资源简介

2.1 大气的组成和垂直分层
一、学习目标
1. 了解大气的主要组成成分，理解各成分在地理环境中的作用。
2. 掌握大气垂直分层的依据、各层的特点及与人类活动的关系。
3. 培养学生的读图分析能力和综合思维能力，提升学生的地理实践力。
4. 增强学生对大气环境的认识，树立保护环境的意识。
二、学习重难点
（一）重点
1. 大气的组成成分及其作用。
2. 大气垂直分层的各层特点。
（二）难点
1. 理解大气各成分对地理环境和人类活动的影响。
2. 分析大气垂直分层中气温、气流运动等特点的成因。
三、知识点梳理
（一）大气的组成
1. 干洁空气：主要由氮气（体积分数约 78%）、氧气（体积分数约 21%）组成，还包含二氧化碳、臭氧等。氮气是地球生物体内蛋白质的重要组成部分；氧气是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并且能吸收地面辐射，对地面有保温作用；臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。
2. 水汽：含量会随时间、地点和气象条件而变化。水汽相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，影响着地面和大气的温度。
3. 杂质：含量因地区而异。作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
（二）大气的垂直分层
1. 对流层
（1）位置：贴近地面的大气最底层。
（2）厚度：低纬度地区 17 - 18 千米，中纬度地区 10 - 12 千米，高纬度地区 8 - 9 千米。
（3）特点：气温随高度的增加而降低，平均每上升 100 米，气温约下降 0.6℃；空气对流运动显著；天气现象复杂多变，几乎全部的水汽、杂质都集中在该层。
（4）与人类活动的关系：人类生活在对流层底部，与人类关系最为密切。
2. 平流层
（1）位置：对流层顶至 50 - 55 千米高空。
（2）特点：气温随高度升高而升高，因为该层有臭氧层，能吸收紫外线而增温；大气以水平运动为主，气流稳定；水汽、杂质含量极少，天气晴朗，能见度好。
（3）与人类活动的关系：适合航空飞行。
3. 高层大气
（1）位置：平流层顶以上的大气。
（2）特点：空气密度很小；在 80 - 500 千米的高空，有若干电离层，能反射无线电波。
（3）与人类活动的关系：电离层对无线电通信有重要作用。
四、探究活动
（一）探究大气成分变化对环境的影响
1. 小组讨论：随着人类工业化的发展，大气中二氧化碳含量不断增加，这会对地球环境产生哪些影响？
2. 代表发言：二氧化碳含量增加，会增强大气对地面的保温作用，导致全球气候变暖，进而引起海平面上升、冰川融化、生态系统改变等一系列问题。
（二）对比不同纬度对流层厚度差异的原因
1. 小组讨论：为什么低纬度地区对流层厚度比高纬度地区厚？
2. 代表发言：低纬度地区获得的太阳辐射多，地面温度高，空气受热膨胀上升强烈，对流运动旺盛，所以对流层厚度大；高纬度地区获得太阳辐射少，地面温度低，空气对流运动较弱，对流层厚度小。
五、史料分析
（一）提供关于古代气候变迁与大气成分变化相关史料
如一些历史文献中记载的干旱、洪涝等极端天气事件增多的情况，结合现代研究中对古代冰芯、树轮等分析得到的大气成分变化信息。
（二）分析问题
1. 从史料中能看出大气成分变化与气候变迁有怎样的关系？
答案：大气成分的变化，如二氧化碳等温室气体含量的改变，可能引发气候的冷暖变化，进而导致极端天气事件的频率和强度发生变化。
2. 这些关系对我们理解现代全球气候变化有什么启示？
答案：启示我们要重视大气成分的变化，关注人类活动对大气环境的影响，采取措施减少温室气体排放等，以应对全球气候变化。
六、课堂练习
（一）单项选择题
1. 干洁空气中，含量最多且是地球生物体内蛋白质重要组成部分的是（ ）
A. 氧气
B. 氮气
C. 二氧化碳
D. 臭氧
2. 大气垂直分层中，有利于高空飞行的是（ ）
A. 对流层
B. 平流层
C. 高层大气
D. 都可以
3. 对流层气温随高度升高而降低的原因是（ ）
A. 地面是对流层大气的直接热源
B. 高空大气稀薄，保温作用差
C. 对流层大气强烈的对流运动
D. 受太阳辐射的影响
（二）综合题
1. 读大气垂直分层示意图，回答下列问题。
（1）图中 A 层是________，B 层是________，C 层是________。
（2）A 层气温随高度变化的特点是________，原因是________。
（3）B 层适合航空飞行的原因是什么？
七、总结归纳
（一）学生回顾本节课所学内容
总结大气的组成成分及其作用，大气垂直分层的依据、各层特点及与人类活动的关系。
（二）教师补充完善
强调重点知识和易错点，如大气各成分对地理环境的影响，对流层和平流层特点的差异等。
八、拓展延伸
（一）案例分析：臭氧层空洞问题
1. 发展现状：南极上空臭氧层空洞较为严重，在每年的 9 - 11 月面积会达到较大值。近年来，通过国际社会的共同努力，臭氧层损耗的趋势得到一定程度的缓解，但仍然是一个全球性的环境问题。
2. 存在问题：导致臭氧层破坏的主要原因是人类大量使用氯氟烃等消耗臭氧层的物质。臭氧层空洞的存在，使得到达地面的紫外线增强，对人类健康（如增加皮肤癌、白内障等疾病的发病率）、生态系统（影响植物的光合作用、危害海洋生物等）造成严重威胁。
3. 对策建议：加强国际合作，严格遵守《蒙特利尔议定书》等国际公约，逐步淘汰消耗臭氧层物质的生产和使用；研发和推广替代物质和技术；加强对臭氧层的监测和研究，及时掌握臭氧层的变化情况。
（二）小组讨论：如何在日常生活中为保护大气环境做贡献
成员发言：
1. 绿色出行，尽量选择步行、骑自行车或乘坐公共交通工具，减少汽车尾气排放。
2. 节约能源，如随手关灯、合理使用空调等，减少因能源生产而产生的大气污染物排放。
3. 减少使用一次性塑料制品，避免其在生产和处理过程中对大气环境造成污染。2.1 大气的组成和垂直分层
一、学习目标
1. 了解大气的主要组成成分，理解各成分在地理环境中的作用。
2. 掌握大气垂直分层的依据、各层的特点及与人类活动的关系。
3. 培养学生的读图分析能力和综合思维能力，提升学生的地理实践力。
4. 增强学生对大气环境的认识，树立保护环境的意识。
二、学习重难点
（一）重点
1. 大气的组成成分及其作用。
2. 大气垂直分层的各层特点。
（二）难点
1. 理解大气各成分对地理环境和人类活动的影响。
2. 分析大气垂直分层中气温、气流运动等特点的成因。
三、知识点梳理
（一）大气的组成
1. 干洁空气：主要由氮气（体积分数约 78%）、氧气（体积分数约 21%）组成，还包含二氧化碳、臭氧等。氮气是地球生物体内蛋白质的重要组成部分；氧气是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并且能吸收地面辐射，对地面有保温作用；臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。
2. 水汽：含量会随时间、地点和气象条件而变化。水汽相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，同时伴随着热量的吸收和释放，影响着地面和大气的温度。
3. 杂质：含量因地区而异。作为凝结核，是成云致雨的必要条件。
（二）大气的垂直分层
1. 对流层
（1）位置：贴近地面的大气最底层。
（2）厚度：低纬度地区 17 - 18 千米，中纬度地区 10 - 12 千米，高纬度地区 8 - 9 千米。
（3）特点：气温随高度的增加而降低，平均每上升 100 米，气温约下降 0.6℃；空气对流运动显著；天气现象复杂多变，几乎全部的水汽、杂质都集中在该层。
（4）与人类活动的关系：人类生活在对流层底部，与人类关系最为密切。
2. 平流层
（1）位置：对流层顶至 50 - 55 千米高空。
（2）特点：气温随高度升高而升高，因为该层有臭氧层，能吸收紫外线而增温；大气以水平运动为主，气流稳定；水汽、杂质含量极少，天气晴朗，能见度好。
（3）与人类活动的关系：适合航空飞行。
3. 高层大气
（1）位置：平流层顶以上的大气。
（2）特点：空气密度很小；在 80 - 500 千米的高空，有若干电离层，能反射无线电波。
（3）与人类活动的关系：电离层对无线电通信有重要作用。
四、探究活动
（一）探究大气成分变化对环境的影响
1. 小组讨论：随着人类工业化的发展，大气中二氧化碳含量不断增加，这会对地球环境产生哪些影响？
2. 代表发言：二氧化碳含量增加，会增强大气对地面的保温作用，导致全球气候变暖，进而引起海平面上升、冰川融化、生态系统改变等一系列问题。
（二）对比不同纬度对流层厚度差异的原因
1. 小组讨论：为什么低纬度地区对流层厚度比高纬度地区厚？
2. 代表发言：低纬度地区获得的太阳辐射多，地面温度高，空气受热膨胀上升强烈，对流运动旺盛，所以对流层厚度大；高纬度地区获得太阳辐射少，地面温度低，空气对流运动较弱，对流层厚度小。
五、史料分析
（一）提供关于古代气候变迁与大气成分变化相关史料
如一些历史文献中记载的干旱、洪涝等极端天气事件增多的情况，结合现代研究中对古代冰芯、树轮等分析得到的大气成分变化信息。
（二）分析问题
1. 从史料中能看出大气成分变化与气候变迁有怎样的关系？
答案：大气成分的变化，如二氧化碳等温室气体含量的改变，可能引发气候的冷暖变化，进而导致极端天气事件的频率和强度发生变化。
2. 这些关系对我们理解现代全球气候变化有什么启示？
答案：启示我们要重视大气成分的变化，关注人类活动对大气环境的影响，采取措施减少温室气体排放等，以应对全球气候变化。
六、课堂练习
（一）单项选择题
1. 干洁空气中，含量最多且是地球生物体内蛋白质重要组成部分的是（ ）
A. 氧气
B. 氮气
C. 二氧化碳
D. 臭氧
答案：B
解析：干洁空气中氮气含量约 78%，是地球生物体内蛋白质的重要组成部分。
2. 大气垂直分层中，有利于高空飞行的是（ ）
A. 对流层
B. 平流层
C. 高层大气
D. 都可以
答案：B
解析：平流层大气以水平运动为主，气流稳定，水汽、杂质含量极少，天气晴朗，能见度好，适合航空飞行。
3. 对流层气温随高度升高而降低的原因是（ ）
A. 地面是对流层大气的直接热源
B. 高空大气稀薄，保温作用差
C. 对流层大气强烈的对流运动
D. 受太阳辐射的影响
答案：A
解析：对流层大气主要吸收地面长波辐射而增温，地面是对流层大气的直接热源，所以海拔越高，获得的地面辐射越少，气温越低。
（二）综合题
1. 读大气垂直分层示意图，回答下列问题。
（1）图中 A 层是________，B 层是________，C 层是________。
（2）A 层气温随高度变化的特点是________，原因是________。
（3）B 层适合航空飞行的原因是什么？
答案：
（1）对流层；平流层；高层大气
（2）气温随高度的增加而降低；地面是对流层大气的直接热源
（3）该层气温随高度升高而升高，大气以水平运动为主，气流稳定；水汽、杂质含量极少，天气晴朗，能见度好。
解析：根据大气垂直分层的知识，结合示意图进行判断和分析。对流层贴近地面，气温随高度升高而降低；平流层有臭氧层，气温随高度升高而升高，适合航空飞行；高层大气空气密度小，有电离层。
七、总结归纳
（一）学生回顾本节课所学内容
总结大气的组成成分及其作用，大气垂直分层的依据、各层特点及与人类活动的关系。
（二）教师补充完善
强调重点知识和易错点，如大气各成分对地理环境的影响，对流层和平流层特点的差异等。
八、拓展延伸
（一）案例分析：臭氧层空洞问题
1. 发展现状：南极上空臭氧层空洞较为严重，在每年的 9 - 11 月面积会达到较大值。近年来，通过国际社会的共同努力，臭氧层损耗的趋势得到一定程度的缓解，但仍然是一个全球性的环境问题。
2. 存在问题：导致臭氧层破坏的主要原因是人类大量使用氯氟烃等消耗臭氧层的物质。臭氧层空洞的存在，使得到达地面的紫外线增强，对人类健康（如增加皮肤癌、白内障等疾病的发病率）、生态系统（影响植物的光合作用、危害海洋生物等）造成严重威胁。
3. 对策建议：加强国际合作，严格遵守《蒙特利尔议定书》等国际公约，逐步淘汰消耗臭氧层物质的生产和使用；研发和推广替代物质和技术；加强对臭氧层的监测和研究，及时掌握臭氧层的变化情况。
（二）小组讨论：如何在日常生活中为保护大气环境做贡献
成员发言：
1. 绿色出行，尽量选择步行、骑自行车或乘坐公共交通工具，减少汽车尾气排放。
2. 节约能源，如随手关灯、合理使用空调等，减少因能源生产而产生的大气污染物排放。
3. 减少使用一次性塑料制品，避免其在生产和处理过程中对大气环境造成污染。

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