必修一 第二章 地球上的大气
3.1大气的组成与垂直分层
Composition and vertical stratification of the atmosphere
课标要求和学科素养
Curriculum requirements and subject literacy
运用图表掌握大气圈层的空间结构;
分析大气各层的气温特征,理解全球气温上升与人类活动的关系。
运用图片与表格,分析大气成分及其对人类生活与生产的影响;
理解大气对人类活动的影响,树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念(人地协调观);
利用地理资料分析说明大气的成分变化与人类活动的关系以及大气环境问题的产生原因(综合思维);
课标要求
学科素养
通过地理读图分析,培养读图、阅读和概括能力(地理实践力)。
思维导图:
知识拓展
高山反应
高山反应形成的原因是由于高度愈高,空气愈稀薄,气压就愈低,因此人体所需要的氧气压力也随之降低。因此在刚进入山区时,会因为高度突然增高,人体来不及适应,而产生体内氧气供应不足的情形,高度愈高,过渡时间愈短,产生的反应就愈剧烈。
1.阅读教材,绘制气温变化曲线。
2.在图中标注各层名称及高度
“坠落人”鲍姆加特纳
"Falling man" Baumgartner
2012年10月14日,奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在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,成为第个自由落体速度超音速的人(图2.1)。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。
02-
大气的垂直分层
Vertical stratification of the atmosphere
(一)大气的垂直分层
观察右图,说明大气自下而上分为哪几层?
对流层 平流层 高层大气
据图观察,推测大气分层的主要依据是什么?
温度
运动状况
密度
视频:大气层有多厚
1、对流层
(1)对流层的高度范围
低纬 km
高纬 km
平均 km
17-18
8-9
10-12
厚度变化规律:
从低纬度向高纬度递减
厚度变化原因:
低纬地区受热多,对流旺盛,
对流层所达高度就高。
1、对流层
(2)对流层的特点及原因
原因:
气温随着高度增加而
运动特点:
降低
近地面是对流层大气的直接热源
气温特点:
大气 运动显著
对流
原因:
对流层大气上冷下热,利于对流运动
天气特点:
原因:
天气现象
复杂多变
水汽、杂质集中在该层,对流运动易成云致雨,云、雨、雾、雪等都发生在这一层。
高度(千米)
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
平流层
高
层
大
气
对流层气温随高度变化图
1、对流层
(3)与人类的关系
人类生活在对流层底部,
对流层与人类关系密切
2、平流层
(1)平流层的高度范围
自对流层顶部至 高空;
50-55千米
2、平流层
(2)平流层的特点及原因
原因:
下层气温随高度变化 ,但是在 以上,气温随高度增加而 ;
运动特点:
小
臭氧吸收大量太阳紫外线,使大气增温
气温特点:
大气以 运动为主
平流
原因:
平流层大气上热下冷,大气稳定
天气特点:
原因:
天气晴朗无云雨,能见度好
水汽、杂质少,气流平稳
30千米
迅速上升
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
高
层
大
气
温度
℃
臭氧层
思考:四川航空3U8633航班机组在飞到青藏高原东南边缘时,遇到气流不稳定,原来在8400米飞行,机长刘传健最好采取什么方法脱离危险?
答案:从飞机的飞行高度和所遇到的天气现象可知,该飞机飞行在对流层,为了躲避对流天气,应该迅速提升飞行高度进入平流层中。因为平流层大气以水平运动为主,大气平稳,天气晴朗,利于航空飞行。
大气的垂直分层
2、平流层
(3)与人类的关系
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”
无云雨现象,能见度好,适合航空飞行
臭氧空洞
地球大气上空臭氧层的臭氧从1970年代开始以每十年4%的速度递减,在春季时连对流层的臭氧也在减少,形成所谓臭氧层空洞。
臭氧被消耗的主要原因是人类使用的冰箱、冰柜释放大量的氟氯烃(商品名称为氟里昂),氯化物和溴化物对臭氧分解的催化作用引起的。
Ozone depletion
我太难了。。。
臭氧空洞在缩小,好事or坏事?
全球合作 保护臭氧层
对人类健康影响:
1.增加皮肤癌。
2.增加白内障患者。
3.削弱免疫力,增加传染病患者。
对生态影响:
1.农产品减产及其品质下降。
2.减少渔业产量。
3.破坏森林。
3、高层大气
(1)高层大气的高度范围
层以上的大气统称高层大气;
平流
3、高层大气
(2)高层大气的特点及原因
原因:
气温随高度增加先 后 ;
降低
自 开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温会 ;
随后,因大气吸收了更短波长的太阳紫外线,温度又持续 ,在300千米的高空,温度可达 以上;
气温特点:
密度特点:
原因:
大气密度极小
距地面远,受地球引力小
增加
平流层顶部
下降
上升
1000℃
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
3、高层大气
(3)与人类的关系
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
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
由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,使高层大气分子或原子电离而产生,出现的灿烂美丽的光辉,即极光
{3C2FFA5D-87B4-456A-9821-1D502468CF0F}垂直分层
高度范围
主要特点
与生产与生活的关系
对流层
平流层
高层大气
因纬度而异:
低纬17~18km
中纬10~12km
高纬8~9km
自对流层顶至50~55km高度
平流层顶到
大气上界
①气温随高度的增加而降低
②空气对流运动显著
③天气现象复杂多变
①气温随高度增加而增加(臭氧大量吸收紫外线增温)
②气流以水平运动为主
①气压很低,密度很小
②在80~500千米的高空有若干电离层
①与人类关系最为密切,人类就生存在对流层底部
②各种天气现象发生在对流层
①臭氧大量吸收太阳紫外线(被誉为“地球生命的保护伞”)
②气流平稳,有利于高空飞行
电离层能反射短波无线电波,对无线电通信有重要作用
垂直分层
高度
主要特点
特点成因
对流层
低纬17~18千米
中纬10~12千米
高纬8~9千米
气温随高度的增加而递减
(每升高100米,温度大约降低0.6℃)
地面是对流层大气主要的直接热源
离地面越近,受热越多
空气对流运动显著
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
对流运动易成云致雨
平流层
对流层顶
到50~55千米
下层气温随高度变化小;
30千米以上随高度增加而迅速上升
臭氧大量吸收太阳紫外线
以平流运动为主
上热下冷,大气稳定
有利于高空飞行
水汽、杂质极少,云雨绝迹,
能见度好,气流平稳
高层
大气
平流层顶到大气上界
(高度约2000-3000千米)
气压很低,密度很小
离地面远,引力小
80~500千米高空有若干电离层,
能反射无线电波
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
刮开有奖
刮开有奖
刮开有奖
刮开有奖
刮开有奖
刮开有奖
刮开有奖
刮开有奖
刮开有奖
神舟十二号返回过程
思考:神舟十二号返回过程中穿过大气层的顺序是什么?气温变化的变化过程是什么?
案例探究
观看视频,回答下列问题:
(1)天宫二号在轨飞行期间处在大气哪一层?
(2)天宫二号向地面传输数据时,利用了高层大气中的哪一层?
(3)天宫二号返回地面的过程中,外围的气温经历了怎样的变化?
高层大气
电离层
在高层大气中,气温先降低再升高;
在平流层中,持续降低;
在对流层中,持续升高。
二、大气的垂直分层
高度
(km)
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
温度(℃)
C
B
A
二、大气的垂直分层
(1)A层是____,B层是____,C层是____。(2)A层气温随高度的升高而____,B层气温随高度的升高而____。
(3)雨雪现象发生在图中的____层,有利于飞机飞行的是____层(填字母)。
(4)B层大气被誉为“地球生命的保护伞”,因为其中含有_____。
(5)A层大气高度在低纬____,高纬_____;
夏季_____,冬季______。
随堂练习
对流层
平流层
高层大气
下降
升高
A
B
臭氧层
高
低
高
低
03-
逆温现象
Vertical stratification of the atmosphere
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
对流层气温一般随高度增加而递减,海拔每升高1000米,气温下降6℃。
但在一定条件下,也会出现海拔上升,气温升高,或海拔上升1 000米,气温下降幅度小于6 ℃的现象,这两种现象都称为逆温。
出现逆温的大气有一定的厚度,这层大气称为逆温层。
逆温
逆温现象
在一定条件下,对流层下部会出现气温随高度升高而增加的逆温现象。
中午
傍晚
日出前
日出后
逆温
夜间地面迅速降温,离地面愈近降温愈快,形成逆温,黎明达最强
辐射逆温
暖空气水平移动到冷的地面上,底层空气受地面影响而迅速降温
平流逆温
暖
冷
山坡上的冷空气沿斜坡下沉到谷底积聚并把较暖的空气抬挤上升
地形逆温
冷暖空气相遇形成锋面,其上方为暖空气,下方为冷空气
锋面逆温
3.逆温对地理环境的主要影响
逆温现象的影响
1.出现多雾天气,使大气的能见度降低,影响出行,易发生交通事故
逆温现象的影响
2.由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,近地面污染物不能及时扩散,加剧大气污染。
逆温现象的影响
3.抑制沙尘暴的发生
4.影响飞机飞行
本节主要内容
氮气氧气为主
二氧化碳、臭氧
水汽、杂质等
对流层
平流层
高层大气
看天识云
课时作业
Lesson assignment
必修一 第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 课时作业
1、2023年9月16日,是世界第二十九个国际保护臭氧层日。大气中臭氧含量减少后会对全球带来的不利影响有( )A.扰乱电离层,使无线电短波通讯中断B.导致海平面上升,危害沿海地区C.吸收紫外线能力增强,导致全球气温下降D.危害人体健康以及农林牧渔业生产2.氢气球在上升到一定的高度时便会破裂,其主要原因是( )A.高空有强烈的太阳辐射 B.高空空气稀薄,气压低,气球因膨胀破裂C.升空后气温上升导致膨胀破裂 D.上升后气温下降,低温使气球爆炸
D
B
必修一 第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 课时作业
随着电影《中国机长》的热映,川航3U8633紧急迫降的事迹展现在大众面前。飞机从重庆起飞,在9800米高空,风挡玻璃无预警脱落,刘传健机长借助自己一百多次来回飞川藏线的经验和从业27年的技术,成功于成都迫降,拯救了全机人的生命。据此完成下面小题。
3.风挡玻璃脱落时,飞机正处于大气的(? ??)
A.平流层 B.中间层 C.对流层 D.高层大气
4.机长迫降时面临的困难可能有(?? ?)
①被风挡玻璃砸伤②机内温度过低③飞机颠簸强烈④太阳辐射强
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
C
B
必修一 第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 课时作业
下图示意大气垂直分层。读图,完成下面小题。
5.图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(? ??)
A.① B.② C.③ D.④
6.对无线电通信具有重要意义的电离层位于(?? ?)
A.Ⅰ层顶部 B.Ⅱ层底部 C.Ⅱ层中部 D.Ⅲ层
B
D
必修一 第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 课时作业
下图示意大气垂直分层。读图,完成下面小题。
7.我国发射的“神舟十一号”飞船运行轨道(约离地面393千米)所在的大气层(??? )
A.气温在-50℃至20℃之间 B.气温随高度增加平稳下降
C.最低气温约为-80℃ D.最高气温约为40℃
C
必修一 第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 课时作业
8.读大气的垂直分层示意图,完成下列问题。
(1)简述图中A层大气所具有的特点。
(2)图中B层大气被誉为“地球生命的保护伞”,请说明其中的原因。
(3)写出电离层位于图中大气层的哪一分层(用字母表示),说明电离层对于人类的重要作用。
必修一 第二章 地球上的大气 第一节 大气的组成与垂直分层 课时作业
(1)简述图中A层大气所具有的特点。
(2)图中B层大气被誉为“地球生命的保护伞”,请说明其中的原因。
(3)写出电离层位于图中大气层的哪一分层(用字母表示),说明电离层对于人类的重要作用。
(1)集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽和杂质;气温随高度的增加而降低;空气对流运动显著;天气现象复杂多变。
该层中的臭氧能够强烈吸收太阳光中的紫外线;使地球生物免受强烈太阳紫外线的伤害。
C。能反射无线电波,对无线电短波通信有重要作用。
Thanks
必修一 2.1 大气的组成和垂直分层