(共34张PPT)
大气的组成和垂直分层
近地面到2000-3000km(大气上界)
课程标准核心素养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。1.结合大气成分的主要作用,分析大气层气温变化和大气运动的原因。(综合思维)2.通过实地观测了解当地大气成分和大气污染状况。(地理实践力)3.结合资料,说明大气垂直分层的依据,理解每层的特点。(区域认知)4.结合资料,了解大气成分和垂直分层对人类的影响;结合环保案例,说明大气环境保护的必要性和重要性。(人地协调观)大气——自然环境最活跃的成分
万 物 生 存 离 不 开 大 气
教材P66探究:1.地球上的生命活动离不开太阳辐射所提供的能量,但太阳辐射中的紫外线会破坏人、动物和植物的细胞组织。臭氧层能大量吸收太阳辐射中的紫外线,避免地球生物遭受过多紫外线辐射的影响,而少量穿过臭氧层到达地面的紫外线,能起到杀菌防病的作用,并能促进人体内维生素的合成。因此,臭氧层被称为“地球生命的保护伞”,每年的9月16日被定为保护臭氧层国际日。2.除了教材中提到的臭氧层被破坏之外,全球性大气环境问题还包括全球变暖和酸雨等。全球变暖主要是由于人类向大气排放越来越多的二氧化碳等温室气体,温室效应不断增强的结果。酸雨主要由于人类向大气排放的各种酸性气体(如二氧化硫等)不断增多,出现酸碱度(pH)低于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水。一、大气的组成
干洁空气
水汽
固体杂质
低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体
21%
78%
二氧化碳 CO2
作用:
臭氧—O3
作用:
氧气 O2
作用:
氮气—N2
作用:生物体的基本成分
78%
21%
1%
低
层
大
气
1.大气的主要组成成分及其作用
组成成分 占大气体积 作 用
干洁空气 氮气 78%
氧气 21%
二氧 化碳 较少
臭氧 很少
水汽 很少,因时因地而异
杂质
学生自主归纳以下表格:
氮是地球生物体内蛋白质的重要组成成分;地球上生物体的基本成分
氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质
绿色植物进行光合作用的基本原料,
对地表起着保温作用
能强烈吸收紫外线,保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害
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的温度
作为凝结核,是成云致雨的必要条件
【激疑】大气成分是固定不变的吗
提示:不是。从地质作用看,原始大气成分和现代大气成分不同;从当前来看,不同的区域由于地理环境的变化,会导致大气成分的变化;现代生产、生活大量的废气排放,有害气体增加,加剧大气环境的污染。
思考
1740年到2011年,短短不到300年的时间里,二氧化碳体积分数变化趋势怎么样?是什么原因产生的变化呢?造成什么影响?
变化趋势
呈现上升趋势,增加速度加快
原因
1、化石燃料燃烧(释放大量二氧化碳)
2、毁林(减少森林吸收二氧化碳的量)
影响
二氧化碳增加导致全球变暖
雨水下降时尘埃微粒也就随之而降落
水汽和杂质
含量很少却在天气现象中扮演重要角色——成云致雨的必要条件
降水(成云致雨)的条件:
1充足的水汽;2遇冷凝结;3凝结核
大气中的杂质作为凝结核,是成云致雨的必要条件。
分布变化:
水平方向:海洋上空高于陆地上空;湿润地区上空高于干旱上空
垂直方向:一般自地面向高空逐渐减少
近地面大气中,陆上大于海上;城市大于乡村;冬季大于夏季
雨后空气是清新的:杂质作为凝结核随降雨降落到地面
作用:
水汽:
杂质:
思考探究:
大气中的水汽和尘埃来自何处?
大气中的水汽的含量是因时因地而变化着的。
尘埃主要来自自然和人类活动。
除尘埃外,空气中的一些化学物质也来自人类活动,它们是影响空气质量的主要因素。如:氯氟烃、二氧化硫等
前
后
人类活动前后对比
人类活动排放的污染物进入大气,会影响大气的成分和含量,对生态系统和人类生存造成不利影响。
杂质会使大气能见度降低
阅读课本68页
了解并区分雾与霾
教材P68活动:雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子的集合体,能够使空气混浊。两种物质的组成不同,前者是气态和液态物质,后者是固态颗粒物。两者都能造成空气的能见度下降,前者指空气中水平能见度低于1千米,后者指低于10千米。两者在日出后变化较大,雾日出后即散,霾日出后不会消散。霾的固态颗粒物来自汽车尾气、工业废气、燃煤取暖产生的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等。霾的危害主要有两方面:一是对人体产生的危害,比如对呼吸系统、心血管系统等的影响;二是对生态环境和交通造成的危害,比如霾天气时,由于空气质量差,能见度低,容易引起交通阻塞,发生交通事故。气温(℃)
高度(千米)
50
12
高
层
大
气
平
流
层
对
流
层
宇宙火箭 人造卫星
极光
流星
气温垂直分布
积雨云
-100
60
20
-20
-60
二、大气的垂直分层
近地面到2000-3000km(大气上界)
根据大气的
温度、密度和运动状况
在垂直方向上的差异
对流层 —— 与人类的关系最密切
纬度
高纬度地区:8—9千米
中纬度地区:10—12千米
低纬度地区:17—18千米
季节
夏季较厚
冬季较薄
大气圈最底层,集中了约75%的大气和90%以上的水汽、固体杂质,大气中的污染物也多集中在这一层。
对流层下界与地面相接,上界高度随纬度和季节而变化。
温带地区
低纬地区受太阳辐射多,
对流旺盛,对流层高度大
对流层的主要特点并分析其成因
2、空气对流运动显著
3、天气现象复杂多变
1、气温随高度增加而递减,每上升100米降低0.6℃。
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
地面是对流层大气主要的直接热源
上冷下热,
差异大,对流强
水汽杂质多
对流显著气流
上升气温降低,
水汽凝结,成
云致雨
平流层的主要特点并分析其成因
3、大气平稳,天气晴朗,有利高空飞行
1、气温随高度升高而升高。
2、大气以水平运动主;(大气上热下冷,大气稳定)
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
平流层
范围:自对流层顶部至50- 55千米高空。
臭氧层(15-35千米)吸收大量紫外线使大气增温
水汽和杂质含量少,
无云雨现象,能见度好
臭氧层空洞
臭氧在大气中比例虽小,但具有强烈吸收太阳紫外的能力-地球生命的保护伞。
人们大量使用氮肥以及氯氟烃即氟里昂会使平流层的臭氧遭到破坏。
2007年9月13日,南极上空的臭氧层空洞
对人类健康影响
1.增加皮肤癌。
2.损害眼睛,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。
高层大气的主要特点并分析其成因
1、气温随高度升高先降低后上升
2、底部对流运动,上部平流运动
4、有极光和流星现象
高度
km
20
0
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
对流层
电离层(热层)
中间层
平流层
高
层
大
气
温度
℃
高层大气
3、存在电离层(60~500千米),能反射
无线电波,对无线电通信有重要作用
平流层以上大气。离地面远引力小大气密度很小,2000-3000千米空气经常散逸到宇宙空间,被认为是大气上界。
自平流层顶开始,由于没有吸收紫外线的臭氧,气温下降;其后大气吸收太阳辐射,温度又上升。
电离层大气在紫外线和宇宙射线作用下,大气分解为离子,处于高度电离状态
分层 高度范围 主要特点 特点成因 与人类的关系
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降低(每升高100米,气温大约降低0.6℃) 地面是对流层大气的直接热源 人类生活在对流层底部,与人类关系最密切
空气对流运动显著 该层上部冷,下部热 天气现象复杂多变 几乎全部的水汽、杂质集中在该层,对流运动易成云致雨 平流层 从对流层顶至50~55千米 气温随高度增加而增加 该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线 人类生存环境的天然屏障,利于航空飞行
以水平运动为主 该层大气上热下冷,大气稳定 天气晴朗 水汽、杂质少,气流平稳 高层大气 平流层以上 大气密度极小 距地面远,受到引力小 电离层能反射无线电短波,对无线电通信有重要作用
[归纳提升] 大气的垂直分层及各层与人类的关系
本课小结 一、大气的组成
组成成分 作 用 干洁空气 氧
氮
二氧化碳
臭氧
水汽 固体杂质 范围 特点 成因
对流层
平流层
高层大气
二、大气垂直分层
注意两个层(臭氧层与电离层)及其作用
1.关于地球低层大气组成成分的叙述,正确的是( )A.主要由氧气组成B.由干洁空气组成C.由氧气和水汽组成D.由干洁空气、水汽和杂质组成2.下列属于生物维持生命活动必需的物质是( )A.氧B.氮C.二氧化碳D.臭氧3.关于干洁空气组成成分作用的叙述,正确的是( )①氮是绿色植物进行光合作用的基本原料 ②氧是地球上生物体的基本成分 ③二氧化碳对地面起保温作用 ④臭氧能强烈吸收太阳紫外线A.①②B.①③C.②④D.③④DAD1.地球大气又称“氮氧大气”,结合地球大气圈25 km以下干洁空气的主要成分表,完成(1)~(2)题。
气体成分 体积分数(%) 质量分数(%)
氮(N2) 78.08 75.52
氧(O2) 20.94 23.15
氩(Ar) 0.93 1.28
二氧化碳(CO2) 0.03(变动) 0.05
(1)地球大气称为“氮氧大气”是因为两者( )
A.占干洁空气成分的99%
B.占大气成分的99%
C.是生命活动必不可少的物质
D.在其他天体上不存在
(2)目前,导致二氧化碳浓度升高的主要因素是( )
①植树造林②大量燃烧矿物化石燃料 ③新能源公交车的逐渐普及④森林、草原开垦成农田
A.①③ B.②④
C.①② D.③④
A
B
地 面
对流层顶
8~9KM
17~18KM
8~9KM
赤道
北极
南极
一架飞机沿10km高空从南极飞到北极,依次穿过了哪几层?
平流层——对流层——平流层
下图是“大气垂直分层示意图”,读图回答问题。
(1)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
(2)对短波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
(3)2003年10月,我国发射的“神舟”五号飞船运行轨道所在的大气层
A.气温在-50 ℃到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 ℃
B
D
C
当堂训练
(1)该图反映的是 纬度地区大气的垂直分层,理由是 。
(2)A层大气的热量主要直接来自 ,该层大气天气现象复杂多变的原因是:① ;
② 。
7.读图,完成下列各题。
中
该纬度地区对流层高度为12千米;
对流层高度在低纬地区为17~18千米,在高纬地区为8~9千米
地面
该层大气集中了整个大气中几乎全部的水汽和杂质
该层大气上部冷下部热,空气对流运动旺盛
(3)补绘B层大气气温变化曲线,该层大气中的 是人类生存环境的天然屏障。
(4)图中C层大气下部气温随高度变化的特点是 ,推测气流运动状况是 。
(5)C层大气中有若干 层, 强烈时, 信号会受影响。
(6)A→B→C大气密度变化趋势是 。
臭氧层
随高度的增加递减
以对流运动为主
电离
太阳活动
无线电短波
逐渐减小
00
00
课堂小结
教材P71-72活动:
1.(1)相较于重庆、武汉、长沙、上海,贵阳虽然纬度较低,位于亚热带,但由于其处在云贵高原,海拔较高,故夏季天气凉爽。
(2)林芝虽然处在青藏高原地区,但仔细观察发现该地海拔较低,最低处海拔不到1000米,且所在的纬度也比较低,故3月份气温已经较高,有桃花盛开。
2.(1)正常情况下,对流层气温是上冷下热,容易形成对流。若对流层局部范围内出现逆温现象,则抑制了对流的发生,导致近地面污染物不易扩散,进而可能造成大气污染。
(2)20世纪八大公害事件指因现代化学、冶炼、汽车等工业的兴起和发展,工业“三废”排放量不断增加,环境污染和破坏事件频频发生。从20世纪30年代至60年代,发生了8起震惊世界的公害事件,其中与逆温现象有关的是:①比利时马斯河谷烟雾事件;②美国多诺拉镇烟雾事件;③伦敦烟雾事件;④美国洛杉矶光化学烟雾事件等。
拓展延伸逆温现象
(1)气温垂直递减率的变化
正常情况下,海拔每升高100米,气温约下降0.6 ℃,但在不同的地点和不同的时间,可能会小于0.6 ℃或者大于0.6 ℃,如下图表现为曲线变陡或变缓。在①情况下,大气对流运动强烈;在②情况下,大气的对流运动弱,大气比较稳定。
(2)逆温现象:
①定义:一般情况下,对流层温度上冷下热,但在一定条件下,对流层的某一个高度范围内会出现气温随高度增加而上升的现象或降温变化率小于0.6°C/100 m的现象。
辐射逆温生消过程,自下而上出现和消失
③逆温的影响
a.出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,它使大气能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至出现交通事故。
b.加剧大气污染。由于逆温现象的存在,空气对流运动受阻,会造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康。
c.对航空造成影响。逆温多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空,对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为主,飞机飞行中不会有较大的颠簸。
②逆温的分类
类型 发生的条件 出现的地区
辐射逆温 经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面辐射很强,近地面大气气温迅速下降,而高处大气降温较慢 中高纬度大陆冬季黎明前
平流逆温 暖空气水平移动到冷的地面或气团上 中纬度沿海地区
地形逆温 主要由地形造成,由于山坡散热快,冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地的夜间
锋面逆温 锋面之上的暖气团与锋面之下的冷气团之间温度差异显著 锋面活动地区
1.甲乙丙丁四图中最有利于大气污染物扩散的是 ( )
A.甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
A
2. 若该地气温由甲逐渐演变到丁,则造成气温垂直变化原因可能是 ( )
① 台风过境
② 晴朗无云的夜晚
③ 冷空气南下
④ 热海洋气团影响
⑤ 暖锋过境
⑥ 连续阴雨
A. ①④ B. ③⑥
C. ②③ D. ⑤⑥
C
3.下列哪种地形易造成该地气温由甲到丁的演变 ( )
A.山地 B.谷地 C.平原 D. 丘陵
3. B
烟流的扩散有爬升型、熏蒸型、波浪型、平展型等不同形态,大气对流运动对烟流的扩散具有很大的影响。读下面四幅图,回答1—2题。
1、下列四种烟流扩散形态,与其对应的大气状况图正确的是
2、波浪型烟流出现的时间多在
A、晴朗的夜间 B、日出前后
C、多云的夜晚 D、晴朗的白天
D
D