2.1 大气的组成和垂直分层 课件（24张PPT）

(共24张PPT)
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大气的组成和垂直分层
必修Ⅰ第二章 地球上的大气
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%
0.032%
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%
0.032%
(其他)
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。
水汽和杂质
水汽和杂质
人类活动与大气污染
拍摄于优良天气
拍摄于重污染天气
人类活动排放的污染物进入大气，如工业废气和汽车尾气等，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。
思考
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如何？导致其变化的原因是什么？会造成什么影响？
变化趋势
呈现上升趋势，增加速度加快
原因
化石燃料燃烧（释放大量二氧化碳）
土地利用的变化（毁林，减少二氧化碳吸收量）
影响
导致全球气候变暖，进而导致海平面上升，淹没沿海地区，极端气候多发。
青海多巴
海拔2366米
云南海埂、呈贡
海拔1888米
甘肃榆中
海拔1996米
河北兴隆
海拔2118米
海拔/m 0 1000 2000 3000 4000
含氧量比 100% 89% 78% 70% 61%
我国已建成青海多巴、河北兴隆、甘肃榆中、云南海埂、呈贡等国家级高原体育训练基地。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。请推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。
思考
适当的缺氧环境有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。
大气的组成及作用
大气组成 主要作用
干洁空气 主要成分
微量成分
水汽
杂质
N2
O2
CO2
O3
生物体的基本元素
维持生物活动的必需物质
植物光合作用的原料；对地面保温
吸收紫外线，保护地球生物
成云致雨的必要条件；对地面保温
成云致雨的必要条件
1、川航客机本该飞行在哪一层？为什么？
2、急速下坠后飞机位于哪一层？为什么？
1、平流层；臭氧的存在使得平流层温度下冷上热，不易形成对流，加上水汽、杂质极少，无云雨现象，天气平稳。
2、对流层；地面是对流层大气的直接热源，使得对流层下热上冷，对流运动显著，加上水汽、杂质多，成云致雨。
对流层
↑↓ ↑↓
大气在垂直方向温度和密度等物理性质方面的差异
大气垂直分层依据
对
流
层
平
流
层
高
层
大
气
对流层
平流层
高层大气
(一) 对流层
高度
高纬度：8-9千米
中纬度：10-12千米
低纬度：17-18千米
组成
整个大气质量的3/4；几乎全部的水汽和固体杂质。
特点
1、温度随高度增加而递减；
3、对流运动显著；
3、天气复杂多变。
分析对流层主要特点的成因
气温随高度增加而递减，每上升100米降低0.6℃。
常出现风、云、雨、雪等天气现象。
空气对流运动显著。
高度/km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层
中间层
平流层
高
层
大
气
温度/℃
对流层高度和气温变化图
成因：地面是对流层大气直接热源。
成因：该层大气上部冷，下部热。
成因：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。
平流层
→ →
对流层
↑↓ ↑↓
对流层
平流层
高层大气
(二) 平流层
高度
对流层顶部
至
50-55千米的高空
组成
水汽含量极少；
22-27千米处，形成臭氧层。
特点
1、气温随高度增加而上升；
2、以平流运动为主；
3、利于高空飞行。
平流层高度和气温变化图
大气平稳，天气晴朗，利于高空飞行。
气温随高度增加而上升。
大气以水平运动为主。
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
分析平流层主要特点的成因
成因：该层臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。
成因：该层大气层上部热，下部冷，不易形成对流。
成因：该层大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好。
高度/km
温度/℃
对流层
电离层
中间层
平流层
高
层
大
气
平流层
→ →
对流层
↑↓ ↑↓
高层大气
在80-120千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为我们看到的流星。
高层大气 流星
A
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出现的美丽的光辉。
高层大气 极光
B
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 电离层
C
对流层
平流层
高层大气
(三) 高层大气
高度
平流层顶部
至大气上界
（约2000-3000千米）
组成
气压很低，空气密度很小；
在80~500千米高空有若干电离层。
特点
1、温度随高度增加先下降后上升；
2、能反射无线电波。
高层大气高度和气温变化图
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
分析高层大气主要特点的成因
气温随高度升高先降低后又持续上升。
会出现极光，能反射无线电波。
成因：底层没有吸收紫外线的臭氧，气温下降，85KM以上有吸收更短波长的紫外线能力,温度又持续增长。
成因：在80-500千米的高空，有若干电离层。
高度/km
温度/℃
对流层
电离层
中间层
平流层
高
层
大
气
垂直分层 高度 主要特点 成因
对流层 高纬8～9千米 中纬10～12千米 低纬17～18千米 气温随高度增加而下降 地面是对流层大气的直接热源，
离地面越近，受热越多。
大气对流运动显著 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 气温随高度增加而上升 该层中的臭氧吸收大量太阳紫外线。
大气以平流运动为主 该层大气上热下冷，不易形成对流。
有利于高空飞行 水汽、杂质极少，无云雨现象，
能见度好，气流平稳。
高层大气 平流层顶到大气上界(2000～3000千米高空) 气温随高度增加先下降后上升 底层没有吸收紫外线的臭氧，气温下降；随后吸收更短波长的紫外线，温度又持续上升。
会出现极光，能反射无线电波 80～500千米高空有若干电离层。
“生死迫降”
“民航史奇迹”
把不可能变成可能……
面对大自然的挑战
将平凡做到极致就是非凡
中国机长好样的！
下课！