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1
2012年奥地利“坠落人”菲利克斯.鲍姆加特纳穿着特制的宇航服乘坐太空舱升空，待上升距离地表39千米处，他纵身跃下，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。
1、他为什么需要配置特质宇航服？
2、39千米高空的大气与地面大气有哪些不同？
安丰高中2023级高一地理课件
第二章地球上的大气
第1节大气的组成和垂直分层
高一地理备课组
探究学习一 大气的组成
1.低层大气的组成结构？
2.干洁空气的成分及作用
3.人类活动对大气成分的影响？
4.大气中二氧化碳的变化与人类活动关系？
5.了解大气含氧量减少对人体产生的影响？
探究学习一 大气的组成
1.低层大气的组成结构？
2.干洁空气的成分及作用
3.人类活动对大气成分的影响？
4.大气中二氧化碳的变化与人类活动关系？
5.了解大气含氧量减少对人体产生的影响？
一、大气的组成
低层大气
干洁空气
水汽
杂质
如今的大气是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化
探究学习 大气的组成
1.低层大气的组成结构？
2.干洁空气的成分及作用
3.人类活动对大气成分的影响？
4.大气中二氧化碳的变化与人类活动关系？
5.了解大气含氧量减少对人体产生的影响？
1、干洁空气
干洁空气成分的体积分数（25千米以下）
氧气
21%
氮气
78%
其他气体
生物维持生命活动所必需的物质
o
N
地球上生物体的基本元素
1、干洁空气
干洁空气成分的体积分数（25千米以下）
氧气
21%
氮气
78%
其他气体
co2
绿色植物进行光合作用的基本原料；
吸收地面辐射的能力强，使气温升高，具有保温作用
o3
大量吸收紫外线,地球生物的保护伞；
吸收紫外线，使大气增温
水汽的相变，产生了云、雨、雾、雪等天气现象；
伴随着热量的吸收和释放，影响地面和大气温度
2、水汽
水汽可发生固、液、气三态转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。
固态水
液态水
气态水
大气的组成
水汽可发生固、液、气三态转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。
思考
陆地与海洋上空，哪里大气当中的水汽含量更高？
影响大气透明度；
凝结核，是成云致雨必要条件
3、杂质
水汽（充足）
凝结核
气流上升
降水的形成条件：
低层大气组成 主要作用
干洁空气 主要 成分 N2
O2
微量 成分 CO2
O3
水汽
杂质
地球上生物体的基本元素
生物维持生命活动所必需的物质
绿色植物进行光合作用的基本原料;
吸收地面辐射的能力强，使气温升高
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
水的相变，产生云雨雾雪等天气现象，同时伴随热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度
作为凝结核，是成云致雨的必要条件
“保温效应”
小结
低层大气组成
干洁空气 主要 成分 N2
O2
微量 成分 CO2
O3
水汽
杂质
思考：
1、与气温有关的大气成分有哪些？
2、成云致雨的条件？
二氧化碳
--吸收地面辐射影响气温
臭氧
--吸收太阳辐射的紫外线影响气温
水汽
--直接影响地面和大气的温度
水汽（充足）
凝结核
气流上升
探究学习 大气的组成
1.低层大气的组成结构？
2.干洁空气的成分及作用
3.人类活动对大气成分的影响？
4.大气中二氧化碳的变化与人类活动关系？
5.了解大气含氧量减少对人体产生的影响？
图2.3 大气污染现象举例
然而，人类不合理的活动，
正在改变着大气的成分和含量……
Where i am
4.人类活动影响大气
人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利的影响。
优良天气
重污染天气
工业、交通、家庭活动等排放酸性气体（SO2），形成酸雨，影响地理环境，危害人体健康；
大量排放CO2，造成全球气候变暖；
大量污染物进入大气，产生雾霾，严重影响人们的生活和身体健康；
排放氟利昂气体，破坏臭氧层，使到达地表的紫外线增多。
探究学习 大气的组成
1.低层大气的组成结构？
2.干洁空气的成分及作用
3.人类活动对大气成分的影响？
4.大气中二氧化碳的变化与人类活动关系？
5.了解大气含氧量减少对人体产生的影响？
然而，人类不合理的活动，正在改变着大气的成分和含量……
由于煤炭、石油等化石燃料的使用，人类排放的二氧化碳增多，加上大量砍伐森林，二氧化碳浓度在过去30年增加了12%。
大气中二氧化碳含量的变化与人类活动
从1740年到2011年，短短不到300年的时间里，二氧化碳体积分数变化趋势是怎么样的？是什么原因导致了这种变化呢？会造成什么影响？
趋势：
①.二氧化碳体积分数持续升高；
②.1960年至2011年，二氧化碳体积分数增长速度最快。
大气中二氧化碳含量的变化与人类活动
从1740年到2011年，短短不到300年的时间里，二氧化碳体积分数变化趋势是怎么样的？是什么原因导致了这种变化呢？会造成什么影响？
原因：
化石燃料燃烧（释放大量二氧化碳）；
土地利用的变化（毁林，减少森林吸收二氧化碳的量）。
危害：
从1740年到2011年，短短不到300年的时间里，二氧化碳体积分数变化趋势是怎么样的？是什么原因导致了这种变化呢？会造成什么影响？
大量燃烧化石燃料
CO2
增多
气温升高
全球变暖
极冰融化
海平面上升
淹没沿海低地
植被砍伐
臭氧空洞
冰箱、冰柜的使用，释放大量的氯氟碳化物，破坏大气中的臭氧层
The Ozone Hole
探究学习 大气的组成
1.低层大气的组成结构？
2.干洁空气的成分及作用
3.人类活动对大气成分的影响？
4.大气中二氧化碳的变化与人类活动关系？
5.了解大气含氧量减少对人体产生的影响？
活动探究
在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲的长跑运动员往往成绩优异，结合教材，试推测其原因。
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 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
案例2：了解大气含氧量减少对人体产生的影响
1.在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、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？
2. 我国体育训练基地建设在高原地区的原因？
甘肃·榆中
青海·多巴
云南·海埂
河北·兴隆
云南·呈贡
①、高原地势，空气稀薄，运动员的血液输氧能力差；
②、在高原训练就是利用气压低的条件来提高血液的输氧能力；
③、当运动员返回平原时，就会感到轻松，比赛成绩显著提高。
3. 推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成绩的原因？
海拔越高，大气越稀薄，含氧量越低，超过了人体耐受力，会危及身体健康，反而达不到理想的成绩。
太阳内部
光球层
色球层
日冕层
1、太阳大气的结构
12 km
50 km
地球大气从地面向上，可延伸到数千千米高空
根据温度、运动状况和密度，大气自下而上可以划分为：
对流层
平流层
高层大气
对流层
平流层
高层大气
二、大气的垂直分层
探究学习二 大气的垂直分层
1.大气分层和分层依据
2.大气垂直分层和各层差异
高层大气
大气垂直分层
温度 运动状况 和密度
高层大气
平流层
对流层
对流层
平流层
（1)大气层的特点及原因.
(特点:大气层的厚度、气温的变化、大气运动状况、天气情况)
（2)与人类关系
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特点 原因 与人类关系
厚 度
气温的变化
大气运动状况
天气
1、对流层特点及原因.
对流层
平均12KM
低维17-18KM,
中纬10-12KM
高纬8-9KM
随高度升高而递减
(每上升100米下降0.6)
对流运动显著.
天气现象复杂多变
地面越热，对流越旺盛
地面是对流大气直接热源
热量由下至上层层传导
该层大气的气温
上部冷,下部热
大气中几乎全部的水汽和杂质集中在这一层，
对流运动显著,易成云致雨.
最为密切
思考
低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高。
2. 同一地区，不同季节的对流层高度会有什么变化？
1.为什么低纬度对流层高度高，高纬度对流层高度低？
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。
2、平流层特点及原因.
特点 原因 与人类
厚度
气温的变化
大气运动状况
天气
自对流层顶部至50-55KM
随高度升高气温升高
(下层气温变化很小,30KM以上迅速增温）.
该层臭氧吸收紫外线;
22-27KM臭氧达到最大值.
以平流运动为主
天气晴朗
大气层温度上热下冷
水气杂质很少,大气层平稳
保护伞
利于航空飞行
平流层
平流层疑问
1)平流运动是如何运动
2)这层大气为什么30KM以上温度增长幅度大 画出这层温度随高度走向
冷
热
12KM
55KM
-60
0
A
B
3、高层大气层特点及原因.
特点 原因 与人类
厚度
气温的变化
大气运动状况
平流层以上的大气到3000KM
随着高度升高气温先下降再升高
底层没有吸收紫外线的臭氧,气温下降，85KM以上有吸收更短波长的紫外线能力,温度又持续增长
流星
极光
80-500KM有电离层能反射无线电波
高层大气
中间层
暖层（电离层）
外层（散逸层）
02
大气的垂直分层
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
人造卫星
50
12
高 层 大 气
平流层
对流层
温度/℃
高度/Km
气温垂直分布
流星
思考题
大气垂直分层示意图
1.随高度的上升，对流层和平流层的气温分别是怎样变化的？
2.为什么说对流层与人类的关系最密切？
3.为什么平流层适合飞机飞行？
逆温
在对流层，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低，大约每升高1000米，气温降低6℃。但在一定条件下，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。
图中哪段发生了逆温现象
高层大气
平流层
对流层
与人类关系
运动特点
气温垂直变化
大气分层
密度小，气压低
对流层
平流层
电
离
层
高层大气
随高度增加而递减
对流运动
天气现象复杂；该层与人类关系最为密切;
随高度增加而递增
平流运动
天气晴朗，利于高空飞行;臭氧层吸收紫外线;
电离层反射无线电短波
#
自学窗
全球合作 保护臭氧层
臭氧层空洞-大气平流层中臭氧浓度最小处，是臭氧层缺失处，有臭氧层空洞的地区会对生物产生重大的影响
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。
南极臭氧层空洞
Antarctic ozone hole
DU即多布森单位，标准大气状态下千分之厘米臭氧层的厚度
为1个多布森单位，臭氧含量低于220个多布森单位时，称为“臭氧空洞”
多布森单位
·
总臭氧量
#
《保护臭氧层维也纳公约》
Vienna Convention
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”
《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。
《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。
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
《保护臭氧层维也纳公约》
Vienna Convention
地面上空的大气结构会出现气温随高度增加而升高的反常现象，气象学上称之为“逆温”，发生逆温现象的大气层称为“逆温层”
逆温
逆温层
判断右边两幅图图中逆温所发生的区域？
1
概念
逆温
夜间地面辐射冷却快，近地面大气随之降温。离地面越近，降温越快，形成自下而上的逆温
夜晚，地面辐射冷却、降温持续，日出前逆温层达到最厚
日出后，地面接受太阳辐射而升温，逆温层从地面向上消失
2
过程
逆温
辐射逆温
晴朗无云的夜间或黎明
大气逆辐射弱，地面辐射散失热量多，离地面越近降温越快，从而出现上暖下冷的逆温现象。
辐射逆温常形成辐射雾
多发于冬季晴朗的夜晚
3
类型
逆温
平流逆温
暖空气水平移动到较冷的下垫面，暖空气底层因受下垫面的影响迅速降温，上层空气因距离较远，降温较少，于是产生逆温。
暖湿空气遇冷常形成平流雾
该逆温现象多出现在中纬度沿海地区。
3
类型
冷
暖
逆温
锋面逆温
锋面附近，暖而轻的暖气团沿着锋面爬升至冷而重的冷气团上方，形成下冷上暖的逆温现象
常出现面锋面活动地区。
3
类型
冷
暖
逆温
地形逆温
夜晚，山坡辐射降温快，山坡冷空气沿坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被迫抬升，从而出现温度的倒置现象，称地形逆温。
常见于谷地、盆地
3
类型
冷
暖
对航空
逆温现象如果出现在低空，多雾天气给飞机起降带来麻烦。
逆温现象如果出现在高空，空气对流运动受阻，飞机飞行平稳，同时提高了能见度，使飞行更加安全。
逆温
影响
4
对环境
逆温时，对流运动受阻，大气比较稳定,加重大气污染
逆温
影响
4
对交通
容易产生大雾等不利天气，影响交通
逆温
影响
4
对农业
逆温层的坡地利于农作物越冬，有利于牲畜避寒等
逆温
影响
4
对沙尘暴
阻碍空气对流，抑制沙尘暴
逆温
影响
4
总结：逆温的影响
加剧大气污染，空气垂直对流受阻，近地面污染物不能及时扩散，危害人体健康；
易产生大雾天气,给飞机起飞带来不便；
能见度低，给人们出行带来不便，甚至引发交通事故。
抑制沙尘暴的发生
有利影响
不利影响
若在高空有利飞机飞行

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