2.1 大气的组成和垂直分层 课件 2023-2024学年高一地理人教版（2019）必修一（27张）

(共27张PPT)
大气的组成和垂直分层
第二章 第一节
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
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？
新课导入
运用图表等资料，说出大气的组成及其与生产、生活的关系，提升综合思维。
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，提升综合思维。
理解大气的组成、大气的垂直分层中的基本概念，能够说明其在人类活动影响下发生的变化情况及对人类生产、生活产生的影响，树立人地协调观。
氧气：
人类和一切生物维持生命活动必需的物质
氮气：
地球生物体内蛋白质的重要组成部分
干洁空气成分的体积分数（25千米以下）
其他气体：
其中,氩占0.934%,二氧化碳占0.033%等
（一）低层大气的组成
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。
一、大气的组成
1.如何测出大气中的气体成分呢？
思考
视频：拉瓦锡测空气组成实验
饼干等食品放置在空气中会变软。
收集的雨水，底部会有尘埃物沉淀。
2.你能用生活中的现象来说明大气中的成分吗？
思考
二氧化碳：
绿色植物进行光合作用的基本原料；吸收地面辐射的能力强，使气温升高。
臭氧：
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，保护生物。
水汽和杂质：
含量很少，水的相变，产生云、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。
大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利的影响。
（二）人类活动影响大气
城建扬尘
工业废气
汽车尾气
优良天气
重污染天气
二氧化碳体积分数的增加，基本上都来自化石燃料的燃烧和土地利用的变化(主要是毁林)
化石燃料燃烧，会释放二氧化碳
森林面积缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量
图2.4 二氧化碳体积分数的变化
案例：大气中二氧化碳含量的变化与人类活动
大气中氧气含量对人体健康至关重要；科学研究发现，适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力；但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。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。
表2.1 我国部分高原训练基地的地理坐标
地点 甘肃榆中 青海多巴 云南海埂 河北兴隆 云南呈贡
海拔/m 1996 2366 1888 2118 1906
经度 104°02′E 101°31′E 102°41′E 117°22′E 102°48′E
纬度 35°52′N 36°40′N 25°01′N 40°36′N 24°53′N
了解大气含氧量减少对人体产生的影响
活动
了解大气含氧量减少对人体产生的影响
1.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。在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗
埃塞俄比亚
肯尼亚
高原地形。高海拔地区由于空气稀落，氧气的含量少。因此，人进入高海拔地区，由肺泡扩散到血液里的氧就相对减少，导致人体缺氧，使人出现头晕、气喘、易疲劳等症状。中长跑运动员在比赛前一段时期内到高海拔地区进行强化训练，主要是为了使运动员能够适应缺氧的环境条件。因为人在剧烈运动时，耗氧量增加，人体组织（特别是骨骼肌）缺氧，导致人体出现头晕、气喘、易疲劳等现象。因此，到高海拔地区进行强化训练，能够提高人体对缺氧的耐受力，提高运动成绩。
活动
2.在中国地图（地图册或教学挂图）上找到表2.1所列的高原训练基地的位置。
表2.1 我国部分高原训练基地的地理坐标
地点 甘肃榆中 青海多巴 云南海埂 河北兴隆 云南呈贡
海拔/m 1996 2366 1888 2118 1906
经度 104°02′E 101°31′E 102°41′E 117°22′E 102°48′E
纬度 35°52′N 36°40′N 25°01′N 40°36′N 24°53′N
了解大气含氧量减少对人体产生的影响
活动
3.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。表2.1中所列的高原训练基地的海拔在这个范围内吗 参照表2.2推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。
表2.2 不同海拔与海平面的含氧量比
海拔/m 0 1000 2000 3000 4000
含氧量比/% 100 89 78 70 61
含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。
了解大气含氧量减少对人体产生的影响
活动
地球大气从地面向上可延伸到数千米高空，根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以分为对流层、平流层和高层大气。
1.为什么积雨云出现在对流层？
2.平流层为什么适合飞机飞行？
3.无线电通信运用了哪层大气的特性？
思考
二、大气的垂直分层
对流层集中了整个大气质量的3/4，几乎全部水汽和尘埃，它具有以下三个基本特征：
其原因是近地面大气的直接热源是地面辐射，距地面越高，获得的地面辐射越少，气温越低。
（一）对流层
（1）气温随高度的增加而递减，平均每升高100米，气温降低0.6℃
对流层“下热上冷”，空气上下对流。对流运动使高层和低层空气得以交换，促进热量和水分传输，对成云致雨有重要作用。
（2）空气有强烈的对流运动
地球不同纬度间的热量差异，使得不同纬度的对流运动的强烈程度有差异，进一步影响不同纬度的对流层高度。
（2）空气有强烈的对流运动
对流层高度示意图
对流层集中了75%大气质量和90%的水汽，因此伴随强烈的对流运动，产生水相变化，形成云、雨、雪等复杂的天气现象。
（3）天气的复杂多变
对流层与地表自然界和人类关系最为密切。
20～25公里高度处，臭氧含量最多，臭氧能吸收大量太阳紫外线，从而使气温升高，并大致在50公里高空形成一个暖区。
（1）温度随高度增加而增加
（二）平流层
对流层顶部至50—55千米高空。
“上热下冷”，空气以水平运动为主，空气垂直混合明显减弱，整个平流层比较平稳。
（2）垂直气流显著减弱
平流层天气晴朗，大气透明度好。
（3）水汽、尘埃含量极少
由于没有吸收紫外线的臭氧，高层大气自平流层顶部开始气温会下降。
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。
（三）高层大气
平流层以上的大气。
在80-120km的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，产生流星现象。
在80-500km的高空，若干电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。
高层大气空气密度很小，在2000-3000km的高空，高速运动的空气质点经常逸散到宇宙空间。
大气的组成和垂直分层
大气的组成
大气的垂直分层
低层大气的组成
人类活动影响大气
对流层
平流层
高层大气