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(共76张PPT)
大气的组成和垂直分层
3.了解人类活动对大气环境的影响和作用，树立人类与环境和谐发展的观念和意识。
1.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。
2.知道大气的结构，掌握对流层和平流层大气的特点。
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。
教学目标
01
02
大气的组成
大气的垂直分层
01
大气的组成
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至39千米高空。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
如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化
大气：包围地球的空气
大气为地球生命的繁衍和人类的发展提供了必要条件。
大气
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。
阅读教材P66—67，完成下列问题
自主学习
1.低层大气的组成部分？
2.干洁空气与低层大气的区别？
3.大气中各个成分的变化与人类活动的关系？
大气的组成
干洁空气
水汽
低层大气
杂质
大气的组成
氧气：21%
氮气：78%
其他：1%
干洁空气的体积分数（25千米以下）
干洁空气
低层大气
水汽杂质
大气的组成
二氧化碳 CO2
氧气 O2
氮气—N2
78%
21%
1%
人类和其他好氧生物维持生命活动的必需物质，并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程。
生物体内蛋白质的重要组成部分；
臭氧—O3
78%
21%
氮气
氧气
其他
干洁空气成分的体积分数(25千米以下)
氩
—Ar
1)干洁空气
二氧化碳
绿色植物进行光合作用的基本原料；对地面起到保温作用。
大气的组成
一
臭氧
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，保护生物。
大气的组成
一
大气的组成
水汽
①水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列的天气现象；②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。
在水平方向上：
在垂直方向上：
海洋上空＞陆地上空
湿润地区的上空＞干旱地区的上空
一般自地面逐渐向高空减少
2）水汽
作用
在大气温度变化的范围内，水汽可以发生固、液、气三态 的转化，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。
是成云致雨的必要条件。
3）杂质
作用
随时间、地点、天气条件而变化。
在近地面大气中，陆地多于海上，城市多于乡村，冬季多于夏季。
分布
①影响大气的透明度；②大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
大气的组成
降水的形成条件
1.充足的水汽供应；
临近河、湖、海洋；风经过时带来大量水汽；
2.降温：水汽冷却凝结；
①水平方向：空气由较低纬度流向较高纬度；
②垂直方向（上升）：空气受热膨胀上升，盛行上升气流；遇到地形阻挡抬升。
3.凝结核。
水汽
课外拓展：强对流天气是怎样形成的？
夏日午后，太阳炙烤大地，近地面的大气被加热膨胀，形成上升的湿热空气流，当上升到一定高度时，由于气温下降，空气中包含的水蒸气就会凝结成水滴。
当水滴下降时，又被更强烈的上升气流携升，如此反复，小水点开始积集成大水滴，直至高空气流无力支持其重量，最后变成大滴大滴的雨，降落下来。
大气中的水汽和杂质含量，因时因地而异
然而，人类不合理的活动，
正在改变着大气的成分和含量……
发展工业、燃烧化石燃料、汽车尾气排放等都会造成大气污染。
大气的组成与人类活动
结合实际思考：大气的成分是稳定不变的吗？
如果大气成分发生变化，会带来什么影响？
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怎么样？是什么原因产生的变化呢？造成什么影响？
变化趋势：呈现上升趋势，增加速度加快
原因：
①化石燃料燃烧（释放大量二氧化碳）
②土地利用的变化（毁林，减少森林吸收二氧化碳的量）
大气的组成与人类活动
CO2增多
大量燃烧化石燃料
过度砍伐森林
大气的组成与人类活动
全球变暖
气温升高
极冰融化
海平面上升
淹没沿海低地
人类过多地使用氯氟烃类化学物质(用CFCs表示)是臭氧层被破坏的主要原因（南极、北极和青藏高原上空）
大气的组成与人类活动
大气中臭氧含量
的变化与人类活动
Changes of carbon dioxide content in atmosphere and human activities
“南极臭氧洞”带来的危害？
对人类健康影响
1．增加皮肤癌。
2．损害眼睛，增加白内障患者。
3．削弱免疫力，增加传染病患者。
对生态影响
1．农产品减产及其品质下降。
2．减少渔业产量。
3．破坏森林。
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美国环保局发现臭氧总量每耗减1%,地面紫外线会增加1.5%~2%。他们预测,如果氟氯烃生产和消费不加限制,到2075年,地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。
臭氧层空洞
臭氧层破坏的原因
人类使用冰箱、空调等制冷设备，释放出大量的氟利昂。
保护臭氧层的措施：
①选择不含氟的冰箱、空调及汽车等制品。尽量不购买使用含氟喷雾类商品。
②研发新型制冷设备。
酸雨：人类向大气排放的各种酸性气体，出现 pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水。
雾霾天气是一种大气污染状态。雾霾主要由二氧化碳、氮氧化物和可吸入颗粒物等组成。雾霾中的可吸入颗粒物小，富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长，输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量的影响大。我国部分地区已把雾霾天气列入灾害性天气进行预报。
大气中水汽和杂质含量
的变化与人类活动
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。
雾：当空气中的水汽多于一定温度条件下大气饱和水汽量，并有足够的凝结核存在时，多于的水汽便会凝结出来，变成小水滴或水晶，水平能见度低于1千米时，气象学上称为雾。
… …
… …
大雾中的南京
雾霾中的北京
一种自然天气现象
一种大气污染现象
大气中水汽和杂质含量
的变化与人类活动
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，表明大气中的各种悬浮颗粒含量超过一定标准，其中PM2.5 (直径小于或等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”。
雾霾天气的颗粒是怎么产生的呢？
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。
雾霾天气对我们生活的影响有哪些？
一是对人体产生的危害，比如呼吸系统、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，由于能见度降低，容易引起交通
阻塞，发生交通事故。
了解大气含氧量减少对人体产生的影响
地点 榆中 多巴 海埂 兴隆 呈贡
海拔/m 1996 2366 1888 2118 1906
经度 104°02′E 103°31′E 102°41′E 117°22′E 102°48′E
纬度 35°52′N 35°52′N 25°01′N 40°36′N 24°53′N
表2.1 我国部分高原训练基地的地理坐标
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
活动探究
青海多巴
甘肃榆中
云南海埂、呈贡
河北兴隆
我国部分高原训练基地
2118m
2366m
活动探究
1. 我国体育训练基地建设在高原地区的原因？
活动探究
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。
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？
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1800-2400米。
海拔/m 0 1000 2000 3000 4000
含氧量比 100% 89% 78% 70% 61%
不同海拔与海平面的含氧量比
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。
小结1：低层大气的组成
大气成分 体积比 作用
干洁空气 氮气（N2） 78%（含量最多）
氧气（O2） 21%
二氧化碳（CO2） 0.033% （变化）
臭氧（O3） 很少（变化）
水汽 很少
固体杂质 很少
生物健康生长必不可少的元素（生物体的基本成分）
众多生物生命活动所必需的物质
植物光合作用的基本原料，对地面起到保温作用
吸收太阳紫外线，被称为地球生命的“保护伞”
影响天气变化；影响地面和大气的湿度
作为凝结核，是成云致雨的必要条件
课堂反馈：AA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3-4题。
3.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
4.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
C
B
题组2　大气的组成成分的变化
大气各组成成分的含量并不是一成不变的，人类活动会改变大气的成分和含量。据此完成5-6题。
5．大气中二氧化碳含量与日俱增的原因主要是(　　)
A．海平面上升 B．臭氧的大量减少，到达地面紫外线增强
C．全球变暖越来越严重 D．大量燃烧矿物能源向排放大量CO2等温室气体
6．臭氧总量的减少，带来的后果有(　　)
A．土壤酸性增强，文物古迹受腐蚀 B．太阳辐射增强，利于林木生长
C．患白内障和皮肤癌的人数增加 D．不会对生态环境和农业造成破坏
D
C
题组3　大气的组成成分的变化
02
大气的垂直分层
大气的垂直分层
二
读《大气的垂直分层》图
观察图中的横坐标、纵坐标分别表示什么？
其中的曲线又表示什么？
从下而上一共分为几层？
学生活动
？
？
？
大气的垂直分层
划分依据：根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异
垂直运动对流层
水平运动平流层
高层大气密度小
CO2
H2O
O3
吸收
大气的垂直分层
对流层
大气的垂直分层
二
在不同纬度，对流层高度是否一样，为什么？
对流层的气温如何随高度而变化？原因是什么？
对流层中，大气运动的特点是什么？为什么说对流层与人类的关系最密切
学生活动
？
？
？
1）对流层
范围
近地面至对流层顶
厚度
季节变化：夏季较厚，冬季较薄
空间变化：低纬较厚，高纬较薄
高层
大气
平流层
对流层
低纬地区：17-18千米
0°
30°
60°
90°N
30°
60°
90°S
5
10
15
20
千米
中纬地区：10-12千米
高纬地区：8-9千米
1）对流层
高层
大气
平流层
对流层
高度
-100
-50
0
50
100
0
20
40
60
80
100
120
140
12
50
高度（Km）
温度（℃）
对流层
平流层
高层大气
大气的重直分层示意
集中了大气质量的3/4和几乎全部的水汽和固体杂质
温度随高度增加而递减（因为地面是对流层大气的主要热源。）
空气对流运动显著
成分
特点
与人类的关系
人类生活在对流层底部；天气现象复杂多变
对流层为什么天气现象复杂多变？
具备成云致雨的必要条件，水汽杂质含量多，对流运动显著（降温条件）。
为什么对流层温度特点是气温随高度增加而下降？
因为地面是对流层大气的直接热源，离热源越远温度越低，
反之亦然
平流层
大气的垂直分层
二
平流层气温变化为什么和对流层存在明显差异？
平流层中，大气运动的特点是什么？
平流层大气与人类有何关系？
学生活动
？
？
？
-100
-50
0
50
100
0
20
40
60
80
100
120
140
12
50
高度（Km）
温度（℃）
对流层
平流层
高层大气
大气的重直分层示意
对流层顶部
至50-55干米的高空
水汽含量极少，22-27干米处
形成臭氧层
气温随高度的增加而上升
（平流层中上部臭氧吸收紫外线增温）
水平运动为主
天气晴朗，水汽、杂质含量极少
高度
成分
特点
与人类的关系
能见度高，无云雨利于飞机飞行
臭氧层是地球生命的保护伞
为什么平流层温度特点是气温随高度增加而迅速升高？
因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温迅速
南极臭氧空洞
*南极臭氧洞
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。2006年“南极臭氧洞”面积已经超过北美洲的面积。
在新型制冷设备的推广下，2019年南极臭氧洞面积已缩至近四十年最小值，目前南极臭氧洞正在慢慢缩小。
1979-2015
Q：飞机起飞从对流层飞入平流层的过程中，坐在飞机里的乘客有何感受？
气压降低，出现耳鸣等现象。向上飞入平流层过程中飞机较颠簸（对流层水汽杂质多，天气多变），进入平流层后飞机平稳。
高层大气
大气的垂直分层
二
①高层大气气温变化为什么会呈现出这样的特点？
②高层大气与人类活动有什么关系呢？
学生活动
？
？
-100
-50
0
50
100
0
20
40
60
80
100
120
140
12
50
高度（Km）
温度（℃）
对流层
平流层
高层大气
大气的重直分层示意
平流层顶部
至2000-3000千米的高空
（大气上界）
气压很低，空气密度很小
气温随高度先下降后上升
高空有电离层
高度
成分
特点
与人类的关系
能反射无线电波，对无线电通信有重要作用，有极光、流星；人造卫星空间站、宇宙火箭等
发生在电离层的极光
电离层（60-500Km）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
-100
-50
0
50
100
0
20
40
60
80
100
120
140
12
50
高度（Km）
温度（℃）
对流层
平流层
高层大气
大气的重直分层示意
3）高层大气
电离层
1.分布于60-500千米的高空，有若干电离层。
2.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。
3.电离层能反射无线电波，对远距离无线电通信有重要作用。
高层
大气
平流层
对流层
气温随高度
升高而递减
气温
高度
气温随高度
升高而递增
气温
高度
正常情况下，海拔每升高100米，气温下降0.6℃，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，称为逆温现象。
逆温现象
1.概念：
类型 成因 地区
辐射逆温 经常发生在晴朗无云的夜间，由于地面有效辐射很强，近地面大气层气温迅速下降，而高处大气层降温较慢 中高纬度大陆冬季黎明前
平流逆温 暖空气水平移动到冷的地面或气团上 中纬度沿海地区
地形逆温 主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖空气被较冷的空气抬挤上升 盆地和谷地中夜间
锋面逆温 锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著 锋面活动地区
下沉逆温 高压控制区，高空存在大规模下沉气流，气流下沉的绝热增温作用 高压控制地区
2.辐射逆温的形成及消失过程图解：
逆温现象
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，阻碍空气对流运动，大气稳定。
2.逆温现象会带来什么影响？
由于大气稳定，使空气中的水汽、杂质不易扩散，形成大雾天气或大气污染事件；抑制沙尘暴的发生；利于飞机飞行；提高山坡谷物产量。
3.逆温对地理环境的主要影响
逆温现象
知识总结
高 度 气温变化特点 空气运动特点 与人类关系
对流层 高纬8~9km 中纬10~12km 低纬17~18km 气温随高度增加而下降（每上升100m，气温降低0.6°C） 原因：地面是对流层大气的直接热源 对流运动强烈 天气现象复杂多变
平流层 对流层顶到50~55km 气温随高度的增加而上升 原因：臭氧能吸收太阳紫外线 水平运动为主 大气平稳，天气晴朗，利于飞机飞行；臭氧是地球生命的保护伞
高层大气 平流层顶到2000~3000km ①气压很低，密度很小 ②在60-500千米的高空有若干电离层 反射无线电波
2
探究
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，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。
（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，让人领略到“雪域江南”的独特春光。读图，试分析这一地理现象的形成原因。
避暑旅游名城——贵阳
（1）在我国地形图上，找到贵阳、重庆、武汉、长沙、上海的位置；读图，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。
夏季气候凉爽。纬度较低，海拔较高，气温较低。
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
上海
长沙
重庆
贵阳
武汉
温度/℃
23.9
23.6
28.1
28.4
28.7
28.2
28.6
28.1
28.0
27.8
7月
8月
（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，让人领略到“雪域江南”的独特春光。读图，试分析这一地理现象的形成原因。
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。
雪域江南——西藏
雪被
陆高/米
5000
3000
2000
1000
500
大气的组成
大气的垂直分层
干洁
空气
水汽
杂质
对流层
平流层
高层
大气
课程小结
氮、氧为主要成分
成云致雨的必要条件，存在空间上的差异
成云致雨的必要条件，存在时空上的差异
对流运动显著，天气复杂多变，与人类关系最密切
平流运动显著，分布有臭氧层，适宜航空飞行
分布有电离层，影响无线电通信
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
练习
3.近几年，城市上空多灰霾的主要原因是（ ）
A.二氧化碳多 B.水汽多
C.固体颗粒多 D.温度低
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
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
①
③
②
④
50
12
—60
—50
—40
—30
—20
—10
0
高度（km）
温度（℃）
练习

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