资源简介

2.1大气的组成和垂直分层
【学习目标】
1．知道大气的组成及其作用。
2．结合“大气的垂直分层示意”图，认识大气的垂直分层状况，理解各主要层次的特点及其与生产、生活的联系。（重点）
3．观察、识别、描述与大气有关的自然现象、形成科学探究的意识和能力。（难点）
【课前自主预习】
阅读课本P28-P33，标注重点（大气分层、各分层特点等），并结合学习指导P24页【必备基础】，梳理本节知识点。
【小组合作探究】
探究一、据美国国家冰雪数据中心统计，2018年2月下旬，北冰洋的冰层面积降至有记录以来的历史最低点，比正常值少约100万平方千米，相当于减少了一个埃及的面积。一些科学家认为，人们可能低估了全球变暖的趋势。
大气中90%以上的臭氧存在于大气层的上部或平流层，离地面有10～50千米，这才是需要人类保护的大气臭氧层。还有少部分的臭氧分子徘徊在近地面，仍能对阻挡紫外线有一定作用。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，如果氯氟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%。
结合材料和课本28-29页内容，探究下列问题：
（1）全球变暖与大气中的哪种主要成分有关？它的作用是什么？
（2）臭氧有什么作用？大气中臭氧成分减少会有什么危害？
针对上述问题，你能提出哪些有效的措施？
探究二、阅读下列材料和图，探究大气的垂直分层。
大气圈又叫大气层（aerosphere），地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气（占78．1%）、氧气（占20．9%）氩气（占0．93%），还有少量的二氧化碳、稀有气体如氦气、氖气、氪气、氙气、氡气和水蒸气。大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上，但没有明显的界线。
据此探究下列问题：
（1）大气在垂直方向上共分为哪几个层次？
（2）A层气温如何变化？B层气温如何变化？原因分别是什么？
（3）燃烧矿物燃料、毁林等使大气中的二氧化碳浓度升高，这会有何影响？会带来什么问题？
（4）简述平流层适宜飞机飞行的原因。
简述对流层与人类关系最为密切的原因。
【当堂检测】
一、选择题
极限跳伞运动是欧美地区较为流行的空中极限运动，其独特魅力在于可由跳伞者自己控制开伞时间，进而跳伞者就可以把刺激的域值大小完全控制在自己的手中。目前高空跳伞最高记录的保持者为谷歌高级副总裁阿兰·尤斯塔斯。尤斯塔斯搭乘高空热气球前往大气层边缘，高度为135908英尺（约合41425米），随后他切断了自己的绳索，跳向地面。（对流层平均厚度为12千米，自对流层顶向上至50~55千米高度的范围为平流层）。据此完成下面小题。
1．阿兰·尤斯塔斯自热气球上跳下后到地面的过程中，周围大气温度发生的变化为（ ）
A．温度持续上升B．温度持续下降C．温度先上升后下降 D．温度先下降后上升
2．阿兰·尤斯塔斯自热气球上跳下过程中不会遇到的景象有（ ）
A．飞机飞行 B．人造卫星 C．雷暴（一种强对流天气） D．降水
地球大气又称“氮氧大气”，下图示意地球大气圈25km以下干洁空气的主要成分，据此完成下面小题。
3．地球大气称为“氮氧大气”是因为这两种气体（ ）
A．占干洁空气成分的99% B．占大气成分的99%
C．是生命活动必不可少的物质 D．在其他天体上不存在
4．目前，导致二氧化碳变动的主要原因是（ ）
①植树造林②大量燃烧矿物化石燃料③新能源公交车的逐渐普及④森林毁坏
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
游客的日记中写道：“飞机平稳的飞行在万米的高空，透过窗外看到纯净湛蓝的天空，而在飞机下方则是翻腾的云海……”据此完成下面小题。
5．该旅客乘坐的飞机所处大气层，之所以适宜飞行是因为该层大气（ ）
A．有电离层方便通讯 B．空气密度极低近于真空
C．天气晴朗，大气的能见度好 D．气温上冷下热气流平稳
6．在飞机上看到的“翻腾的云海”所在大气层的大气运动特点是（ ）
A．对流运动显著 B．水平运动显著 C．上升运动显著 D．下沉运动显著
民航客机在飞过天空时，其身后经常拖着白色的尾巴，被称为航迹云。当客机飞行在气温为-60℃~-40℃的大气层且在空气湿度较大的条件下，才容易产生航迹云。下面左图为航迹云景观，右图为气温随海拔高度的变化示意图，完成下面小题。
7．当客机飞行时，更容易产生航迹云的是在（ ）
A．① B．② C．③ D．④
8．关于图中各层大气的叙述正确的是（ ）
A．①所在大气层水汽、杂质、臭氧含量多
B．②所在大气层大气厚度在赤道附近最厚
C．③所在大气层的臭氧含量高，大气上部冷下部热
D．④所在大气层上冷下热，大气稀薄
二、综合题　
电影《中国机长》改编自真实事件。2018年5月14日7:06四川航空3U8633航班以800km/h的速度飞行至青藏高原东南边缘9800米高空时，驾驶舱挡风玻璃突然爆裂，飞机剧烈抖动。机长临危不乱，用冻得发紫的双手迅速手动操作迫降，34分钟后飞机安全降落成都机场，119名乘客无一伤亡，创造了民航史上的一次史诗级壮举。
描述飞机发生事故时所在的大气层的特征。
分析引起机舱挡风玻璃爆裂的大气环境条件。
（3）飞机出现突发状况时，冒险急转向左备降成都，而没有选择康定机场。请分析其中原因。
【探究答案】
一、
1.CO2
2.臭氧能强烈吸收紫外线，保护地球上生物免受过多的紫外线的伤害
3.减少化石能源的使用；保护森林，植树造林；研发新型制冷设备，控制氟氯烃的产生
二、
（1)A.对流层，B.平流层，C.高层大气。
(2)A 层气温变化随高度的增加而递减。原因：地面是对流层大气的主要直接热源，离地面越远，气温越低。B层气温随高度增加而升高。原因：该层的气温基本上不受地面影响，而是靠臭氧吸收太阳紫外线而增温的。
(3)影响：使大气逆辐射增强，近地面气温升高。带来的问题：温室效应
(4）平流层中大气以水平运动为主,水汽少，杂质小，能见度好，故非常适宜飞行。
(5)主要原因：一是人类生活在对流层的底部;二是云、雨、雾、雪等天气现象都发生在对流层。
一、选择题
【答案】1．D 2．B
【解析】1．由材料可得，阿兰·尤斯塔斯自热气球上跳下后到地面距离为41425米，依次经过平流层和对流层，在平流层随着高度的降低温度逐渐下降，在对流层中，由于对流层的热量来自于地面，随高度的降低，气温逐渐升高，综上所述，运动员到达地面的过程中周围的大气温度是先降低后升高，D选项正确，其他选项错误。故选D。
2．结合材料分析，飞行员自热气球上跳下过程中依次经过平流层和对流层，在平流层由于空气下冷上热，有利于飞机飞行；而在对流层中由于空气下热上冷，空气的对流运动剧烈，天气现象复杂多变，有雷暴、降水现象，因此 A、C、D 可见。人造卫星在地球的高层大气以外的飞行， B不可见，本题选择不能看见的景象，故选B。
【答案】3．A 4．B
【解析】3．读表可知，地球大气圈25 km以下干洁空气的主要成分中氮气和氧气的体积分数超过99%，质量分数接近99%，因此地球大气称为“氮氧大气”，A符合题意；大气成分除了干洁空气外，还有水汽、固体尘埃等，如果包括大气所有成分在内，氮气和氧气的比重达不到99%，排除B；尽管氮元素是生命体不可缺少的物质，但氮气并不是生命活动必不可少的物质，且地球大气称为“氮氧大气”不是因为它们的重要性，排除C；氮气和氧气并不一定在其他天体上不存在，且地球大气称为“氮氧大气”不是因为它们的独特性，排除D。故选A。
4．目前大气中的二氧化碳呈增加趋势。自然界中碳氧是基本平衡的，导致二氧化碳变动的主要因素是人类活动。目前人们通过燃烧矿物化石燃料排放二氧化碳，从而增加大气中二氧化碳的含量，人们通过破坏植被，影响植被吸收二氧化碳，从而导致大气中二氧化碳的含量增加，因此目前导致二氧化碳变动的主要原因是大量燃烧矿物化石燃料和森林、草原开垦成农田，②、④符合题意；植树造林、新能源公交车的逐渐普及可能会增加二氧化碳吸收量、减少二氧化碳排放量，导致大气中的二氧化碳减少，与目前大气中二氧化碳含量变化趋势不同，因此①、③不符合题意。综上所述，B符合题意，排除A、C、D。故选B。
【答案】5．C 6．A
【解析】5．根据材料信息“而在飞机下方则是翻腾的云海”可知，飞机在云层的上方，云层主要分布在对流层，飞机飞行应该是平流层，平流层大气以平流运动为主，天气晴朗，大气的能见度高，没有对流运动，飞机飞行不颠簸，很平稳，适合飞行，C正确。电离层分布在高层大气部分，A错误。空气密度极低近于真空是高层大气，B错误。平流层气温随海拔高度的升高逐渐升高，气温上热下冷，D错误。所以选C。
在飞机上看到的“翻腾的云海”所在大气层是对流层，大气运动特点是对流运动显著，A正确。水平运动显著的是平流层，无云层，B错误。空气对流运动包括垂直上升与下沉运动，不是单独的上升运动显著或下沉运动显著，C、D错误。所以选A。
【答案】7．B 8．B
【解析】7．根据材料客机飞行在气温为-60℃~-40℃的大气层且在空气湿度较大的条件下，才容易产生航迹云。根据示意图，气温为-60℃~-40℃在②。所以B项正确；故选B。
8．根据海拔高度和气温变化。大气的垂直分层可以分为对流层、平流层和高层大气。对流层主要在海拔12千米附近，气温随着海拔的升高而降低。对流层对流运动显著，水汽多。平流层在对流层之上，气温随着海拔的升高而升高。臭氧层分布在平流层。高层大气在平流层之上，气温随着海拔的升高先降低后升高。①②位于对流层，对流层对流运动显著，水汽多。但是臭氧层在平流层。所以A项错误；②地位于对流层，气温越高，对流运动越显著，对流层越厚。赤道地区，气温高，对流运动显著，对流层厚。所以B项正确；③地位于平流层，气温随着海拔的升高而升高，臭氧含量高，根据示意图平流层下部冷，上部热。所以C项错误；④地位于高层大气，气温随着海拔的升高先降低后升高。在海拔很高的地方不符合。所以D项错误；故选B。
二、综合题
（1）气温随高度的升高而递减；大气在垂直方向上对流运动显著；水汽和固体杂质多，气复杂多变；贴近地面，与人类关系最密切。
（2）海拔高，气温低；位于高空，气压低；风力强劲（大）。
（3）备降康定机场需要翻越多座高山，自然条件恶劣，危险性高；康定机场规模小，医疗、消防、救援和安全保障不及成都双流机场。
【分析】本题考查大气的垂直分层、高空大气环境条件及备降机场的选择。
【详解】（1）根据所学可知，9800米高空属于对流层。根据所学可知对流层的特征为：气温随高度的升高而递减；对流运动显著；水汽和固体杂质多，天气现象复杂多变；贴近地面，与人类关系最密切。
（2）大气环境条件要从气温、气压、风力等角度描述。9800米高空，海拔高，气温低；9800米高空，气压低；高空摩擦力小，风力强劲。
（3）据图可知，备降康定机场需要翻越多座高山，气象等自然条件比较复杂，驾驶舱挡风玻璃已经爆裂的情况下，备降康定机场危险性比较高；飞机上人员已经受伤，康定机场等级低，规模小，医疗、消防、救援和安全保障不及成都双流机场，所以选择备降成都，而没有选择康定机场。

展开更多......

收起↑