低，海拔较高，气温较低。
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
上海
长沙
重庆
贵阳
武汉
温度/℃
23.9
23.6
28.1
28.4
28.7
28.2
28.6
28.1
28.0
27.8
7月
8月
（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。
西藏垂直高差大，山上海拔高，气温低，河谷地区地势较低，气温较高。
雪域江南——西藏
雪被
陆高/米
5000
3000
2000
1000
500
温度℃
高度m
正常现象
1、气温的垂直分布规律：
2、气温垂直分布的原因：
气温随高度增加而降低。
海拔每升高100米，气温降低0.6℃
地面辐射是大气的主要直接热源。
太阳辐射是大气的根本热源。
对流层大气气温的垂直分布：
逆温现象：
1、逆温的概念：
一般情况下，对流层的某一高度出现气温随高度增加而递增的现象，这种气温逆转的现象就是逆温现象。
如果出现气温随高度增加垂直递减率小于－0.6℃/100米也可以看作是逆温现象。
温度℃
高度m
逆温现象
逆温的形成
分类
类型 发生的条件 出现的地区
辐射 逆温 经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面辐射很强,近地面大气气温迅速下降,而高处大气降温较慢 中高纬度大陆冬季黎明前
平流 逆温 暖空气水平移动到冷的地面或气团上 中纬度沿海地区
地形 逆温 主要由地形造成,由于山坡散热快,冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地的夜间
辐射逆温的形成及消失过程图解
中午
夜晚
日出前后
上午
中午
经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面层气温迅速下降，而高处气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温黎明前最强，日出后自下而上消失,到午后又完全消失。大陆上常年均可出现，尤以冬季最强。
逆温层
逆温层
逆温层
2、逆温形成过程：
日落后，地面开始降温，当降温达到一定程度，逆温由近地面开始出现，地面温度越低逆温层越厚，日出前后逆温层厚度达到最大，日出后，地面开始升温，逆温层由近地面开始消失，逆温层逐渐变薄，中午，逆温层完全消失。
逆温对地理环境的主要影响
成雾
大气污染
影响航空
早晨多雾的天气大多与逆温有密切关系，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
由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会使近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康
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，飞行中不会有较大颠簸
大气的组成
大气的垂直分层
干洁
空气
水汽
杂质
对流层
平流层
高层
大气
课程小结
氮、氧为主要成分
成云致雨的必要条件，存在空间上的差异
成云致雨的必要条件，存在时空上的差异
对流运动显著，天气复杂多变，与人类关系最密切
平流运动显著，分布有臭氧层，适宜航空飞行
分布有电离层，影响无线电通信
1.飞机在万米高空飞行，高度保持不变，由南极飞往赤道，途中穿过的大气层是（ ）
A.始终在对流层 B.始终在平流层
C.从对流层进入平流层 D.从平流层进入对流层
2.大气的组成物质及表现是（ ）
A.氮气和臭氧吸收太阳紫外线 B.二氧化碳只吸收太阳辐射
C.水汽和固体尘埃可成云致雨 D.氧气和氮气供植物呼吸
练习
3.近几年，城市上空多灰霾的主要原因是（ ）
A.二氧化碳多 B.水汽多
C.固体颗粒多 D.温度低
右图为大气的垂直分层图
4.①②③④四条线中，能正确表示大气层垂直气温变化的是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
5.影响该大气层气温垂直变化的主要因素是（ ）
A.地面辐射 B.二氧化碳气体
C.臭氧气体 D.人类活动
①
③
②
④
50
12
—60
—50
—40
—30
—20
—10
0
高度（km）
温度（℃）
练习