资源简介

(共32张PPT)
大气的组成与垂直分层
湘教版高中地理新教材
知识梳理：课标要求和解读
　　课标要求：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。
　　课标解读：
人地协调观：了解大气的组成及其作用；认识人类活动对大气成分的影响，知道大气的结构，掌握对流层和平流层大气的特点。
综合思维：培养读图、阅读和概括能力；运用对比法分析地理问题的能力。
区域认知：分析臭氧层空洞在全球的分布及成因，并结合实际分析应对臭氧空洞的策略。
地理实践力：了解人类活动对大气环境的影响和作用，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。
新课导入：臭氧层破坏
　　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。臭氧层破坏可能引起一系列不利于人类的气候生物效应，这种情况已经受到人们的广泛关注。据科学家研究，大气中的臭氧含量每减少 1％，到达地面的太阳紫外线辐射就增加 2％。过量的紫外线辐射会增加人的皮肤癌患病率，还会引发白内障、免疫系统缺陷和发育停滞等疾病。在距南极洲较近的智利海伦娜岬角，当地居民只要走出家门，就要在暴露的皮肤表面涂上防晒油，戴上太阳眼镜，否则半小时后，皮肤就会被晒成鲜艳的粉红色，并伴有痒痛；羊群则多患白
内障，几乎全盲；河里捕到的鲜鱼也多是盲鱼。
问题探究：
　　
1. 有人认为，臭氧层是“地球生命的保护伞”。你认同这种看法吗？为什么？
提示：地球上的生命活动离不开太阳辐射所提供的能量，但太阳辐射中的紫外线会破坏人、动物和植物的细胞组织。臭氧层能大量吸收太阳辐射中的紫外线，避免地球生物遭受过多紫外线辐射的影响，而少量穿过臭氧层到达地面的紫外线，能起到杀菌防病的作用，并能促进人体内维生素的合成。因此，臭氧层被称为“地球生命的保护伞”，每年的9月16日被定为保护臭氧层国际日。
问题探究：
　　
2. 你还了解哪些全球性大气环境问题？它们与大气中的哪些成分及其含量的变化相关？
提示：除了教材中提到的臭氧层被破坏之外，全球性大气环境问题还包括全球变暖和酸雨等。全球变暖主要是由于人类向大气排放越来越多的二氧化碳等温室气体，温室效应不断增强的结果。酸雨主要由于人类向大气排放的各种酸性气体(如二氧化硫等)不断增多，出现酸碱度(pH)低于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水。
知识梳理：大气
包围地球的空气称为大气。大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要条件。人类生活在大气圈底部，大气的物理状态和组成成分的变化，时刻影响着我们。
大气对地球生命的意义：
1、大气提供生命活动所需的氧气。
2、大气中的臭氧吸收太阳光线中的紫外光，防止地球上的生命受到紫外线的危害；
3、大气中的灰尘和水汽，形成各种天气变化，促进了热量、水分的动态变化；
4、地球的大气层使得地球表层存在适宜的温度，保证生命活动正常运行。
知识梳理：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。
知识梳理：干洁空气
　　干洁空气的主要成分是氮气和氧气，氮气和氧气的体积分数分别约为 78％、21％，两者合占 99％。
知识梳理：全球大气二氧化碳月均浓度突破400ppm
　　自工业革命以来，由于人类大量使用化石燃料，全球大气二氧化碳浓度上升了120 ppm（1 ppm 为百万分之一），其中一半的增长出现在 1980 年以后。2015 年 3 月，全球大气二氧化碳平均浓度突破 400 ppm。这是有记录以来全球大气二氧化碳月均浓度首次突破这一高值。二氧化碳等温室气体排放量的增加，是导致全球变暖的一个重要原因。
知识梳理：成云致雨的必要条件
　　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；在垂直方向上，一般自地面向高空逐渐减少。大气中的杂质含量，随时间、地点、天气条件而变化。通常，在近地面大气中，陆上多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。大气中的水汽和杂质虽然含量很少，却对天气变化影响很大。在大气温度变化的范围内，水汽可发生固、液、气三态的转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。杂质会使大气能见度变差，但作为凝结核，又是成云致雨的必要条件。
知识梳理：雾
　　当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。大气中因悬浮的水汽凝结，水平能见度低于 1 千米时，气象学上称之为雾。
知识梳理：霾
　　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。组成霾的粒子极小，不能用肉眼分辨，可在一天中的任何时候出现。霾天气是一种大气污染状态，表明大气中各种悬浮颗粒物含量超过一定标准，其中 PM2.5（直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物）被认为是造成霾天气的“元凶”。
活动：
　　雾霾，是雾和霾的组合词。我国不少地区将雾并入霾一起作为灾害性天气现象进行预警预报，统称“雾霾天气”。其实，雾和霾是两种截然不同的天气现象。阅读下列材料，结合生活体验，认识雾和霾的区别，并举例说明霾天气对我们生活的影响。
提示：雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子的集合体，能够使空气混浊。两种物质的组成不同，前者是气态和液态物质，后者是固态颗粒物。两者都能造成空气的能见度下降，前者指空气中水平能见度低于1千米，后者指低于10千米。两者在日出后变化较大，雾日出后即散，霾日出后不会消散。
霾的固态颗粒物来自汽车尾气、工业废气、燃煤取暖产生的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等。
霾的危害主要有两方面：一是对人体产生的危害，比如对呼吸系统、心血管系统等的影响；二是对生态环境和交通造成的危害，比如霾天气时，由于空气质量差，能见度低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。
知识梳理：大气的垂直分层
　　根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异，可将大气分为三层，自下而上依次是对流层、平流层和高层大气。
知识梳理：对流层
　　对流层是贴近地面的大气最低层。整个大气质量的 3/4和几乎全部的水汽、杂质，都集中在这一层。对流层受地面的影响很大，其高度随纬度、季节而变化。就纬度而言，低纬度地区高 17~18 千米，中纬度地区高 10~12 千米，高纬度地区高仅 8~9 千米；就季节而言，任何纬度地区，夏季较厚而冬季较薄，中纬度地区尤其明显。对流层气温随高度的增加而递减，这是因为地面是对流层大气主要的直接热源。对流层上部冷下部热，空气就会产生对流。随着空气的对流运动，近地面的水汽和杂质向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨。对流层的天气现象复杂多变，云、雾、雨、雪等天气现象都发生在这一层。因此，对流层与人类的关系最为密切。
知识梳理：平流层
　　自对流层顶向上至 50~55 千米高度的范围为平流层。平流层内，气温随高度的增加而上升。该层大气主要靠臭氧吸收太阳紫外线增温。臭氧集中在 15~35 千米的气层中，形成臭氧层。臭氧层以上，臭氧含量逐渐减少，但是太阳紫外线辐射强烈，气温随高度的增加迅速上升。平流层上部热下部冷，大气稳定，不易形成对流。大气以水平运动为主，平流层由此而得名。该层中水汽、杂质含量稀少，天气现象少见。平流层大气平稳，天气晴朗，有利于航空飞机飞行。
知识梳理：臭氧洞
　　20 世纪 70 年代，科学家发现南极地区上空的臭氧量下降严重，出现了“南极臭氧洞”。“南极臭氧洞”是一种形象的说法，指的是在南极地区上空出现了全球臭氧量最低值（低于全球臭氧平均值的 30%~40%），相对于其他地区来说，就像是一个空洞。 2006 年，“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。
知识梳理：高层大气
　　平流层顶以上的大气，统称高层大气。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。在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大气分子被分解为离子，大气处于高度电离状态，所以称为电离层。电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。
知识梳理：气象气球
　　气象气球是用橡胶或塑料等材料制成球皮，充以氢、氦等比空气轻的气体，携带仪器升空，进行高空气象观测的探测平台，可以用来测量大气温度、湿度、气压等气象要素。气象气球定期从许多地方起飞，跟踪大气不断变化的情况。
活动：
　　1. 在对流层，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。据此，完成相关任务。
（1）近年来，贵阳将“中国避暑之都”作为城市名片，着力打造“避暑”旅游产品，大力发展“避暑”经济。在我国地形图上，找到贵阳、重庆、武汉、长沙、上海的位置；读图 3-7，说明贵阳打造避暑旅游名城的优势条件，并分析其形成原因。
提示：相较于重庆、武汉、长沙、上海，贵阳虽然纬度较低，位于亚热带，但由于其处在云贵高原，海拔较高，故夏季天气凉爽。
活动：
　　1. 在对流层，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。据此，完成相关任务。
（2）每年 3 月，西藏大部分地区的隆冬尚未结束，林芝的桃花却竞相开放，争奇斗艳，皑皑白雪与灼灼桃花相互映衬（如图 3-9），让人领略到“雪域江南”的独特春光。读图 3-8，试分析这一地理现象的形成原因。
提示：林芝虽然处在青藏高原地区，但仔细观察发现该地海拔较低，最低处海拔不到1000米，且所在的纬度也比较低，故3月份气温已经较高，有桃花盛开。
活动：
　　2. 在某些特殊条件下，近地面大气会出现逆温现象。据此，完成相关任务。
（1）对流层大气出现逆温时，会对近地面空气质量产生什么样的影响？
提示：正常情况下，对流层气温是上冷下热，容易形成对流。若对流层局部范围内出现逆温现象，则抑制了对流的发生，导致近地面污染物不易扩散，进而可能造成大气污染。
活动：
　　2. 在某些特殊条件下，近地面大气会出现逆温现象。据此，完成相关任务。
（2）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。
提示：20世纪八大公害事件指因现代化学、冶炼、汽车等工业的兴起和发展，工业“三废”排放量不断增加，环境污染和破坏事件频频发生。从20世纪30年代至60年代，发生了8起震惊世界的公害事件，其中与逆温现象有关的是：①比利时马斯河谷烟雾事件；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等。
知识总结：大气的组成
　　
知识总结：大气的垂直分层
　　
典例探究：
低层大气主要由三部分组成:干洁空气、水汽和杂质,其中氮气和氧气为主要成分。随着人类社会的发展,人类也在改变着大气的成分,进而引发了环境问题。据此完成下面两题。
1.近些年来,随着霾天气现象出现频率越来越高,空气质量逐渐恶化。霾出现频率增加是由于人类活动改变了大气组成中的(　　)
A.干洁空气成分 B.水汽比重
C.杂质含量 D.有害气体成分
2.下列现象主要与大气中水汽含量相关的是(　　)
A.全球变暖 B.旱灾频发
C.臭氧层变薄 D.酸雨加重
典例探究：
【解析】
1.C　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。霾的核心物质是空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,属于杂质,C项正确。
2.B　大气中水汽减少,导致降水减少,旱灾频发,B项正确。全球变暖的原因是人类大量排放二氧化碳,臭氧层变薄的原因是人类大量排放氯氟碳化物,酸雨加重的原因是人类大量排放硫氧化物和氮氧化物,A、C、D项错误。
答案：1.C 2.B
典例探究：
下图为大气垂直分层示意图。读图回答下面三题。
3.图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(　　)
A.① B.② C.③ D.④
4.图中与人类的关系最密切的是(　　)
A.Ⅰ层 B.Ⅱ层
C.Ⅲ层下部 D.Ⅲ层上部
5.对远距离无线电通信有重要
作用的电离层位于(　　)
A.Ⅰ层顶部 B.Ⅱ层底部
C.Ⅱ层中部 D.Ⅲ层
典例探究：
【解析】
3.B　大气自下而上依次是对流层、平流层、高层大气。对流层气温随高度的增加而递减;平流层气温随高度的增加而上升;高层大气气温先是随高度的增加而递减,而后随高度的增加而上升。根据分析可知,图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是②,故B项正确。
4.A　对流层的天气现象复杂多变,云、雾、雨、雪等天气现象都发生在这一层。因此,对流层与人类的关系最为密切,图中Ⅰ层为对流层,故选A。
5.D　高层大气中有电离层,电离层能反射无线电波,对远距离无线电通信有重要作用,图中Ⅲ层为高层大气,故选D。
答案：3.B 4.A 5.D
典例探究：
2018年12月22日,中国航天科工集团“虹云工程”首颗卫星成功发射,该卫星在距离地面1 000千米的低空轨道上围绕地球运行。下图为大气垂直分层示意图。据此完成下面三题。
6.“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,下列描述正确的有(　　)
①太阳辐射逐渐增多 ②气压逐渐降低
③空气密度逐渐减小 ④臭氧含量逐渐减小
A.①②③ B.①②④C.①③④ D.②③④
7.“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,依次经过的是(　　)
A.对流层　大气上界　高层大气B.高层大气　平流层　对流层
C.平流层　高层大气　对流层D.对流层　平流层　高层大气
8.下列叙述正确的是(　　)
A.低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成
B.云、雨、雪、雷电等天气现象发生在平流层
C.大气中的臭氧可以减少红外线对生物的伤害
D.大气组成成分比例不会因人类活动而改变
典例探究：
【解析】
6.A　由材料可知,该卫星在距离地面1 000千米的低空轨道上围绕地球运行,越往高处,空气密度越小,气压越低,大气对太阳辐射的削弱作用越小,太阳辐射越多,①②③正确。臭氧层集中在平流层,臭氧含量先增大后减小,④错误。故选A。
7.D　大气自下而上依次是对流层、平流层和高层大气,故“虹云工程”首颗卫星从发射到进入预定轨道,依次经过的是对流层、平流层和高层大气,D项正确。
8.A　低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成,A项正确;云、雨、雪、雷电等天气现象发生在对流层,B项错误;大气中的臭氧可以减少紫外线对生物的伤害,C项错误;大气组成成分比例会因人类活动而改变,D项错误。
答案：6.A 7.D 8.A
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