《大气的组成和垂直分层》课件

第二章第一节大气的组成和垂直分层地理内容索引课前篇自主预习课堂篇主题探究课标导引知识体系课程标准运用图表等资料,说明大气的组成和垂直分层,及其与生产和生活的联系。目标导引1.理解大气垂直分层的划分依据及特征,认识不同地区对流层厚度的差异。(区域认知)2.结合大气成分的主要作用,分析各个分层的温度变化及其原因。(综合思维)3.结合现实环保案例,说明大气的组成和垂直分层,以及保护大气环境的重要性。(人地协调观)课前篇自主预习必备知识一、大气的组成1.低层大气的组成干洁空气、水汽和杂质。2.大气的成分及作用(1)氧气:氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。(2)氮气:氮是地球上生物体的基本元素。(3)二氧化碳:绿色植物进行光合作用的基本原料,另外,它吸收地面辐射的能力强,使气温升高。(4)臭氧:能吸收太阳光中的紫外线,使大气增温;减少到达地面的紫外线,对生物具有保护作用。(5)水汽和杂质:成云致雨的必要条件,影响天气变化。3.人类活动对大气组成的影响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,产生大气污染,对生态系统和人类生存造成不利影响。思考感悟大气中的水汽和杂质含量因时因地而异,它们是如何变化的呢?提示

水汽含量因时因地而异:一般夏季大于冬季,低纬度地区大于高纬度地区,海洋多于陆地。杂质含量因时因地而异:陆上比海上多,城市比乡村多,早晨和夜间比午后多,冬季比夏季多。二、大气的垂直分层

1.划分依据:大气垂直方向上的温度、运动状况和密度的差异。

2.各层特征比较

垂直分层气温特点大气运动状况与人类关系A对流层上部冷、下部热,随高度升高而递减对流运动显著天气现象复杂多变。人类生活在对流层的底部B平流层上部热、下部冷,随高度升高而升高以平流运动为主适合航空飞行C高层大气随高度升高先下降后上升—有电离层,能反射无线电波,对无线电通信有重要作用思考感悟从纽约飞往伦敦的一列航班,正飞行在万米高空,前方突然乌云翻滚,为避免发生空难,飞行员应该采取什么方法?说明理由。提示

从飞机的飞行高度和所遇到的现象可知,该飞机飞行在对流层顶部,为了避免发生空难,飞行员应该迅速提升飞行高度进入平流层。理由:一是能见度好,平流层大气中水汽和杂质含量很少,天气晴朗,无云雨现象,能见度好;二是平流运动利于飞机飞行,平流层大气以平流运动为主,飞机受力比较稳定,便于飞行员操纵驾驶,并节省燃油消耗。自主检测1.判断正误并纠错(1)氧气是大气中含量最多、最重要的气体。(

)答案

×氮气是大气中含量最多的气体。(2)平流层适合航空飞行。(

)答案

√(3)能够见到各种天气变化现象的大气分层是对流层。(

)答案

√

(4)对流层、平流层的气温变化特征相似。(

)答案

×对流层气温随高度升高而递减,平流层气温随高度增加而上升。(5)高层大气中电离层的存在影响人类的无线电通信。(

)答案

√2.关于大气成分的叙述,正确的是(

)A.低层大气由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成B.二氧化碳强烈吸收太阳辐射,是大气中最重要的温室气体C.臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害,被称为“地球生命的保护伞”D.杂质主要分布在高空,是成云致雨的必要条件解析

低层大气由干洁空气、水汽和杂质组成,A错误;二氧化碳是大气中最重要的温室气体,能强烈吸收地面辐射,B错误;臭氧吸收大量太阳紫外线,臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害,被称为“地球生命的保护伞”,C正确;杂质几乎全部分布在对流层,D错误。答案

C读大气垂直分层示意图,完成3~4题。3.人类排放的氟氯烃对大气层影响最大的是(

)A.A层 B.B层 C.C层 D.D层4.“蓝蓝的天上白云飘,白云下面马儿跑”,歌词中的蓝天白云发生在(

)A.A层 B.B层 C.C层 D.D层解析

结合所学知识并读图可知,A层为对流层,B层为平流层,C层为高层大气,D层为高层大气中的电离层。人类排放的氟氯烃对大气层影响最大的是臭氧层,臭氧层分布在平流层中。大气中的风、云、雨、雪等天气现象多发生在对流层。答案

3.B

4.A课堂篇主题探究问题探究探究一大气的组成地球形成之初,大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨气,缺少氧气,如今的大气成分是地球长期演化的结果,在短时间内不会有明显变化。由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多,人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一倍,再加上大量砍伐森林,绿色植物通过光合作用吸收的二氧化碳减少,大气中二氧化碳的浓度在过去三十年里增长了12%。氟氯烃是一种人工合成的化合物,主要用于制冷剂、火箭推进剂等的生产,到20世纪80年代中期为止,全球氟氯烃的年消费量已达到100万吨。美国环保局发现,臭氧总量每耗减1%,地面紫外线会增加1.5%—2%。他们预测,如果氟氯烃生产和消费不加限制,到2075年,地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。人们不禁要问,越来越多的大气环境问题产生的原因是什么?我们应如何保护我们的家园?结合材料探究:(1)大气成分是固定不变的吗?大气成分的变化,会产生什么影响?(2)举例说明人类活动对大气成分的影响,并分析由此带来的环境问题。(3)针对上述大气环境问题,可采取哪些有效措施?提示

(1)不是。原始大气成分和现代大气成分不同;不同的区域由于地理环境的变化,会导致大气成分发生变化;现代生产、生活排放大量废气,有害气体增加,也会导致大气成分发生变化。如果大气中二氧化碳继续增加,全球持续变暖,对人类生存将产生严重影响。它将使极地冰川融化、海平面上升,世界上许多的桑田将变成沧海。同时,氟氯烃会损害大气的臭氧层,导致全世界皮肤癌发病率上升和全球气温升高。(2)人类排放大量二氧化碳,导致全球变暖;人类排放大量二氧化硫,产生酸雨;人类大量使用氟氯烃制造的制冷剂,造成臭氧空洞等。(3)减少矿物燃料的使用,发展清洁能源,减少二氧化碳排放;保护森林;研究新型制冷设备,控制氟氯烃的排放,保护臭氧层。关键能力1.大气主要成分及其对大气环境的影响(1)二氧化碳:吸收地面辐射→升温,同时释放热能→热量射向地面→保温作用。(2)臭氧:平流层中的臭氧→吸收紫外线→升温的同时减少到达地面的紫外线→臭氧层使地球上的生物免受过多紫外线伤害。(3)水汽。①近地面水汽吸收地面热量→大气升温。②水汽温度变化→水的相变

云、雨、雾、雪等天气现象的发生。(4)杂质。①杂质→凝结核→成云致雨。②杂质→削弱太阳光→大气能见度降低。2.人类活动对大气成分的影响

方法技巧

臭氧层破坏(1)原因①自然:太阳活动。②人为:人类向大气中大量排放消耗臭氧的物质(如氟氯烃)。(2)后果①影响人类的健康。一方面,过量的紫外线会破坏人的免疫系统,使人的自身免疫系统出现问题,患呼吸道传染性疾病的人数大量增加;另一方面,过量的紫外线会增加皮肤癌的发病率。②影响农作物的产量和质量。③影响水域生态系统,会直接引起整个食物链的破坏。(3)措施①减少消耗臭氧层物质的排放,如冰箱制冷剂氟氯烃的排放(改用无氟制冷剂);②寻找新的替代品,加大对替代品的研制力度。典例剖析典例1臭氧保护是全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S—90°S地区平流层臭氧总量的多年变化状况。读图,完成下列各题。(1)随年份的推移,臭氧总量(

)A.最大值所在位置南移B.随纬度的增高而递减C.在高纬度地区递减明显D.随二氧化碳浓度的增加而增加(2)臭氧总量减少会直接导致(

)A.到达地面的紫外线减少B.平流层气温降低C.酸雨区面积缩小D.全球变暖素养立意试题主要考查学生的综合思维和区域认知。图中主要反映了臭氧总量的时间和空间分布。据图可知随着时间推移,臭氧总量在低纬度地区变化小,在高纬度地区减少得比较明显。解析

第(1)题,读图可知,与1964—1976年相比,1985—1989年臭氧总量最大值所在位置北移,A错误;在30°S—50°S地区,臭氧总量随纬度的升高而递增,B错误;在60°S—80°S地区,臭氧总量随年份推移递减明显,C正确;二氧化碳浓度与臭氧总量无关,D错误。第(2)题,臭氧主要存在于平流层,能吸收大量紫外线,使到达地面的紫外线减少,故臭氧层被称为“地球生命的保护伞”。臭氧总量减少会使臭氧层吸收紫外线的能力减弱,一方面导致平流层气温降低,另一方面使到达地面的紫外线增多,故A错误、B正确;全球变暖主要与二氧化碳含量增多有关,故D错误;酸雨与臭氧含量无关,故C错误。答案

(1)C

(2)B对应训练下图表示25千米以下的干洁空气的组成和比例。读图,完成下列各题。

(1)图中字母A、B所表示的分别是

、

。

(2)大气中对生物具有保护作用的是

,促进绿色植物生长的是

。

(3)大气中除干洁空气外,还有

、

,它们是

的必要条件。

解析

第(1)题,由图中看出,A所占的比例最大,因此A表示氮气,B所占的比例小于A,但是大于C,因此B表示氧气。第(2)题,大气中对生物具有保护作用的是臭氧,二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料。第(3)题,大气中除干洁空气外,还有水汽和杂质,它们是成云致雨的必要条件。答案

(1)氮气氧气(2)臭氧二氧化碳(3)水汽杂质成云致雨问题探究探究二大气的垂直分层北京时间2021年2月24日10时22分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将遥感三十一号03组卫星发射升空,卫星进入预定轨道。遥感三十一号03组卫星主要用于开展电磁环境探测及相关技术试验。结合材料探究:(1)我国的酒泉卫星发射中心所在地区的对流层厚度相对于我国东部地区来说是较厚还是较薄?为什么?(2)长征四号丙运载火箭点火发射刚离开地面升空时,其所经历的气温变化特点是什么?(3)发射成功的遥感三十一号03组卫星,在轨运行时所在的大气层有何特点?提示

(1)较薄。因为酒泉卫星发射中心位于我国的甘肃省的河西走廊,海拔较高,气温较低。(2)火箭发射升空刚离开地面时,位于对流层中,其所经历的气温随高度升高而递减。(3)遥感三十一号03组卫星在轨运行时所在的大气层为高层大气,空气密度极小,有若干电离层。关键能力大气的垂直分层

垂直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度地区:17—18千米高纬度地区:8—9千米气温随高度的升高而递减该层上部冷、下部热,有利于大气的对流运动人类生活在对流层的底部,与人类活动关系最密切大气的对流运动显著天气现象复杂多变,云、雨、雾、雪等发生在该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,容易成云致雨垂直分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系平流层自对流层顶部至50—55千米高空气温随高度升高而升高该层臭氧吸收大量太阳紫外线,使大气增温人类生存环境的天然屏障;适合航空飞行主要以平流运动为主该层大气上部热、下部冷,不易形成对流无云雨现象,能见度好水汽和杂质含量很少垂直分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系高层大气平流层以上的大气气温随高度升高先下降再上升自平流层顶部开始,无臭氧,气温下降;随后吸收更短波长的太阳紫外线,气温上升能反射无线电波,对无线电通信有重要作用有若干电离层电离层大气处于高度电离状态空气密度很小距地面远,受到的引力小要点笔记

影响对流层厚度的主要因素是地面温度,地面温度越高,对流层越厚。

方法技巧

图示法记忆大气的垂直分层

典例剖析典例2下图为大气垂直分层示意图。读图,完成下列各题。

(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)对无线电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)我国发射的“神舟”号飞船运行轨道所在的大气层(

)A.气温在-50—20℃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℃思维导引解答该类题应从以下三点入手。(1)根据密度、温度和运动状况,大气自下而上可以划分为对流层、平流层和高层大气,能判断出Ⅰ层是对流层,Ⅱ层是平流层,Ⅲ层是高层大气。(2)能熟练掌握Ⅰ层是对流层,气温随高度升高而递减,在对流层的顶部气温降至-60

℃;Ⅱ层是平流层,气温随高度升高而升高;Ⅲ层是高层大气,气温先降后升,“神舟”号飞船的运行轨道在高层大气,依据图示读出相关数据即可。(3)理解高层大气(Ⅲ层)中存在若干电离层,对无线电短波通信有重要作用。解析

第(1)题,①所示对流层的气温变化过于剧烈,最低温过低,排除①;对流层气温随高度升高而递减,排除④;平流层气温随高度升高而升高,排除③;高层大气的底层气温随高度升高而降低,上层气温随高度升高而升高,②正确。第(2)题,高层大气(Ⅲ层)中存在若干电离层,对无线电短波通信有重要作用。第(3)题,“神舟”号飞船的运行轨道在高层大气,从图中可读出其最低气温约为-80

℃。答案

(1)B

(2)D

(3)C对应训练读图,完成1~2题。1.从大气垂直分层看,图示大气层是(

)A.低纬度的对流层B.中纬度的平流层C.高纬度的平流层D.低纬度的平流层2.该层大气(

)A.随高度增加,温度增幅变小B.能够大量吸收紫外线长波辐射C.以平流运动为主,有利于航空飞行D.受强烈的太阳辐射而呈电离状态地球大气的垂直分层(部分)示意图

解析

第1题,图示大气层从12千米高空向上气温逐渐升高,所以图示大气层是中纬度的平流层,B正确。第2题,该层大气以平流运动为主,有利于航空飞行,C正确;该层大气随高度增加,温度增幅变大;平流层中的臭氧能够大量吸收紫外线短波辐射;呈电离状态的是电离层,且电离层位于高层大气中。答案

1.B

2.C素养培优(区域认知、综合思维)某年9月8日,在俄罗斯阿德勒上空,一架飞机与龙卷风狭路相逢,擦肩而过。画面中,风柱从天际垂到海面,犹如“龙吸水”一般,让人胆寒。然而,就在它不远处,一架飞机正巧路过,并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。(1)飞机与龙卷风狭路相逢时,飞机正位于地球大气中的哪一层?说出你的判断理由。(2)分析该飞机在下降过程中周围大气整体温度变化规律。提示

(1)对流层。对流层天气现象多变,由此判断龙卷风多发生在对流运动旺盛的对流层,飞机与龙卷风相逢,说明飞机正位于对流层。(2)对流层气温随高度的升高而递减,因此飞机在下降过程中周围大气整体温度逐渐上升。知识点1

大气的组成

下图是干洁空气成分的体积分数（25千米以下）图。读图回答1—2题。1.干洁空气的成分中，体积约占78%的是(

)

A.氮气

B.氧气

C.二氧化碳

D.稀有气体A【解析】

干洁空气中,氮气体积约占总体积的78%。2.空气是一种宝贵的资源，干洁空气中体积约占21%的是(

)

CA.二氧化碳

B.氮气

C.氧气

D.稀有气体【解析】

干洁空气中，氧气体积约占总体积的21%。

教材改编题在过去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年的时间里，二氧化碳体积分数显著增加。读二氧化碳体积分数的变化图，回答3—5题。3.从1740年到2011年，二氧化碳体积分数增加了约(