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(共33张PPT)
2012年10月14日，奥地利“坠落人”鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空。约3小时后，他上升至39千米高空。随后，他从那里跳下，4分钟后才打开降落伞，成为第一个自由落体速度超音速的人。他配备的特制宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充加压氧气；头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。
39千米高空的大气与地面大气有哪些不同？
鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服？
自由落体状态中的胞姆加特纳
第二章 地球上的大气
第一节 大气的组成和垂直分层
▋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
▋学习目标
1、利用图文资料，说明大气的成分及其变化与人类活动的关系，树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识；
2、能运用图表掌握大气圈层的空间结构，并说明特点。
大气的组成
0 1
0 2
大气的垂直分层
一、大气的组成
1、干洁空气
21%
78%
低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体，称为干洁空气。
氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；
氮是地球上生物体的基本元素。
78%
N2
O2
21%
O3
二氧化碳是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。
CO2
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。
2、水汽
水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。
3、杂质
大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
降水的形成条件: ① 饱和的水汽
② 凝结核
③ 温度降低
4、人类活动对大气成分的影响
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。
大气中二氧化碳含量的变化与人类活动
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，二氧化碳体积分数增加了40%多（图2.4）。
二氧化碳体积分数的增加，基本上都来自化石燃料的燃烧和土地利用的变化（主要是毁林）。
化石燃料燃烧，会释放二氧化碳；森林面积缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。
了解大气含氧量减少对人体产生的影响
大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学研究发现，适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力。但含氧量太低会危害人体健康甚至危及生命。我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡等国家级高原体育训练基地（表2．1）。
表2．1 我国部分高原训练基地的地理坐标 地点 甘肃榆中 青海多巴 云南海埂 河北兴隆 云南呈贡
海拔/m 1996 2366 1888 2118 1906
经度 104°02′E 101°31′E 102°41′E 117°22′E 102°48′E
纬度 35°52′N 36°40′N 25°01′N 40°36′N 24°53′N
1．在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲州埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗？
1．在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲州埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗？
地形特点：高原为主。
成绩优异的原因：地形平坦，善于奔跑；海拔较高，大气稀薄，大气中含氧量较低，有利于激发运动员的运动潜能（刺激人体增加体内红细胞数量，以加强对氧气的充分利用）。
2．在中国地图上找到表2．1所列的高原训练基地的位置。
甘肃·榆中
青海·多巴
河北·兴隆
云南·海埂
云南·呈贡
3．目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳高度为海拔1800一2400米。
表2．1中所列的高原训练基地的海拔在这个范围内吗？参照表2．2推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因。
表2．2 不同海拔与海平面的含氧量比 海拔/m 0 1000 2000 3000 4000
含氧量比/% 100 89 78 70 61
参考回答：
高原训练基地都在这个范围内。
适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力。如果在更高海拔处训练，大气含氧量急剧下降，超过了人体耐受力，反而使运动员的整体表现下降，损害运动员身体健康。
二、大气的垂直分层
二、大气的垂直分层
依据：大气在垂直方向上的________、________及________。
温度
密度
运动状况
1、对流层
大气圈的最底层，集中了约75%的大气的质量和几乎全部的水汽、固体杂质，大气中的污染物也多集中在这一层。
云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。
人类生活在对流层的底部。
概况：
原因：
低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高。
10—12千米
8—9千米
17—18千米
高纬度地区：
中纬度地区：
高度
低纬度地区：
思考
同一地区，不同季节的对流层高度会有什么变化？
参考回答：夏季受热较多，冬季受热较少，因此同一地区，夏季对流层高度大于冬季。
问题
对流层温度的垂直变化特征是什么？
这种温度特征引起了哪些地理现象？
对流层气温随高度的升高而递减，在对流层的顶部气温降至-60℃左右。
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。云、雨、雾、雪等天气现象都发生在这一层。
2、平流层
问题
平流层温度的垂直变化特征是什么？为什么？
平流层的位置？
位置
自对流层顶部至50-55千米高空。
温度
气温随高度升高而升高。
原因
平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。
运动特征
主要以平流运动为主。
其他:
22-27千米范围内形成臭氧层；
无云雨现象，能见度好，适合航空飞行。
39千米高空的大气与地面大气有哪些不同？
鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服？
自由落体状态中的胞姆加特纳
鲍姆加特纳从空中跳下的高度就在平流层范围内。
那里氧气稀薄、气温低，必须配备特制的宇航服。
位置
平流层以上的大气。
温度
气温随高度升高先下降随后迅速上升。
原因
先下降是由于没有吸收紫外线的臭氧，气温会下降；
随后，由于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度又持续上升。
3、高层大气
高层大气
问题
高层大气温度的垂直变化特征是什么？为什么？
高层大气的位置？
其他特点
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
其他
电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。
问题
高层大气温度的垂直变化特征是什么？为什么？
高层大气的位置？
其他特点
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
其他
电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。
问题
高层大气温度的垂直变化特征是什么？为什么？
高层大气的位置？
其他特点
由于太阳带电粒子流进入地球磁场，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（极光）
自学窗——全球合作 保护臭氧层
臭氧层 是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，则其厚度平均仅为3毫米左右。紫外辐射在高空被臭氧吸收，对大气有增温作用，同时保护了地球上的生物免受远紫外线辐射的伤害，透过的少量紫外辐射，有杀菌作用，对生物大有裨益。就像是地球的“保护伞”
20世纪80年代初，科学家观测发现，南极上空每年春季臭氧含量比之前有大幅度下降，并将这一现象称为“臭氧空洞”。
“臭氧空洞”的出现，表明臭氧层被破坏，臭氧含量减少。
1、为了保护臭氧层，国际社会于1985年缔结了《保护臭氧层维也纳公约》（以下简称《公约》），开启了全球携手保护臭氧层的历程。1987年9月16日，46个缔约方在加拿大蒙特利尔达成了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》（以下简称《议定书》），限制生产和使用氯氟碳化物等消耗臭氧层的物质。1995年，联合国大会决定，每年的9月16日为“国际保护臭氧层日”。
2、《公约》和《议定书》得到了全世界绝大多数国家和地区的支持，成为联合国数百个公约中参与度最高的公约。
3、《公约》及其《议定书》的有效实施，使得“臭氧空洞”开始缩小，在全球范围内避免了数百万例可能由紫外线带来的人类疾病，如皮肤癌、白内障等。另外，保护臭氧层还减缓了气候变化的幅度。
4、目前，人类面临的全球性环境问题，如全球变暖、臭氧层破坏等，都需要国际合作才能解决。保护臭氧层的成功，成为全球合作成功解决这类问题的典范。
雷暴云是指发展到一定强度后产生雷暴的积雨云，下图为雷暴云成熟阶段的结构图。据此完成下面小题。
1．图示雷暴云主要发生在（ ）
A．高层大气上部 B．高层大气下部
C．平流层 D．对流层
2．关于图示大气层的主要特点，下列描述正确的是（ ）
A．水汽含量低 B．上部热，下部冷
C．密度自下而上升高 D．对流运动旺盛
D
D
3．探空气球升空过程中温度变化过程是（ ）
A．先升后降 B．先降后升 C．一直降低 D．一直升高
B
气象气球携带探空仪器升空，就像是一个“CT扫描仪”，从低空到高空进行逐层扫描，把不同高度的温度、气压、空气湿度、风向、风速等数据通过信号发回地面。2024年10月，某科考队在赤道某地区放飞的探空气球中，最高的升至45km高空。下图为刚放飞的氦气探空气球和大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。
4．探空气球升空过程中体积的变化情况及原因是（ ）
A．先变大再变小，大气压强先升再降 B．一直变大，大气湿度升高
C．先变小再变大，大气温度先降后升 D．一直变大，大气密度降低
D
气象气球携带探空仪器升空，就像是一个“CT扫描仪”，从低空到高空进行逐层扫描，把不同高度的温度、气压、空气湿度、风向、风速等数据通过信号发回地面。2024年10月，某科考队在赤道某地区放飞的探空气球中，最高的升至45km高空。下图为刚放飞的氦气探空气球和大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。
5．探空气球飞升至26km处时，下列物质含量达最大值的是（ ）
A．固体杂质 B．水汽 C．臭氧 D．氧离子
C
气象气球携带探空仪器升空，就像是一个“CT扫描仪”，从低空到高空进行逐层扫描，把不同高度的温度、气压、空气湿度、风向、风速等数据通过信号发回地面。2024年10月，某科考队在赤道某地区放飞的探空气球中，最高的升至45km高空。下图为刚放飞的氦气探空气球和大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。

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