2.1 大气的组成和垂直分层（教案）-高中地理人教版（2019）必修第一册

第二章第一节 大气的组成和垂直分层
一、教学目标
1.运用图表等资料，说明大气的组成及其与生产、生活的联系。
2.运用图表等资料，说明大气的垂直分层及其与生产、生活的联系。
二、重难点分析
重点：说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。
难点：分析大气的组成和垂直分层与人类活动的联系。
三、教学过程
【导入】2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空。约3小时后，他上升至39千米高空。随后，他从那里跳下，4分钟后才打开降落伞，成为第一个自由落体速度超音速的人。他配备的特制宇航服，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。39千米高空的大气与地面大气有哪些不同？鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服？
【新课讲授】大气是地球自然环境的重要组成部分之一，也是人类赖以生存的条件，回忆初中化学的知识，大气是由哪些物质组成的？
干洁空气 水汽 杂质。其中水汽和杂质的含量很少，但却在天气变化中扮演重要角色。水的相变，也即是固态、液态、气态水之间的相互转化，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，即水汽+杂质=降水
【学生活动】阅读P28，图2.2，概括干洁空气的组成及其作用并完成下表。
组成成分 在地理环境中作用
干 洁 空 气 含量最 ，是地球生物体内蛋白质的重要组成部分。
是生物维持生命活动必需的物质。
是绿色植物进行 的原料，是温室气体。
含量极少，能够吸收 ，被誉为 。
水汽 水的三相变化，产生了云、雨、雾、雪等天气现象
固体杂质 作为 ，是成云致雨的必要条件
【教师总结】大气是混合物，由干洁空气、固体杂质和水汽等组成。干洁空气又是由各种气体组成的，其中氮气占78%，氧气占21%，其他气体仅占剩下的1%。氧气和氮气所占比重高达99%，当然它们也发挥着非常重要的作用，氧气是维持生命活动所必需的物质；氮是地球上生物体的基本元素。其他气体虽然仅占1%，但种类很多，我们只重点了解二氧化碳和臭氧，二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它还能大量吸收地面辐射使气温升高。臭氧和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，对生物具有保护作用——地球的保护伞。
【承转】如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时间内不会有明显的变化，请同学们看到课本P29.相关内容思考：大气成分是否会发生变化？
会发生变化，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，造成大气污染。
【教师讲解】除此以外，大家观察图2.4 二氧化碳体积分数变化示意图可以发现近几十年二氧化碳的体积分数持续增加，因此大气成分在短时期内不会有明显变化，但在人类活动的影响下会发生改变。污染气体增多会造成环境污染，二氧化碳含量增加产生温室效应等环节问题。
【承转】非洲最高的山峰乞力马扎罗山，地处赤道附近，山顶却终年积雪，这是为什么？大气的质量虽然只相当于地球质量的百万分之一，却分布在地球外围 2000～3000千米的大气层中，在这厚厚的大气层中，气温是否随高度的增加一直递减呢？
【学生活动】读图2-1“大气的垂直分层”图，并阅读课文，思考以下问题：
1.地球大气分层依据？
2．依据大气温度的变化，我们可以将大气分为几层呢？各层有何特点？
3.读出39千米高度的温度，鲍姆加特纳从此处跳下，为什么需要配置特制宇航服？
4.大气垂直分层与人类活动有怎样的联系？
【教师总结】
3.对流层：以对流运动为主。对流层气温随高度的升高而递减，低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高（在低纬度地区为17--18千米，在高纬度地区仅为8-9千米）。云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。
平流层：以平流运动为主。平流层气温随高度升高而升高。该层大气的下层气温随高度变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速上升。适合航空飞行。
高层大气：自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温会下降；随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持续上升，在300千米的高空，温度可达1 000℃以上。
4.对流层：云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。人类生活在对流层的底部。
平流层：（1）在22--27 千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“地球生命的保护伞”。（2）该层大气中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：（1）在80--120千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为我们夜晚看到的流星。（2）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。