3.1大气的组成与垂直分层-高一地理上册同步备课系列（湘教版必修第一册）课件（共42张PPT）
文档属性
| 名称 | 3.1大气的组成与垂直分层-高一地理上册同步备课系列（湘教版必修第一册）课件（共42张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 96.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 湘教版（2019） | ||
| 科目 | 地理 | ||
| 更新时间 | 2023-09-20 16:47:12 | ||
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文档简介
(共42张PPT)
新湘教 必修一
第三章地球上的大气
第一节 大气的组成与垂直分层
必备干货
课标解读
1、了解大气组成、作用，认识人类对大气成分的影响。2、知道大气垂直分层依据，记住太阳辐射是地面的根本热源，地面是大气的直接热源，掌握对流层、平流层和高层大气的气温和大气运动特点。
3、描述雾霾等大气现象，理解臭氧层空洞、全球变暖等大气环境问题。
目 录
CONTENT
01
大气的组成
02
大气的垂直分层
①干洁空气（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧）②水汽③杂质④雾与霾区别
①对流层（温度特征；厚度的空间、时间变化）②平流层（温度特征、航空飞行、阅读：臭 氧 洞）③高层大气（温度特征、低压、低密度、流星、极光、无线电通信）
03
知 识 拓 展
舱外航天服、大气对地球的保护（防弹衣、遮阳伞、保温被）、 臭氧层空洞（原因、危害、对青藏高原影响、措施）、逆 温｛辐射、地形（洛杉矶光化学烟雾）、锋面、平流｝、逆温影响（有利、不利）、
雷阵雨过后，我们有时候会闻到一股刺鼻的气味，这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在平流层，臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象，称为臭氧层破坏。
臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应，这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究，大气中的臭氧含量每减少 1％，到达地面的太阳紫外线辐射就增加 2％。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角，当地居民只要走出家门，就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲；河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。
1. 有人认为，臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么？
地球上的生命活动离不开太阳辐射所提供的能量，但太阳辐射中的紫外线会破坏人、动物和植物的细胞组织。臭氧层能大量吸收太阳辐射中的紫外线，避免地球生物遭受过多紫外线辐射的影响，而少量穿过臭氧层到达地面的紫外线，能起到杀菌防病的作用，并能促进人体内维生素的合成。因此，臭氧层被称为“地球生命的保护伞”，每年的9月16日被定为保护臭氧层国际日。
雷阵雨过后，我们有时候会闻到一股刺鼻的气味，这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在平流层，臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象，称为臭氧层破坏。
臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应，这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究，大气中的臭氧含量每减少 1％，到达地面的太阳紫外线辐射就增加 2％。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角，当地居民只要走出家门，就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲；河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。
2. 你还了解哪些全球性大气环境问题？它们与大气中的哪些成分及其含量的变化相关？
除了教材中提到的臭氧层被破坏之外，全球性大气环境问题还包括全球变暖和酸雨等。全球变暖主要是由于人类向大气排放越来越多的二氧化碳等温室气体，温室效应不断增强的结果。酸雨主要由于人类向大气排放的各种酸性气体(如二氧化硫等)不断增多，出现酸碱度(pH)低于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水。
讲练结合
帽状云主要分布在高海拔地区，且极为罕见。有专家指出，当帽壮云稳定在终峰峰值附近时，适合登顶珠峰。
1．在高山地区帽状云出现概率极小，主要原因是山顶大气（ ）
A．温度低 B．湿度高 C．压强低 D．难稳定
2．“当帽状云稳定在珠峰峰顶附近时，适合登顶珠峰”，说明“帽状云”景观具有（ ）
A．经济价值 B．文化价值 C．美学价值 D．科学价值
1．D 2．D
解析：1．帽状云的形成条件是气流稳定和低水汽，也就是大气温度和相对湿度正好达到气流凝结高度，便出现帽状云，故A、B错；山顶大气压强低 空气胁迫上升，在山顶冷却至饱和，有利于山顶的云的形成，故C错；而山顶受气压差、风等众多因素影响，大气极易不稳定，导致帽状云形成条件不充分，帽状云极为罕见，D正确。
2．“帽状云”景观罕见，直接体现的美学价值，但是通过研究帽状云来确定攀登珠峰体现的是科学价值。
大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要条件。人类生活在大气圈底部，大气的物理状态和组成成分的变化，时刻影响着我们。
一、大气的组成
大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
干洁空气的主要成分是氮气和氧气，氮气和氧气的体积分数分别约为 78％、21％，两者合占 99％。
①氮是地球上生物体的基本成分。
一、大气的组成
大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
②氧：人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。
③二氧化碳、臭氧：大气中含量少，但作用重要。
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起保温作用。
臭氧能强烈吸收太阳紫外线，可保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害；而穿透大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌作用。
注：二分日和二至日皆就北半球而言
实践应用
（67页）
全球大气二氧化碳月均浓度突破400ppm
自工业革命以来，由于人类大量使用化石燃料，全球大气二氧化碳浓度上升了120 ppm（1 ppm 为百万分之一），其中一半的增长出现在 1980 年以后。
2015 年 3 月，全球大气二氧化碳平均浓度突破 400 ppm。这是有记录以来全球大气二氧化碳月均浓度首次突破这一高值。二氧化碳等温室气体排放量的增加，是导致全球变暖的一个重要原因。
一、大气的组成
大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
④水汽：大气中的水蒸气，含量很少，集中在低层（对流层）；变化很大，在0—4%之间（赤道湿暖海洋上空可达到4%，冬季北极上空几乎为0）。在水平方向上，海洋上空高于陆地上空，湿润地区上空高于干旱地区上空；在垂直方向上，一般自地面向高空逐渐减少。
⑤杂质：近地面大气中，陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。
大气中的水汽和杂质虽然含量很少，却对天气变化影响很大。水汽可发生固、液、气三态的转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象，同时伴随热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。杂质会使大气能见度变差，但作为凝结核，又是成云致雨的必要条件。
雾霾，是雾和霾的组合词，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果，常见于城市。我国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称“雾霾天气”。其实，雾和霾是两种截然不同的天气现象。 阅读下列材料，认识二者区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响。
当空气中所含的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量,并且有足够的凝结核存在时,多余的水汽便会凝结出来,变成小水滴或冰晶。大气中因悬浮的水汽凝结,水平能见度低于 1 千米时,气象学上称之为雾。
霾,又称“灰霾”,是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体,使空气浑浊,水平能见度降低到 10 千米以下的一种天气现象。组成霾的粒子极小,不能用肉眼分辨,可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态,表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准,其中PM2.5(直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物)被认为是造成霾天气的“元凶”。
（68页）
雾和霾是两种截然不同的天气现象。 阅读下列材料，认识二者区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响。
(1)雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子的集合体，能使空气浑浊。前者是气态和液态物质，后者是固态颗粒物。二者都能造成空气的能见度下降，前者低于1千米，后者低于10千米。二者在日出后区别较大，前者日出后即散，后者日出后不会消散。
(2)霾的固态颗粒物来自汽车尾气、工业废气、燃煤取暖产生的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等。
霾的危害：一是对人体产生的危害，比如呼吸系统、心血管系统等的影响；二是对生态系统和交通造成的危害，比如霾天气时，由于空气质量差，能见度低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。
（68页）
一、大气的垂直分层
根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异，可将大气分为三层，自下而上依次是对流层、平流层和高层大气。
①对流层：天气现象复杂多变 。
大气最低层，整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质都集中在这一层。
地面是对流层大气主要的直接热源，海拔越高越远离热源，因此对流层气温随高度的增加而递减，空气易产生对流运动，近地面的水汽和杂质向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，云、雾、雨、雪等都发生在这一层。
一、大气的垂直分层
根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异，可将大气分为三层，自下而上依次是对流层、平流层和高层大气。
①对流层：
空间变化：对流层的厚度随纬度增高而降低。低纬度受热多，气温高，对流旺盛，高度大；高纬度受热少，对流弱，高度小。
时间变化：就季节而言，任何纬度地区，夏季较厚而冬季较薄，中纬地区尤其明显。
讲练结合
浓积云是一种常见的云，云体高耸、厚度大，向上发展速度快，呈间隔团块状。浓积云的云底高度就是水汽开始凝结的高度。
1．浓积云形成时的大气运动特点是（ ）
①对流运动旺盛 ②上升气流与下沉气流相间分布 ③对流运动微弱④以大范围的上升气流为主
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
2．若某区域浓积云的云底高度主要受下垫面温度的影响，则该区域一天中浓积云云底高度最高的时间为（ ）
A．日落前后 B．14时左右 C．正午 D．日出前后
1．A 2．B 解析：1．来自下垫面的水汽受到上升气流的影响，温度不断下降至凝结温度时，水汽就会凝结成云。浓积云是温度不断下降的过程中形成的，故对流运动旺盛，①正确③错误；根据材料“浓积云云体高耸、厚度大，向上发展速度快，呈间隔团块状。”可推测，浓积云应该是上升气流与下沉气流相间分布，才导致其呈现间隔团块状，大范围的上升气流不会形成间隔状，②正确④错误。
2．浓积云的云底高度受下垫面温度影响，下垫面温度越高，其云底高度也越高，反之越低，一天中温度最高的时间是14时左右，B正确；日出和日落前后气温相对较低，正午时太阳辐射最强但温度没有达到一天之中最高，ACD错误。
一、大气的垂直分层
②平流层：海拔高，温度高，上热下冷，热源来自太阳。
自对流层顶向上至 50—55 千米高度的范围。
臭氧层以下：臭氧集中在 15—35 千米（臭氧层），吸收太阳紫外线，气温随高度的增加而上升。
臭氧层以上：臭氧含量逐渐减少，但是太阳紫外线辐射强烈，气温随高度的增加迅速上升。
平流层上部热下部冷，大气稳定，以水平运动为主。
一、大气的垂直分层
②平流层：海拔高，温度高，上热下冷，热源来自太阳。
适合航空飞行：大气稳定，气流平稳；水汽和杂质含量很少，无云雨现象，天气晴朗，能见度好。
飞机起飞：从对流层起飞，乘客因气压降低出现耳鸣；向上飞向平流层时飞机较颠簸；进入平流层后飞机平稳。
讲练结合
航迹云又称尾迹云，是飞机排出的尾气与空气相混合而出现的水汽凝结现象，一般在飞机穿过湿度、温度适宜的大气层时出现。图是小明在省城某中学校园拍摄的航迹云照片。
1．小明通过长期观察，发现航迹云出现频率最高的是（ ）
A．7月 B．10月 C．1月 D．5月
2．根据航迹云出现的频率推测，小明所在的城市最有可能是（ ）
A．海口市 B．太原市 C．南昌市 D．广州市
3．航迹云通常很快消散，高空中航迹云保持较长时间的大气状况是（ ）
A．无风 B．偏暖 C．干燥 D．湿润
1．C 2．B 3．A 解析：1．航迹云是飞机排出的尾气与空气相混合而出现的水汽凝结现象，水汽凝结需要较低的温度，1月份气温低，水汽易凝结，航迹云出现的频率较高，C正确。
2．航迹云的出现与低温相关，温度越低，出现航迹云出现的频率越高，四个城市中，太原市位于秦岭淮河以北，最冷月均温在0°以下，海口、南昌和广州冬季气温较高，航迹云出现的频率较低，B正确。
3．航迹云属于大气运动的一种表现形式，无风的环境使得其不易飘散，可保持较长时间，A正确；偏暖干燥的环境中不利于航迹云的形成，湿润的环境不能使航迹云较长时间的保持，BCD错误。
点睛：常见的飞机航迹云多是废气凝结形成，冬半年出现的次数多于夏半年。航迹云的厚度平均在1～2千米，下限高度冬季最低，夏季最高。
讲练结合
下图为“同一地点在某日的上午、午后、夜间及清晨四个不同时段的近地面大气垂直气温分布图”。
1．图中四条曲线中最可能是日出前的近地面大气垂直气温分布的是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
2．图中四个时段的曲线中，最有利于污染物扩散的是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
1．A 2．D 解析：1．对流层的正常气温随高度升高而降低。晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，地面损失的能量多且快，可能出现越接近地面气温越低的逆温现象，这种辐射逆温一般傍晚开始出现，日出前达到最强，日出后的上午首先在近地面开始恢复，午后恢复正常。图中甲曲线显示，近地面温度最低，逆温层最厚，应表示日出前近地面大气垂直气温分布，A符合题意；图中乙曲线显示，近地面气温开始恢复正常，应为日出后的上午，丙曲线显示，近地面温度较低，逆温层较厚，应表示夜间，丁曲线显示，近地面温度高，无逆温层，应表示午后。
2．甲、乙、丙三曲线均表示出现了逆温现象，大气结构稳定，会抑制空气的对流运动，不利于大气污染物的扩散，排除ABC；图中丁曲线表示气温向上递减，空气上冷下热，空气对流运动强，有利于污染物扩散。
注：二分日和二至日皆就北半球而言
实践应用
（70页）
臭 氧 洞
20世纪70年代，科学家发现南极地区上空的臭氧量下降严重，出现了“南极臭氧洞”。“南极臭氧洞”是一种形象的说法，指的是在南极地区上空出现了全球臭氧量最低值（低于全球臭氧平均值的 30%—40%），相对于其他地区来说，就像是一个空洞。2006年，“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。
一、大气的垂直分层
③高层大气：气压很低，密度很小，热源为太阳辐射，气温先降后升，有若干电离层。
自平流层顶至2000—3000千米高空。
80-500千米高空，在太阳紫外线和宇宙射线作用下，大气分子被分解为离子，处于高度电离状态，能反射无线电波，但易受耀斑干扰。
一、大气的垂直分层
③高层大气：气压很低，密度很小，热源为太阳辐射，气温先降后升，有若干电离层。
大气粒子速度很高，可克服地球引力逃离地球；宇宙空间气体粒子也能进入高层大气。
有流星和极光现象。
讲练结合
2021年12月11日，山西、内蒙古、北京等地天空出现了怪异的发光云带（见下图），这是一种最稀有的云——夜光云。夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，通常位于80～85千米的高空，薄如蝉翼。
1．夜光云被称为最稀有的云，主要是由于（ ）
A．仅出现于高纬地区 B．只山区可见
C．形成于高层大气中 D．持续时间短
2．人们观察夜光云的最佳时机是（ ）
A．阴雨天 B．黎明 C．午夜 D．白天
1．C 2．B 解析：1．80～85千米的高度位于高层大气层中，而高层大气中水汽和杂质相当稀少，冰晶难以形成，所以夜光云十分少见，因此选项C正确，同时排除A、B、D。
2．夜光云出现在高层大气，而对流层的阴雨天气会影响对夜光云的观察，A错；傍晚或黎明时分，高空依然被阳光照亮，因而人们可以看到高空的冰晶散射阳光形成发光的云带，B对；夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，午夜缺乏光照，难以形成夜光云，C错；夜光云薄如蝉翼，由于白天光线充足，容易被穿透，而不易被观察到，D错误。
讲练结合
2021年10月16日（农历九月十一日）00：23分，神舟十三号载人飞船发射升空，并顺利进入距地球约300多公里的预定轨道，发射任务圆满成功。
1．“与月同框”让火箭发射变得浪漫唯美，此时的月相为（ ）
A．峨眉月 B．凸月 C．满月 D．下弦月
2．神舟十三号飞船升空过程中，所经大气层（ ）
A．气温逐渐降低 B．密度逐渐降低 C．气流对流增强 D．气温先降后升
3．神舟十三号飞船预定轨道位于（ ）
A．对流层顶部 B．平流层底部 C．高层大气 D．大气层外部
1．B 2．B 3．C
解析：1．农历九月十一日是满月之前4天，月相应该是凸月。
2．平流层气温总体随高度增加而增加，高层大气气温随高度增加先降低后增加，AD错误；随着大气层高度升高，大气受地球的引力越小，空气密度不断降低，B正确；对流层随高度的升高对流运动不断减弱，C错误。
3．预定轨道高度为300多公里，位于地球大气垂直分层中的高层大气。
讲练结合
2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。
1．左图所示行星镶嵌在图示轨道之上。下列说法正确的是（ ）
A．①绕日公转构成目前最低级别天体系统 B．②为类地行星，绕日轨道为椭圆
C．③为土星，属于远日行星 D．④是目前唯一存在生命的行星
早在2017年美国NASA曾宣布在某个时段内不会向“好奇号”火星车发布任何指令，因为届时太阳活动会使通讯明显变差，通讯变差与日、地、火三者位置密切相关。
2．通讯最差时，火星最可能位于右图中其公转轨道的（ ）
A．甲段 B．乙段 C．丙段 D．丁段
1．B 2．C
解析：2．太阳活动会释放出大量的高能带电粒子流，从而会影响通讯传输。读图分析，在丙位置时，火星、太阳与地球三者在一条直线上，从地球的方位来看，火星将会位于太阳的正后方，而在这一位置，太阳活动对无线电通信的影响达到最大，通信会变差，C正确。火星位于甲、乙、丁段时离地球较近，信号受太阳的影响较小，通讯情况较好，ABD错误。故选C。
讲练结合
3．参看下图，长征五号遥四运载火箭发射过程中（ ）
A．气温先降低，后升高，再降低，再升高
B．会依次经过平流层、对流层、高层大气
C．外部空气密度越来越小，气压越来越大
D．超过50千米以后各种天气现象逐渐消失
4．火星暂时未发现有生命存在，其主要原因可能（ ）
A．火星无法获得太阳稳定的光照热量
B．火星附近天体时常与火星发生碰撞
C．火星距太阳距离远，表面温度低
D．火星表面大气层稀薄、水汽太少
3．A 4．D
解析：3．神舟十二号载人飞船发射过程中，会依次经过对流层、平流层和高层大气。
4．火星有稳定的太阳光照和安全的宇宙环境，AB错误。火星距离太阳距离与地球类似，表面温度不是过低，C错误。火星体积和质量较小，形成的大气层较为稀薄，对火星的保护作用较弱；且火星大气中水汽含量较低，火星表面缺乏液态水，D正确。
注：二分日和二至日皆就北半球而言
实践应用
（71页）
气象气球
气象气球是用橡胶或塑料等材料制成球皮，充以氢、氦等比空气轻的气体，携带仪器升空，进行高空气象观测的探测平台，可以用来测量大气温度、湿度、气压等气象要素。气象气球定期从许多地方起飞，跟踪大气不断变化的情况。
图3—6 气象气球
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。
（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。
相较于重庆、武汉、长沙、上海，贵阳虽然纬度较低，位于亚热带，但由于其处在云贵高原，海拔较高，故夏季天气凉爽。
（71、72页）
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。
（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（如图 3-9），让人领略到“雪域江南”的独特春光。读图 3-8，试分析这一地理现象的形成原因。
林芝虽然处在青藏高原地区，但仔细观察发现该地海拔较低，最低处海拔不到1000米，且所在的纬度也比较低，故3月份气温已经较高，有桃花盛开。
（71、72页）
图3—9 西藏林芝桃花沟
图3—8 西藏林芝地理位置
2. 在某些特殊条件下，近地面大气会出现逆温现象。据此，完成相关任务。
（1）对流层大气出现逆温时，会对近地面空气质量产生什么样的影响？
正常情况下，对流层气温是上冷下热，容易形成对流。若对流层局部范围内出现逆温现象，则抑制了对流的发生，导致近地面污染物不易扩散，进而可能造成大气污染。
（2）查询 20 世纪世界八大公害事件，了解哪些公害事件与逆温现象有关。
20世纪八大公害事件指因现代化学、冶炼、汽车等工业的兴起和发展，工业“三废”排放量不断增加，环境污染和破坏事件频频发生。从20世纪30年代至60年代，发生了8起震惊世界的公害事件，其中与逆温现象有关的是：①比利时马斯河谷烟雾事件；②美国多诺拉镇烟雾事件；③伦敦烟雾事件；④美国洛杉矶光化学烟雾事件等。
（72页）
知 识 拓 展
舱外航天服
在舱外活动的航天员会暴露在大量宇宙射线和太阳辐射中，是航天员在宇宙空间活动的保障和支持系统，相当于一个微型航天器。
白色能有效反射多数射线，减少自身热量丧失，在太空的黑色背景中显眼；防辐射；保护航天员不受仓外环境过热、过冷的侵袭；保持适当的气压；阻挡微陨石；供给氧气，提供生命保障。头盔和手套，不仅要做好防护，还能灵活地执行各种精细任务。
大气对地球的保护（防弹衣、遮阳伞、保温被）
（1）防弹衣：小行星偏离原来轨道进入地球大气层，与大气高速摩擦燃烧，减少了小行星对地球的撞击机会，保护了地球及其生物。
（2）遮阳伞：大气通过吸收、反射、散射减弱了到达地面的太阳辐射，使白天地面温度及气温不会太高。
（3）保温被：大气强烈吸收地面辐射而增温，然后以大气逆辐射的形式将热量返还给地面，使得地面热量散失减慢，地球昼夜温差不至于过大，维持地表的温度。
臭氧层空洞
(1)南极地区臭氧空洞时间：9～11月(我国秋季)
(2)原因：太阳活动影响、制冷工业大量排放氟氯烃化合物。
(3)危害：到达地面的太阳紫外线辐射增强，一方面危害人体健康，另一方面对生态环境和农林牧渔造成破坏。
(4)臭氧低谷对青藏高原自然环境影响：①大部分地区气温上升，山地雪线上升，冰川消融量增大，河流水位暂时上涨；②大部分地区降水增加；③藏羚羊、野牦牛等动物的分布区域发生改变。
(5)措施：积极研制新型制冷系统，减少并逐渐禁止氟氯烃等消耗臭氧层物质的排放； 参与保护臭氧层的国际合作 。
逆 温
正常情况下，气温垂直递减率：1千米—6℃。若气温下降变缓，甚至上升。若随高度的增加气温度下降变快，形成强对流天气。
①辐射逆温：晴朗无云夜间，地面有效辐射强，近地面空气气温下降迅速，出现上暖下冷现象。黎明前最强，日出后自下而上消失。
大陆常年出现，冬季逆温层厚（最强），消失慢。
温度℃
高度m
2000
1000
6
3
12
9
温度℃
高度m
逆温
清晨，由于大气逆温层存在，对流运动微弱，污染物不易向高空扩散，浓度高；植物光合作用弱，呼吸作用强，二氧化碳含量较高。不适宜锻炼
应该在下午或傍晚跑步最适宜。
读南京北城郊秋季某日垂直温度梯度（0C/100米）时空变化图。
（1）该日此地发生大气逆温现象的时段是（ ）
A.8时-16时30分 B.17时-23时 C.16时30分-7时 D.23时-5时
（2）发生大气逆温现象的最大高度约为（ ）
A.500米 B.100米 C.350米 D.150米
（3）当某地大气发生逆温时（ ）
A.空气对流更加显著 B、抑制污染物向上扩散
C、有利于大气成云致雨 D、减少大气中臭氧的含量
答案： C C B
经典回顾
逆 温
②地形逆温：盆地和谷地中，夜间山坡散热快，冷空气下沉到谷底，暖空气被抬挤上升。
洛杉矶光化学烟雾：洛杉矶周围三面环山，两百多天出现逆温现象。250万辆汽车每天燃烧1100吨汽油，产生的碳氢化合物等在紫外光线照射下引起易光化学反应。1943年，地形逆温常使辐射逆温加强，污染物持续数天不散。连日天气明朗，太阳辐射强烈，空气中的NOX在紫外线作用下，形成含有甲醛的浅蓝色烟雾，臭氧浓度增加。
优质苹果树多种植在山腰而少在山谷，原因是山腰果树开花早。下图中能正确解释这一现象的是（ ）
答案： D 解析：山谷风提高了白天最高气温，降低了夜间最低气温，增大了气温日较差，有利于有机物积累。
经典回顾
逆 温
③锋面逆温:出现在冷暖气团的过渡带上，逆温层随锋面倾斜,冬半年有时会形成冻雨。
暖气团内部气温变化
冷气团内部气温变化
锋面附近垂直方向气温随高度变化
高空的冰晶、雪花下降到距地面2000～3000米时，因周围温度升高而融化成为低于0°C的过冷却水滴，接触到温度低于O°C的地面或物体时，形成冻雨现象。
1．冻雨现象最有可能出现在图中的
A．①处 B．② C．③处 D．④处
2．当某地区出现冻雨现象时，该地区
A．处在单一气团的控制下 B．正值春秋季节
C.上空有逆温现象存 D .地下潜水迅速上升
答案：A C
经典回顾
逆 温
④平流逆温：冬季，中纬度沿海地区，海陆温差大，当海上暖湿空气流到大陆上空时，会出现平流逆温和平流雾。不要求晴朗少云，风速可以较大。
逆温影响：大气稳定，对流减弱
（1）有利：对流层逆温阻碍空气对流，抑制沙尘暴；平流层逆温可提高能见度，利于飞机平稳飞行；逆温层坡地是牲畜越冬场所，可减轻作物冻害，减少热能投入，提高经济效益。
（2）不利：加重大气污染，降低能见度；易产生大雾、阴雨（锋面逆温）、冻雨，影响交通低空逆温影响飞机起降。
新湘教 必修一
第三章地球上的大气
第一节 大气的组成与垂直分层
必备干货
课标解读
1、了解大气组成、作用，认识人类对大气成分的影响。2、知道大气垂直分层依据，记住太阳辐射是地面的根本热源，地面是大气的直接热源，掌握对流层、平流层和高层大气的气温和大气运动特点。
3、描述雾霾等大气现象，理解臭氧层空洞、全球变暖等大气环境问题。
目 录
CONTENT
01
大气的组成
02
大气的垂直分层
①干洁空气（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧）②水汽③杂质④雾与霾区别
①对流层（温度特征；厚度的空间、时间变化）②平流层（温度特征、航空飞行、阅读：臭 氧 洞）③高层大气（温度特征、低压、低密度、流星、极光、无线电通信）
03
知 识 拓 展
舱外航天服、大气对地球的保护（防弹衣、遮阳伞、保温被）、 臭氧层空洞（原因、危害、对青藏高原影响、措施）、逆 温｛辐射、地形（洛杉矶光化学烟雾）、锋面、平流｝、逆温影响（有利、不利）、
雷阵雨过后，我们有时候会闻到一股刺鼻的气味，这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在平流层，臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象，称为臭氧层破坏。
臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应，这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究，大气中的臭氧含量每减少 1％，到达地面的太阳紫外线辐射就增加 2％。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角，当地居民只要走出家门，就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲；河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。
1. 有人认为，臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么？
地球上的生命活动离不开太阳辐射所提供的能量，但太阳辐射中的紫外线会破坏人、动物和植物的细胞组织。臭氧层能大量吸收太阳辐射中的紫外线，避免地球生物遭受过多紫外线辐射的影响，而少量穿过臭氧层到达地面的紫外线，能起到杀菌防病的作用，并能促进人体内维生素的合成。因此，臭氧层被称为“地球生命的保护伞”，每年的9月16日被定为保护臭氧层国际日。
雷阵雨过后，我们有时候会闻到一股刺鼻的气味，这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在平流层，臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象，称为臭氧层破坏。
臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应，这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究，大气中的臭氧含量每减少 1％，到达地面的太阳紫外线辐射就增加 2％。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角，当地居民只要走出家门，就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白内障，几乎全盲；河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。
2. 你还了解哪些全球性大气环境问题？它们与大气中的哪些成分及其含量的变化相关？
除了教材中提到的臭氧层被破坏之外，全球性大气环境问题还包括全球变暖和酸雨等。全球变暖主要是由于人类向大气排放越来越多的二氧化碳等温室气体，温室效应不断增强的结果。酸雨主要由于人类向大气排放的各种酸性气体(如二氧化硫等)不断增多，出现酸碱度(pH)低于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水。
讲练结合
帽状云主要分布在高海拔地区，且极为罕见。有专家指出，当帽壮云稳定在终峰峰值附近时，适合登顶珠峰。
1．在高山地区帽状云出现概率极小，主要原因是山顶大气（ ）
A．温度低 B．湿度高 C．压强低 D．难稳定
2．“当帽状云稳定在珠峰峰顶附近时，适合登顶珠峰”，说明“帽状云”景观具有（ ）
A．经济价值 B．文化价值 C．美学价值 D．科学价值
1．D 2．D
解析：1．帽状云的形成条件是气流稳定和低水汽，也就是大气温度和相对湿度正好达到气流凝结高度，便出现帽状云，故A、B错；山顶大气压强低 空气胁迫上升，在山顶冷却至饱和，有利于山顶的云的形成，故C错；而山顶受气压差、风等众多因素影响，大气极易不稳定，导致帽状云形成条件不充分，帽状云极为罕见，D正确。
2．“帽状云”景观罕见，直接体现的美学价值，但是通过研究帽状云来确定攀登珠峰体现的是科学价值。
大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要条件。人类生活在大气圈底部，大气的物理状态和组成成分的变化，时刻影响着我们。
一、大气的组成
大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
干洁空气的主要成分是氮气和氧气，氮气和氧气的体积分数分别约为 78％、21％，两者合占 99％。
①氮是地球上生物体的基本成分。
一、大气的组成
大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
②氧：人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。
③二氧化碳、臭氧：大气中含量少，但作用重要。
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，对地面起保温作用。
臭氧能强烈吸收太阳紫外线，可保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害；而穿透大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌作用。
注：二分日和二至日皆就北半球而言
实践应用
（67页）
全球大气二氧化碳月均浓度突破400ppm
自工业革命以来，由于人类大量使用化石燃料，全球大气二氧化碳浓度上升了120 ppm（1 ppm 为百万分之一），其中一半的增长出现在 1980 年以后。
2015 年 3 月，全球大气二氧化碳平均浓度突破 400 ppm。这是有记录以来全球大气二氧化碳月均浓度首次突破这一高值。二氧化碳等温室气体排放量的增加，是导致全球变暖的一个重要原因。
一、大气的组成
大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
④水汽：大气中的水蒸气，含量很少，集中在低层（对流层）；变化很大，在0—4%之间（赤道湿暖海洋上空可达到4%，冬季北极上空几乎为0）。在水平方向上，海洋上空高于陆地上空，湿润地区上空高于干旱地区上空；在垂直方向上，一般自地面向高空逐渐减少。
⑤杂质：近地面大气中，陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。
大气中的水汽和杂质虽然含量很少，却对天气变化影响很大。水汽可发生固、液、气三态的转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象，同时伴随热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。杂质会使大气能见度变差，但作为凝结核，又是成云致雨的必要条件。
雾霾，是雾和霾的组合词，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果，常见于城市。我国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称“雾霾天气”。其实，雾和霾是两种截然不同的天气现象。 阅读下列材料，认识二者区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响。
当空气中所含的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量,并且有足够的凝结核存在时,多余的水汽便会凝结出来,变成小水滴或冰晶。大气中因悬浮的水汽凝结,水平能见度低于 1 千米时,气象学上称之为雾。
霾,又称“灰霾”,是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体,使空气浑浊,水平能见度降低到 10 千米以下的一种天气现象。组成霾的粒子极小,不能用肉眼分辨,可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态,表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准,其中PM2.5(直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物)被认为是造成霾天气的“元凶”。
（68页）
雾和霾是两种截然不同的天气现象。 阅读下列材料，认识二者区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响。
(1)雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子的集合体，能使空气浑浊。前者是气态和液态物质，后者是固态颗粒物。二者都能造成空气的能见度下降，前者低于1千米，后者低于10千米。二者在日出后区别较大，前者日出后即散，后者日出后不会消散。
(2)霾的固态颗粒物来自汽车尾气、工业废气、燃煤取暖产生的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等。
霾的危害：一是对人体产生的危害，比如呼吸系统、心血管系统等的影响；二是对生态系统和交通造成的危害，比如霾天气时，由于空气质量差，能见度低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。
（68页）
一、大气的垂直分层
根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异，可将大气分为三层，自下而上依次是对流层、平流层和高层大气。
①对流层：天气现象复杂多变 。
大气最低层，整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质都集中在这一层。
地面是对流层大气主要的直接热源，海拔越高越远离热源，因此对流层气温随高度的增加而递减，空气易产生对流运动，近地面的水汽和杂质向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，云、雾、雨、雪等都发生在这一层。
一、大气的垂直分层
根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异，可将大气分为三层，自下而上依次是对流层、平流层和高层大气。
①对流层：
空间变化：对流层的厚度随纬度增高而降低。低纬度受热多，气温高，对流旺盛，高度大；高纬度受热少，对流弱，高度小。
时间变化：就季节而言，任何纬度地区，夏季较厚而冬季较薄，中纬地区尤其明显。
讲练结合
浓积云是一种常见的云，云体高耸、厚度大，向上发展速度快，呈间隔团块状。浓积云的云底高度就是水汽开始凝结的高度。
1．浓积云形成时的大气运动特点是（ ）
①对流运动旺盛 ②上升气流与下沉气流相间分布 ③对流运动微弱④以大范围的上升气流为主
A．①② B．①④ C．②③ D．③④
2．若某区域浓积云的云底高度主要受下垫面温度的影响，则该区域一天中浓积云云底高度最高的时间为（ ）
A．日落前后 B．14时左右 C．正午 D．日出前后
1．A 2．B 解析：1．来自下垫面的水汽受到上升气流的影响，温度不断下降至凝结温度时，水汽就会凝结成云。浓积云是温度不断下降的过程中形成的，故对流运动旺盛，①正确③错误；根据材料“浓积云云体高耸、厚度大，向上发展速度快，呈间隔团块状。”可推测，浓积云应该是上升气流与下沉气流相间分布，才导致其呈现间隔团块状，大范围的上升气流不会形成间隔状，②正确④错误。
2．浓积云的云底高度受下垫面温度影响，下垫面温度越高，其云底高度也越高，反之越低，一天中温度最高的时间是14时左右，B正确；日出和日落前后气温相对较低，正午时太阳辐射最强但温度没有达到一天之中最高，ACD错误。
一、大气的垂直分层
②平流层：海拔高，温度高，上热下冷，热源来自太阳。
自对流层顶向上至 50—55 千米高度的范围。
臭氧层以下：臭氧集中在 15—35 千米（臭氧层），吸收太阳紫外线，气温随高度的增加而上升。
臭氧层以上：臭氧含量逐渐减少，但是太阳紫外线辐射强烈，气温随高度的增加迅速上升。
平流层上部热下部冷，大气稳定，以水平运动为主。
一、大气的垂直分层
②平流层：海拔高，温度高，上热下冷，热源来自太阳。
适合航空飞行：大气稳定，气流平稳；水汽和杂质含量很少，无云雨现象，天气晴朗，能见度好。
飞机起飞：从对流层起飞，乘客因气压降低出现耳鸣；向上飞向平流层时飞机较颠簸；进入平流层后飞机平稳。
讲练结合
航迹云又称尾迹云，是飞机排出的尾气与空气相混合而出现的水汽凝结现象，一般在飞机穿过湿度、温度适宜的大气层时出现。图是小明在省城某中学校园拍摄的航迹云照片。
1．小明通过长期观察，发现航迹云出现频率最高的是（ ）
A．7月 B．10月 C．1月 D．5月
2．根据航迹云出现的频率推测，小明所在的城市最有可能是（ ）
A．海口市 B．太原市 C．南昌市 D．广州市
3．航迹云通常很快消散，高空中航迹云保持较长时间的大气状况是（ ）
A．无风 B．偏暖 C．干燥 D．湿润
1．C 2．B 3．A 解析：1．航迹云是飞机排出的尾气与空气相混合而出现的水汽凝结现象，水汽凝结需要较低的温度，1月份气温低，水汽易凝结，航迹云出现的频率较高，C正确。
2．航迹云的出现与低温相关，温度越低，出现航迹云出现的频率越高，四个城市中，太原市位于秦岭淮河以北，最冷月均温在0°以下，海口、南昌和广州冬季气温较高，航迹云出现的频率较低，B正确。
3．航迹云属于大气运动的一种表现形式，无风的环境使得其不易飘散，可保持较长时间，A正确；偏暖干燥的环境中不利于航迹云的形成，湿润的环境不能使航迹云较长时间的保持，BCD错误。
点睛：常见的飞机航迹云多是废气凝结形成，冬半年出现的次数多于夏半年。航迹云的厚度平均在1～2千米，下限高度冬季最低，夏季最高。
讲练结合
下图为“同一地点在某日的上午、午后、夜间及清晨四个不同时段的近地面大气垂直气温分布图”。
1．图中四条曲线中最可能是日出前的近地面大气垂直气温分布的是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
2．图中四个时段的曲线中，最有利于污染物扩散的是（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
1．A 2．D 解析：1．对流层的正常气温随高度升高而降低。晴朗的夜晚，大气逆辐射弱，地面损失的能量多且快，可能出现越接近地面气温越低的逆温现象，这种辐射逆温一般傍晚开始出现，日出前达到最强，日出后的上午首先在近地面开始恢复，午后恢复正常。图中甲曲线显示，近地面温度最低，逆温层最厚，应表示日出前近地面大气垂直气温分布，A符合题意；图中乙曲线显示，近地面气温开始恢复正常，应为日出后的上午，丙曲线显示，近地面温度较低，逆温层较厚，应表示夜间，丁曲线显示，近地面温度高，无逆温层，应表示午后。
2．甲、乙、丙三曲线均表示出现了逆温现象，大气结构稳定，会抑制空气的对流运动，不利于大气污染物的扩散，排除ABC；图中丁曲线表示气温向上递减，空气上冷下热，空气对流运动强，有利于污染物扩散。
注：二分日和二至日皆就北半球而言
实践应用
（70页）
臭 氧 洞
20世纪70年代，科学家发现南极地区上空的臭氧量下降严重，出现了“南极臭氧洞”。“南极臭氧洞”是一种形象的说法，指的是在南极地区上空出现了全球臭氧量最低值（低于全球臭氧平均值的 30%—40%），相对于其他地区来说，就像是一个空洞。2006年，“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。
一、大气的垂直分层
③高层大气：气压很低，密度很小，热源为太阳辐射，气温先降后升，有若干电离层。
自平流层顶至2000—3000千米高空。
80-500千米高空，在太阳紫外线和宇宙射线作用下，大气分子被分解为离子，处于高度电离状态，能反射无线电波，但易受耀斑干扰。
一、大气的垂直分层
③高层大气：气压很低，密度很小，热源为太阳辐射，气温先降后升，有若干电离层。
大气粒子速度很高，可克服地球引力逃离地球；宇宙空间气体粒子也能进入高层大气。
有流星和极光现象。
讲练结合
2021年12月11日，山西、内蒙古、北京等地天空出现了怪异的发光云带（见下图），这是一种最稀有的云——夜光云。夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，通常位于80～85千米的高空，薄如蝉翼。
1．夜光云被称为最稀有的云，主要是由于（ ）
A．仅出现于高纬地区 B．只山区可见
C．形成于高层大气中 D．持续时间短
2．人们观察夜光云的最佳时机是（ ）
A．阴雨天 B．黎明 C．午夜 D．白天
1．C 2．B 解析：1．80～85千米的高度位于高层大气层中，而高层大气中水汽和杂质相当稀少，冰晶难以形成，所以夜光云十分少见，因此选项C正确，同时排除A、B、D。
2．夜光云出现在高层大气，而对流层的阴雨天气会影响对夜光云的观察，A错；傍晚或黎明时分，高空依然被阳光照亮，因而人们可以看到高空的冰晶散射阳光形成发光的云带，B对；夜光云由冰晶颗粒散射太阳光而成，午夜缺乏光照，难以形成夜光云，C错；夜光云薄如蝉翼，由于白天光线充足，容易被穿透，而不易被观察到，D错误。
讲练结合
2021年10月16日（农历九月十一日）00：23分，神舟十三号载人飞船发射升空，并顺利进入距地球约300多公里的预定轨道，发射任务圆满成功。
1．“与月同框”让火箭发射变得浪漫唯美，此时的月相为（ ）
A．峨眉月 B．凸月 C．满月 D．下弦月
2．神舟十三号飞船升空过程中，所经大气层（ ）
A．气温逐渐降低 B．密度逐渐降低 C．气流对流增强 D．气温先降后升
3．神舟十三号飞船预定轨道位于（ ）
A．对流层顶部 B．平流层底部 C．高层大气 D．大气层外部
1．B 2．B 3．C
解析：1．农历九月十一日是满月之前4天，月相应该是凸月。
2．平流层气温总体随高度增加而增加，高层大气气温随高度增加先降低后增加，AD错误；随着大气层高度升高，大气受地球的引力越小，空气密度不断降低，B正确；对流层随高度的升高对流运动不断减弱，C错误。
3．预定轨道高度为300多公里，位于地球大气垂直分层中的高层大气。
讲练结合
2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。
1．左图所示行星镶嵌在图示轨道之上。下列说法正确的是（ ）
A．①绕日公转构成目前最低级别天体系统 B．②为类地行星，绕日轨道为椭圆
C．③为土星，属于远日行星 D．④是目前唯一存在生命的行星
早在2017年美国NASA曾宣布在某个时段内不会向“好奇号”火星车发布任何指令，因为届时太阳活动会使通讯明显变差，通讯变差与日、地、火三者位置密切相关。
2．通讯最差时，火星最可能位于右图中其公转轨道的（ ）
A．甲段 B．乙段 C．丙段 D．丁段
1．B 2．C
解析：2．太阳活动会释放出大量的高能带电粒子流，从而会影响通讯传输。读图分析，在丙位置时，火星、太阳与地球三者在一条直线上，从地球的方位来看，火星将会位于太阳的正后方，而在这一位置，太阳活动对无线电通信的影响达到最大，通信会变差，C正确。火星位于甲、乙、丁段时离地球较近，信号受太阳的影响较小，通讯情况较好，ABD错误。故选C。
讲练结合
3．参看下图，长征五号遥四运载火箭发射过程中（ ）
A．气温先降低，后升高，再降低，再升高
B．会依次经过平流层、对流层、高层大气
C．外部空气密度越来越小，气压越来越大
D．超过50千米以后各种天气现象逐渐消失
4．火星暂时未发现有生命存在，其主要原因可能（ ）
A．火星无法获得太阳稳定的光照热量
B．火星附近天体时常与火星发生碰撞
C．火星距太阳距离远，表面温度低
D．火星表面大气层稀薄、水汽太少
3．A 4．D
解析：3．神舟十二号载人飞船发射过程中，会依次经过对流层、平流层和高层大气。
4．火星有稳定的太阳光照和安全的宇宙环境，AB错误。火星距离太阳距离与地球类似，表面温度不是过低，C错误。火星体积和质量较小，形成的大气层较为稀薄，对火星的保护作用较弱；且火星大气中水汽含量较低，火星表面缺乏液态水，D正确。
注：二分日和二至日皆就北半球而言
实践应用
（71页）
气象气球
气象气球是用橡胶或塑料等材料制成球皮，充以氢、氦等比空气轻的气体，携带仪器升空，进行高空气象观测的探测平台，可以用来测量大气温度、湿度、气压等气象要素。气象气球定期从许多地方起飞，跟踪大气不断变化的情况。
图3—6 气象气球
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。
（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。
相较于重庆、武汉、长沙、上海，贵阳虽然纬度较低，位于亚热带，但由于其处在云贵高原，海拔较高，故夏季天气凉爽。
（71、72页）
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。
（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（如图 3-9），让人领略到“雪域江南”的独特春光。读图 3-8，试分析这一地理现象的形成原因。
林芝虽然处在青藏高原地区，但仔细观察发现该地海拔较低，最低处海拔不到1000米，且所在的纬度也比较低，故3月份气温已经较高，有桃花盛开。
（71、72页）
图3—9 西藏林芝桃花沟
图3—8 西藏林芝地理位置
2. 在某些特殊条件下，近地面大气会出现逆温现象。据此，完成相关任务。
（1）对流层大气出现逆温时，会对近地面空气质量产生什么样的影响？
正常情况下，对流层气温是上冷下热，容易形成对流。若对流层局部范围内出现逆温现象，则抑制了对流的发生，导致近地面污染物不易扩散，进而可能造成大气污染。
（2）查询 20 世纪世界八大公害事件，了解哪些公害事件与逆温现象有关。
20世纪八大公害事件指因现代化学、冶炼、汽车等工业的兴起和发展，工业“三废”排放量不断增加，环境污染和破坏事件频频发生。从20世纪30年代至60年代，发生了8起震惊世界的公害事件，其中与逆温现象有关的是：①比利时马斯河谷烟雾事件；②美国多诺拉镇烟雾事件；③伦敦烟雾事件；④美国洛杉矶光化学烟雾事件等。
（72页）
知 识 拓 展
舱外航天服
在舱外活动的航天员会暴露在大量宇宙射线和太阳辐射中，是航天员在宇宙空间活动的保障和支持系统，相当于一个微型航天器。
白色能有效反射多数射线，减少自身热量丧失，在太空的黑色背景中显眼；防辐射；保护航天员不受仓外环境过热、过冷的侵袭；保持适当的气压；阻挡微陨石；供给氧气，提供生命保障。头盔和手套，不仅要做好防护，还能灵活地执行各种精细任务。
大气对地球的保护（防弹衣、遮阳伞、保温被）
（1）防弹衣：小行星偏离原来轨道进入地球大气层，与大气高速摩擦燃烧，减少了小行星对地球的撞击机会，保护了地球及其生物。
（2）遮阳伞：大气通过吸收、反射、散射减弱了到达地面的太阳辐射，使白天地面温度及气温不会太高。
（3）保温被：大气强烈吸收地面辐射而增温，然后以大气逆辐射的形式将热量返还给地面，使得地面热量散失减慢，地球昼夜温差不至于过大，维持地表的温度。
臭氧层空洞
(1)南极地区臭氧空洞时间：9～11月(我国秋季)
(2)原因：太阳活动影响、制冷工业大量排放氟氯烃化合物。
(3)危害：到达地面的太阳紫外线辐射增强，一方面危害人体健康，另一方面对生态环境和农林牧渔造成破坏。
(4)臭氧低谷对青藏高原自然环境影响：①大部分地区气温上升，山地雪线上升，冰川消融量增大，河流水位暂时上涨；②大部分地区降水增加；③藏羚羊、野牦牛等动物的分布区域发生改变。
(5)措施：积极研制新型制冷系统，减少并逐渐禁止氟氯烃等消耗臭氧层物质的排放； 参与保护臭氧层的国际合作 。
逆 温
正常情况下，气温垂直递减率：1千米—6℃。若气温下降变缓，甚至上升。若随高度的增加气温度下降变快，形成强对流天气。
①辐射逆温：晴朗无云夜间，地面有效辐射强，近地面空气气温下降迅速，出现上暖下冷现象。黎明前最强，日出后自下而上消失。
大陆常年出现，冬季逆温层厚（最强），消失慢。
温度℃
高度m
2000
1000
6
3
12
9
温度℃
高度m
逆温
清晨，由于大气逆温层存在，对流运动微弱，污染物不易向高空扩散，浓度高；植物光合作用弱，呼吸作用强，二氧化碳含量较高。不适宜锻炼
应该在下午或傍晚跑步最适宜。
读南京北城郊秋季某日垂直温度梯度（0C/100米）时空变化图。
（1）该日此地发生大气逆温现象的时段是（ ）
A.8时-16时30分 B.17时-23时 C.16时30分-7时 D.23时-5时
（2）发生大气逆温现象的最大高度约为（ ）
A.500米 B.100米 C.350米 D.150米
（3）当某地大气发生逆温时（ ）
A.空气对流更加显著 B、抑制污染物向上扩散
C、有利于大气成云致雨 D、减少大气中臭氧的含量
答案： C C B
经典回顾
逆 温
②地形逆温：盆地和谷地中，夜间山坡散热快，冷空气下沉到谷底，暖空气被抬挤上升。
洛杉矶光化学烟雾：洛杉矶周围三面环山，两百多天出现逆温现象。250万辆汽车每天燃烧1100吨汽油，产生的碳氢化合物等在紫外光线照射下引起易光化学反应。1943年，地形逆温常使辐射逆温加强，污染物持续数天不散。连日天气明朗，太阳辐射强烈，空气中的NOX在紫外线作用下，形成含有甲醛的浅蓝色烟雾，臭氧浓度增加。
优质苹果树多种植在山腰而少在山谷，原因是山腰果树开花早。下图中能正确解释这一现象的是（ ）
答案： D 解析：山谷风提高了白天最高气温，降低了夜间最低气温，增大了气温日较差，有利于有机物积累。
经典回顾
逆 温
③锋面逆温:出现在冷暖气团的过渡带上，逆温层随锋面倾斜,冬半年有时会形成冻雨。
暖气团内部气温变化
冷气团内部气温变化
锋面附近垂直方向气温随高度变化
高空的冰晶、雪花下降到距地面2000～3000米时，因周围温度升高而融化成为低于0°C的过冷却水滴，接触到温度低于O°C的地面或物体时，形成冻雨现象。
1．冻雨现象最有可能出现在图中的
A．①处 B．② C．③处 D．④处
2．当某地区出现冻雨现象时，该地区
A．处在单一气团的控制下 B．正值春秋季节
C.上空有逆温现象存 D .地下潜水迅速上升
答案：A C
经典回顾
逆 温
④平流逆温：冬季，中纬度沿海地区，海陆温差大，当海上暖湿空气流到大陆上空时，会出现平流逆温和平流雾。不要求晴朗少云，风速可以较大。
逆温影响：大气稳定，对流减弱
（1）有利：对流层逆温阻碍空气对流，抑制沙尘暴；平流层逆温可提高能见度，利于飞机平稳飞行；逆温层坡地是牲畜越冬场所，可减轻作物冻害，减少热能投入，提高经济效益。
（2）不利：加重大气污染，降低能见度；易产生大雾、阴雨（锋面逆温）、冻雨，影响交通低空逆温影响飞机起降。