大气组成和垂直分层.ppt

1、翟志刚中国太空行走第一人,第 三 篇,大气与天气、气候,大气的组成和垂直分层,万 物 生 存 离 不 开 大 气,大气包围地球的空气,自然环境中最活跃的成分,一、大气的组成及其作用,氮气78%,氧气21%,其他气体1% CO2、氩气、 O3等,干洁空气组成图,1、大气的组成,干洁空气、水汽、微小尘埃,成云致雨的必要条件，起凝结核作用,水 汽,尘 埃,生物体的基本成分,维持生物活动的必要物质,植物光合作用的原料；对地面保温,吸收紫外线，使地球上的生 物免遭过量紫外线的伤害,成云致雨的必要条件；对地面保温,大气组成,主 要 作 用,干 洁 空 气,O3,N2,O2,CO2,2、大气各成分的作用,讨

2、论归纳以下表格：,思考： 大气中的水汽和尘埃 来自何处？,大气中的水汽的含量因时因地而变化着的。,尘埃主要来自自然和人类活动。,除尘埃外，空气中的一些化学物质也来自人类活动，它们是影响空气质量的主要因素。,大气圈(大气层),质量:地球总质量的百万分子一.,随高度增加而减小.(原因:地球引力),90% 15千米高度 99.9%50千米高度 2000千米高度以上，大气极其稀薄。无明显上界。,大气在垂直高度上密度如何变化?原因?,讨论： 1.航天服可分为舱内航天服和舱外航天服，图中宇航员身穿的是？ 2.请你设计一套舱外航天服，说明其主要功能。,防太阳辐射； 保护航天员不受仓外环境过热过冷的侵袭； 保

3、持适当的气压； 阻挡微陨石,神舟七号的相关报道,思考： 航天员进行出舱活动时，飞船飞行于大气垂直分层中的哪一层？这一层的大气温度随着高度升高是怎样变化的？,读76页大气垂直分层图,航天员出舱时位于热层（电离层），其温度随高度升高而升高。,是否大气中温度变化都是如此？除了热层外，大气还有哪些层？分层的依据是什么？,二、大气的垂直分层,原理： 根据大气的温度、密度等物理性质在垂直方向上的差异，将大气圈进行分层.,1、大气垂直结构,散逸层,对流层,平流层,中间层,热层(电离层),臭氧层,气温变化,厚度,大气运动状况,对流层,对流层主要特点,天气状况,8-18千米.因纬度和季节的不同而不同。,随高度增

4、加而递减（下热上冷）；上升1000米，下降6.5度。,对流显著,天气和气候变化显著。,原因,水汽尘埃含量多,原因,热量主要来自地面辐射,2、各层主要特点,讨论：对流层气温上低下高，原因是什么？会引起哪些现象？,根据对流运动的规律，其厚度的时空分布有何规律？,对流层厚度的变化,纬度,1718,1012,1012,89,89,N 90 60 30 0 30 60 90S,夏季：厚 冬季：薄,随季节变化,随纬度变化,上海：夏季16千米 冬季11千米,对流层的厚度为什么存在时空差异？,地表气温差异导致对流强度不同。,平流层,臭氧层,气温变化,天气状况,对流层,平流层主要特点,范围,大气运动状况,对流层

5、顶至50-55千米；臭氧层在20-30千米处.,随高度增加而上升(上热下冷).,大气水平流动,晴朗,原因,臭氧吸收太阳紫外线,为何有利于高空飞行？,水平运动，大气平稳；天气晴朗，能见度好。,中间层,范围,气温变化,大气运动状况,平流层,对流层,中间层主要特点,平流层顶至85千米,随高度增加而降低（下热上冷）,高空对流,热层主要特点,范围,中间层顶至800千米,气温变化,随高度增加而上升（上热下冷）,原因,氧原子吸收太阳紫外线。,大部分气体以离子态存在，能反射无线电波。,热层,地面,电离层,无线电波,反射无线电波,散逸层主要特点,范围：热层顶以上,大气十分稀薄，常有粒子散逸。,3、大气各层对人类

6、活动影响,水汽、尘埃最集中天气和气候变化最显著,臭氧层(吸收太阳紫外线)；航空最佳飞行层,电离层反射无线电波对电讯通讯工程建设有意义,大气为地球生命的繁衍，人类的发展，提供了理想的环境。它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。,因此，保护大气的质量，就是保护了我们人类的生存环境。,干洁空气中能吸收并放射长波辐射，对地面有一定保温作用的是 A、氮气 B、氧气 C、二氧化碳 D、水汽,C,下列各地中，对流层厚度最大的是： A、上海 B、莫斯科 C、新加坡 D、北京,C,思考： 一架飞机从北极出发，到达南极，飞行高度保持在10千米，该飞机依次经过哪些大气垂直分层中哪些层？,平流层对流层平流层

7、,1、气温随高度升高而降低，平均每上升1000米气温下降6的是： 2、南极上空臭氧层变薄现象出现在： 3、有利于航空飞行的是： 4、太阳活动强烈时会使地面的无线电短波通讯受到影响的是：,D,C,C,A,图为某城市某日清晨低层大气剖面图,图中气温分布异常的是中的？判断的理由是？ 该城市工业高度集中，汽车数以百计，当天发生了重大的烟雾事件，造成这一事件的人为原因是？气象原因是？地形原因是？,；随高度的上升气温升高,大量污染物的排放；逆温现象；盆地,举例说明大气圈怎样呵护地球的,三.大气圈对地球生命的保护,为什么两个天体距离如此近，却有着截然不同的地表形态？,1、地球的防弹衣,有资料显示：每年进入地

8、球大气层的流星体物质总量达上万吨。,资料显示：现有的近地小行星大约有1400多颗，对地球有威胁的将近600多颗，木星的引力是近地小行星产生的主要原因。 专家对此情况说：“假如撞击地球的小行星的直径超过一公里，那么这个灾难就是全球性的，没有任何地方可以避免遇难。” 假如小行星真的要撞向地球，你能否导演一场“人定胜天”的大片？,请导演一场“人定胜天”的大片,参考方案1.用核弹炸毁小行星。,参考方案2.用爆炸法改变轨道。,参考方案3.改变颜色来改变轨道 。,参考方案4.给小行星安“太阳帆”来改变轨道。用张开的“帆”吸收由太阳放射出的光子，从而像风吹动一条船上的帆一样，把小行星推离原来的轨道。,弱点与

9、质疑?,弱点与质疑?,弱点与质疑？,此方案的弱点?,核爆炸的后果难以预料。,在理想状态下才能进行的，实际中不能有一点点的误差存在，难度太高 。,刷漆？需要多少油漆？多少人力？,月球表面，白天在太阳直射的地方，温度可达127摄氏度，夜晚则降到-183摄氏度。,在地球上，温差最大的沙漠白天最热达88，而晚上降至10以下。,为什么地球的气温日较差与月球的气温日较差相差这么大？,大气吸收（19%）,大气反射,大气散射,2、地球的遮阳伞,（34%）,云层、尘埃,空气分子、尘粒、云滴,固体杂质、水汽、O、O3、CO2,大气几乎削弱了一半的太阳辐射,太阳 短波辐射,3、地球的保温被,地面,太阳辐射（短波）,

10、地面辐射,大气逆辐射 （长波辐射）,地面辐射（电磁波形式）相对太阳辐射而言是长波辐射,水汽、尘埃、 CO2截留大部分长波辐射（75%-90%）,到达地面的太阳辐射（47%）,大气辐射,大气逆辐射使得近地面大气始终保有一定的热量。,水汽和二氧化碳等吸收大部分长波辐射，把地面辐射的大部分热量截留在大气中，并通过大气逆辐射还给地面。,吸收,散射,反射,水汽、尘埃、臭氧、氧、二氧化碳等；太阳辐射被吸收后转变为热能。,空气分子、尘粒、云滴；改变太阳辐射方向。,云层、较大颗粒的尘埃；改变太阳辐射方向。,大气为地球生命的繁衍，人类的发展，提供了理想的环境。它的状态和变化，时时处处影响到人类的活动与生存。,除

11、以上三方面外，适度的大气压也是地球生命生存的基本条件。所以，厚厚的大气圈是地球生命的保护伞。,因此，保护大气的质量，就是保护了我们人类的生存环境。,为什么阴天时或大气尘埃烟雾较多时，见到的天空是灰白色？,散射作用,为什么在日出之前天就亮了，在树荫下，在房间里，凡是阳光不能照射的地方仍是明亮的？,散射作用,为什么在月球上白天看太阳只是一个明亮的圆盘，而四周背景却是黑暗的？,没有散射作用,为什么晴朗的白天天空呈蓝色？早晚呈红色？,为什么说赤道地区终年太阳高度较大，但它并不是全球太阳辐射强度最大的地区？,正午路程短，仅蓝光被散射掉；早晚路程长，短波各色光皆被散射，剩下红光投射地面,对流旺盛，多云雨，云量多，大气的反射作用强,为什么霜冻多出现在晴朗的天气？,大气逆辐射弱,为什么月球表面昼夜温差相差如此之大？,没有大气的削弱作用和保温作用,我国四川、云南和贵州一带，年太阳总辐射不如青藏高原丰富，为什么？,云贵川一带多云雨，大气的反射作用强；青藏高原海拔高，大气薄，透明度好。,为什么城市上空的雾和低云比郊区农村的多？,城市空气中由工业和交通工具产生的尘埃比郊区农村多， 固体尘埃作为水汽的凝结核， 促进了云雾和降水的形成。,图中A、B、C、D四处位于同纬度地区, 其中昼夜温差最小的是?,B,图示近地面空气若上升到3000米高度时，理