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第二章 第一节
大气的组成和垂直分层
大气的组成与垂直分层
1.认识大气的物质组成。
2.理解人类活动对大气环境的影响。
3.理解大气垂直分层对人类活动的影响。
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、生活的联系。
学习目标
运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产、生活的联系。
临近中秋，去趟广寒宫看看嫦娥仙子吧！
八戒，广寒宫非常寒冷，要多添衣物
大家知道大气的组成吗？
一、大气的组成
大气圈：由气体和悬浮物质组成的复杂系统。
地球大气是多种物质的混合物，由干洁空气、水汽、悬浮尘粒或杂质组成。
干洁空气：低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体。
氧气：
人类和一切生物维持生命活动必需的物质
氮气：
地球生物体内蛋白质的重要组成部分
干洁空气的组成
其他气体：
其中,氩占0.934%,二氧化碳占0.033%等
1.大气的组成成分
低层大气的组成
二氧化碳
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
低层大气的组成
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。
含量很少，水的相变，产生云、雨、雾、雪等天气现象；
同时吸收和释放热量， 影响地面和大气温度。
大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
水汽和杂质
低层大气的组成
拓展：降水形成的条件
充足的水汽
凝结核（必要条件）
冷却降温的过程
大气中的成分是一成不变的吗？哪些成分可能发生变化？
图2.4 二氧化碳体积分数的变化
案例1：大气中二氧化碳含量变化与人类活动
在过去80万年的绝大多数时间里，大气中二氧化碳体积分数的变化相对平缓。然而，从1740年到2011年，短短不到300年时间，二氧化碳体积分数增加40%多（图2.4）二氧化碳体积分数的增加，基本上都来自化石燃料的燃烧和土地利用的变化（主要是毁林）。化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；森林面积的缩小，会减少森林对二氧化碳的吸收量。
1.读图2.4，描述1740年到2000年，二氧化碳体积分数变化特点？
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。
2.大气的组成成分
人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成不利影响。
例如......
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
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
臭氧层的破坏会使过量的紫外辐射到达地面，造成健康危害;使平流层温度发生变化，导致地球气候异常，影响植物生长、生态的平衡等后果。
CO
2
气温
增多 升高
温室效应
大量燃烧化石（煤炭、石油）燃料
过度砍伐森林
全球气候变暖
人类活动过度排放温室气体导致全球气候变暖
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？
两国地形均以高原为主海拔高，大气稀薄，大气含氧量低，有利于激发运动员的运动潜力
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。
在对流层中，大气的组成并不是固定不变的。据此回答1～2题。
1．大气中含量虽很少，却是天气变化重要角色的物质是( )
A．二氧化碳和臭氧 B．氩和氖
C．水汽和杂质 D．氮和氧
2．由于人类活动造成的大气污染，已导致大气中一些成分比例发生明显变化，表现在( )
A．臭氧增多 B．氧气增多
C．水汽增多 D．二氧化碳含量增加
C
D
练习巩固
3．下列有关各大气成分的作用，叙述错误的是(　　)A．臭氧尽管含量少，但却能够吸收紫外线，有“地球生命的保护伞”之称B．水汽和杂质是成云致雨的必要条件C．干洁空气中氮气含量最大，这为绿色植物的光合作用提供了原料D．二氧化碳吸收地面辐射，具有保温作用
C
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
人类和其他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
二、大气的垂直分层
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
1.对流层
对流层是大气圈的最底层，集中了大气圈质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质，大气中的污染物也多集中在这一层。
1.平流层范围：自对流层顶部至50—55 千米高空。
2.组成：水汽和杂质含量很少。在22—27千米范围内，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。
臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“地球生命的保护伞”
2.平流层
张先生乘飞机到外地出差。在机场时还是细雨蒙蒙，起飞后不久却是晴空万里，阳光普照。你能推测出现这种变化的原因吗
由于起飞时位于对流层，天气现象复杂多变；起飞后不久，进入平流层，气流稳定，无云雨现象，能见度高。
（1）平流层以上的大气统称高层大气。
（2）在80—120 千米的高空，多数来自太空的流星体会燃烧，成为我们夜晚看到的流星。
“防弹衣”
（3）在80—500 千米的高空，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，能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。
3.高层大气
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
4.分层
拓展补充 · 逆温现象
逆温：上热下冷
逆温层
逆温层
不利：不利于污染物扩散
沙尘暴、扬尘难以形成
大气稳定难以对流
有利：山谷逆温，山坡温度高利于农作物生长
飞机也可以在高空平稳的飞行
对流层——逆温
辐射逆温形成过程
(1)图a为对流层正常气温垂直分布状况。在晴朗无云或少云的夜晚，地面很快冷却，贴近地面的大气也随之降温。离地面越近，降温越多；离地面越远，降温越少，因而形成了自地面开始的逆温(图b)。
(2)随着地面辐射冷却的加剧，逆温层逐渐向上扩展，黎明时达到最强(图c)。
(3)日出后，太阳辐射逐渐增强，地面很快增温，逆温层便自下而上逐渐消失(图d)，最终恢复正常(图e)。
读大气垂直分层示意图。据此完成下面小题。
1．对流层大气的温度随高度升高(　　)A．逐渐升高 B．先升高后降低 C．逐渐降低 D．先降低后升高2．下列关于平流层的叙述，正确的是(　　)A．平流层高处不胜寒 B．空气以水平运动为主C．天气现象复杂多变 D．臭氧层位于30km以上3．能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用的大气层是( )A．对流层 B．平流层 C．臭氧层 D．电离层
练习巩固
D
B
D
高度
（km）
20
0
140
120
60
100
80
40
-100
-50
0
50
100
温度（℃）
C
B
A
(1)A层是____，B层是____，C层是____。(2)A层气温随高度的升高而____，B层气温随高度的升高而____。
(3)雨雪现象发生在图中的____层，有利于飞机飞行的是____层（填字母）。
(4)B层大气被誉为“地球生命的保护伞”，因为其中含有_____。
(5)A层大气高度在低纬____，高纬_____；
夏季_____，冬季______。
对流层
平流层
高层大气
下降
升高
A
B
臭氧层
高
低
高
低
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 对流层顶到2000~3000km 反射无线电波

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