3.1+大气的组成与垂直分层 【知识精讲+备课精研】高一地理湘教版（2019）必修第一册

地球的外部圈层1、大气圈大气——最厚的圈层万物生存离不开大气3.1大气的组成与垂直分层1.什么是大气？大气的组成成分？2.大气的作用？大气的组成由于地心引力作用，包围在地球外部的气体一、大气概况人类生活在大气圈底部，大气的物理状态和组成成分的变化，时刻影响着我们干洁空气（气态）水汽（液态）固体杂质（固态）1、大气组成1、大气组成干洁空气水汽固体杂质氮气、氧气CO2其他气体臭氧总体积的99%光合作用的原料，保温作用吸收紫外线“地球生命的保护伞”成云致雨的必要条件低层大气干洁空气氧(21％)氮(78％)其他气体(1％)CO2臭氧人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质参与有机物的燃烧、腐败和分解过程地球上生物体的基本成分绿色植物进行光合作用的基本原料吸收红外线，对地面起着保温作用吸收太阳紫外线具有杀菌的作用1.有人认为,臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么？1.有人认为,臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么？地球上的生命活动离不开太阳辐射所提供的能量，但过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病，臭氧层可以吸收绝大部分对人有害的太阳紫外线，保护地球上的生命免遭紫外线伤害，而少量穿透大气到达地面的紫外线，具有杀菌的作用，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”。5.[综合思维]臭氧层位于图中大气的哪一层？为什么臭氧被誉为“地球生命的保护伞”？答案平流层。理由：臭氧能强烈吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害。臭氧O3①强烈吸收太阳紫外线,臭氧层保护地球生物免受过量紫外线伤害；②少量穿透大气到达地面的紫外线，具有杀菌的作用。

③能促进人体内维生素的合成。（补到教材）2.你还了解哪些全球性大气环境问题？它们与大气中的哪些成分及其含量的变化相关？酸雨:燃烧煤、石油、天然气,排放二氧化硫和氮氧化合物等酸性气体。光化学烟雾:汽车尾气中的氮氧化合物和碳氢化合物受太阳紫外线作用,产生的刺激性浅蓝色烟雾。温室效应:人类大量燃烧化石燃料排放出的二氧化碳等温室气体,增加了大气吸收地面辐射的能力。可吸入颗粒物:燃煤烟尘、建筑工地扬尘、汽车尾气排放量大且缺乏标准或不达标,使空气中可吸入颗粒物增多。1、大气组成干洁空气水汽固体杂质氮气、氧气CO2其他气体臭氧成云致雨的必要条件低层大气1.2水汽

水汽，指大气中的水蒸气。水汽在大气中含量很少，但变化很大，其变化范围在0-4%之间，水汽绝大部分集中在低层，有一半的水汽集中在2公里以下。吸收波长较长的红外线，具有保温作用气态水固态水液态水水的相变，产生了各种天气现象（云、雾、雨、雪等），并伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。Q1:在水平方向上陆地与海洋上空,哪里大气当中的水汽含量更高？干旱和湿润地区相比呢？在水平方向上,海洋上空高于陆地上空,湿润地区上空高于干旱地区上空；在垂直方向上,一般自地面向高空逐渐减少。Q2:在垂直方向上,水汽含量发生什么变化？悬浮在空气中的微粒1.3杂质来源于工业排放物、燃烧烟尘、土壤扬尘等。①是人类健康的大敌，它带着许多细菌病毒和虫卵到处飞扬，传播疾病。②杂质会使大气能见度降低。近地面大气中，陆上大于海上；城市大于乡村；冬季大于夏季1.3杂质Q1:在近地面大气中，水平方向上陆地与海洋上空,哪里大气当中的杂质含量更高？冬夏对比呢？雨后空气是清新的：杂质作为凝结核随降雨降落到地面1.3杂质Q2:为什么冬季杂质含量更高？冬季降雨少使大自然中有晚霞朝晖、闲云迷雾、彩虹日晕等气象万千的自然景色。作为凝结核,是成云致雨的必要条件。（还需要降温）Q1:杂质有什么积极作用吗？（1）空气中含有足够的水汽

（2）气温下降到水汽达到饱和状态,气温继续下降

（3）有凝结核拓展：你知道降水条件有哪些吗？活动：阅读P68材料，思考下列问题。

雾霾

当空气中所含的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量,并且有足够的凝结核存在时,多余的水汽便会凝结出来,变成小水滴或冰晶。大气中因悬浮的水汽凝结,水平能见度低于1千米时,气象学上称之为雾。霾,又称“灰霾”,是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体,使空气浑浊,水平能见度降低到10千米以下的一种天气现象。组成霾的粒子极小,不能用肉眼分辨,可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态,表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准,其中PM2.5(直径小于或等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成霾天气的“元凶”。1、指出雾与霾的区别2、举例说明霾天气对我们生活及环境的影响类别组成成分能见度存续时间雾霾小水滴或冰晶固体颗粒<10千米<1千米日出后迅速消散可整天存在①损害呼吸系统，危害人体健康；②影响生态环境，降低空气质量；③降低能见度，引发交通事故。大气中各成分的含量是否会发生变化？请举例说明。活动探究大量燃烧煤、石油等矿物燃料、毁林二氧化碳、二氧化硫含量增加氟氯烃的含量从无到有不断增多臭氧含量不断降低大量制冷剂的使用大气中PM2.5浓度增加雾霾天气多发臭氧层对流层平流层高层大气高度（km）08~18km50~55km二、大气垂直分层1、划分依据：气温、密度、运动状况随海拔的变化情况2、垂直分层：近地面到2000-3000km（大气上界）气温（℃）高度（千米）5012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-1006020-20-60二、大气的垂直分层（1）对流层是指最接近地球表面的一层大气，也是大气的最下层，密度最大，整个大气质量的75%和几乎全部的水汽、杂质，都集中在这一层。（1）对流层厚度对流层（平均）受地面影响很大，其高度随纬度、季节而变化。探究点大气的垂直分层素养培优1.[综合思维]对流层的气温在垂直方向上的分布有什么特点？该层的厚度随纬度如何变化？为什么？右图为大气的垂直分层示意图。①对流层温度对流层直接热源：地面随海拔升高气温下降气温随高度变化地面热源海拔上升1000米，气温下降6℃(气温垂直递减规律）100米，0.6℃②对流层厚度：随温度变化：低纬度：约17-18千米，中纬度：10-12千米高纬度：约8-9千米随季节变化：夏季：厚（热、膨胀）冬季：薄(中纬度更明显)（平均采用12km）2.[综合思维]为什么对流层的天气复杂多变？2.[综合思维]为什么对流层的天气复杂多变？答案①对流层内集中了大气几乎全部的水汽和杂质，有了成云致雨的必要条件。②近地面的水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，所以对流层的天气复杂多变。核心归纳大气的垂直分层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地区：17～18千米；中纬地区：10～12千米；(平均）高纬地区：8～9千米人类生活在对流层底部，该层与人类关系最为密切地面是对流层大气主要的直接热源气温随高度的增加而递减(高度每升高100米，气温大约降低0.6℃)该层上部冷下部热空气对流运动显著①几乎全部的水汽、杂质都集中在该层，②对流运动易成云致雨天气现象复杂多变逆温正常情况下逆温温度温度高度高度一般情况下，对流层温度上冷下热，但在一定条件下，①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②气温垂直递减率小于0.6°C/100m的现象。逆温1.发生逆温时，大气运动状况是什么样的？大气上热下冷，阻碍空气对流运动，大气稳定。2.逆温现象会带来什么影响？由于大气稳定，使空气中的水汽、杂质不易扩散，形成大雾天气或大气污染事件。二、大气的垂直分层读图思考：霾天气为什么在20时至次日5时出现？逆温现象

中午对流运动，有利于污染物的扩散

傍晚日落，下层大气降温快于上层黎明前日出前对流抑制最大，污染物不易扩散

日出后日出，下层大气升温快于上层

中午（2）平流层自对流层顶向上至50~55km高度的范围。平流层3.[综合思维]平流层的气温分布有什么特点？原因是什么？特点：平流层的气温随高度的增加而上升。原因：该层的热量主要来自臭氧对太阳紫外线的吸收。①平流层特点：平流层直接热源：臭氧层随海拔升高气温上升气温随高度变化臭氧层臭氧集中在15~35km的气层中，形成臭氧层。臭氧层以上，臭氧含量逐渐减少，但是太阳紫外线辐射强烈，气温随高度的增加迅速上升。③平流层影响：天气晴朗，利于高空飞行平流层从对流层顶向上至50～55千米高空人类生存环境的天然屏障，有利于航空飞机飞行该层大气主要靠臭氧吸收太阳紫外线增温气温随高度的增加迅速上升该层大气上部热下部冷，大气稳定以水平运动为主水汽、杂质含量稀少，天气现象少见天气晴朗4.[综合思维]飞机为什么选择在平流层飞行？①平流层上部热下部冷，大气稳定，不易形成对流，大气以水平运动为主，飞行稳定；②水汽、杂质含量稀少，天气晴朗，能见度高，有利于航空飞机飞行；

③没有飞鸟等的干扰。（3）高层大气高层大气平流层顶以上的大气，统称高层大气。高层大气热源太阳辐射随海拔升高气温先降后升气温随高度变化在60~500km的高空，有若干电离层。在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大气分子被分解为离子，大气处于高度电离状态，所以称为电离层。高层大气大气层结构特征•无线电通信CharacteristicsofupperatmospherestructureandradiocommunicationB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6.[人地协调观]高层大气对人类生活有什么影响？答案高层大气有若干电离层，能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。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高层大气大气层结构特征•流星燃烧StructurecharacteristicsofupperatmosphereandmeteorcombustionA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高层大气大气层结构特征•极光StructurecharacteristicsofupperatmosphereandAuroraC温度/℃1020304050607080-80-70-60-50-40-30-20-100温度/℃海拔/km12502000~3000(大气上界)气温短波对流层平流层高层大气臭氧层

电离层

总结①气压很低、密度很小

②

80~500千米高空，有若干电离层①气温随高度的增加而降低②空气对流运动显著③天气现象复杂多变①气温随高度增加而增加臭氧大量吸收紫外线增温②气流以水平运动为主大气的垂直分层分层的依据：温度、密度和运动状况O3高度（千米）温度（℃）-100-5005010020406080100120对流层平流层高层大气18km8~18km50~55km电离层