(共19张PPT)
第一节
大气的组成和垂直分层
导入
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
1、鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服
2、39千米高空的大气与近地面大气有哪些不同
3、这些不同的大气特点与鲍姆加特纳配备的特制宇航服有怎样的联系？
大气的组成
1、大气的概念：大气是指地球周围聚集的一层很厚的大气分子，称之为大气圈。是由多种气体、固体杂质和水汽混合而形成。
1.低层大气主要由哪几部分组成？
阅读课本28-29页，思考下列问题。
低层大气
干洁空气
水汽
杂质
2.干洁空气中最常见的气体分别是什么？这些大气成分的作用是什么？
大气的组成
大气的组成
2、低层大气的组成及作用
大气的组成
2、低层大气的组成及作用
组成成分 作用 干洁空气 氧气 维持人类及一切生物的生命活动；参与有机物的燃焼、腐败、分解
氮气 生物体的基本成分
二氧化碳 植物进行光合作用的重要原料；吸收地面辐射的能力强，使气温升高
臭氧 吸收太阳紫外线，保护地球生物；影响大气温度
水汽 水汽的固、液、气三态转化，产生了一系列天气现象 固体杂质 作为凝结核，是成云致雨的必要条件 作用 成分
地球生物体的基本元素
人类和其他生物维持生命活动所必需的物质
调节地面和大气的温度、湿度
水汽的凝结核，成云致雨的必要条件
绿色植物进行光合作用的原料；对地面有保温作用
吸收紫外线，地球生命的保护伞
C
F
B
D
E
A.二氧化碳 B.水汽 C.臭氧 D.氮 E.氧 F.杂质
A
试一试
然而，人类不合理的活动，
正在改变着大气的成分和含量……
图2.4 二氧化碳体积分数的变化
案例1：大气中二氧化碳含量变化与人类活动
在过去80万年的绝大多数时间里，大气中二氧化碳体积分数的变化相对平缓。然而，从1740年到2011年，短短不到300年时间，二氧化碳体积分数增加40%多（图2.4）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）。化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；森林面积的缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。
1.读图2.4，描述1740年到2000年，二氧化碳体积分数变化特点？
①二氧化碳体积分数持续升高；
②1960年至2011年，二氧化碳体积分数增长速度最快。
图2.4 二氧化碳体积分数的变化
案例1：大气中二氧化碳含量变化与人类活动
在过去80万年的绝大多数时间里，大气中二氧化碳体积分数的变化相对平缓。然而，从1740年到2011年，短短不到300年时间，二氧化碳体积分数增加40%多（图2.4）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）。化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；森林面积的缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。
2.二氧化碳持续升高是什么原因？
①化石燃料燃烧：
工业：交通工具，电厂
农业：农业机械
生活：液化气、天然气、私家车
②土地利用的变化（砍伐森林）
毁林（开荒、采矿、获取木材），森林面积缩小，减少对二氧化碳的吸收。
图2.4 二氧化碳体积分数的变化
案例1：大气中二氧化碳含量变化与人类活动
在过去80万年的绝大多数时间里，大气中二氧化碳体积分数的变化相对平缓。然而，从1740年到2011年，短短不到300年时间，二氧化碳体积分数增加40%多（图2.4）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）。化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；森林面积的缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。
3.大量化石燃料燃烧会造成什么影响？
（1）CO2等温室气体增多全球变暖
二氧化碳等温室气体的增加导致全球气候变暖，进而导致海平面上升，淹没沿海低地，极端气候多发。农业结构的变化。
大气的组成
3、人类活动对大气的影响
（2）臭氧层破坏
冰箱、冰柜的使用向大气中排放氟氯烃化合物。
大气的组成
3、人类活动对大气的影响
工业、燃烧化石燃料、汽车尾气排放等都会造成大气污染
（3）雾霾（PM2.5)
大气的组成
3、人类活动对大气的影响
（4）酸雨
烧煤的烟囱或烧油的汽车排放出来的酸性气体，与天上的水蒸气相遇，形成硫酸和硝酸小水滴，落到地面形成酸雨。
大气的组成
3、人类活动对大气的影响
图2.4 二氧化碳体积分数的变化
案例1：大气中二氧化碳含量变化与人类活动
在过去80万年的绝大多数时间里，大气中二氧化碳体积分数的变化相对平缓。然而，从1740年到2011年，短短不到300年时间，二氧化碳体积分数增加40%多（图2.4）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）。化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；森林面积的缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。
4.主要应对措施有哪些？
①多使用清洁能源
②提高能源利用技术和效率
③提高自身素质和环保意识
④避免浪费，减少废弃物排放
⑤植树种草，防止森林火灾
四川8633在飞行过程中遇到了什么情况？
机长向空管局发出了什么申请？
为什么在9200m的高空会遇到强烈气流？
机长为什么要申请上高度？
申请上高度
大气垂直分层依据
对流层
平流层
高层大气
散逸层
热层（电离层）
中间层
大气在垂直方向上温度、运动状况和密度等方面的差异
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
小 结(共18张PPT)
第一节
大气的组成和垂直分层
大气的垂直分层
大气分层 高度 特点
气温的垂直变化
高空大气 平流层顶至2000 ~ 3000千米 气温随高度增加先降低后升高
平流层 对流层顶至50 ~ 55千米 气温随高度升高而升高，大气下冷上热，因而大气结构平稳，天气晴朗
对流层 低纬：17-18千米； 中纬：10-12千米； 高纬：8-9千米 同一纬度不同季节厚度不同，夏季较厚，冬季较薄 气温随高度升高而降低，大气下热上冷，空气上升，对流现象显著，与人类最
特点 不同纬度 不同季节
高度
原因
平均值：12km
低纬度：17-18KM
中纬度：10-12KM
高纬度：8-9KM
低纬度受热多，对流旺盛
同一地区，夏季厚，冬季薄
夏季受热多，对流比冬季旺盛
1.对流层-①高度
特点
气温随高度变化
原因
随高度上升而递减(每上升100米下降0.6℃)
地面是对流层大气的主要的、直接的热源
1.对流层-②气温变化
特点
气流运动特征
原因
对流运动显著
该层大气层气温上部冷,下部热
1.对流层-③气流运动
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
1.对流层-④天气特征
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
特点
高度
气温随高度变化
气温变化原因
自对流层顶部至50-55KM
气温随高度上升而升高
该层臭氧吸收紫外线;
22-27KM臭氧达到最大值.
2.平流层-高度&气温变化
特点
气流运动特征
天气 特征
与人类的关系
平流运动为主
（原因：该层大气上热下冷，不易对流）
天气晴朗（原因：水气杂质很少,大气层平稳）
①地球生命的保护伞
②利于航空飞行
2.平流层-气流运动&天气
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
3.高层大气-高度&气温
特点
高度
气温随高度变化
气温变化原因
平流层以上
随着高度升高气温先下降再升高
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
气温变化原因：
大气的垂直分层
高层大气中在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（防弹衣）
高层大气大气层结构特征 流星燃烧
3.高层大气-自然现象
高层大气大气层结构特征 极光
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
在80-500 千米的高空，有若干电离层
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
高层大气大气层结构特征 无线电通信
3.高层大气-人类活动
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 该层上部冷、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、固体杂质集中在该层
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 该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线
气流以平流运动为主 该层大气上热下冷，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
大气的垂直分层
读大气的垂直分层示意图，完成下面小题
1. 对流层的主要特征有（）
①气温随高度的增加而降低 ②天气现象复杂多变
③气温随高度的增加而上升 ④厚度基本稳定
A. ①② B. ②④ C. ①③ D. ③④
2. 保护地球上的生物免受过多紫外线伤害的物质主要存在于大气层中的（）
A. ①层 B. ②层
C. ③层 D. ①层和②层
3. 下列说法正确的是（）
A. ①层大气以平流运动为主
B. ①层集中了整个大气圈几乎全部的水汽、杂质
C. ②层有利于飞机飞行
D. ③层存在一个电离层，能反射无线电波
A
B
C
北京时间2020年11月24日4时30分，海南文昌航天发射场成功发射嫦娥五号探测器，嫦娥五号采取月球上的“月壤”和岩芯样本后，于12月17日凌晨成功降落在内蒙古。下图为“嫦娥五号”返回路线示意图，读图完成下面小题。
4. “嫦娥五号”返回地面的过程中，依次经过的大气层是（）
A. 对流层、高层大气、平流层
B. 对流层、平流层、高层大气
C. 高层大气、对流层、平流层
D. 高层大气、平流层、对流层
5. “嫦娥五号”返回途中，可能发生的现象是（）
A. 甲—乙段出现雷雨天气 B. 乙—丙段出现了臭氧层
C. 丙—丁段空气对流显著 D. 丁—戊段空气密度增大
6. 与地球土壤相比，“月壤”具有的特点是（）
A. 质地更粗 B. 含水量更高
C. 不含有机质 D. 微生物更多
D
D
C
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
小 结
