2.1 大气的组成和垂直分层课件（共41页）

情境激趣
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小时候，他上升至39km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，护目镜中有温度调节器。
39km高空与近地面的大气有哪些不同？
鲍姆加特纳为什么要穿特制的宇航服？
人教版新教材必修第一册
第二章地球上的大气　
第1节　大气的组成和垂直分层
学习目标：

1.理解大气的组成及其作用；
2.理解大气的垂直分层及各主要层次的主要特点。
防弹衣
保温被
遮阳伞
地球上的大气圈
大气圈对地球生命的保护
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创原家独
防弹衣
月球表面陨石坑
遮阳伞
大气吸收
大气反射
大气散射
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保温被
太阳暖大地
大地暖大气
大气还大地
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一、大气的组成
0.93%的氩
0.036%的CO2
微量气体
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1、低层大气主要是由 、
和 三部分组成。 ★干洁空气主要由__________（78%）、__________组成。
干洁空气
水汽
杂质
氮气
氧气
大气组成成分的作用
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}组成成分
在地理环境中作用
干洁空气
氮
含量最 ，是地球上生物体的基本元素。
氧
是生物维持生命活动必需的物质。
CO2
是绿色植物进行 的原料，是温室气体（吸收 ，使气温升高）。
O3
含量极少，能够吸收 ，被誉为 。
水汽
水的三相变化，产生了云、雨、雾、雪等天气现象
固体杂质
作为 ，是成云致雨的必要条件
多
光合作用
地面辐射
紫外线
地球生命的保护伞
凝结核
人类活动与大气组成
成分比例的变化：主要表现为C02比例的增加。
成分的变化：主要是氟氯烃化合物的出现及其比例的增加。
活动探究—氧气含量变化对人体的影响
归纳埃塞俄比亚和肯尼亚共同的地形特点，由此推测这两个国家中长跑运动员体育成绩优异的原因。
1
埃塞俄比亚
肯尼亚
科学研究发现适当的缺氧环境有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设置危及生命。
活动探究—氧气含量变化对人体的影响
阅读教材30页，在地图册中标记出我国甘肃榆中、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。
2
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}海拔/m
0
1000
2000
3000
4000
含氧量比/%
100
89
78
70
61
目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳海拔为1800-2400km，为什么运动员在更高海拔训练反而达不到理想的效果？
3
二、大气垂直分层
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依据大气的 、 和 ，大气自下而上可以划分为________、________、 三层。
温度
运动状况
密度
对流层
平流层
高层大气
对流层
平流层
高层大气
……
对流层
平流层
高层大气
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}对流层
低纬度17—18千米；
中纬度10-12千米；
高纬度8—9千米
①气温随高度的增加而______，对流层大气主要的直接热源是______；（主要靠吸收地面长波辐射增温）离地面越高，气温越低；
对流层中海拔每上升100米，气温下降 。②________运动显著。对流层高度由低纬度向高纬______，③天气现象复杂多变：整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、固体杂质都集中在对流层，通过对流运动上升、降温，成云致雨。风、云、雨、雪等现象均发生在这一层。
与人类关系密切
递减
地面
0.6℃
对流
递减
1.对流层
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：
（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℃
其原因是太阳辐射首先主要加热地面，再由地面把热量传给大气，因而愈近地面的空气受热愈多，气温愈高，远离地面则气温逐渐降低。
1.对流层
（2）空气有强烈的对流运动
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。
1.对流层
（3）天气的复杂多变
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。
对流层与地表自然界和人类关系最为密切。
对流层
平流层
高层大气
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}平流层

对流层顶部至50—55千米高空
①气温随高度的增加而_______，因为该层气温基本不受地面影响，而是靠_______吸收太阳紫外线增温。22-27千米臭氧含量最大。②气流以__ 运动为主。该层上热下冷，不易对流，大气稳定③大气稳定，水汽和固体杂质少，无云雨现象， 好，适合航空飞行。④臭氧大量吸收紫外线，成为人类生存环境的天然屏障
有利于航空飞行
增加
臭氧
平流
能见度
2.平流层
（1）温度随高度增加而增加
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。
二、大气的垂直分层
2.平流层
（2）垂直气流显著减弱
平流层中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。
（3）水汽、尘埃含量极少
平流层天气晴朗，大气透明度好。
对流层
高层大气
平流层
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}高层大气
平流层顶以上
①气压低，密度小；②在80—500千米的高空，有若干_______，能反射__________，对无线电通讯有重要作用。③气温先降后升
能传播无线电短波
电离层
无线电波
3.高层大气
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。
3.高层大气
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。
3.高层大气
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。
课堂小结
气温垂直递减率的变化
1km
0km
2km
3km
28℃
22℃
16℃
10℃
表现为曲线变陡或变缓。如下图在②情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定；在①情况下，大气对流运动更加强烈
正常情况下，海拔每升高100m气温下降0.6℃，但在不同地点及不同时间，可能会小于0.6℃或大于0.6℃
知识拓展
逆 温
在对流层中，正常情况下气温是随着高度的增加而降低的。但是，有些时候气温会随着高度的增加而升高。一般来说，近地面的空气冷却较快时，或者有一股较暖的空气移来时，上层空气温度就会高于近地面空气，这时就出现逆温了。逆温的出现就不利于空气的上升运动，如果有污染物的话，污染物就会长期停留在原处而造成污染。
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气温随高度
升高而递减
气温
高度
气温随高度
升高而递增
气温
高度
逆温造成局部上热下冷，大气层结稳定，使大量烟尘水汽凝结物等聚集在它的下部，易产生大雾天气，使能见度变坏，甚至造成严重大气污染
夜间地面迅速降温，离地面愈近降温愈快，形成逆温，黎明达最强
暖空气水平移动到冷的地面上，底层空气受地面影响而迅速降温
山坡上的冷空气沿斜坡下沉到谷底积聚并把较暖的空气抬挤上升
冷暖空气相遇形成锋面，其上方为暖空气，下方为冷空气
平流雾
炊烟平流
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逆温阻碍了空气的对流运动，妨碍烟尘、污染物和水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使大气能见度变低，使大气污染更为严重
但逆温也能带来一些好处：
抑制沙尘暴发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动
逆温若出现在高空，对飞机的飞行极为有利，使飞机在飞行中不会有大的颠簸，同时也提高了能见度，使飞行更加安全
自学检测： 1.中国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射高分二号遥感卫星,该卫星依次经过了大气的(　　) A.对流层、平流层、高层大气
B.平流层、对流层、高层大气 C.对流层、高层大气、平流层
D.平流层、高层大气、对流层
2.有关大气中各主要成分作用的叙述，正确的是( )
A．二氧化碳大量吸收太阳辐射中的紫外线
B．氧气对地面有保温作用
C．水汽和固体杂质是成云致雨的必要条件
D．氮是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质
3．臭氧层对地球生命起到保护作用，这是因为臭氧层能够(　　)
A．降低大气温度 B．吸收太阳紫外线辐射
C．促发光化学反应 D．分解人类活动排放的废气
4．下列关于大气各层与人类关系的叙述，正确的是(　　)
A．对流层大气对流运动显著，有利于飞机飞行
B．对流层大气复杂多变，不利于人类生存
C．因为平流层中的臭氧能吸收太阳紫外线，平流层成为人类生存环境的天然屏障
D．高层大气中水汽、杂质极少，有利于高空飞行
5.大气中含量虽很少,但却是影响天气变化的重要物质是(　　)
A.二氧化碳和臭氧 B.氩和氖 C.水汽和尘埃 D.氮和氧
读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图，回答1～3题。
1．关于图中①②层大气的正确叙述是(　　) A．①层大气厚度随纬度增加而减小 B．②层因氢原子吸收紫外线而增温 C．①层大气平稳利于大型飞机飞行 D．②层大气与人类关系最密切
读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图，回答1～3题。
2．关于图中内容的正确叙述是(　　)
A．大气垂直分层的依据是大气温度和气压的变化
B．随高度的增加，气温和气压均越来越低
C．距地面20 km处气压降为地面的一半
D．对流层垂直方向上的温度变化范围大致是－60～20 ℃
读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图，回答1～3题。
3．我国发射的“天宫二号”空间实验室运行轨道所在的大气层(　　)
A．气压很低、空气密度很小 B．最高气温约为40 ℃
C．气流以平流运动为主 D．有时会发生云、雨、雾、雪等天气现象
奥地利探险家鲍母加特纳在美国的新墨西哥州罗斯韦尔地区，于当地10月14日9时30分(西六区)乘氢气球到达距地面39 044 m后，从太空舱里跳下，于北京时间15日凌晨2时12分03秒成功落地。据此回答4～5题。 4．鲍姆加特纳跳出时的高度处于(　　) A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气 5．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
在俄罗斯阿德勒上空，一架飞机与龙卷风狭路相逢，三条大小不一的风柱从天际垂到海面，飞机在极其危险的距离内躲过了这股自然之力，平安飞越该区域，成功着陆。据此回答6～7题。
6．飞机与龙卷风狭路相逢时，飞机正位于地球大气层中的(　　)
A．对流层 B．平流层 C．电离层 D．高层大气
7．该飞机在下降过程中，周围大气整体温度变化正确的是(　　)
A．逐渐下降 B．逐渐上升 C．先上升后下降 D．先下降后上升
8．读下图，回答下列问题。
(1)该图反映的是 纬度大气的垂直分层，理由是什么？ (2)A层大气天气现象复杂多变的原因：① ； ② 。 (3)补绘B层气温变化曲线。该层在22～27 km范围内， 含量达到最大值，形成 层，成为人类生存环境的天然屏障。 (4)A、B、C大气密度变化的趋势是 。