第二节　大气的组成与垂直分层预习课件（60张）

(共60张PPT)
第二节　大气的组成与垂直分层
课标要求 素养目标
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.了解低层大气的组成及其作用,认识大气垂直分层。(区域认知)
2.综合分析不同大气层的特点及其与人类的关系。(综合思维)
3.充分利用各种大气成分与大气层,发挥其对人类生产与生活的积极作用。(人地协调观)
4.个人参与减缓全球变暖和臭氧层破坏的生活实践。(地理实践力)
预习导学
01
一、大气的组成
1.大气的三种成分
大气是由干洁空气、固体杂质和水汽等组成的混合物。
2.大气的主要成分及作用
生命活动
主要成分 作用
干 洁 空 气 氮气 生物体健康生长必不可少的元素
氧气 众多生物 必需的物质
二氧 化碳 植物进行 的重要原料,对地面具有
作用
臭氧 能吸收太阳辐射中的 ,保护地球生物
水汽、固 体杂质 影响 的重要因素
光合作用
保温
紫外线
天气变化
[思考1] 大气的组成成分是固定不变的吗
提示:不是。从地质作用看,原始大气成分和现代大气成分不同;从当前来看,不同的区域由于地理环境的变化,会导致大气成分的变化;现代生产、生活排放大量的废气,有害气体增加,加剧大气环境的污染。
二、大气的垂直分层
运动状况
1.划分依据:大气在垂直方向上的物理性质和 。
2.分层
对流层
名称 特点 与人类的关系
A . 气温随高度增加而 ,空气的 运动十分显著 与人类关系最密切,众多 的发生地
B . 气温随高度增高而 ,空气以 运动为主 大气 ,天气晴朗,利于航空飞行
C 高层 大气 气温随高度增加先降后升 电离层能反射 .
降低
对流
天气现象
平流层
升高
水平
平稳
无线电波
[思考2] 对流层的厚度变化有何特点
提示:对流层的热量主要来自地面,其厚度受地面温度的影响。低纬地区地面温度高,对流运动强,对流层厚度大(17—18千米);高纬地区,地面温度低,空气对流运动弱,对流层厚度小(8—9千米);同一地点,对流层夏季厚,冬
季薄。
导学探究
02
探究一　大气的组成
新华社日内瓦2021年7月2日电　世界气象组织1日发布公报说,南极大陆去年2月出现的18.3℃高温新纪录已得到该机构核实确认,此前这一高温纪录为17.5℃。世界气象组织第一副主席塞莱丝特·绍洛表示,这一高温新纪录再次表明,对于气候变化要采取紧急措施,必须继续加强观测、预报和预警系统,以应对由于全球变暖带来的愈加频繁的极端天气。
美国环保局发现臭氧总量每耗减1%,地面紫外线会增加1.5%—2%。他们预测,如果氯氟碳化物的生产和消费不加限制,到2075年,地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。
[思考]
(1)(区域认知)全球气候变暖与大气中的哪种主要成分
有关
提示:二氧化碳。
(2)(综合思维)臭氧有什么作用
提示:臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线,使大气增温;减少到达地面的紫外线,保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。
(3)(人地协调观)针对上述问题,你能提出哪些有效的
措施
提示:减少化石能源的使用;保护森林;植树造林;研发新型制冷设备,控制氯氟碳化物的产生。
1.大气成分的时空变化
成分 变化特点
二氧化碳 大致夏季较少,冬季较多;乡村较少,城市较多,重工业发达的城市更多
杂质 一般来说,近地面大气陆地多于海洋,城市多于乡村,冬春季节多于夏秋季节
水汽 因海陆位置、纬度、地势高低而有差异,大致低纬多于高纬,海洋多于陆地
辩证分析大气成分对人类活动的影响
大气成分 适量 过量
二氧化碳 光合作用原料,地表保温 全球变暖,气候异常,生态恶化
杂质 成云致雨 大气污染
2.水汽的相变与潜热输送
水汽的相变(气态、液态、固态三者的相互转变)产生了云、雨、雾、雪等一系列天气现象,并伴随着热量的吸收和释放,直接影响地面和大气的温度。如下图所示:
近年来,生活在沃拉斯顿群岛的许多动物视力严重退化,羊患上了白内障,野兔和鸟类几乎双目失明,渔民捕到的鱼大多是盲鱼。当地居民外出时暴露的皮肤很快就被晒得透红,眼睛也有痒痛感。这种情况是由大气层中臭氧层被破坏而造成的。读图,回答(1)—(2)题:
(1)造成当地环境问题的臭氧层空洞出现在(　　)
A.北极上空 B.南极上空
C.赤道上空 D.青藏高原上空
√
思路点拨:第(1)题,本题考查臭氧层空洞位置。经纬度位置→沃拉斯顿群岛位于南半球中高纬度地区→靠近南极→受南极上空臭氧层空洞的影响。
(2)臭氧层能够大量吸收(　　)
A.太阳辐射中的紫外线 B.太阳辐射中的红外线
C.地面辐射 D.大气辐射
√
思路点拨:第(2)题,本题考查臭氧对生物的作用。臭氧层能够大量吸收紫外线,对生物具有保护作用。
探究二　大气的垂直分层
奥地利“坠落人”菲利克斯·鲍姆加特纳,从距地面高度约3.9万米的高空携带降落伞自由落体跳下,成为世界上首位成功完成超音速自由落体的跳伞运动员。他配备的宇航服,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。
[思考]
(1)(综合思维)3.9万米的高空大气与近地面大气有哪些不同
提示:3.9万米的高空,应在平流层,平流层大气中含有臭氧,空气密度小、气压小、湿度低、温度较低、含氧量低,以平流运动为主。
(2)(区域认知)菲利克斯·鲍姆加特纳在下落过程中,气温如何变化
提示:随着高度的下降,气温先降低后升高。
(3)(人地协调观)菲利克斯·鲍姆加特纳为什么要穿着特制的宇航服
提示:3.9万米的高空与近地面大气的温度、湿度、气压、含氧量等物理性质差异较大;运动员携带降落伞下落过程中速度极快,会与空气产生剧烈摩擦,为了保护运动员的人身安全,必须穿着特制的宇航服。
大气的垂直分层
大气分层 对流层 平流层 高层大气
高度 低纬17—18千米,中纬10—12 千米,高纬8—9千米 自对流层顶以上至 离地面约50千米 自平流层顶到大气上界约3 000千米
气温垂直变化 规律 气温随高度增加而递减,海拔每升高100米,气温降低约0.6℃ 气温随高度增高而递增,到离地面约 50千米处达到最 高值 起初随高度增加而递减,后随高度增加而上升
原因 地面是对流层大气主要、直接的热源 该层靠臭氧大量吸收太阳紫外线而 增温 高空有氧原子吸收太阳辐射
空气运动 对流运动显著 水平运动为主 自下而上先对流后平流　　
天气现象 复杂多变 天气晴朗 稳定少变
与人类 的关系 人类生活在对流层底部;对流层与人类关系最密切 臭氧大量吸收紫外线,成为人类生存环境的天然屏障;大气稳定,适合航空飞行 存在若干电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要
作用
气球作为探空的工具已经被广泛使用。如下图所示,我国一探空气球由地面上升至100千米高空。据此回答(1)—(3)题:
(1)气球在上升的过程中,体积会如何变化,以下叙述正确的是(　　)
A.体积变小 B.体积变大
C.体积不变 D.不能确定
√
思路点拨:第(1)题,探空气球上升到100千米高空,经过了对流层、平流层到达了高层大气。随着海拔的升高,压强越来越低。气球内部压强比外部压强大,气球体积膨胀,使得气球内外压强保持平衡,B正确。
(2)气球在上升的过程中可能出现的情况,描述正确的是(　　)
A.气球与大气摩擦燃烧
B.气球继续不断上升,最终可能会飘离大气层
C.气球的通信设备可能受到干扰
D.气球会一直停留在空中
√
思路点拨:第(2)题,由于经过电离层,气球的无线电通信可能受到干扰,C正确;气球上升过程速度较慢,不会出现摩擦燃烧情况,A错误;气球速度不能达到离开地球的速度,因此气球不可能飘离大气层,B错误;气球上升过程中,体积膨胀,最后会破裂掉回到地面,D错误。
(3)气球携带的设备监测到气球遭受了雷击,由此可以推测气球的高度最有可能的是(　　)
A.100千米 B.80千米
C.30千米 D.8千米
√
思路点拨:第(3)题,气球遇到雷击,说明在对流层,我国主要位于中低纬度地区,对流层厚度应小于18千米,D
正确。
地理视野
03
逆温现象
在对流层,气温垂直分布的一般情况是随高度升高而递减,每升高1 000米,气温约降低6 ℃。这主要是因为对流层大气的主要的、直接的热源是地面,离地面越高,受热越少,气温就越低。但在一定条件下,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象,称为逆温现象(如图所示)。
逆温的出现会阻碍空气的对流运动,因此逆温现象在一定程度上可以抑制沙尘暴的发生;逆温出现在高空时对飞机的飞行也十分有利;逆温可以有效提高谷地冬季的温度,因此可提高谷地谷物产量及质量。但逆温会造成局部大气上热下冷,阻碍空气垂直运动,从而使大气污染物积聚在空气下层,导致空气下层能见度降低、空气污染加重。
如果对流层大气出现“上热下冷(即随高度上升,气温也上升)”现象时,空气对流运动减弱,不利于污染物的扩
散,这种现象称为逆温。有人说,逆温是雾霾的帮凶。据此回答(1)—(2)题:
(1)上图中,符合材料所述现象的大气层次是(　　)
A.①+② B.②
C.②+③ D.③
√
解题思路:第(1)题,读图可知,②层空气温度随海拔的上升而上升,符合逆温现象的定义,①③层空气温度随海拔的上升而下降,不符合逆温现象的定义,故B正确。
(2)逆温层成为雾霾帮凶的原因是(　　)
A.逆温使得工业污染排放量增多
B.逆温层的存在不利于空气的水平运动
C.逆温层的存在不利于空气的对流运动
D.逆温层的存在使大气垂直运动增强
√
解题思路:第(2)题,逆温层下冷上热,空气稳定,其存在不利于空气的对流运动,C正确。逆温不会使得工业污染排放量增多;逆温层的存在对空气的水平运动影响不大;逆温层的存在使大气垂直运动减弱,A、B、D错误。
课堂小结
04
随堂练习
05
一、选择题
读干洁空气的主要成分(25千米以下)表,回答 1—2 题:
1
2
3
4
5
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7
√
气体成分 体积分数/% 质量分数/%
氮气 78 75.52
氧气 21 23.15
氩气 0.934 1.28
二氧化碳 0.033 0.05
1.下列关于干洁空气成分的主要作用,叙述不正确的是(　　)
A.二氧化碳吸收地面辐射的能力强,使气温升高
B.水汽和杂质是成云致雨的重要条件
C.氮气是绿色植物进行光合作用的基本原料
D.臭氧能够吸收太阳紫外线,对生物具有保护作用
解析:1.C 　第1题,二氧化碳吸收地面长波辐射的能力强,使气温升高,A说法正确;水汽上升到凝结高度,固体尘埃作为凝结核,使周围水汽凝结,才能成云致雨,水汽和杂质是成云致雨的重要条件,B说法正确;二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料,C说法不正确,符合题意;臭氧能够吸收太阳紫外线,对生物具有保护作用,
D说法正确。
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2.下列关于地球大气垂直分层的叙述,正确的是(　　)
A.干洁空气只分布在对流层
B.平流层适合航空飞行
C.臭氧层分布于高层大气
D.对流层中有若干电离层
√
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7
解析:2.B 　第2题,对流层集中了3/4的大气质量,干洁空气主要分布在对流层,A错误;平流层大气稳定,适合航空飞行,B正确;臭氧层分布于平流层,C错误;电离层分布于高层大气,D错误。
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读某高度气温的垂直分布曲线图,回答 3—5 题:
3.下列叙述正确的是(　　)
A.a是对流层 B.b是平流层
C.a层空气对流 D.b层空气对流
√
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7
解析:3.D 　第3题,读图可知,a层气温随高度上升而上升,是平流层,空气作平流运动;b层气温随高度上升而下降,是对流层,空气作对流运动,D正确。
4.关于图中a、b两层大气的叙述,正确的是(　　)
A.b层大气厚度随纬度增加而增厚
B.a层因氧原子吸收紫外线而增温
C.大气中的污染物多集中于b层
D.a层复杂的天气现象不利于飞行
√
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7
解析:4.C 　第4题,由上题可知,b层是对流层,纬度越低,近地面温度越高,对流运动高度越大,故大气厚度随纬度增加而变薄,A错误;因距离地面近,大气中的污染物多集中于b层,C正确;a层是平流层,因臭氧吸收紫外线而增温,该层空气作平流运动,大气能见度好,利于高空飞行,B、D错误。
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5.对流层的厚度会因纬度和季节的不同而发生变化。北京一年中对流层最厚的季节是(　　)
A.春季 B.夏季 C.秋季 D.冬季
√
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解析:5.B 　第5题,夏季,北京近地面的气温最高,大气对流运动最显著,对流层最厚,B正确。
二、非选择题
6.读大气垂直分层示意图,回答下列问题:
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7
(1)写出图中字母表示大气垂直分层的名称:
A　　　　　,B　　　　　,C　　　　　　。
对流层
平流层
高层大气
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3
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解析:第(1)题,A层距离地面最近,随海拔升高,气温下降,空气对流运动显著,为对流层;C层所处海拔最高,为高层大气;B层位于二者之间,随海拔上升,气温升高,下冷上热,空气以水平运动为主,为平流层。
(2)概括A、B层气温在垂直方向上的变化特点。
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7
答案:(2)A层气温随高度增加而递减,B层气温随高度增加而递增。
解析:第(2)题,读图可知,A层气温随高度增加而递减,B层气温随高度增加而递增。
(3)简述平流层适宜飞机飞行的原因。
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7
答案:(3)平流层大气以水平运动为主,水汽少,杂质少,天气晴朗,能见度高。
解析:第(3)题,平流层随海拔升高,气温升高,下冷上热,大气以水平运动为主;水汽少,杂质少,因此天气晴朗,能见度高,适合飞机飞行。
(4)某地近地面温度为30℃,这里的对流层厚度为12km,那么这里对流层顶的气温约为　　 　　℃。
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零下42(或-42)
解析:第(4)题,在对流层,海拔每升高 1 000米,气温下降约6℃。对流层厚度为12km,因此与地面相比,气温大约下降72℃。题干显示该地近地面温度为30℃,故该地对流层顶的气温为-42℃。
三、优选题
7.读北半球1月和7月下层大气气温(℃)随纬度和高度的变化图,回答(1)—(3)题:
(1)关于对流层气温分布规律的叙述,正确的是(　　)
A.顶部,南北温差夏季大于冬季
B.从底到顶的温差,各纬度7月小于1月
C.顶部,纬度越高,气温越低
D.从底到顶,气温垂直递减率相同
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√
解析:(1)A　第(1)题,读图可知,北半球7月相比1月,顶部高纬等温线更密集,说明温差更大,A正确;从图中可以看出,从底到顶的温差, 7月大于1月,B错误;对流层顶部,气温大致相同,C错误;从底部至顶部,气温垂直递减率增加,D错误。
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(2)形成对流层顶高度变化规律的主要原因是(　　)
A.纬度越高,昼长越短
B.高纬度地区的臭氧含量更高
C.从底到顶的温差,随纬度增加而减少
D.纬度越高,近地面气温越低,对流强度越弱
√
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解析:(2)C　第(2)题,由图可知,对流层的厚度低纬度大,高纬度小。对流层内大气温度在水平方向的差异和在垂直方向上的递减,是造成对流运动的两个主要原因。低纬地区受热多,气温高,空气对流旺盛,所及高度大,对流层顶高;高纬地区受热少,对流较弱,所及高度小,对流层顶低。因此从底到顶的温差,随纬度增加而减少,是形成对流层顶高度变化规律的主要原因,C正确。
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(3)与平流层相关的叙述,正确的是(　　)
A.各处都是上暖下冷
B.太阳紫外线强度随高度上升而递减
C.平流层以上,气温随高度上升而递减
D.气温的垂直递增率,低纬地区大
√
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解析:(3)D　第(3)题,据图可知,平流层高纬度地区上冷下暖,A错误;太阳紫外线强度随高度上升而递增,B错误;平流层以上,气温随高度上升而递增,C错误;气温的垂直递增率,低纬地区大,D正确。
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