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(共34张PPT)
第一节 大气的组成和垂直分成
看天识云
云主要是由水汽上升冷却而形成的，水汽在凝结或凝华过程中有着不同的特点，形成了不同形态的云。
云千姿百态，仪态万千。观察你所看到的各种云，根据下图的描述判断它们的类型。
对流层（低云族）
看天识云
对流层（中云族）
对流层（高云族）
看天识云
平流层
高层大气
1
大气的组成
大气的组成
近地面大气
干洁空气
水汽
其他成分
干洁空气
干洁空气是大气的主体，平均约占低层大气体积的99.97%。
组成成分 占比 影响
氮气 78% 地球生物体内蛋白质的重要组成部分
氧气 21% 生物维持生命活动基本成分，产于有机物燃烧，腐败、分解。
二氧化碳 0.03% 光合作用的基本原料、温室气体
甲烷 温室气体
臭氧 吸收太阳紫外线
氩气 0.93%
其他微量气体... 0.04%
水汽
水汽是大气中最重要的成分之一
来源：
①海水的蒸发②地表水体的蒸发③植物的蒸腾作用
水汽的作用：大气中的水汽与云、雾、雨、雪以及虹等自然现象有着密切的关系
水汽的分布：
①纬度分布：低纬度的温暖洋面上，水汽含量大，而干旱的沙漠和极地地区，水汽含量极少
②季节分布：夏季水汽含量大，冬季少
水汽
虹是太阳光照射在大气中水汽上发生折射和反射作用而形成的彩色圆弧，由外到内呈红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。
大气其他成分
大气中还有一些其他的微小尘埃。
微小尘埃的影响：
有利：成云致雨的必要条件
不利：加重大气污染
课堂链接：成云致雨的必要条件
大气水汽充足
凝结核：空气中的微小尘埃
空气的降温条件
大气组成成分的变化
自工业革命以来，特别是近几十年来，地球大气的成分持续发生着变化，这些变化有些是自然现象，有些是人类活动造成的。
2
大气的垂直分层
划分依据：温度、运动状况和密度
小组合作
大气垂直分层的高度、气温变化、空气运动状况、出现的自然现象及与人类联系。
大气的垂直分层
对流层
气温变化
人类活动
自然现象
顶部高度
大气运动
平均高度：12km低纬17-18km
高纬8-9km
随高度升高而递减
对流运动旺盛
云雾雨雪等天气现象
人类生活在对流层底部
思考：
1.对流层气温可以随高度升高而升高吗？
2.怎样的运动方式是对流运动？为何对流运动旺盛？对流运动怎样会更加旺盛？对流层高度除了有纬度差异，还可能有什么差异？（时空视角）
3.为什么该层云雨现象多发？尝试推出成云致雨的三个条件。
对流层
对流层是地球大气层的最底层，同时也是大气层里气压最高、密度最大的一层。
对流层集中了约3/4的大气质量和几乎所有的水汽。
对流层范围的变化规律：
纬度变化：一般情况下，对流层顶部高度在赤道地区为17～18千米，中纬地区为10~12千米，高纬地区为8～9千米。
季节变化:在同一地区，对流层顶部高度夏季略高于冬季。
对流层
热量来源：地面辐射
特点：
对流层的气温随着高度的增加而降低。
对流运动十分明显，易形成云、雨、雪等天气现象。
与人类活动密切相关
平流层
气温变化
人类活动
自然现象
顶部高度
大气运动
对流层顶部到50km处
随高度升高而递增
以平流运动为主
天气晴好
臭氧层
航空飞行
思考：
1.平流层气温随高度升高而递增？
2.怎样的运动方式是平流运动？
3.如果臭氧大量出现在对流层，还是“保护伞”吗？
4.平流层为何有利于航空飞行？
平流层
平流层范围；从对流层顶部到距地面约50千米
特殊结构：臭氧层
特点：
气温变化特点：平流层的气温随高度的增加而升高
大气运动方式：以平流运动为主
平流层的水汽和尘埃含量少，空气较为稳定，无云雨现象。
适合飞机高空飞行。
能吸收进入大气层的大部分紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害；而穿过大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌作用。
高层大气
气温变化
人类活动
自然现象
顶部高度
大气特征
平流层以上到约2000~3000km处
随高度升高先递减后递增
密度小，气压低
存在电离层
流星、极光
火箭、人造卫星、无线电短波通信
思考：
1.高层大气为何对无线电通信有重要作用？
有电离层，电离层大气处于高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。
臭 氧 层
电 离 层
对流层
平流层
高层大气
-100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
温度 / ℃
平均12km
50-55km
2000-3000km
22km
27km
80km
500km
反射
无线电波
利于无线电
短波通信
臭氧吸收紫外线增温
（大气处于高度电离状态）
紫外线、宇宙射线作用下
下冷上热
（大气稳定性好）
大气以
平流运动为主
缺少水汽与杂质等
天气晴朗
利于
高空飞行
热源来自
地面辐射
下热上冷
（大气稳定性差）
大气对流
运动显著
天气现象
复杂多变
集中了绝大多数水汽与杂质（成云致雨的必要条件）
对流层高度
时空差异
空间：低纬17-18km；高纬8-9km
时间：夏季高于冬季
热量
时空差异
极光
流星
火箭
人造卫星
归纳总结
课堂补充：逆温现象
在一定条件下，对流层下部会出现气温随高度升高而增加的逆温现象。逆温层可以阻碍空气对流运动的发展，使污染物难以扩散。
逆温现象
辐射逆温
在晴朗无风或微风的夜晚，地面会因辐射而冷却降温，与地面接近的大气层冷却降温相对迅速，而上层的空气冷却降温相对缓幔，因此低层大气产生“上热下冷”的逆温现象，形成逆温层。
平流逆温
暖空气水平移动到冷的地面或气团上
锋面逆温
当冷暖空气相遇时，较轻的暖空气往往爬在较重的冷空气背上，气温自然就会出现下冷上暖的逆温现象。
地形逆温
主要发生在盆地和谷地中，由于山坡散热快，冷空气循山坡下沉到谷底，谷底原来的暖空气被冷气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。
逆温现象
逆温的影响
积极影响：
①可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。
②逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞 行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。
③可应用于谷物种植，提高产量及质量。
消极影响：
逆温阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，易造成大气污染。
课堂补充：电离层
离地面约60千米至1000千米以上的大气中存在一个电离层。在这一大气层中，气体分子处于部分电离或完全电离的状态，且电离密度大到能影响无线电波。大气在太阳紫外线、X射线和高能带电粒子的作用下，会发生电离作用。研究电离层对通信、广播和全球导航等有重要意义。
思维导图
课堂练习
大气中的水汽和杂质含量因时因地而异。据此完成下面两题。
1.下列同纬度的四地中，大气中水汽含量最高的是( )
A.近海面区域B.内陆近地面C.海面高空D.内陆高空
2.通常，近地面大气中的杂质含量( )
①冬季少于夏季
②冬季多于夏季
③乡村少于城市
④乡村多于城市
A.①③B.①④C.②③D.②④
A
C
课堂练习
1.答案：A
解析：大气中的水汽含量，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：垂直方向上，一般自地面向高空逐渐减少。故选项同纬度的四地中，近海面区域大气中水汽含量最高，A正确。
2.答案：C
解析：通常，夏季降水多，近地面大气中的杂质含量少；冬季较为干燥，地表多扬尘，风沙天气较多，近地面大气中的杂质含量多，①错误、②正确。城市经济活动密集，近地面大气中的杂质含量多于乡村，③正确、④错误。故选C。
课堂练习
北京时间2023年5月10日21时22分，天舟六号飞船顺利发射。飞船在距离地面400千米高空与中国空间站成功对接。图示意大气垂直分层。完成下面小题。
3.中国空间站位于( )
A.对流层B.平流层C.高层大气D.大气上界
4.飞船穿越的大气层中，有云、雨、雾、雪等天气现象发生的是( )
A.①层B.②层C.③层D.④层
C
A
课堂练习
3.答案：C
解析：对接成功时，空间站所在高度大约为400千米，结合图示和所学知识可知，位于地球大气分层中的高层大气，C正确。由图示可知，中纬度对流层顶的高度约12千米，平流层范围是12～50千米，大气上界为3000km左右，A、B、D错误。
4.答案：A
解析：，①为对流层，集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层，其对流运动显著,有云、雨、雾、雪等天气现象发生，A符合题意；②为平流层，③层为中间层，④位于高层大气层，与对流层相比，②③④层水汽、固体杂质都相对较少，云、雨、雾、雪等天气现象较少，B、C、D不符合题意。
课堂练习
下图为地球大气的垂直分层图（部分）。读图回答下面小题。
5.①②③④四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是( )
A.①B.②C.③D.④
6.影响该大气层气温垂直变化的主要因素是( )
A.地面辐射B.二氧化碳C.臭氧D.人类活动
7.下列关于该大气层的叙述，正确的是( )
A.有电离层，对无线电通信有重要作用
B.天气晴朗，对流旺盛，有利于高空飞行
C.上部冷、下部热，空气以对流运动为主
D.顶部与底部的气温相差约50℃
A
C
D
课堂练习
5.答案：A
解析：图中大气层高度位于12km—50km之间，可知该大气层为平流层，该层大气温度随高度升高而升高。该层大气的下层气温随高度变化很小，但在30km以上，气温随高度增加而迅速上升。只有①曲线符合。
6.答案：C
解析：结合上题及所学知识可知，平流层中气温随高度升高而升高是因为臭氧吸收紫外线。
7.答案：D
解析：电离层位于高层大气；平流层上部热、下部冷，空气以水平运动为主。排除A、B、C项。读图分析①曲线可知其顶部与底部的气温相差约50℃。
课堂练习
受人类活动的影响，大气组成会产生一定的变化。据此回答下列小题。
8.就全球来说，受人类活动的影响，含量明显增加的大气成分是( )
A.氧气B.氮气C.二氧化碳D.臭氧
9.下图所示曲线反映了城市绿地具有的作用是( )
A.改变大气成分，净化空气
B.减弱噪声，美化环境
C.调节气温，改善城市小气候
D.防风固沙，防止沙尘暴发生

C
A
课堂练习
8.答案：C
解析：氧气和氮气含量不会有明显的变化，A、B两项错误。受矿物燃烧和森林破坏的影响，二氧化碳含量明显增加，C项正确。受氟氯烃化合物排放的影响，臭氧含量明显减少，D项错误。
9.答案：A
解析：图示曲线反映了城市绿地覆盖率越高，二氧化碳体积分数越小，说明城市绿地的作用是改变大气成分，净化空气，A项正确。

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