2.1大气的组成和垂直分层 教案

大气的组成和垂直分层
【教学目标】
完善图表，理清大气的组成及各组成物质的作用；
分析图表资料，说明大气垂直分层特点及其对人类的影响；
通过案例分析，体验大气成分与含量变化对人类的影响，树立人地协调观。
【教学重难点】
低层大气的组成及其作用，大气垂直分层结构中各层特点；
气温的垂直变化和空气运动特点的原理。
【课程标准】
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。
【板书设计】
地球的组成和垂直分层
一、大气的组成
1、低层大气：成分、作用
2、人类活动与大气的关系
二、大气的垂直分层
1、对流层
2、平流层 气温 空气运动 与人类关系
3、高层大气
【作业设计】
完成课后检测，并绘制本节课思维导图。
【教学过程】
新课导入：
复习导入，对上节课重点内容进行提问，地震波的分类及特点、地球的内部圈层划分及特点、地球外部圈层的划分及其特点。借助地球的外部圈层中大气圈的描述，展开对大气的组成和垂直分层这节课的学习，教师可以提前展示相关材料与食品，引导学生对大气产生一个初步的认识。
新课讲授：
知识点一：大气的组成
教师在课堂正式开始之前，先向学生展示大气的相关资料，引导学生阅读课本，并寻找以下几个问题的答案：
1、大气由哪几部分组成？
2、什么叫做干洁空气？
3、大气中的各种组成物质分别有什么作用？
4、人类活动对大气有什么影响？
教师要对学生的讨论过程进行把控，训练学生从材料中发现关键问题所在的能力，并帮助学生进行总结，最后由教师对讨论结果进行评价。
低层大气由干洁空、水汽以及固体杂质三部分组成。干洁空气是指低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体。
组成成分 占大气体积 作用
干洁空气 氮气 78% 生物体的基本成分
氧气 21% 维持生物活动的必要物质
二氧化碳 很少 植物光合作用的原料、使气温升高，对地面保温
臭氧 极少 吸收紫外线，使地球上的生物免遭过量紫外线的伤害
水汽 很少 成云致雨的必要条件、对地面具有调节温度的作用
杂质 作为凝结核，成云致雨的必要条件
教师注意解释凝结核的概念：
是使水蒸气凝结为液态时，作为凝结核心的颗粒。在纯粹只有气态水分子和其他气体存在的空间中，水分子间的相互作用较小，些微的温度下降并不足以使过饱合环境下的水分子相互凝聚成为液态，此时若有恰当的固态表面则可以做为媒介使表面上聚集的水分子间产生较大的作用并且持续和气态水分子作用而造成冷凝，若此固体为微小的颗粒，则水的冷凝发生于颗粒表面上并且快速将颗粒包裹而成为微小雾滴，大量的微小粒子形成大量聚集的雾滴而成为云雾，雾滴够大且够密集的云雾则雾滴间互相碰撞结合后体积增大而形成雨滴。若温度够时将不生成雾滴，而是于凝结核上直接生成水的固态结晶，结晶持续成长后成为肉眼可见的雪花。除矿物的微小颗粒外，细菌、真菌及微小藻类也可以作为凝结核。
人类活动对大气的影响：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，对生态系统和人类生存造成不利影响。
教师可以通过讲解课本29页案例，使学生对人类活动与大气之间的关系更加清晰明了，为学生树立起保护大气环境的意识。
【活动】请同学们阅读教材P30页活动，了解国家级高原体育训练基地设立的目的，思考为什么去青藏地区旅游很多人会产生高原反应？
从教材P30页表格2.2可以得知，随海拔升高，空气中的含氧量逐渐降低，高原体育训练基地设立的目的就是在适当缺氧的环境下激发运动员的运动潜力，但是平均海拔超过4000米的青藏高原含氧量仅为沿海平原地区的61%，对于习惯于低海拔平原地区生活的人们来说含氧量过低，所以有的人就会因缺氧产生呼吸困难而引发一些身体不适症状，含氧量太低则会危害人体健康甚至危及生命，也因此，去往青藏高原地区一般都要准备氧气补给，以备急需。
知识点二：大气的垂直分层
承接大气的组成，我们了解了大气的组成成分以及他们各自的作用，那么大气的密度是均匀的吗？不同高度的下的大气有什么区别？教师通过展示相关材料引导学生阅读，找出我们对大气进行分层的依据，并说出共分成了那几层。最后进行小组讨论，完成以下表格，从高度范围、气温垂直变化、空气运动与以及与人类关系四个方面说明各层大气的特点：
高度范围 气温随高度的变化 空气运动 与人类关系
特点 原因 特点 原因
对流层 8-18千米，因纬度而不同 气温随高度的升高而递减 热量来自地面 对流运动显著 上部冷、下部热 集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，污染物也多集中在这一层。多云、雨、雾、雪等天气现象。与人类关系最为密切。
平流层 对流层顶部至50-55千米高空 气温随高度升高而升高。下层气温变化很小，30千米以上，气温随高度增加迅速上升。 有臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。 平流运动为主 上部热、下部冷 有臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害。 水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。
高层大气 平流层以上的大气 先下降，后升高 低处缺臭氧吸收紫外线，气温下降；高处大气吸收更短波长紫外线，温度持续上升。 有电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用
在学完本部分内容后，请学生思考以下几个问题：
1、不同纬度地区之间对流层的厚度有什么不同？产生这种不同的原因是什么？
在低纬度地区为17-18千米，中纬度地区10-12千米，高纬度地区仅为8-9千米。低纬度地区地面温度高，对流运动旺盛，对流层所达高度就高，高纬度地区反之，中纬度地区则适中。
除此之外对流层厚度还存在着季节差异，低纬度地区和高纬度地区随季节变化小，中纬度地区随季节变化大。同一地区，夏季对流层高，冬季对流层低。
2、地球的大气上界高度？
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。
3、请同学们绘制大气处置分层示意图。