高中地理人教版（2019）必修一2.1大气的组成和垂直分层（共46张ppt）

(共46张PPT)
大气的组成和垂直分层
第二章 地球上的大气 第一节
新教材人教版·高中必修第一册
地理
课标要求
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
1.运用图表资料，说明大气的组成，并说明其作用。(综合思维、地理实践力)
2．结合大气垂直分层示意图，说明各层的特点及成因，以及与人类活动的关系。(综合思维、区域认知、地理实践力）
素养目标
目录
CONTENTS
01 大气的组成
02 大气的垂直分层
03 课时作业
一、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
干洁空气成分的体积分数
（25千米以下）
1%
其他（氩气，臭氧，二氧化碳等）
氩气约占0.93%，二氧化碳约占0.038%，其他气体约占0.032%
78%
氮气—N2
地球上生物体的基本元素
氧气 O2
人类和其他生物维持生命活动所必须的物质
21%
干洁空气
水汽
杂质
低层大气的组成
1、水汽
水汽的相变，产生了云、雨、雾、雪等天气现象；伴随着热量的吸收和释放，影响地面和大气温度
2、固体杂质
——影响大气透明度；凝结核，是成云致雨必要条件
氧气：维持生命活动所必须的物质
氮气：地球上生命体的基本元素
合占大气总体积99%
二氧化碳：绿色植物光合作用的基本原料
臭氧：吸收 、削弱紫外线，使大气增温、保护生物
水汽和杂质：产生一系列天气现象、影响大气温度
占比极小，但都必不可少
各成分占比相对稳定，在自然状态下 短期内不会有明显变化，保持相对平衡
大气的组成成分及其作用小结
3、人类活动对大气的影响---大气污染
（1）大气污染
建筑扬尘等
煤炭、石油等燃烧
（工业、汽车尾气）
植被减少
人为因素：
自然原因：
空气干燥、降水少；风力微弱（如封闭盆地）、大气静稳等气象条件
CO、NO、SO2等有毒有害气体及固体烟尘等增多
扬尘易发生，及污染物不易沉降和扩散
3、人类活动对大气的影响---大气污染
①环保立法
②宣传教育
③改善能源消费及工业结构，节能减排
④增加绿化等
探究活动 · 了解大气含氧量减少对人体产生的影响
地点 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
表2.1 我国部分高原训练基地的地理坐标
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。
探究活动 · 了解大气含氧量减少对人体产生的影响
1. 在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞尔比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。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？
地形特点：高原为主。
成绩优异的原因：地形平坦，善于奔跑；海拔较高，大气稀薄，大气中含氧量较低，有利于激发运动员的运动潜能（刺激人体增加体内红细胞数量，以加强对氧气的充分利用）。
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。表2.1中所列的高原训练基地的海拔在这个范围内吗？参照表2.2推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。
表2.2 不同海拔与海平面的含氧量比
原因：海拔越高，大气越稀薄，含氧量越低，超过了人体耐受力，会危及身体健康，反而达不到理想的成绩。
探究活动 · 了解大气含氧量减少对人体产生的影响
3、人类活动对大气的影响---CO2含量变化
从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是怎么样的？是什么原因导致了这种变化呢？会造成什么影响？主要应对措施有哪些？
趋势：呈上升趋势，增长速度加快
原因：化石燃料燃烧（释放大量CO2）；土地利用的变化（毁林，减少森林吸收CO2的量同时释放出CO2）
影响：全球变暖→海面上升，气候异常，生态恶化等
措施：全球合作；节能减排；植树造林等
缓慢增长
加速增长
飞速增长
人类排放的氯氟碳化物消耗臭氧层等物质
3、人类活动对大气的影响---臭氧层破坏与保护
植树造林
修建水库
3、人类活动对大气的影响---其他
二、大气的垂直分层
高度
（km）
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
温度（℃）
C
B
A
高层大气
气温随高度升高先降低后升高
平流层
气温随高度升高而升高
对流层
气温随高度升高而降低
1.为什么平流层适合飞机飞行？
2.无线电通信利用了哪层大气的特性？
1、对流层 —— 与人类的关系最密切
大气圈的最底层，集中了大气圈质量的75%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。
对流层高度和气温变化图
高度（千米）
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
高层大气
平流层
温度
（摄氏度）
1、对流层 —— 与人类的关系最密切
2.上冷下热，对流运动，天气复杂多变
12KM
上冷
下热
1.气温随高度升高而递减，—0.6℃/100m
（热量源于地面）
（近地面水汽和杂质向上输送，气温降低，形成云雨）
3.中纬度12KM，低纬厚（太阳辐射多，对流旺盛，17-18KM）、高纬薄（8-9KM），夏厚冬薄
水汽、杂质
2、平流层 —— 飞机飞行的高度
平流层范围自对流层顶部至50-55千米高空，大气上部热、下部冷，不易形成对流，主要以平流运动为主，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。
平流层高度和气温变化图
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
高层大气
平流层
温度
（摄氏度）
2、平流层 —— 飞机飞行的高度
50KM
12KM
增温慢
增温快
O3
上热
下冷
2.上热下冷，大气平稳，平流运动且水汽、杂质少，天气晴朗无云雨
1.气温随高度升高而升高
3.能见度高且无云雨，适合航空飞行
(O3吸收太阳紫外线增温)
3、高层大气 —— 地球大气的上界
平流层以上的大气统称高层大气。气温随高度先持续下降，后又持续上升，有若干电离层，能反射无线电波，对无线电通信有着重要的作用。
高层大气高度和气温变化图
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
高层大气
平流层
温度
（摄氏度）
3、高层大气 —— 地球大气的上界
50KM
80KM
50KM
流星
1.大气密度很小，气压很低，太阳辐射强
2.气温随高度升高先降 后升
无O3吸收紫外线
大气吸收更短波长的太阳紫外线
3.强紫外线和宇宙射线，形成电离层，反射无线电波→通讯
4.太阳活动强时，带电粒子流轰击大气，电离层受扰及高纬地区产生极光
5.流星体摩擦燃烧→流星现象
电离层
无线电短波
极光
二、大气的垂直分层----小结
分层 主要特点 特点成因 与人类的关系
对流层 气温随高度的升高而递减 地面是对流层大气的直接热源；同一地区的对流层高度夏季高于冬季 人类生活在对流层底部，与人类关系最密切
空气对流运动显著 该层大气上部冷，下部热 天气现象复杂多变 几乎全部的水汽、杂质都集中在该层，对流运动易成云致雨 平流层 气温随高度升高而升高 该层中的臭氧吸收太阳紫外线 人类生存环境的天然屏障；利于高空飞行
以平流运动为主 该层上部热下部冷，大气稳定 天气晴朗 水汽、杂质少，气流平稳 高层大气 大气密度极小 距地面远，受地球引力小 电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用
逆温现象
逆温现象的定义:当对流层大气内R值小于正常值6℃/km时，就出现逆温现象。有两种情况：①非典型逆温现象，即0℃≤R值＜6℃；②典型逆温，R值＜0℃，即对流程内海拔升高气温升高“下冷上热”的与正常情况下对流层内海拔越高气温越低的变化规则相逆（反）的情况。
温度℃
高度km
非典型性逆温现象
0
3
18
12
R=4℃/km＜6 ℃/km
温度℃
高度km
典型性逆温现象
0
3
18
12
R=-2℃/km＜0 ℃/km
逆温现象--类型
类型 成因 地区
辐射逆温 经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢 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，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地中夜间
锋面逆温 锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著 锋面活动地区
逆温现象
辐射逆温——晴朗无云的夜间，地面降温强烈，近地面气层气温迅速下降，而高处气层降温较慢，气温反而高些
①清晨多雾
②加剧大气污染
③多雾天气影响飞机起降；高空逆温利于飞机飞行。
1.常见原因
2.主要影响
（低层大气冷凝，且空气对流受阻，不利于雾气消散）
（空气对流受阻，污染物不能及时扩散）
日出后慢慢恢复正常
课堂总结
1.干洁空气中体积占比最大的是(　　)
A．氮气(N2)
B．氧气(O2)
C．氩气(Ar)
D．二氧化碳(CO2)
(2022·辽中南协作体期中)下表为干洁空气的主要成分(25千米以下)。据此完成1～3题。
解析 第1题，大气的主要成分为干洁空气、水汽和固体杂质。其中干洁空气当中含量最大的是氮气，其次为氧气，选A。
A
气体成分 体积分数(%)
氮气(N2) 78
氧气(O2) 21
氢气(Ar) 0.93
二氧化碳(CO2) 0.038(变动)
2．对地面起到保温作用的是(　　)
A．氮气(N2)
B．氧气(O2)
C．氩气(Ar)
D．二氧化碳(CO2)
(2022·辽中南协作体期中)下表为干洁空气的主要成分(25千米以下)。据此完成1～3题。
解析 第2题，对地面起保温作用的主要是近地面大气，近地面大气的直接热源是地面，而大气当中的水汽和二氧化碳对于地面辐射吸收率较高，所以选D。
D
气体成分 体积分数(%)
氮气(N2) 78
氧气(O2) 21
氢气(Ar) 0.93
二氧化碳(CO2) 0.038(变动)
3．低层大气中除干洁空气外，主要还有(　　)
A．臭氧(O3)
B．氨气(NH3)
C．甲烷(CH4)
D．水汽和杂质　
(2022·辽中南协作体期中)下表为干洁空气的主要成分(25千米以下)。据此完成1～3题。
解析 第3题，大气的主要成分为干洁空气、水汽和固体杂质。A、B、C代表的气体属于干洁空气当中的成分。选D。
气体成分 体积分数(%)
氮气(N2) 78
氧气(O2) 21
氢气(Ar) 0.93
二氧化碳(CO2) 0.038(变动)
D
4．透光高积云位于大气的(　　)
A．对流层
B．平流层
C．高层大气
D．电离层
解析　第4题，由于对流层大气最靠近地面，几乎集中了全部的水汽和杂质，在大气对流过程中，容易形成云、雨、雪等天气现象。透光高积云是指示天气变化的云层，说明其位于能够发生复杂天气现象的对流层，故A正确。
A
(2021·湖南张家界期末)谚语“天上鲤鱼斑，晒谷不用翻”说的是天空出现成行成列的鲤鱼斑状云块的现象，这种云在气象学上称为透光高积云。读鲤鱼斑状云块示意图，完成4～5题。
5．仅考虑大气因素，如果H1、H2分别表示在西藏和湖南地区空中打开降落伞时离地面最低安全高度，由此可以判断(　　)
A．无法确定 B．H1＝H2
C．H1＜H2 D．H1＞H2
解析　第5题，西藏海拔高，大气稀薄，摩擦力小，应离地面更高处打开降落伞，故选D。
D
(2021·湖南张家界期末)谚语“天上鲤鱼斑，晒谷不用翻”说的是天空出现成行成列的鲤鱼斑状云块的现象，这种云在气象学上称为透光高积云。读鲤鱼斑状云块示意图，完成4～5题。
C
解析　第6题，由材料及所学知识可知，在垂直方向上，海拔升高，气压降低。说明对流层顶的气压越低，对流层顶高度越大。根据图中曲线，7月气压值最低，青藏高原地区对流层顶高度最高，C正确。
(2021·厦门期末)对流层顶高度与对流活动强弱密切相关。下图示意青藏高原1980～2010年间对流层顶气压的月平均变化。据此完成6～8题。
6．青藏高原地区对流层顶高度最大的月份是(　　)
A．2月
B．5月
C．7月
D．12月
7．导致青藏高原地区春季对流层顶高度变化的主要原因是(　　)
A．冷空气势力增强
B．太阳辐射增强
C．植被覆盖率提高
D．大气降水增多
解析　第7题，由材料及所学知识可知，在相同时间间隔内，对流层顶的气压值变化幅度越大，说明对流层顶高度的变化幅度越大。根据图中曲线，春季气压值下降，说明青藏高原地区对流层顶高度上升，春季，太阳辐射增强，北半球各地气温回升，导致对流层顶高度上升，B正确；冷空气势力减弱，A错误；植被覆盖率提高和大气降水增多不是主要原因，C、D错误。
B
(2021·厦门期末)对流层顶高度与对流活动强弱密切相关。下图示意青藏高原1980～2010年间对流层顶气压的月平均变化。据此完成6～8题。
解析　第8题，由材料及所学知识可知，“近20年来，青藏高原对流层顶高度呈上升趋势”，说明全球气候变暖，其主要原因是大量使用化石燃料，植被覆盖率减小，A正确，C错误；与途经航空班次增多和人工降雨频率增大无关系，B、D错误。
(2021·厦门期末)对流层顶高度与对流活动强弱密切相关。下图示意青藏高原1980～2010年间对流层顶气压的月平均变化。据此完成6～8题。
8．近20年来，青藏高原对流层顶高度呈上升趋势。产生这一变化的原因最可能是(　　)
A．化石燃料使用增多
B．途经航空班次增多
C．地表植被密度增大
D．人工降雨频率增大
A
9．1月份，西安(秦岭以北城市)上空飞机尾迹出现频率最高的高度大约为(　　)
A．3～4千米 B．8～10千米
C．10～12千米 D．17～18千米
解析　第9题，根据材料可知，通常只有当环境温度在－41 ℃～－60 ℃时，才有可能出现飞机凝结尾迹。1月份，秦岭月均温0 ℃左右，西安位于秦岭北侧，月均温稍低于0 ℃。按照气温的垂直递减规律，海拔每上升1千米气温下降约6 ℃，可计算出1月西安上空7～10千米的高度温度为－41 ℃～－60 ℃。B正确，A、C、D错误。
B
(2022·长春外国语学校期中)晴朗的天空，喷气式飞机在高空飞行时机身后边会出现一条或数条长长的“白烟”，这是飞机发动机排出来的高温高湿的废气与周围环境空气混合后(此后称混合气体)，水汽凝结而成的特殊云系，称为飞机尾迹。此混合气体能否出现凝结现象取决于环境空气自身的温度、湿度和大气压力。通常只有当环境温度在－41 ℃～－60 ℃时，才有可能出现飞机凝结尾迹。飞机尾迹出现的频率和高度有一定的季节差异。如图为拍摄的飞机尾迹，完成9～10题。
解析　第10题，根据材料中关于飞机尾迹形成的温度条件可推测，夏季，近地面温度最高，飞机尾迹层的下限高度最高，冬季反之，故B正确，A、C、D错误。
B
(2022·长春外国语学校期中)晴朗的天空，喷气式飞机在高空飞行时机身后边会出现一条或数条长长的“白烟”，这是飞机发动机排出来的高温高湿的废气与周围环境空气混合后(此后称混合气体)，水汽凝结而成的特殊云系，称为飞机尾迹。此混合气体能否出现凝结现象取决于环境空气自身的温度、湿度和大气压力。通常只有当环境温度在－41 ℃～－60 ℃时，才有可能出现飞机凝结尾迹。飞机尾迹出现的频率和高度有一定的季节差异。如图为拍摄的飞机尾迹，完成9～10题。
10．通常，飞机尾迹层的平均厚度为1～2 km，其下限高度最高的季节是(　　)
A．春季 B．夏季 C．秋季 D．冬季　
(1)写出图中大气层的名称。
①________，②________。
(2)①层气温垂直变化的规律是________。
(3)空气对流显著的大气层是________。(填数字)
(4)当太阳大气中的黑子和耀斑增多时，__________层会被扰乱，影响无线电短波通信。
(5)图中②层气温随高度升高而_____________________，
这是因为______________________。
对流层　 平流层
11．读大气的垂直分层图，完成下列各题。
气温随高度增加而降低
①
电离
该层有大量臭氧，吸收太阳辐射中的紫外线
升高　
臭氧含量降低；南半球高纬度地区降幅最大。
臭氧含量降低，导致到达地面的紫外线增多，危害人体健康，影响动植物的正常生长发育。
12．(2022·河北保定期中联考)阅读图文材料，完成下列要求。
低层大气由多种成分构成，随着社会经济的发展，人类活动在一定程度上改变了大气成分，并引发了一系列大气环境问题。下图为9月份30°S～80°S平流层臭氧总量多年变化示意图。
(1)推测近年来南半球中高纬度地区臭氧含量的总体变化特点。
(2)分析近年来臭氧含量的变化对地球生命造成的不利影响。
1．关于图中大气层特征，叙述正确的是(　　)
A．I层多云雨天气
B．Ⅱ层大气对流运动强
C．I层存在若干电离层
D．Ⅱ层气温随海拔升高而降低
A
解析　第1题，Ⅰ层是对流层，天气现象复杂，A正确。Ⅱ层为平流层，大气以水平运动为主，气温随海拔升高而升高，B、D错误。电离层位于高层大气中，C错误。
(2021·山东德州期末)下图为大气中臭氧浓度垂直变化示意图。读图，完成1～2题。
2．大气中臭氧含量大幅度减少，可能造成(　　)
①皮肤病发病率增加　②降水大幅度增加　
③高层大气升温　 ④农林牧业减产
A．①②
B．①③
C．①④
D．②④　
解析　第2题，臭氧能够吸收紫外线，臭氧减少，到达地面的紫外线增多，皮肤病发病率增加，农林牧业减产，故选C。
C
(2021·山东德州期末)下图为大气中臭氧浓度垂直变化示意图。读图，完成1～2题。
3．①②③④四条曲线中，能正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是 (　　)
A．①
B．②
C．③
D．④
A
解析　第3题，平流层气温随高度升高，开始变化不大，然后随着高度上升气温迅速升高。A项正确。
(2021·唐山一中期中)读平流层气温随高度变化示意图(下图)，完成3～4题。
4．有关该图示意的大气层的叙述，正确的有 (　　)
①有电离层，对无线电通信有重要作用
②有利于高空飞行　
③上部冷下部热，大气稳定，以平流运动为主　
④有臭氧层，能吸收大量的紫外线
A．①② B．②④ C．③④ D．②③
B
解析　第4题，电离层分布在80～500千米的高层大气中。图示为平流层，该层大气因有臭氧层而强烈吸收太阳辐射，气温上部热，下部冷，以平流运动为主，利于高空飞行。B项正确。
(2021·唐山一中期中)读平流层气温随高度变化示意图(下图)，完成3～4题。
B
解析　第5题，⑤处海拔30千米，位于平流层，降落过程中温度降低，到达对流层后，气温升高。故选B。第6题，⑤点所处的大气层是平流层，大气稳定，利于航空飞机飞行。故选B。
(2022·浙江三贤联盟期中)2020年12月17日，嫦娥五号完成月球采样任务，在蒙古四子王旗预定区域安全着陆。下图为嫦娥五号部分返回路线示意图。据此完成5～6题。
5．嫦娥五号从⑤降落到地表过程中温度(　　)
A．持续降低
B．先降低，后升高
C．持续增高
D．先升高，后降低
6．嫦娥五号返回到⑤点时，其所处的大气层 (　　)
A．大气不稳定易形成对流
B．有利于航空飞机飞行
C．含有大量的水汽和杂质
D．与人类的关系最为密切　
解析　第6题，⑤点所处的大气层是平流层，大气稳定，利于航空飞机飞行。故选B。
B
(2022·浙江三贤联盟期中)2020年12月17日，嫦娥五号完成月球采样任务，在蒙古四子王旗预定区域安全着陆。下图为嫦娥五号部分返回路线示意图。据此完成5～6题。
对流层气温随海拔升高而递减；大气在垂直方向上对流显著；水汽和固体杂质多，天气复杂多变。
7．(2022·济南期中)阅读图文资料，完成下列要求。
电影《中国机长》改编自真实事件。2018年5月14日7：06，四川航空3U8633航班以800 km/h的速度飞行至青藏高原东南边缘9 800米高空时，驾驶舱挡风玻璃突然爆裂，飞机剧烈抖动。机长临危不乱，用冻得发紫的双手迅速手动操作迫降，34分钟后飞机安全降落成都机场，119名乘客无一伤亡，创造了民航史上的一次史诗级壮举。下图示意川航3U8633航班飞行轨迹及周边地貌。
(1)描述飞机发生事故时所在的大气层的特征。
海拔高，气温低；位于高空，气压低；风力强劲。
备降康定机场需要翻越多座高山，自然条件恶劣，危险性高；康定机场规模小，医疗、消防、救援和安全保障不及双流机场。
(3)飞机出现突发状况时，冒险急转向左备降成都，而没有选择康定机场。请分析其中原因。
(2)分析引起飞机的挡风玻璃爆裂的大气环境条件。