资源简介

(共48张PPT)
大气的组成与垂直分层
——包围地球的空气称为大气
第一节
湘教版2019必修第一册
【课程标准】
了解大气的组成状况，理解各组成成分与人的相互关系。
【学习目标】
1.描述对流层中的一些大气现象，比如雾霾（地理实践力）
2.能够分析说明大气垂直分层的温度变化特征及成因（综合思维）
3能够了解与本节课内容相关的臭氧层空洞现象、全球变暖问题等大气环境问题，树立环保观念（人地协调观）
01
大气的组成
大气的组成
大气是多种气体的混合物。低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成
氮气78﹪
氧气21﹪
其它气体1﹪
干洁空气的组成
N2和O2合占总体积的99%
1.低层大气
干洁空气
杂质
水汽
大气的组成
1氮气：
是大气中含量最多的气体。氮元素是生物体内蛋白质和很多复杂化学物质的组成成分，是生物体健康生长必不可少的元素。
氮是组成氨基酸的基本元素之一，而氨基酸又是构成动物营养物质所需蛋白质的基本物质。其中蛋白质的平均含氮量约为16%。
干洁空气：
氮气在生产生活中的用途
自主学习
课堂延伸
大气的组成
2氧气：
氧气来源于绿色植物的呼吸作用。
氧是人类和其他生物维持生命活动必需的物质。
如果存在疾病不能呼吸，就需要输送氧气维持生命，在缺氧、低氧或无氧环境，例如：潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时，常需使用氧气。
大气的组成
3二氧化碳：
主要来自火山喷发，人和动物的呼吸以及人类活动。
植物光合作用的原料。
是一种重要的温室气体，吸收红外线对地面具有保温作用。
二氧化碳含量过高，地表温度逐渐升高，就形成“温室效应”。
化石燃料的大量使用
释放大量二氧化碳
森林面积减少
减少森林对二氧化碳的吸收量
大气中的二氧化碳增多
（温室效应）
CO2含量增加
全球变暖
冰川融化
海平面上升
少量穿透大气到达地面的紫外线对人类和生物则是十分有益的，但是过量紫外线照射会烧伤皮肤，引起白内障甚至皮肤癌。而臭氧能大量吸收太阳光线中的紫外线。
大气的组成
4臭氧：
臭氧在距离地面15-35千米处是臭氧浓度最高的区域，有个臭氧层，能吸收太阳辐射中的紫外线，使大气增温，同时减少了到达地面的紫外线，使地面上的生物免受紫外线伤害，被称作地球生命保护伞，在低层大气中，臭氧浓度增高会对人体的健康造成一系列不利影响。
雷阵雨过后，我们有时候会闻到一股刺鼻的气味，这就是臭氧的气味。臭氧主要分布在平流层，臭氧层是指平流层中臭氧集中的层次。臭氧层变薄、浓度降低的现象，称为臭氧层破坏。
探究活动
通过观察人工降雨的原理，回顾降水需要的条件，你发现低层大气中除了干洁空气，还有哪些成分？
水分
凝结核
大气的组成
水汽和杂质：
固体杂质作为凝结核，促成水汽的凝结，是成云致雨的必要条件。
水汽是成云致雨的必要条件；水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随热量的吸收和释放，
直接影响地面和大气的温度。
在纯净的大气中，水汽必须达到百分之几百的过饱和度，才能凝结成水滴。但有大气凝结核存在的条件下，水汽凝结所需的过饱和度显著降低。固体杂质会吸附水汽，逐渐成为大水滴，达到一定程度后空气无法使其漂浮着，就会变成雨落下来。
大气的组成
水汽和固体杂质的含量因时因地而异。
例如：城市上空的雾比郊区多，就是因为城市空气中尘埃较多的缘故。
地面有植被覆盖，水汽含量增多，而固体杂质含量变少。
我国北方地区冬春季节，气候干旱，大气中水汽含量少，而固体杂质多。
大气的组成
4其他物质：
由于自然和人为原因，大气中还有一些其它的组成成分，如PM2.5（直径小于或等于2.5微米的颗粒物）。
自然源包括土壤扬尘、海盐、植物花粉、细菌、火山爆发的火山灰，森林大火以及沙尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。
大气的组成
4其他物质：
发电、冶金、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。
酸雨是指ph值小于5.6的雨、雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化物等物质，形成了ph值低于5.6的酸性降水。中国的酸雨主要是大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。
酸雨的危害
①使土壤酸化，危害土壤和植物；
②危害水生生物的生存；
③腐蚀建筑物、机械和市政设施；
④危害人类健康。
雾
雾是悬浮于空气中的水滴小颗粒
霾
霾是悬浮于空气中的固体小颗粒
活动：
雾，大气中因悬浮的水汽凝结，水平能见度低于1千米的现象。空气中所含的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量，并且有足够的凝结核存在时，多余的水汽便会凝结出来，变成小水滴或冰晶。
认识雾和霾的区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响
活动：
霾，又称“灰霾”是悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等的集合体，使空气浑浊，水平能见度降低到10千米以下的一种天气现象。PM2.5被称为是造成霾天气的元凶。
认识雾和霾的区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响
活动：
1、影响交通安全：空气质量变差，能见度降低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。
2、影响人体健康：对呼吸系统、心血管系统等的影响；
认识雾和霾的区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响
思考3：上述材料中的酸雨、雾、霾形成的共同原因是什么？
大气的组成成分的含量发生了变化。酸雨的产生是由于大气中的二氧化硫、氮氧化合物过多；霾的产生与空气中尘埃物质（PM2.5）过多有关。
小结
大气组成 作用
干洁空气 O2
N2
CO2
O3
水 汽
固体杂质
人类和一切生物维持生命活动所必需的物质
地球上生物体的基本成分
光合作用的基本原料，对地表有保温作用
吸收紫外线，使大气增温；对生物具有保护作用
成云致雨的必要原料；影响地面和大气的温度
作为凝结核，成云致雨的必要条件
大气的组成
成分含量发生变化
酸雨
雾
霾
课后探究
习近平总书记指出“坚决打赢蓝天碧水净土保卫战”。请同学们课后收集我国近年来在生态环境治理方面取得的成就，并分享讨论。
02
大气的垂直分层
大气的垂直分层
分层的依据：
大气温度、密度和运动状态在垂直方向上的差异。
平流层
高层大气
高度
对流层
12千米
55千米
对流：流体内部由于各部分温度不同而造成的相对流动
受热上升
遇冷下沉
大气的垂直分层
1对流层：
（1）地面是对流层大气的直接热源，所以对流层大气下热上冷，热空气上升，对流现象显著。
对流层
（2）对流层集中3/4的空气质量及大部分的水汽和杂质，天气现象发生在这一层且与人类最密切。
（3）对流层高度随纬度而变化。
17-18千米
10-12千米
8-9千米
对流层气温随高度增加而降低的原因：
对流层大气的热量来源于地面，离地面越远，得到的地面辐射越少。
地面辐射
夏季人们可以去高山上避暑
对流层，海拔每上升100米，气温约下降0.6℃，从而形成一个随高度增加而温度下降的大气垂直温度梯度。
中国避暑之都
——贵阳
夏季气候凉爽。纬度较低，海拔较高，气温较低。
雪域江南
——林芝
西藏垂直高差大，山上海拔高，气温低，河谷地区地势较低，气温较高。
近地面大气获得热量的多少，决定了对流发生的强度，同一季节里的低纬度或同一纬度上的夏季因受太阳辐射较多，获得热量较多，近地面与高空温差大，对流运动强度更大，对流层的厚度相对更厚。
为什么不同的纬度、不同的季节，对流层大气的厚度不一样？
0°
90°
大气的垂直分层
2平流层：对流层顶到55千米处
在15-35千米处存在臭氧层，吸收紫外线，所以平流层的热源来自太阳，大气上热下冷，空气稳定，天气晴朗， 适合飞机飞行。
O3O3O3O3O3O3O3O3O3O3O3O3O3O3O3
高度
12千米
55千米
平流层的热量来自臭氧吸收的的太阳辐射（紫外线），越往高处吸收的热量越多，所以平流层内高度越高，气温也越高。
臭氧洞
阅读教材P70《臭氧洞》，思考：臭氧洞是什么？为什么我们要长时间地关注臭氧洞？
臭氧洞指臭氧层空洞，是臭氧层变薄、浓度降低导致的臭氧缺口，又称为臭氧层破坏。臭氧层遭到破坏后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致达到地球表面的紫外线明显增加，给人类健康和生态环境带来多方面的危害。同时，臭氧层的破坏还会导致对流层大气组成和空气质量的变化，所以我们要长时间关注臭氧洞的问题。
释放氟氯烃
破坏臭氧层
臭氧层空洞
制冷产品：
大气的垂直分层
3高层大气：平流层顶 以上的大气
高层大气气压很低，密度很小。在60-500千米的高空，有若干电离层。能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。
高度
12千米
55千米
高层大气
在80-120千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为流星；
在60-500千米的高空，存在若干电离层，电离层能够反射无线电波，对无线电通信具有重要影响。
高层大气的空气密度很小，在2000-3000千米的高空，空气经常散逸到宇宙空间，被认为是大气的上界。
小结：
高层大气
平流层
对流层
与人类的关系
大气运动特点
气温垂直变化
大气分层
气温随高度的升高而递减
大气对流
运动显著
天气现象复杂；
与人类关系最密切;
气温随高度的升高而升高
大气以平流运动为主
天气晴朗，利于高空飞行;
存在电离层
影响无线电通信
观看火箭发射视频
在火箭发射的过程中，它一共经过大气垂直分层中的哪几层？
观看火箭发射视频
补充材料---逆温
正常情况下,海拔每升高100米,气温约下降0.6 ℃,但在不同的地点和不同的时间,对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。多出现在谷地或盆地中。
补充材料---逆温
1.发生逆温时，大气运动状况是什么样的？
由于大气上热下冷，大气稳定，阻碍空气对流运动。
2.逆温的影响
a.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,甚至出现交通事故。
b.加剧大气污染。由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康。
c.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,对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为主,飞机飞行中不会有较大的颠簸。
补充材料---逆温
3. 查询20世纪世界八大公害事件，了解哪些公害事件与逆温现象有关。
①马斯河谷烟雾事件；
②美国多诺拉镇烟雾事件；
③伦敦烟雾事件；
④美国洛杉矶光化学烟雾事件都与逆温有关。
观看视频，思考雾霾与逆温层的关系。
大气的垂直分层
小结
对流层
平流层
高层大气
课堂检测
1.飞机在万米高空飞行，高度保持不变，由南极飞往赤道，途中穿过的大气层是（ ）
A.始终在对流层 B.始终在平流层
C.从对流层进入平流层 D.从平流层进入对流层
2.大气的组成物质及表现是（ ）
A.氮气和臭氧吸收太阳紫外线 B.二氧化碳只吸收太阳辐射
C.水汽和固体尘埃可成云致雨 D.氧气和氮气供植物呼吸
D
C
课堂检测
右图为大气的垂直分层图
4.①②③④四条线中，能正确表示大气层垂直气温变化的是（ ）
A.① B.② C.③ D.④
A
C
①
③
②
④
50
12
—60
—50
—40
—30
—20
—10
0
高度（km）
温度（℃）
5.影响该大气层气温垂直变化的主要因素是（ ）
A.地面辐射 B.二氧化碳气体 C.臭氧气体 D.人类活动
谢谢欣赏
湘教版2019必修第一册
谢谢
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