2.1大气的组成和垂直分层 （教学课件 共35张幻灯片）—高中地理人教版（2019）必修一

(共35张PPT)
2.1大气的组成和垂直分层
图2.1自由落体状态中的鲍姆加特纳
2012年10月14日，奥地利高空探险爱好者，菲利克斯.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。
——Pre class guidance
课标要求
学习目标
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。
了解大气的组成成分
掌握大气分层的依据及各层的特点
理解大气组成和垂直分层与人们生产和生活的关系
01
02
大气的组成
大气的垂直分层
大气的组成
干洁空气
水汽
低层大气
杂质
如今的大气是地球长期演化的结果，在短期内不会有明显的变化。
大气的组成
氧气：21%
氮气：78%
其他：1%
干洁空气的体积分数（25千米以下）
干洁空气
低层大气
水汽杂质
大气的组成
二氧化碳 CO2
氧气 O2
氮气—N2
78%
21%
1%
人类和其他好氧生物维持生命活动的必需物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。
生物体内蛋白质的重要组成部分；
臭氧—O3
①光合作用的原料；②对地面起到保温作用。
有鱼腥味，吸收紫外线，保护地球生物免受紫外线，有“地球保护伞”之称。
长跑项目世界纪录
项目 创造者 国家
女子5000米 提瑞斯 迪巴巴 埃塞俄比亚
女子10000米 阿雅娜 埃塞俄比亚
男子马拉松 基普查克 肯尼亚
男子5000米 贝克勒 埃塞俄比亚
男子10000米 贝克勒 埃塞俄比亚
了解大气含氧量减少对人体产生的影响
合作探究：
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。
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
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
活动探究
青海多巴
甘肃榆中
云南海埂、呈贡
河北兴隆
我国部分高原训练基地
2118m
2366m
活动探究
1. 我国体育训练基地建设在高原地区的原因？
活动探究
①高原地势，空气稀薄，运动员的血液输氧能力差；
②在高原训练就是利用气压低的条件来提高血液的输氧能力；
③当运动员返回平原时，就会感到轻松，比赛成绩显著提高。
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？
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。
海拔/m 0 1000 2000 3000 4000
含氧量比 100% 89% 78% 70% 61%
不同海拔与海平面的含氧量比
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。
大气的组成
水汽
①水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列的天气现象；②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。
①影响大气的透明度；②大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
在水平方向上：
在垂直方向上：
杂质
海洋上空＞陆地上空
湿润地区的上空＞干旱地区的上空
一般自地面逐渐向高空减少
大气的组成
降水的形成条件
1.充足的水汽供应；
2.降温：水汽冷却凝结；
3.凝结核(大气中的尘埃颗粒)。
然而，人类不合理的活动，正在改变着大气的成分和含量……
二氧化碳体积分数的变化
变化趋势：呈现上升趋势，增加速度加快
影响：全球变暖、气候异常、生态恶化
人类活动与大气成分的变化
全球温度变化
二氧化碳
全球温度与二氧化碳变化示意图
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，减少森林吸收二氧化碳的量）
人类活动与大气成分的变化
南极上空大气臭氧总量最低值（每年10月份）卫星监测数据
主要原因是：人类过多地使用氯氟烃类化学物质。
臭氧层被破坏
海伦娜岬角，位于南美洲国家智利的南端，靠近南极圈。这里的许多动物都是瞎子：许多羊都是患白内障的盲羊；从河里捕到的鱼多数也是盲鱼；瞎了眼的野鸟常常飞进当地居民的院里。
臭氧层是地球的大气防护层，可有效防止某些太阳射线对地球生物的伤害，已证实的太阳射线伤害包括引发皮肤癌、农作物减产等。
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大气的组成
大气的垂直分层
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，大气层自下而上可以分为对流层，平流层和高层大气。
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
气象气球
对流层是贴近地面的大气最底层，对流层厚度一般约为8-16km。平均12km左右。
它约占整个大气质量的3/4，集中了几乎全部的水汽和固体杂质。风、云、雨、雾、雪等天气现象都在这一层发生。因此对流层与人类生活、生产的关系最为密切。
气温垂直变化随高度增加而降低，空气对流运动显著
对流层因纬度和季节而发生变化。
※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。
平流层位于对流层之上，其顶部距离地面大约50km。厚度约为40km，平流层大气臭氧吸收紫外线而升温。
气温垂直变化随高度升高而升高，空气以水平运动为主
平流层中20-40km的高度臭氧含量较高，称为臭氧层。臭氧层吸收紫外线而升温的同时能够吸收对人类和动物，植物有伤害的紫外线。故被誉为地球生命的保护伞。
平流层中的水汽，悬浮固体颗粒、杂质等极少。能见度高，气流稳定，并且很少有飞鸟出现。是航空的理想空域。
在80-500km的高空有若干电离层。空气处于高度电离状态，能反射无线电短波。对无线电通讯有重要作用。
气温垂直变化随高度增加先降低后升高
电离层好象一面反射无线电短波的镜子，使无线电短波在地面和电离层之间，能够多次反射而传播到很远的地方。
大气的垂直分层
分层 与人类的关系 气温垂直变化 大气运动状况 对流层 平流层 高层大气
小结
天气现象复杂多变，与人类关系最密切
随高度增加而降低
对流运动显著
大气的垂直分层
分层 与人类的关系 气温垂直变化 大气运动状况
对流层 天气现象复杂多变，与人类关系最密切 随高度增加而降低 对流运动显著
平流层
高层大气
有利于高空飞行，臭氧层为地球生命的保护伞
随高度增加而升高
水平运动为主
大气的垂直分层
分层 与人类的关系 气温垂直变化 大气运动状况
对流层 天气现象复杂多变，与人类关系最密切 随高度增加而降低 对流运动显著
平流层 有利于高空飞行，臭氧层为地球生命的保护伞 随高度增加而升高 水平运动为主
高层大气
80～500 km有若干电离层，对无线电通信有重要作用
随高度增加先降低再升高
图2.1自由落体状态中的鲍姆加特纳
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？
鲍姆加特纳从空中跳下的高度就在平流层范围内；那里氧气稀薄、气温低，必须配备特制的宇航服
——Analysis of reading guidance before class
气温随高度
升高而递减
气温
高度
气温随高度
升高而递增
气温
高度
正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，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。
逆温现象
1.概念：
2.辐射逆温的形成及消失过程图解：
逆温现象
3.逆温对地理环境的主要影响
逆温现象
（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。
（2）不利：加重大气污染，降低能见度；易产生大雾，影响交通低空逆温影响飞机起降。