2．2 大气的组成与垂直分层-课件（共29张PPT）
文档属性
| 名称 | 2．2 大气的组成与垂直分层-课件（共29张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 中图版（2019） | ||
| 科目 | 地理 | ||
| 更新时间 | 2020-02-08 15:14:56 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
大气的组成与垂直分层
课程标准
运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。
学习目标一
学习目标二
1．运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层。
2．能够运用图表资料，说明大气对人类生产生活的联系。
民航客机的飞行分为起飞、巡航和降落三个阶段。主要航程为巡航，也就是平飞阶段，其飞行高度以舒适、经济为原则。我国民航规定，中型以上的民航客机都在海拔7000-12000米的高空飞行，其中大型民航客机一般在11000米上下的高空飞行。这个空间大气垂直运动较少，以水平运动为主、飞机在其中受力比较稳定：水汽和尘埃量少、能见度高；对地面产生的噪声污染相对较小；飞鸟飞行一般达不到此高度。可以避免机鸟相撞的事故。
民航客机的飞行高度
思考：大型民航客机的飞行高度主要位于大气层的哪一层?
从浩渺的宇宙中看地球，它就像被一层薄纱所包裹着。我们将这个由气体和悬浮物组成的、并包围着地球的连续气体园层称为大气圈。大气圈中的气态物质我们称之为大气。它不仅满足了地球上生物维持生命的需要，而且是地球自然地理环境的重要组成部分和最活跃的因素，对人类的生产和生活也发挥着重大作用。
大气圈
大气的组成
现代地球大气是距今3.5亿年前，当陆地上开始出现大量植物时，由原始大气逐渐演变而成的二次大气。大气是由干洁空气、固体杂质和水汽等组成的混合物。干洁空气的主要成分有氮气和氧气，其次是氩气、二氧化碳、甲烷和臭氧等。
大气的组成
氮气（N2）氮气是大气中含量最多的气体。氮元素是生物体内蛋白质和很多复杂化学物质的组成部分，是生物体健康生长必不可少的元素。
氧气（O2）氧气是大气中含量仅次于氮气的气体，是众多生物生命活动必需的物质。
二氧化碳（CO2）二氧化碳主要来自火山喷发、动植物的呼吸以及人类活动。二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，是一种重要的温室气体，对地面具有保温作用。近几十年来，二氧化碳浓度升高引起“温室效应”加剧，对当代气候产生深刻影响，已经引起人们的高度重视。
大气的组成
臭氧（O3）高空的氧，在太阳紫外线的催化作用下，形成了由3个氧原子组成的臭氧。臭氧的浓度在垂直方向上分布不均。距离地面20~25千米是臭氧浓度最高的区域，称为臭氧层。臭氧能吸收太阳辐射中的紫外线，使地面上的生物免受紫外线伤害，因而被称为地球生命的“保护伞”。但是在低层大气中，臭氧浓度增高会对人体的健康造成一系列不利影响。
大气的组成
水汽（H?O）大气中的水汽含量随着时间和地点的不同而变化。沙漠和极地地区的大气中，水汽含量极少，而在热带雨林地区，水汽在大气中的比重占到5%。水汽是影响天气变化的重要因素。当大气中的水汽以固体微粒为凝结核凝结成液体微滴或者凝华成冰晶时就形成了云。如果这些小颗粒变得足够大，它们就以雨、雪等形式降落。
大气的组成
总结：大气的成分
大气成分 体积比 作用
干洁空气 N2 78 地球上生物体的基本成分（构成有机体的重要元素）
O2 21 人类和一切生物维持生命活动所必须的物质
CO2 0.033（变化） 植物光合作用的基本原料，对地面起到保温作用
O3 很少（变化） 吸收太阳紫外线，保护地球生物
其他气体（氖、氦等） 很少 各种反应
水汽 很少 产生云、雨、雾、雪天气；影响地面和大气的湿度
固体杂质 很少 作为凝结核，是成云致雨的必要条件
干洁空气、水汽、固体杂质
氮78%
氧21%
其他气体1%
氩、CO2、O3
土卫六的主要大气成分土卫六是土星最大的卫星。土卫六的大气质量是地球大气质量的10倍，雾有320千米厚，完全不同于地球上的云，从外面看上去像一个完全不透明的大橘子。为了解土卫六大气的组成成分，2005年1月14日、“惠更斯号”无人探测器降落在土卫六的表面。通过测查，土卫六大气的主要成分是氮气和甲烷，这正是地球早期大气的主要成分，说明土卫六的大气跟40多亿年前的地球大气很相似。
阅读：土卫六的主要大气成分
气溶胶：大气中均匀分布着相当数量的固体微粒和液体微滴，如海盐、粉尘、灰尘、烟尘和有机物等，它们所构成的稳定混合物，统称为气溶胶。气溶胶的产生，除了来自火山喷发、流星体燃烧、森林火灾、海浪飞沫、风沙扬尘、植物花粉传播等自然过程外，更重要的是由于人类活动，如工业生产、生活燃烧以及各种交通工具排放的烟雾粉尘等。
阅读：气溶胶和污染气体
污染气体：随着工业和和交通运输业的发展，许多有害气体都被排放在大气中，他们统称为污染气体。主要有二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氯化氢、二氧化氮、一氧化氮和氯气等。污染气体的排放在工业和交通发达的城市尤为严重，污染气体的含量虽然很少，却给人类的生存和健康带来严重的危害。2016年6月27日，世界卫生组织发布的报告指出，全球每年有几百万人的死亡原因与空气污染有关。
阅读：气溶胶和污染气体
空气质量指数（AQI）是定量描述空气质量状况的数值。参与空气质量评价的主要污染物包括二氧化硫、二氧化氯、细颗粒物、可吸入颗粒物、一氧化碳和臭氧等6种。
活动
查出你所在地区当天的空气质量指数，分析空气质量属于哪一级？
哪些人类活动会造成大气污染？探讨并列举你所在地区减少大气污染的三项措施。
雾霾天气是一种大气污染状态。雾霾主要由二氧化碳、氮氧化物和可吸入颗粒物等组成。雾霾中的可吸入颗粒物小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长，输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响大。我国部分地区已把雾霾天气列入灾害性天气进行预报。
活动：
大气的垂直分层
在大气圈中，随着高度的变化，大气的物理性质和运动状况都会发生很大的变化。根据大气在垂直方向上的物理性质和运动状况，可以将大气分为对流层、平流层和高层大气。
-100
-50
0
50
100
(0C)
20
40
60
80
100
120
高度(Km)
0
对流层
平流层
电离层
高层大气
大气的垂直分层
整个大气3/4的质量和几乎全部的水汽
3、天气现象复杂多变
2、对流运动显著
上冷下热
热量源于地面
特点
1、气温随高度的增加而降低
对流层
对流层的高度因其对流运动的强弱而异。对流运动的强弱又与地面温度高低直接相关。那么，对流层厚度随季节和纬度有什么分布规律？
（1）季节：夏季厚，冬季薄
（2）纬度：低纬度17~18km；中纬度11~12km；高纬度8~9km
对流层
平流层
特点
臭氧吸收紫外线而增温
上热下冷
2、平流运动为主
天气晴朗，利于高空飞行
水汽和杂质含量少
1、气温随高度的增加而增加
平流层
层次名称
高度
气温随高度变化规律
特点
对流层
低纬：17-18公里
气温随高度增加而递减（高度每上升100米温度下降0.6摄氏度）
１、占有整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽
２、空气对流显著
３、天气现象复杂多变，与人类关系最为密切
中纬：10-12公里
高纬：8-9公里
平流层
对流层顶到50公里
气温随高度增加而迅速上升
１、臭氧吸收太阳紫外线
２、大气以水平运动为主
３、天气晴朗，利于高空飞行
总结：大气的垂直分层
高层大气特点
1、气压很低、密度很小
2、80~500千米的高空，有若干电离层
大气的垂直分层
层次名称
高度
气温随高度变化规律
特点
中间层
平流层顶到85公里
气温随高度增加迅速降低
高空对流层
热层
中间层顶到300公里
气温随高度增加上升很快
大气处于高度电离状态（电离层）
外层
热层顶到大气上界2000-3000公里
温度变化极小
空气稀薄
大气的垂直分层：高层大气
气层 高度（千米） 能量来源 气温垂直变化 空气运动 天气现象及与人类关系
对流层 低纬
17-18
中纬
10-12
高纬
8-9 水汽和二氧化碳吸收地面长波辐射 随着高度增加而递减 对流活动强烈 天气现象复杂多变；对地面有保温作用
平流层 从对流层顶至50 臭氧大量吸收太阳辐射中的紫外线 随着高度增加而递增
（22-27千米为臭氧层） 以水平运动为主 天气晴朗，利于高空飞行；吸收紫外线，保护地球生物
高层大气 从平流层顶至3000 氧原子大量吸收紫外线 随高度增加先下降后迅速上升 最下层对流，最上层散逸 电离层（80-500）反射无线短波（无线短波通讯）
总结：大气的垂直分成
思考活动：
位于北半球的北双子天文望选镜坐落在夏威夷的冒纳凯阿火山顶峰上。冒纳凯阿火山海拔约4200米。山顶空气稀薄，水汽含量低，孤立于太平洋中央。这个绝佳的地理位置被公认为是地球上进行天文现测的最佳台址。位于南半球的南双子天文望运镜坐落于智利安第斯山脉的帕穹山上。帕穹山海拔约2700米，山顶空气非常干燥而且几乎无云、是设置天文望运镜的理想之地。
位于南北平球上两个最佳天文观测点都有怎样的大气条件?
2016年12月22日3时22分，我国成功发射全球二氧化碳监测科学实验卫星（简称碳卫星）。这是我国首颗、全球第三颗专门用于监测全球大气中二氧化碳含的卫星。从太空中怎么能“看”到二氧化碳呢？原来本次发射的碳卫星，搭载了一台高光谱与高空间分辨率的二氧化碳探测仪。
案例研究：
卫星监测二氧化碳含量
这台探测仪的工作原理是在可见光和近红外谱段，对二氧化碳的吸收波段进行送感监测。当太阳光穿过大气层时，不同浓度的二氧化碳分子对太阳光谱中不同波长部分的吸收程度不同。波长不同的电磁波、引起人眼的颜色感觉不同。而探测仪正是通过对这些“颜色”进行准确测量，反推出大气中二氧化碳浓度。当大气中二氧化碳合量变化超过百万分之四时，碳卫星就会发现。用通俗的话说，就是通过看“颜色”来识别二氧化碳气体。
案例研究：
卫星监测二氧化碳含量
谢 谢
大气的组成与垂直分层
课程标准
运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产生活的联系。
学习目标一
学习目标二
1．运用图表资料，说明大气的组成和垂直分层。
2．能够运用图表资料，说明大气对人类生产生活的联系。
民航客机的飞行分为起飞、巡航和降落三个阶段。主要航程为巡航，也就是平飞阶段，其飞行高度以舒适、经济为原则。我国民航规定，中型以上的民航客机都在海拔7000-12000米的高空飞行，其中大型民航客机一般在11000米上下的高空飞行。这个空间大气垂直运动较少，以水平运动为主、飞机在其中受力比较稳定：水汽和尘埃量少、能见度高；对地面产生的噪声污染相对较小；飞鸟飞行一般达不到此高度。可以避免机鸟相撞的事故。
民航客机的飞行高度
思考：大型民航客机的飞行高度主要位于大气层的哪一层?
从浩渺的宇宙中看地球，它就像被一层薄纱所包裹着。我们将这个由气体和悬浮物组成的、并包围着地球的连续气体园层称为大气圈。大气圈中的气态物质我们称之为大气。它不仅满足了地球上生物维持生命的需要，而且是地球自然地理环境的重要组成部分和最活跃的因素，对人类的生产和生活也发挥着重大作用。
大气圈
大气的组成
现代地球大气是距今3.5亿年前，当陆地上开始出现大量植物时，由原始大气逐渐演变而成的二次大气。大气是由干洁空气、固体杂质和水汽等组成的混合物。干洁空气的主要成分有氮气和氧气，其次是氩气、二氧化碳、甲烷和臭氧等。
大气的组成
氮气（N2）氮气是大气中含量最多的气体。氮元素是生物体内蛋白质和很多复杂化学物质的组成部分，是生物体健康生长必不可少的元素。
氧气（O2）氧气是大气中含量仅次于氮气的气体，是众多生物生命活动必需的物质。
二氧化碳（CO2）二氧化碳主要来自火山喷发、动植物的呼吸以及人类活动。二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料，是一种重要的温室气体，对地面具有保温作用。近几十年来，二氧化碳浓度升高引起“温室效应”加剧，对当代气候产生深刻影响，已经引起人们的高度重视。
大气的组成
臭氧（O3）高空的氧，在太阳紫外线的催化作用下，形成了由3个氧原子组成的臭氧。臭氧的浓度在垂直方向上分布不均。距离地面20~25千米是臭氧浓度最高的区域，称为臭氧层。臭氧能吸收太阳辐射中的紫外线，使地面上的生物免受紫外线伤害，因而被称为地球生命的“保护伞”。但是在低层大气中，臭氧浓度增高会对人体的健康造成一系列不利影响。
大气的组成
水汽（H?O）大气中的水汽含量随着时间和地点的不同而变化。沙漠和极地地区的大气中，水汽含量极少，而在热带雨林地区，水汽在大气中的比重占到5%。水汽是影响天气变化的重要因素。当大气中的水汽以固体微粒为凝结核凝结成液体微滴或者凝华成冰晶时就形成了云。如果这些小颗粒变得足够大，它们就以雨、雪等形式降落。
大气的组成
总结：大气的成分
大气成分 体积比 作用
干洁空气 N2 78 地球上生物体的基本成分（构成有机体的重要元素）
O2 21 人类和一切生物维持生命活动所必须的物质
CO2 0.033（变化） 植物光合作用的基本原料，对地面起到保温作用
O3 很少（变化） 吸收太阳紫外线，保护地球生物
其他气体（氖、氦等） 很少 各种反应
水汽 很少 产生云、雨、雾、雪天气；影响地面和大气的湿度
固体杂质 很少 作为凝结核，是成云致雨的必要条件
干洁空气、水汽、固体杂质
氮78%
氧21%
其他气体1%
氩、CO2、O3
土卫六的主要大气成分土卫六是土星最大的卫星。土卫六的大气质量是地球大气质量的10倍，雾有320千米厚，完全不同于地球上的云，从外面看上去像一个完全不透明的大橘子。为了解土卫六大气的组成成分，2005年1月14日、“惠更斯号”无人探测器降落在土卫六的表面。通过测查，土卫六大气的主要成分是氮气和甲烷，这正是地球早期大气的主要成分，说明土卫六的大气跟40多亿年前的地球大气很相似。
阅读：土卫六的主要大气成分
气溶胶：大气中均匀分布着相当数量的固体微粒和液体微滴，如海盐、粉尘、灰尘、烟尘和有机物等，它们所构成的稳定混合物，统称为气溶胶。气溶胶的产生，除了来自火山喷发、流星体燃烧、森林火灾、海浪飞沫、风沙扬尘、植物花粉传播等自然过程外，更重要的是由于人类活动，如工业生产、生活燃烧以及各种交通工具排放的烟雾粉尘等。
阅读：气溶胶和污染气体
污染气体：随着工业和和交通运输业的发展，许多有害气体都被排放在大气中，他们统称为污染气体。主要有二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氯化氢、二氧化氮、一氧化氮和氯气等。污染气体的排放在工业和交通发达的城市尤为严重，污染气体的含量虽然很少，却给人类的生存和健康带来严重的危害。2016年6月27日，世界卫生组织发布的报告指出，全球每年有几百万人的死亡原因与空气污染有关。
阅读：气溶胶和污染气体
空气质量指数（AQI）是定量描述空气质量状况的数值。参与空气质量评价的主要污染物包括二氧化硫、二氧化氯、细颗粒物、可吸入颗粒物、一氧化碳和臭氧等6种。
活动
查出你所在地区当天的空气质量指数，分析空气质量属于哪一级？
哪些人类活动会造成大气污染？探讨并列举你所在地区减少大气污染的三项措施。
雾霾天气是一种大气污染状态。雾霾主要由二氧化碳、氮氧化物和可吸入颗粒物等组成。雾霾中的可吸入颗粒物小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长，输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响大。我国部分地区已把雾霾天气列入灾害性天气进行预报。
活动：
大气的垂直分层
在大气圈中，随着高度的变化，大气的物理性质和运动状况都会发生很大的变化。根据大气在垂直方向上的物理性质和运动状况，可以将大气分为对流层、平流层和高层大气。
-100
-50
0
50
100
(0C)
20
40
60
80
100
120
高度(Km)
0
对流层
平流层
电离层
高层大气
大气的垂直分层
整个大气3/4的质量和几乎全部的水汽
3、天气现象复杂多变
2、对流运动显著
上冷下热
热量源于地面
特点
1、气温随高度的增加而降低
对流层
对流层的高度因其对流运动的强弱而异。对流运动的强弱又与地面温度高低直接相关。那么，对流层厚度随季节和纬度有什么分布规律？
（1）季节：夏季厚，冬季薄
（2）纬度：低纬度17~18km；中纬度11~12km；高纬度8~9km
对流层
平流层
特点
臭氧吸收紫外线而增温
上热下冷
2、平流运动为主
天气晴朗，利于高空飞行
水汽和杂质含量少
1、气温随高度的增加而增加
平流层
层次名称
高度
气温随高度变化规律
特点
对流层
低纬：17-18公里
气温随高度增加而递减（高度每上升100米温度下降0.6摄氏度）
１、占有整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽
２、空气对流显著
３、天气现象复杂多变，与人类关系最为密切
中纬：10-12公里
高纬：8-9公里
平流层
对流层顶到50公里
气温随高度增加而迅速上升
１、臭氧吸收太阳紫外线
２、大气以水平运动为主
３、天气晴朗，利于高空飞行
总结：大气的垂直分层
高层大气特点
1、气压很低、密度很小
2、80~500千米的高空，有若干电离层
大气的垂直分层
层次名称
高度
气温随高度变化规律
特点
中间层
平流层顶到85公里
气温随高度增加迅速降低
高空对流层
热层
中间层顶到300公里
气温随高度增加上升很快
大气处于高度电离状态（电离层）
外层
热层顶到大气上界2000-3000公里
温度变化极小
空气稀薄
大气的垂直分层：高层大气
气层 高度（千米） 能量来源 气温垂直变化 空气运动 天气现象及与人类关系
对流层 低纬
17-18
中纬
10-12
高纬
8-9 水汽和二氧化碳吸收地面长波辐射 随着高度增加而递减 对流活动强烈 天气现象复杂多变；对地面有保温作用
平流层 从对流层顶至50 臭氧大量吸收太阳辐射中的紫外线 随着高度增加而递增
（22-27千米为臭氧层） 以水平运动为主 天气晴朗，利于高空飞行；吸收紫外线，保护地球生物
高层大气 从平流层顶至3000 氧原子大量吸收紫外线 随高度增加先下降后迅速上升 最下层对流，最上层散逸 电离层（80-500）反射无线短波（无线短波通讯）
总结：大气的垂直分成
思考活动：
位于北半球的北双子天文望选镜坐落在夏威夷的冒纳凯阿火山顶峰上。冒纳凯阿火山海拔约4200米。山顶空气稀薄，水汽含量低，孤立于太平洋中央。这个绝佳的地理位置被公认为是地球上进行天文现测的最佳台址。位于南半球的南双子天文望运镜坐落于智利安第斯山脉的帕穹山上。帕穹山海拔约2700米，山顶空气非常干燥而且几乎无云、是设置天文望运镜的理想之地。
位于南北平球上两个最佳天文观测点都有怎样的大气条件?
2016年12月22日3时22分，我国成功发射全球二氧化碳监测科学实验卫星（简称碳卫星）。这是我国首颗、全球第三颗专门用于监测全球大气中二氧化碳含的卫星。从太空中怎么能“看”到二氧化碳呢？原来本次发射的碳卫星，搭载了一台高光谱与高空间分辨率的二氧化碳探测仪。
案例研究：
卫星监测二氧化碳含量
这台探测仪的工作原理是在可见光和近红外谱段，对二氧化碳的吸收波段进行送感监测。当太阳光穿过大气层时，不同浓度的二氧化碳分子对太阳光谱中不同波长部分的吸收程度不同。波长不同的电磁波、引起人眼的颜色感觉不同。而探测仪正是通过对这些“颜色”进行准确测量，反推出大气中二氧化碳浓度。当大气中二氧化碳合量变化超过百万分之四时，碳卫星就会发现。用通俗的话说，就是通过看“颜色”来识别二氧化碳气体。
案例研究：
卫星监测二氧化碳含量
谢 谢