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2.1 大气的组成与垂直分层
【复习巩固】
背诵地球圈层结构图。
【新课导入】
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？
【学习目标】
1. 运用图表等资料，说明大气的物质组成及作用，人类活动与大气环境的关系。
2. 利用大气的垂直分层图，说明各层大气的特点、成因，并举例说明对人类活动的影响。
【学习重点】
大气的物质组成及作用。
【学习难点】
大气的垂直分层图。
【高考考向】
降水的条件；逆温
【自学指导1】
阅读课本p28-30，时间5分钟，找出以下问题，用红色笔批注，并完成自学检测1:
大气的物质组成有哪些？与人类活动之间的联系是什么
完成的同学，举左手示意
【自学检测1】大气的组成
1．低层大气的组成： 、 和干洁空气。
2．干洁空气的成分和作用
①氮气：氮是地球上 的基本元素
②氧气：氧是人类和其他生物维持 所必需的物质
③二氧化碳：二氧化碳是绿色植物进行 的基本原料
④臭氧：臭氧能吸收太阳光中的 ，保护地球上的生物
3.水汽和杂质
水汽和杂质是 的必要条件，影响天气变化。
【自学指导2】
阅读课本p31-33，时间6分钟，小组讨论找出以下问题用红色笔批注，并完成自学检测2:
大气的垂直分层包括什么？有什么特点？
完成的同学，举左手示意
【自学检测2】大气的垂直分层
1. 对流层
（1）对流层的高度因纬度而异，在低纬度地区为 ，中纬度地区为 在高纬度地区为 。
（2）在对流层，气温随着高度的升高而 ；
上部冷，下部热， 运动旺盛。
（3）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 ，云雾雨雪等天气现象都发生在这一层。
2. 平流层
（1）平流层范围自对流层顶部至 km的高空。
（2）平流层温度随高度的升高而 ，这是因平流层中的 吸收了大量的紫外线，使大气增温。
（3）平流层的大气上部热，下部冷，不易形成对流，以 为主。该层大气中水汽和杂质含量很少，无云雨现象，能见度好，适合 。
3. 高层大气
在80-500km的高空，有若干电离层，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，能反射 ，对无线电通信有重要作用。
【高考考向】
什么是逆温？
对流层气温一般随高度增加而递减，海拔每升高1000米，气温下降6℃。但在一定条件下，也会出现 ①海拔上升，气温升高，或 ②海拔上升1000米，气温下降幅度小于6 ℃的现象，这两种现象都称为逆温。
常见的逆温有以下四种情况：
1. 辐射逆温
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。
2. 平流逆温
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。
3. 地形逆温
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。
4. 锋面逆温
冷暖空气相遇形成锋面，其上方为暖空气，下方为冷空气。
逆温对地理环境的主要影响：
①抑制沙尘暴（大风、沙尘、强对流运动）的发生。逆温的出现阻碍了空气对流。
②有利于飞机的飞行。逆温出现在高空，空气平稳，万里晴空提高了能见度。
③与其他天气现象一样，逆温可以被当作一种气候资源加以利用
【高考链接】时间：5分钟
（2022江苏高考模拟）逆温是在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象。某校气象兴趣小组在十月下旬晴朗的夜晚对我国南方山区谷地进行逆温测定。下图为该小组多次观测所得的逆温时空变化平均结果。
1.下列关于该地逆温特征的描述，正确的是( )
A．逆温强度接近地面较大，向上减小
B．逆温强度午夜达到最大，后减弱
C．逆温现象日落前出现，日出前消失
D．强逆温前半夜增速慢，后半夜降速快
2.造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是( )
A．大气吸收地面辐射存在昼夜差异
B．大气散射反射在高度上存在差异
C．空气上下热量传递存在时间差异
D．下垫面反射率在时间上存在差异
【思维导图】
请画出大气的垂直分层示意图，并标注出各大气层的温度变化特点以及与人类的关系。
【当堂训练】时间：6分钟
【大气的垂直分层】读“大气垂直分层示意图”，完成1～2题。
1．下列叙述正确的是(　　)
A．低层大气主要是由干洁空气、水汽和固液体杂质组成
B．云、雨、雪、雷电等天气现象，主要发生在平流层
C．大气中臭氧的主要作用是减少红外线对生物的伤害
D．大气组成成分的比例不会因人类活动的影响而改变
★2．北京飞往美国华盛顿的飞机，升空20分钟后遇到雷雨天气，此时飞机应(　　)
A．迅速进行迫降 B．不断降低飞行高度
C．保持原有高度 D．升至万米以上高空
浙江省山地丘陵广布，适宜茶树的生长，但春季易受霜冻天气影响。当地茶园引进了“防霜冻风扇”(如图甲)。当夜晚温度降到4 ℃时，风扇会自动打开，而减轻霜冻对茶树的伤害。图乙示意茶园春季夜晚某时气温垂直分布。读图完成3～4题。
3．“防霜冻风扇”最适宜的安装高度为(　　)
A．9～10 m B．7～8 m
C．6～7 m D．4 m以下
★★★4．关于风扇的作用原理，正确的是(　　)
①风扇可以把高处的暖空气往下吹到茶树上　②风扇吹出的热风可以使茶树免受霜冻影响　③风扇的转动可以增强近地面空气对流运动程度　
④风扇转动可带动空气流动，阻止上层冷空气向下流动
A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
【高考链接答案】
【答案】1.A 2.C
【解析】
1、读图，根据图中曲线，逆温上界，强逆温上界，判断所以逆温强度接近地面较大，向上减小，A对。一天中气温最低时在日出前，所以逆温强度日出前达到最大，后减弱，B错。逆温现象日落后出现，日出后一般逐渐消失，C错。读图，根据曲线，强逆温前半夜增速快，后半夜降速慢，D错。
2、造成逆温层上界峰值在时间上滞后于强逆温层上界峰值的主要原因是地面辐射是大气的主要直接热源，空气上下热量传递存在时间差异，C对。与大气吸收地面辐射存在昼夜差异，大气散射反射在高度上存在差异，下垫面反射率在时间上存在差异无关，A、B、D错。
【考点定位】：逆温现象及特征，影响逆温层上界峰值时间的因素。
【名师点睛】根据材料，逆温在一定条件下出现的气温随高度上升而升高的现象通过读图，要注意到图中下面曲线表示强逆温，相对来说，上面的曲线逆温较弱。对流层气随海拔升高而降低，出现逆温主要是近地面降温太快，导致出现下冷上暖的稳定的大气结构。白天有太阳辐射时，地面增温，逆温逐渐消失。所以逆温最强的时在日出前后。地面辐射时大气的主要直接热源，热量的传递有时间差异，所以距离地面近的强逆温层先到达峰值。
【当堂训练答案】
A　2. D　
第1题，低层大气主要是由干洁空气、水汽和固液体杂质组成。云、雨、雪、雷电等天气现象，主要发生在对流层。大气中臭氧的主要作用是减少紫外线对生物的伤害。大气组成成分的比例会因人类活动的影响而改变，如二氧化碳比例的增加主要是人为原因。
第2题，雷雨天气一般出现在对流层，飞机遇到雷雨天气说明还在对流层，对流层由于大气对流现象明显，大气不稳定，不适宜飞机飞行，飞机应升至万米以上高空的平流层，以保证安全。
3．B 4．D
第3题，读图乙，在8 m高度附近，气温最高，“防霜冻风扇”安装高度为7～8 m时，风扇启动后，可把该处暖空气吹到茶树上，从而减轻霜冻对茶树的伤害。
第4题，结合上题分析，风扇启动后，可把高处的暖空气吹到茶树上，①对；风扇吹出的并不是热风，②错；近地面(0～4 m)存在空气对流运动，风扇吹下来的暖空气会削弱近地面的对流运动，③错；风扇的转动使下层空气循环，阻止了上层冷空气向下流动，④对。

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