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第二章 自然地理要素及现象
第二节 大气的组成与垂直分层 第2课时
1
2
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说出地球的大气组成及与生产、生活的关系，提升综合思维。
说出大气的垂直分层及与生产、生活的关系，提升综合思维。
理解大气的组成、大气的垂直分层中基本概念，能够说明其在人类活动影响下发生的变化情况及对人类生产、生活产生的影响，树立人地协调观。
学习目标
某同学乘坐飞机与家人外出度假，在朋友圈里发了一条游记：今天受阴雨天气影响，抵达机场时得知飞机延误的消息，在延误近2个小时以后，飞机终于起飞。经过短暂的颠簸，飞机开始平稳飞行。
为什么飞机开始平稳飞行的位置天气晴朗呢？
为什么飞机起飞后会有颠簸？之后能平稳飞行？
有效导入
1.大气垂直分层的依据是什么？
2.大气在垂直方向上分为哪几层，各层的高度范围是多少？
3.读教材“图2-2-6 大气的垂直分层”示意图，绘制完成气温随高度变化曲线图。
任务一 阅读教材42、43页，完成下面内容。
一、大气垂直分层的依据及各层高度
研讨展示
依据是大气在垂直方向上的物理性质和运动状况。
1.大气垂直分层的依据是什么？
一、大气垂直分层的依据及各层高度
对流层
平流层
高层大气
2.大气在垂直方向上分为哪几层，各层的高度范围是多少？将各层名称填写在学习任务单上“大气垂直分层示意图”中相应位置上。
（中纬度地区为10～12千米以下）
（对流层顶以上至约50千米）
（平流层顶到3000千米）
一、大气垂直分层的依据及各层高度
任务一 阅读教材42、43页，完成下面内容。
3.读教材“图2-2-6 大气的垂直分层”示意图，绘制完成气温随高度变化曲线图。
一、大气垂直分层的依据及各层高度
任务一 阅读教材42、43页，完成下面内容。
3.读教材“图2-2-6 大气的垂直分层”示意图，绘制完成气温随高度变化曲线图。
一、大气垂直分层的依据及各层高度
1.读图，概括对流层气温垂直变化特点并分析其成因。
2.推断对流层大气运动特点，分析其形成原因。
3.说出对流层天气特点。
特点：对流层气温随高度增加而降低。
特点：空气对流运动显著。
云雾雨雪等天气现象复杂多变
二、大气垂直分层各层特点及其影响
原因：由于对流层大气上部冷、下部热。
成因：地面是对流层大气的直接热源。
任务二 结合绘制的示意图，完成下面内容。
（一）对流层
思考：对流层云雾雨雪等天气现象形成的原因？
对流层的大气上部冷、下部热，有利于大气的对流运动。近地面的水汽和固体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。
思路：成云致雨的必要条件
水汽
空气遇冷
固体杂质
拓展提升
高度
km
12
0
50
-100
-50
0
50
100
对流层
高层大气
平流层
温度℃
平均厚度：12km
低纬：17~18km
中纬：10~12km
高纬：8~9km
对流层厚度的空间差异
对流层厚度因纬度和季节而变化，低纬度地区大于高纬度地区，夏季大于冬季。
对流层厚度的时间差异
思考：对流层厚度因纬度和季节而变化的分布规律？
纬度变化：低纬较厚；高纬较薄
思考：对流层厚度因纬度和季节而变化的原因？
低纬度地区或同一地区的夏季，太阳辐射强，地面受热多，空气垂直对流运动旺盛，对流运动达到的高度较高，因此对流层厚度大。
高纬度地区或同一地区的冬季，太阳辐射弱，地面受热少，空气垂直对流运动弱，对流运动达到的高度较低，因此对流层厚度小。
大气特点 对人类的影响
气温变化 物质组成 运动状况
（一）对流层
【小结】
随高度增加而降低
大气质量的3/4，几乎全部的水汽和固体杂质
对流运动显著
天气现象复杂多变，
与人类的关系最为密切
【活动】
国际上著名的双子天文望远镜分别位于南北半球上两个最佳天文观测点。
位于北半球的北双子天文望远镜坐落在美国夏威夷冒纳凯阿火山顶峰上。冒纳凯阿火山海拔约4200米，山顶空气稀薄，水汽含量低。
位于南半球的南双子天文望远镜坐落于智利安第斯山脉的帕穹山海拔约2700米，山顶空气非常干燥而且几乎无云。
描述位于南北半球上两个最佳天文观测点的大气条件。
北双子天文望远镜观测点：空气稀薄，水汽含量低。
南双子天文望远镜观测点：空气干燥，几乎无云。
拓展提升
1.读图，概括平流层气温变化特点，分析其形成原因。
2.推断平流层大气运动主要特点，分析其形成原因。
3.说出平流层天气特点。
气温随高度增加而升高。
特点：空气以水平运动为主。
天气晴朗
该层大气的热源主要来自臭氧对太阳紫外线的吸收。
原因：由于平流层大气上部热、下部冷。
任务三 请同学们结合绘制的示意图，完成下面内容。
二、大气垂直分层各层特点及其影响
（二）平流层
研讨展示
【小结】
大气特点 对人类的影响
气温变化 物质组成 运动状况
（二）平流层
随高度增加而上升
有大量臭氧，形成臭氧层
以水平运动为主
天气晴朗，
利于航空飞行
为什么飞机起飞后会有颠簸？之后能平稳飞行？
飞机起飞后首先经过对流层，受空气对流运动的影响，飞机出现颠簸现象。之后飞机在平流层中飞行，该层空气以水平运动为主，大气平稳，飞机能平稳飞行。
某同学乘坐飞机与家人外出度假，在朋友圈里发了一条游记：今天受阴雨天气影响，抵达机场时得知飞机延误的消息，在延误近2个小时以后，飞机终于起飞。经过短暂的颠簸，飞机开始平稳飞行。
拓展提升
为什么飞机开始平稳飞行的位置天气晴朗呢？
飞机开始平稳飞行的高度主要在平流层，平流层的水汽、杂质含量极少，大气以水平运动为主，大气平稳，天气晴朗。
任务四 阅读教材44页高层大气这部分内容，并结合刚才所学知识，填写下面的表格。
大气特点 对人类
的影响
气温变化 物质组成 运动状况
随高度增加先降低再升高
空气密度很小有电离层
先垂直运动
后向外散逸
反射无线电波，利于通信
二、大气垂直分层各层特点及其影响
（三）高层大气
研讨展示
高层大气中存在电离层。电离层具有电离现象，且自由电子数密度大到能影响无线电波传播。在太阳光（主要是紫外线）照射下，高空气体分子电离为正离子和自由电子后，大气内形成了电子密度随高度而异的气层。它们离地面的高度约从60千米开始延伸至1000千米以上，能使无线电短波改变传播速度，发生折射、反射和散射。
研究电离层对通信、广播、全球导航和制导、雷达探测等有重要意义。短波是人类广播、通信使用的主要波段。短波的电离层反射式传输方式，用一个功率很小的发射机就可以实现几百上千千米甚至是越洋的通信。
无线电波的传播示意
读图，说出流星、极光出现在大气的哪一层？
200
100
300
流星、极光出现在高层大气。
85
拓展提升
读图，说出航天飞机飞行在大气的哪一层？
航天飞机飞行在高层大气。
3000
2000
1000
800
600
500
大气的垂直分层
大气垂直分层及高度 大气特点 对人类
的影响
气温变化 物质组成 运动状况 对流层 （随纬度变化） 随高度增加而降低 大气质量的3/4，几乎全部的水汽和固体杂质 对流运动显著 天气现象复杂多变，与人类的关系最为密切
平流层 对流层顶～50km 随高度增加而上升 有大量臭氧， 形成臭氧层 以水平运动为主 天气晴朗，利于航空飞行
高层大气 平流层顶～3000km 随高度增加先降低再升高 空气密度小， 有电离层 先垂直运动，后向外逃逸 反射无线电波，利于通信
强化小结
垂直分层 高度 主要特点 特点成因
对流层 低纬17～18千米 中纬10～12千米 高纬8～9千米 气温随高度的增加而递减 (每升高100米，温度大约降低0.6℃） 地面是对流层大气的直接热源
离地面越近，受热越多
空气对流运动显著 该层上部冷、下部热
有利于空气对流运动
天气现象复杂多变 几乎全部水汽、固体杂质集中在该层
对流运动易成云致雨
平流层 对流层顶 到50～55千米 下层气温随高度变化小； 30千米以上随高度增加而迅速上升 该层中的臭氧大量吸收太阳紫外线
气流以平流运动为主 该层大气上热下冷，大气稳定
有利于高空飞行 水汽、杂质极少，云雨绝迹，
能见度好，气流平稳
高层大气 平流层顶到大气上界(高度约2000～3000千米) 气压很低，密度很小 离地面远，引力小
80～500千米高空有若干电离层， 能反射无线电波 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
逆温现象
在对流层中，气温是随着高度的升高而逐渐降低的，但在某些特殊的情况下，对流层气温会出现下列情况：①高度上升，气温升高；②高度每上升100米，气温下降幅度小于0.6 ℃。这就是逆温现象。
拓展提升
辐射逆温形成过程
平流雾
炊烟平流
创原家独
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，大气层结构稳定，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
逆温危害
①出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至导致交通事故。
②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，造成近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。
③对航空造成影响。“逆温”多出现在低空，多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空，则对飞机飞行极为有利，因为大气以平流运动为主，飞行中不会有较大的颠簸。
逆温的影响
逆温危害
逆温的影响
有利影响
逆温的出现阻碍了空气对流，因此可以抑制沙尘暴的发生。
逆温出现在高空，有利于飞机的飞行。
和其他天气现象一样，逆温可作为一种气候资源加以利用。
随着电影《中国机长》的热映，川航3U8633紧急迫降的事迹展现在大众面前。飞机从重庆起飞，在9800米高空，挡风玻璃无预警脱落，刘传建机长借助自己一百多次来回飞川藏线的经验和从业30年的技术，成功于成都迫降，拯救了全机人的生命。据此，回答下列问题。
1.挡风玻璃脱落时，飞机正处于大气的（ ）
A.电离层 B.平流层 C.对流层 D.高层大气
C
巩固练习
2.机长迫降时面临的困难可能有（ ）
①被挡风玻璃砸伤 ②机内温度过低
③飞机颠簸强烈 ④太阳辐射强
A．①③ B.②③ C.①④ D.②④
B
3.组成地球 大气的三大部分是( )
A.氮气、氧气、空气 B.一氧化碳、水汽、氧气
C.氧气、氮气、灰尘 D.干洁空气、水汽、固体杂质
4.被誉为地球生命“保护伞”的是( )
A.氧气 B.氮气 C.一氧化碳 D.臭氧
5.关于对流层的叙述，正确的是( )
A.中纬度地区高度最高 B.几乎全部的大气质量都集中在此
C.天气现象复杂多变 D.大气平稳，与人类关系最为密切
6.下列叙述错误的是( )
A.对流层高度随纬度变化是因为近地面气温低纬高、高纬低造成的
B.臭氧层空洞主要形成于平流层
C.在60~500千米的高空,大气处于高度电离状态而能反射无线电波，故称为电离层
D.位于平流层顶以上的大气，气压很低，空气密度很小，被称为高层大气
7.被称为高层大气航空最佳的飞行层是大气垂直分层中的( )
A.对流层 B.平流层 C.高空层 D.电离层
D
D
C
C
B
大气层是地球最外部的气体圈层。据此回答8~9题。
8.地球的大气圈( )
①由包围着地球的气体和悬浮物质组成 ②主要成分是氧和二氧化碳
③与其他圈 层之间没有联系 ④主要成分是氮和氧
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
9.关于大气成分及其作用的叙述，正确的是( )
①二氧化碳对地面有保温作用 ②水汽和杂质是天气变化的重要角色
③二氧化碳是光合作用的物质原料 ④臭氧能大量吸收太阳光中的红外线
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
A
D
2020年2月8日上海市政府举行的疫情防控新闻发布会上，卫生防疫专家强调，目前可以确定气溶胶传播是新型冠状病毒肺炎传播途径之一。气溶胶是指大气中悬浮的液态或固态微粒的总称，是大气的重要组成部分。据此回答10~11题。
10.下列关于大气中悬浮的液态或固态微粒的叙述,正确的是( )
A.是光合作用的重要原料 B.能够吸收太阳光中的紫外线
C.是地球上生物体的基本元素 D.在天气变化中扮演着重要的角色
11. 霾天气的出现，会增加大气中气溶胶的含量,导致空气质量恶化。近年来霾天气出现频率增加是由于人类活动改变了大气组成成分中的( )
A.干洁空气成分 B.水汽比重
C.固体杂质含量 D.有害气体成分
D
C
课程结束THANK YOU

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