2.1大气的组成与垂直分层（第2课时）(共25张PPT)

(共25张PPT)
图2.1　自由落体状态中的鲍姆加特纳
思　考
1.39千米高空的大气与地面大气有哪些不同？
2.鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服？
2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳从39千米高空跳下，成为第一个自由落体速度超音速的人。他能够完成这一壮举，得益于特制的宇航服。
第二章第一节
大气的组成和垂直分层
大气的垂直分层
第二课时
掌握大气的垂直分层特点（高度范围、气温特点及成因、气流运动及自然现象）
理解大气的垂直分层与人类生产、生活的联系。
视频：大气层有多厚
二、大气的垂直分层
阅读课本31-33页，完成下表。
大气 分层 高度（千米） 气温随高度升高的变化情况 气流运动特征 天气 特征 与人类的关系
高层 大气
平流层
对流层
大气自下而上可以分为哪几层？依据是什么？
根据温度、运动状况和密度，大气层自下而上划分为对流层、平流层和高层大气。
对流层
气温特点：
H T
上部冷，下部热
气流运动：
对流运动显著
高度范围：
0.6℃/100m
低纬度：17～18km
中纬度：10～12km
高纬度： 8～9km
(受热多，对流旺盛)
对流层
原因：地面是对流层大气的直接热源
对流层厚度
上界因纬度和季节而不同。低纬度和高纬度季节变化小，中纬度季节变化大。夏季较大，冬季较小。例如，南京（32°N）对流层厚度在夏季约为15千米，冬季约为11千米。
对流作用的强度
5
15
10
20
厚度（km）
N
S
纬度
0°
30°
90°
60°
30°
60°
90°
17~18
10~12
10~12
8~9
8~9
0
　　对流层集中了大气圈质量的3/4和几乎全部水汽、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层。近地面的水汽和杂质通过对流运动向上输送，在上升过程中随着气温降低，容易成云致雨。
对流层：天气现象复杂多变
拓展延伸：逆温现象
　　在对流层大气中，一般情况下，气温是随高度的增加而降低的。但有时在某些层次可能出现气温随高度的增加而升高的现象，这种现象称为“逆温”。出现逆温现象的大气层次，称为逆温层（如图AB）。
高度
温度
地面
20℃
A
B
逆温层
当逆温出现时
空气对流运动受阻
大气污染物不易扩散而大量聚集
空气质量恶化，严重大气污染
易造成
正常时
逆温时
逆温形成过程
为什么平流层适合飞机飞行？
平流层
平流层
高度范围：
自对流层顶部至50—55千米高空
平流层
适合航空飞行
无云雨现象，天气
晴朗，能见度好
以平流运动为
主，大气稳定
水汽和杂质
含量很少
上部热
下部冷
不易形
成对流
是现代民用航空飞机飞行的理想高度
平流层
平流层
气温变化
H T
上部热，下部冷
特点：
成因：
臭氧吸收大量太阳紫外线
气流运动
自然现象
人类活动
—— 以平流运动为主
—— 天气晴朗，能见度高
—— 适合航空飞行
臭氧层：22—27千米
自学窗：全球合作　保护臭氧层
DU即多布森单位，标准大气压状态下千分之一厘米臭氧层的厚度为1个多布森单位。臭氧含量低于220个多布森单位时，称为“臭氧空洞”。
南极上空大气臭氧总量最低值（每年10月份）卫星监测数据
“臭氧空洞”含义
破坏臭氧层的物质
臭氧层破坏的危害
臭氧层保护的进程
高层大气
高层大气
无线电通信利用了哪层大气的特性？
高层大气的温度变化有何特征？原因是什么？
高层大气出现的自然现象有哪些？
高度范围：
自平流层顶部至大气上界 (2000—3000km)
80-500km
高层大气
无线电通信
太阳紫外线和宇宙射线
电离层
高度电离状态
反射无线电波
短波是人类广播、通信使用的主要波段。短波的电离层反射式传输方式，用一个功率很小的发射机就可以实现几百上千千米甚至是越洋的通信。
高层大气
气温变化
80-85km
自平流层顶至80-85千米高空（中间层）
H T
— 无臭氧吸收太阳紫外线
自中间层顶至800千米高空（暖层）
H T
— 氧原子吸收更短波长的紫外线
800千米高空以上大气层（散逸层）
H T
— 空气质点经常散逸到宇宙空间
高层大气
自然现象
80—120km，流星体会燃烧 → 流星
自然界最壮观的景象 —— 极光
人类活动
高层大气
高层大气
大气的垂直分层
垂直分层 高度/km 气温特点与成因 气流运动 自然现象 人类活动
对流层 8—18
平流层 50—55
高层大气 2000—3000 ——
先H T
后H T
H T
对流运动
显著
平流运动
为主
天气现象
复杂多变
人类生活在
对流层底部
H T
臭氧吸收紫外线
天气晴朗
能见度高
适合航空飞行
无臭氧吸收紫外线
氧原子吸收紫外线
流星和极光
无线电通信
（电离层）
大气垂直分层示意图
地球大气层，一般随高度增加 (　 )
气温降低
气压升高
密度减小
湿度增大
北京飞往美国华盛顿的飞机，升空20分钟后遇到雷雨天气，此时飞机 (　 )
迅速进行迫降
不断降低飞行高度
保持原有高度
升至万米以上高空
C D　
大气垂直分层示意图
人类排放的氟氯烃，对人类生存环境破坏最大的是( )
A层
B层
C层
C层以上大气层
冬季，下列城市上空对流层高度从高到低排列正确的是( )
①广州 ②上海
③北京 ④哈尔滨
A．①②③④ B．①③②④ C．②③①④ D．②④①③
日常生活中，经常遇到的气温变化和风霜雨雪天气发生在( )
A．A层 B．B层 C．C层 D．C层以上
B A A
2022年11月12日，“天舟五号”货运飞
船发射升空，在高度约400Km的轨道运
行，并与在轨运行的空间站组合体成功进
行自主快速交会对接。读“大气圈的垂直
分层示意图”，完成6～8题。
6．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
7．“天舟五号”货运飞船与空间站
完成对接时，正处于图的（ ）
A.Ⅰ层 B.Ⅱ层
C.Ⅲ层 D.地球大气层以外
8．下列关于图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ层大气的特征描述，正确的是（ ）
A.Ⅰ层对流运动显著 B.Ⅱ层天气复杂多变
C.Ⅲ层常见飞机航行 D.Ⅱ层有若干电离层
B
C
A
民航客机在飞行过程中,机身后面往往会留下一个长“尾巴”(即飞机尾迹,又叫飞行云),有时这个“尾巴”又细又长且在天空长时间停留,有时又会很短且很快消失。民航航线的位置和高度一般是固定的。下图示意民航客机飞行时留下的“尾巴”。
据此完成下面小题。
8．民航客机水平飞行时,其所在大气层的特点是( )
A．氧气含量高,空气对流作用强 B．空气强烈上升,节省飞行燃料
C．大气稳定,利于飞机安全飞行 D．臭氧含量高,利于燃料充分燃烧
9．民航客机在高空飞行时留下的飞机尾迹是( )
A．飞机尾气中的水汽在高空遇冷凝结而成的
B．飞机在飞行过程中,把天空的云划成了条痕状
C．飞机在飞行过程中燃料不完全燃烧排放的气体
D．飞机在飞行时为了美观有意排出的烟雾
10．影响民航客机尾迹在天空中停留时间长短的主要自然因素是大气的( )
A．温度、透明度和运动状态 B．温度、湿度和透明度
C．湿度、透明度和运动状态 D．温度、湿度和运动状态
CAD
下图为大气垂直分层示意图。据此完成下列要求。
（1）A层在 （填高／中／低）纬度地区最厚，说明其原因。
低
（2）电离层分布在 （填字母）层，说出电离层的主要作用。
（3）简述B层气温的垂直变化特征，并分析该层适合航空飞行的原因。
C
反射无线电波。
特征：气温随高度升高而升高。
原因：空气以平流运动为主，大气平稳；空气中水汽、固体杂质少，无云雨现象，能见度高。
（4）天气现象多发生在 （填字母）层，请说明原因。
原因：水汽、杂质多集中在此层；该层气温上冷下热，空气以对流运动为主，水汽和杂质随空气向上输送，在上升过程中气温下降，水汽凝结，易成云致雨。
A
纬度不同，地表受热状况不同，低纬地区受热最多，对流最旺盛，对流层所达高度最高。
大气的组成和垂直分层
大气的垂直分层
大气的组成
水汽
干洁空气
高层大气
对流层
平流层
氮气
氧气
二氧化碳
杂质
臭氧