高中地理湘教版（2019）必修一3.1大气的组成与垂直分层（共30张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中地理湘教版（2019）必修一3.1大气的组成与垂直分层（共30张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 湘教版（2019） | ||
| 科目 | 地理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-01 07:10:50 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
第三章 地球的大气
第一节 大气的组成和垂直分层
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？
提示：39千米高中位于平流层，大气稀薄，接近真空。
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产、生活的联系。
1.区域认知
能够解释大气成分变化的影响及各圈层的人类活动、地理现象等。
2.综合思维
利用不同区域对流层高度的变化，分析飞机飞行高度变化。
3.人地协调观
理解大气对人类活动的影响，树立人类与大气环境相互协调意识。
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。这又是什么原因呢？
一、大气的组成
这些都和我们地球的大气层有关。
如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。
低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体，称为干洁空气。
大气=干洁空气+水汽+杂质
25千米以下的干洁空气中，氮气和氧气合占总体积的99% 。
干洁空气成分的体积分数（ 25千米以下）
读图讨论：
1.大气中除了氧气、氮气外还有什么成分？
2.举出具体实例说明各大气成分对人类的影响。
3.举例说明二氧化碳过多对环境会有什么影响？
氮是构成地球上生物体的基本元素。
蛋白质的结构
氨基酸的结构通式
氧气：氧气是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。生物的呼吸作用需要氧气。
二氧化碳：二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料。
植物通过光合作用，吸收二氧化碳，放出氧气；生物通过呼吸作用，吸收氧气，放出二氧化碳，维持了氧气和二氧化碳的相对平衡。
二氧化碳：二氧化碳也是一种温室气体，过多的二氧化碳会导致全球变暖。
臭氧：臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球生命免受紫外线的伤害
读图讨论：
1.什么是臭氧层空洞？
2.对人类生物有机体会有何影响？
3.如何保护臭氧层？
拓展阅读
臭氧能吸收对人类健康和植物有害的紫外线辐射，发挥着重要的屏障作用。臭氧量的减少，会使大气热量状况发生变化，引起全球气候变化，造成自然灾害。
臭氧层的破坏所造成的危害示意图
水汽：水汽是指水的相变形成云、雨、雾、雪等天气现象；同时吸收和释放热量，影响地面和大气温度。
固体杂质：杂质中的凝结核，是成云致雨的必要条件。
干洁空气的主要成份及作用
色球、
光球
日冕
21%的氧气
0.93%氩气
0.07%的二氧化碳、氖、甲烷、氦、臭氧和其他气体
78%的氮气
氧气
氧气是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，也是一种温室气体
氮气
氮是地球上生物体的基本元素
二氧化碳
臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球生命免受紫外线的伤害
臭氧
水汽
水的相变产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接影响地面和大气温度
作为凝结核，是成云致雨的必要条件
固体杂质
这是2019年8月亚马孙地区森林大火的卫星图片，这场森林大火持续了约20天。截至2019年8月22日，巴西境内森林着火点达75336处，较2018年同期增加85%，逾半数着火点位于亚马孙雨林。
思考：亚马孙森林大火对于全球大气成分的影响是什么？
拓展阅读
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、森林的破坏，是导致全球变暖的重要原因。
全球大气二氧化碳月均浓度突破400 ppm
二、大气的垂直分层
观察书本上第31页的图2.5大气层分为几层？“坠落人”是从哪个层跳下？划分各层的依据是什么？
各层的海拔与温度有什么样的规律 各层各自的特点是怎样的？（以小组为单位讨论并请小组代表回答）
总结
1.范围：对流层的高度因纬度而异，低纬度地区为17-18千米，中纬度地区为10-12干米，高纬度地区仅为8-9千米。
2.特点：
（1）气温随高度的增加而递减。
（2）对流运动显著，云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。3.人类生活在对流层的底部。
对流层
1.范围：平流层范围自对流层顶部至50-55千米高空。
2.特点
（1）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。
（2）平流层的大气上部热、下部冷，不易形成对流，主要以平流运动为主。
3.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。
平流层
1.范围：平流层以上的大气统称高层大气。
2.特点：
（1）气温先随高度的增加而递减，后随高度的增加而递增；
（2）来自太空的流星体在此燃烧，有流星和极光现象；
（3）大气呈高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用；
（4）2 000千米—3 000千米的高空，大气的密度已经与星际空间的密度非常接近，没有摩擦，火箭在此位置处送人造卫星入轨。
高层大气
【典题训练】
读“地球大气的垂直分层（部分）示意图”，完成（1）、（2）题。
（1）从大气垂直分层看，图示大气层是（ ）
A．低纬度的对流层 B．中纬度的平流层
C．高纬度的对流层 D．高纬度的平流层
（2）该层大气（ ）
A．随高度增加，温度增幅变小 B．能够大量吸收紫外线长波辐射
C．以平流运动为主，有利于飞机飞行 D．受强烈的太阳辐射，呈电离状态
B
C
【解析】第（1）题，大气垂直分层分为对流层、平流层和高层大气，对流层随纬度不同厚度不同，低纬度上界为17~18千米，中纬度为10~12千米，高纬度上界为8~9千米。图中显示，该大气层下界为12千米，气温随高度上升而增加，由此判断该大气层应为中纬度平流层。对流层气温随高度增加气温降低。高纬度的平流层下界应为高纬度对流层上界，即8~9千米，与题意不符。第（2）题，图中显示，该层大气随着高度增加，气温先增加不明显，后温度增幅变大。该层为平流层，空气中含有臭氧，可吸收太阳紫外线，紫外线为短波辐射。平流层以平流运动为主，不易产生对流运动，利于飞机飞行。受强烈的太阳辐射，呈电离状态的是在高层大气。
大气的组成和垂直分层
大气的组成
垂直分层
杂质
干洁空气
水汽
特点及作用
气温随高度增加而降低
高层大气
平流层
天气现象复杂多变
对流运动显著
气温随高度增加而升高
以平流运动为主
大气密度极小
电离层能反射无线电短波
成云致雨的必要条件
对流层
臭氧层是大气层中臭氧浓度较高的区域，主要位于距离地面约20～30千米的高空，它能有效吸收紫外线，保护人类健康。下图为“大气垂直分层示意图”。读图，完成1、2题。
1．臭氧层主要分布在大气垂直分层中的（ ）
A．对流层 B．平流层 C．中间层 D．热层
2．对流层的主要特点是（ ）
A．位于地球大气的最外层
B．极光现象出现在该层
C．天气现象复杂多变
D．空气以水平运动为主
B
C
【解析】第1题，臭氧层是大气层的臭氧浓度高的层次，浓度最大的部分位于20~25千米的高度处，图中显示，平流层位于地面以上约12~55千米，因此臭氧层主要分布在大气垂直分层中的平流层；对流层、中间层和热层含臭氧较少，不是臭氧层所在层次。
第2题，图中显示，对流层位于地面以上至12千米高处，因此对流层位于地球大气的最下层；极光现象是太阳风中高能带电粒子流与高层大气碰撞电离而产生，图中显示，极光现象出现在高层大气中的热层，不出现在对流层；图中显示，对流层的气温随高度升高而降低（因为直接热源是地面），近地面大气水汽较丰富，且气温高，容易膨胀上升，大气中的水汽容易上升冷凝，成云致雨，因此对流层天气现象复杂多变；由于对流层的气温随高度升高而降低，具有“下层热、上层冷”的温度结构，因此空气以对流运动为主。
读大气垂直分层示意图，完成3、4题。
3．下列关于A层的叙述，正确的是（ ）
A．大气上部热、下部冷
B．厚度与纬度位置无关
C．云、雨、雾、雪等天气现象发生在该层
D．集中了大气圈50%的水汽和杂质
4．下列关于B层的叙述，错误的是（ ）
A．气温随着海拔的升高而升高 B．大气运动以平流运动为主
C．靠臭氧吸收紫外线而增温 D．逆温现象会影响交通安全
C
D
【解析】第3题，A层为对流层，据图可知对流层随海拔的升高，气温不断降低，即上部冷、下部热。纬度越低，气温越高，空气的对流运动越旺盛，对流层的厚度越大。由于对流层的对流运动显著，所以云、雨、雾、雪等天气现象都发生在该层。对流层集中了大气圈几乎全部的水汽和杂质。第4题，B层为平流层，据图可知，气温随着海拔的升高而升高。平流层的大气运动以平流运动为主。平流层中有若干臭氧层，平流层靠臭氧吸收紫外线而增温。逆温现象出现在对流层。
奥地利探险家鲍母加特纳在美国新墨西哥韦尔乘氦气球到达距地面39 044米后，从太空舱里跳下，并成功落地。阅读材料，完成5、6题。
5．鲍姆加特纳跳出时的高度处在（ ）
A．对流层 B．平流层
C．高层大气 D．大气上界
6．从跳出到落地，鲍姆加特纳经历的大
气温度变化是（ ）
A．逐渐降低 B．逐渐升高
C．先升高后降低 D．先降低后升高
B
D
【解析】第5题，平流层的高度大约为自对流层顶（平均约12千米）到50—55千米；鲍姆加特纳跳出时的高度为距地面39 044米，故在平流层内。第6题，对流层的温度由地面向高空温度降低，平流层温度向高空温度升高；所以从跳出到落地，鲍姆加特纳经历的大气温度变化，先在平流层是逐渐降低，后在对流层是逐渐升高。
第三章 地球的大气
第一节 大气的组成和垂直分层
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？
提示：39千米高中位于平流层，大气稀薄，接近真空。
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产、生活的联系。
1.区域认知
能够解释大气成分变化的影响及各圈层的人类活动、地理现象等。
2.综合思维
利用不同区域对流层高度的变化，分析飞机飞行高度变化。
3.人地协调观
理解大气对人类活动的影响，树立人类与大气环境相互协调意识。
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。这又是什么原因呢？
一、大气的组成
这些都和我们地球的大气层有关。
如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。
低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体，称为干洁空气。
大气=干洁空气+水汽+杂质
25千米以下的干洁空气中，氮气和氧气合占总体积的99% 。
干洁空气成分的体积分数（ 25千米以下）
读图讨论：
1.大气中除了氧气、氮气外还有什么成分？
2.举出具体实例说明各大气成分对人类的影响。
3.举例说明二氧化碳过多对环境会有什么影响？
氮是构成地球上生物体的基本元素。
蛋白质的结构
氨基酸的结构通式
氧气：氧气是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。生物的呼吸作用需要氧气。
二氧化碳：二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料。
植物通过光合作用，吸收二氧化碳，放出氧气；生物通过呼吸作用，吸收氧气，放出二氧化碳，维持了氧气和二氧化碳的相对平衡。
二氧化碳：二氧化碳也是一种温室气体，过多的二氧化碳会导致全球变暖。
臭氧：臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球生命免受紫外线的伤害
读图讨论：
1.什么是臭氧层空洞？
2.对人类生物有机体会有何影响？
3.如何保护臭氧层？
拓展阅读
臭氧能吸收对人类健康和植物有害的紫外线辐射，发挥着重要的屏障作用。臭氧量的减少，会使大气热量状况发生变化，引起全球气候变化，造成自然灾害。
臭氧层的破坏所造成的危害示意图
水汽：水汽是指水的相变形成云、雨、雾、雪等天气现象；同时吸收和释放热量，影响地面和大气温度。
固体杂质：杂质中的凝结核，是成云致雨的必要条件。
干洁空气的主要成份及作用
色球、
光球
日冕
21%的氧气
0.93%氩气
0.07%的二氧化碳、氖、甲烷、氦、臭氧和其他气体
78%的氮气
氧气
氧气是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质
二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，也是一种温室气体
氮气
氮是地球上生物体的基本元素
二氧化碳
臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球生命免受紫外线的伤害
臭氧
水汽
水的相变产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接影响地面和大气温度
作为凝结核，是成云致雨的必要条件
固体杂质
这是2019年8月亚马孙地区森林大火的卫星图片，这场森林大火持续了约20天。截至2019年8月22日，巴西境内森林着火点达75336处，较2018年同期增加85%，逾半数着火点位于亚马孙雨林。
思考：亚马孙森林大火对于全球大气成分的影响是什么？
拓展阅读
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、森林的破坏，是导致全球变暖的重要原因。
全球大气二氧化碳月均浓度突破400 ppm
二、大气的垂直分层
观察书本上第31页的图2.5大气层分为几层？“坠落人”是从哪个层跳下？划分各层的依据是什么？
各层的海拔与温度有什么样的规律 各层各自的特点是怎样的？（以小组为单位讨论并请小组代表回答）
总结
1.范围：对流层的高度因纬度而异，低纬度地区为17-18千米，中纬度地区为10-12干米，高纬度地区仅为8-9千米。
2.特点：
（1）气温随高度的增加而递减。
（2）对流运动显著，云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。3.人类生活在对流层的底部。
对流层
1.范围：平流层范围自对流层顶部至50-55千米高空。
2.特点
（1）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。
（2）平流层的大气上部热、下部冷，不易形成对流，主要以平流运动为主。
3.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。
平流层
1.范围：平流层以上的大气统称高层大气。
2.特点：
（1）气温先随高度的增加而递减，后随高度的增加而递增；
（2）来自太空的流星体在此燃烧，有流星和极光现象；
（3）大气呈高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用；
（4）2 000千米—3 000千米的高空，大气的密度已经与星际空间的密度非常接近，没有摩擦，火箭在此位置处送人造卫星入轨。
高层大气
【典题训练】
读“地球大气的垂直分层（部分）示意图”，完成（1）、（2）题。
（1）从大气垂直分层看，图示大气层是（ ）
A．低纬度的对流层 B．中纬度的平流层
C．高纬度的对流层 D．高纬度的平流层
（2）该层大气（ ）
A．随高度增加，温度增幅变小 B．能够大量吸收紫外线长波辐射
C．以平流运动为主，有利于飞机飞行 D．受强烈的太阳辐射，呈电离状态
B
C
【解析】第（1）题，大气垂直分层分为对流层、平流层和高层大气，对流层随纬度不同厚度不同，低纬度上界为17~18千米，中纬度为10~12千米，高纬度上界为8~9千米。图中显示，该大气层下界为12千米，气温随高度上升而增加，由此判断该大气层应为中纬度平流层。对流层气温随高度增加气温降低。高纬度的平流层下界应为高纬度对流层上界，即8~9千米，与题意不符。第（2）题，图中显示，该层大气随着高度增加，气温先增加不明显，后温度增幅变大。该层为平流层，空气中含有臭氧，可吸收太阳紫外线，紫外线为短波辐射。平流层以平流运动为主，不易产生对流运动，利于飞机飞行。受强烈的太阳辐射，呈电离状态的是在高层大气。
大气的组成和垂直分层
大气的组成
垂直分层
杂质
干洁空气
水汽
特点及作用
气温随高度增加而降低
高层大气
平流层
天气现象复杂多变
对流运动显著
气温随高度增加而升高
以平流运动为主
大气密度极小
电离层能反射无线电短波
成云致雨的必要条件
对流层
臭氧层是大气层中臭氧浓度较高的区域，主要位于距离地面约20～30千米的高空，它能有效吸收紫外线，保护人类健康。下图为“大气垂直分层示意图”。读图，完成1、2题。
1．臭氧层主要分布在大气垂直分层中的（ ）
A．对流层 B．平流层 C．中间层 D．热层
2．对流层的主要特点是（ ）
A．位于地球大气的最外层
B．极光现象出现在该层
C．天气现象复杂多变
D．空气以水平运动为主
B
C
【解析】第1题，臭氧层是大气层的臭氧浓度高的层次，浓度最大的部分位于20~25千米的高度处，图中显示，平流层位于地面以上约12~55千米，因此臭氧层主要分布在大气垂直分层中的平流层；对流层、中间层和热层含臭氧较少，不是臭氧层所在层次。
第2题，图中显示，对流层位于地面以上至12千米高处，因此对流层位于地球大气的最下层；极光现象是太阳风中高能带电粒子流与高层大气碰撞电离而产生，图中显示，极光现象出现在高层大气中的热层，不出现在对流层；图中显示，对流层的气温随高度升高而降低（因为直接热源是地面），近地面大气水汽较丰富，且气温高，容易膨胀上升，大气中的水汽容易上升冷凝，成云致雨，因此对流层天气现象复杂多变；由于对流层的气温随高度升高而降低，具有“下层热、上层冷”的温度结构，因此空气以对流运动为主。
读大气垂直分层示意图，完成3、4题。
3．下列关于A层的叙述，正确的是（ ）
A．大气上部热、下部冷
B．厚度与纬度位置无关
C．云、雨、雾、雪等天气现象发生在该层
D．集中了大气圈50%的水汽和杂质
4．下列关于B层的叙述，错误的是（ ）
A．气温随着海拔的升高而升高 B．大气运动以平流运动为主
C．靠臭氧吸收紫外线而增温 D．逆温现象会影响交通安全
C
D
【解析】第3题，A层为对流层，据图可知对流层随海拔的升高，气温不断降低，即上部冷、下部热。纬度越低，气温越高，空气的对流运动越旺盛，对流层的厚度越大。由于对流层的对流运动显著，所以云、雨、雾、雪等天气现象都发生在该层。对流层集中了大气圈几乎全部的水汽和杂质。第4题，B层为平流层，据图可知，气温随着海拔的升高而升高。平流层的大气运动以平流运动为主。平流层中有若干臭氧层，平流层靠臭氧吸收紫外线而增温。逆温现象出现在对流层。
奥地利探险家鲍母加特纳在美国新墨西哥韦尔乘氦气球到达距地面39 044米后，从太空舱里跳下，并成功落地。阅读材料，完成5、6题。
5．鲍姆加特纳跳出时的高度处在（ ）
A．对流层 B．平流层
C．高层大气 D．大气上界
6．从跳出到落地，鲍姆加特纳经历的大
气温度变化是（ ）
A．逐渐降低 B．逐渐升高
C．先升高后降低 D．先降低后升高
B
D
【解析】第5题，平流层的高度大约为自对流层顶（平均约12千米）到50—55千米；鲍姆加特纳跳出时的高度为距地面39 044米，故在平流层内。第6题，对流层的温度由地面向高空温度降低，平流层温度向高空温度升高；所以从跳出到落地，鲍姆加特纳经历的大气温度变化，先在平流层是逐渐降低，后在对流层是逐渐升高。