资源简介

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
2.1 大气的组成和垂直分布
从容说课
本节教材首先阐明了大气特别是低层大气的各种物质组成及其对生命活动和地理环境的影响。清洁的大气，其干洁空气中各组成成分的比例在自然状态下是稳定的。但是，随着人类活动的不断加强，大气组成中某些气体的组成比例是可以变化的。这方面以当今世界共同面临的全球变暖与臭氧层破坏为典型。这也使得我们在今后的经济、社会发展过程中，应多关注我们生存的环境状况，因为目前大气中二氧化碳增多、臭氧减少已经构成了全球性的对人体、生态环境乃至社会、经济等各方面的危害。
大气的垂直分层是本节的教学重点。教材按照大气的物理性质的差异，把地球外围大气层从下向上划分了三个层次，即对流层、平流层和高层大气。其中，对流层、平流层与我们人类的关系最为密切，我们重点研究对流层、平流层的性质与特点，有利于我们能更好地利用大气，使之为我们提供更好的服务。但同时应注意大气环境的保护，避免全球变暖、臭氧破坏的继续恶化。
教学时，我们应以实际生活与体验为例，让学生置身于大气环境之中，通地大气的物理现象，学习并掌握本节内容，既丰富课堂内容，又能提高学生的学习兴趣，同时还能使学生的实践能力得到锻炼。
●教学目标
知识目标
1.了解大气组成及其主要成分的作用。
2.了解大气垂直分层及其各层特点。
3.理解人类活动造成的大气污染，导致大气成分发生变化。
能力目标
1.能用气温的垂直分布曲线说明大气的垂直分层结构和主要特征。
2.分析大气组成物质、气温垂直分布、大气运动、天气变化间的因果关系。
德育目标
1.联系实际，了解本地区人类活动对大气组成的影响，并能提出合理化建议。
2.能够认识到人类活动对大气组成的影响及其导致的不良后果，提高环保意识。
●教学重点
1.理解大气的组成和各部分的作用。
2.理解大气的垂直分布及主要特征。
●教学难点
大气的垂直分层特点和人类活动的关系。
●教学方法
1.列表比较法，通过比较掌握大气的组成成分和作用。
2.注意结合实际，多举例帮助学生理解。
●教具准备
投影仪(片)、实例图片。
●课时安排
一课时
●教学过程
［导入新课］
地球的四周包围着一层厚厚的“被子”——大气，人类就住在这大气的底部。这看不见、摸不着的大气圈，发生着种种有趣的自然现象，为人类的生存提供了可靠的保障。那么，地球大气是如何影响人类的生存与发展，人类活动对于大气又有哪些影响呢？从本节课开始，我们将学习有关大气方面的知识。
［讲授新课］
第二单元 大气(板书)
2.1 大气的组成和垂直分布(板书)
大气是由各种各样的气体组成的混合物，并且各种气体的含量和作用各异，因此不同的气体成分对人类有不同的影响，下面我们首先来学习大气的组成这部分内容。
一、大气的组成(板书)
大气是多种气体的混合物。其中低层大气是由干洁空气、水汽和悬浮在大气中的固体杂质三部分组成的。
各种组成成分在大气中的含量的多少和各自所起的作用分别是什么？请同学们先阅读课本相关内容，然后完成下面表格。
投影片展示表格：
让一位学生填写后进行指正。附正确填写如下：
引导学生填完表格后，对其中内容要强调注意以下几点：
1.让学生读表2.1 干洁空气的主要成分。该表表示出干洁空气中主要成分的比例关系。清洁的大气，其干洁空气中各组成成分的比例在自然状态下是固定的。
2.臭氧被誉为“地球生命的保护伞”，而到达地面上的少量紫外线，又起到杀菌治病的作用。例如，生活中人们晾衣晒被等，其实就是利用紫外线杀菌。
3.水汽和固体杂质含量很少，却是成云致雨的必要条件。空气上升到凝结高度，固体尘埃作为凝结核，使周围水汽凝结，才能成云致雨。而且它们的含量因时因地而异。例如城市上空的雾比郊区多，就是因为城市空气中尘埃较多的缘故。
(承转)我们通过大气的组成与作用这部分内容的学习，不难看出大气主要组成成分对人类生命活动及其生存环境有重大作用。但与此同时，人类活动对大气组成成分也会有影响，有些影响甚至造成大气污染。
(设问)能否举周围事例，说明人类活动对大气组成的影响？
(学生回答)引导学生列举当地的以大气污染为主的工业企业来说明，如化工厂、钢铁厂、水泥厂或大的燃煤厂等，因为这些厂矿燃煤后会排放大量的二氧化碳，使大气中的二氧化碳含量不断增加。
(设问)现在有些冰柜在做广告时，为什么说是“无氟绿色冰箱”？
电冰箱、冰柜、空调等一些制冷设备，还有作为化妆品用的摩丝等的广泛使用，释放大量的氟氯烃化合物，使大气中的氟氯烃含量增加。氟氯烃化合物能消耗大气中的臭氧，使大气中的臭氧总量减少。
综上所述，由于人类活动排放到大气中的二氧化碳，使大气中的二氧化碳含量增多；氟氯烃化合物等含量的增多，消耗臭氧使臭氧含量减少。这些活动造成了大气组成成分比例的变化，甚至导致大气污染。尽管这种变化是缓慢的，但已构成对人体、生态环境乃至社会、经济各方面的危害。再者，由于人类活动排入大气中的这些污染物不受国界限制，因此造成的危害是全球性的。
(设问)我们应怎样对待人类活动对大气组成的影响这一问题？
(学生自由发言，教师简单总结)我们应以积极的态度来看待这一问题，从小做起，从身边做起，提高环保意识。对工厂来说，更新和改善生产设备，提高技术水平等措施，对工业排放的废气的治理能起到很好的效果。从整个人类生存与发展的共同利益出发，应采取国际间合作，采取有效措施来控制有害气体的排放量，以保护大气环境。为此，已召开过多次国际会议进行研讨。
补充材料：
地球大气圈距地面3000米的高空，有一个臭氧浓度相对很高的臭氧层，臭氧能大量吸收太阳紫外线，使之不能到达地面，而过量的紫外线辐射会损害哺乳动物的免疫能力，使人易患皮肤癌，危害海洋生物生存，还会使近地面气温升高，极冰消融，海面上升，所以人们称臭氧层是地球生物的保护伞。
但是，新技术革命以来，由于人类使用的制冷剂、发泡剂、喷雾剂中大量泄露氟氯烃、氟氯化碳等破坏臭氧的物质，首先受到影响的是南极上空的臭氧层。1979年人们发现南极上空臭氧层在变薄，随之出现了空洞。为此，国际环保组织于1985年3月达成了《维也纳保护臭氧层公约》，呼吁所有国家控制氟氯烃等气体的排放，但使用此类物质最多的发达国家并不认真执行，欠发达国家受到发达国家的生态侵略和技术条件限制，也无力执行，所以南极上空的臭氧空洞不仅没有修复，反而有扩大趋势，2000年11月上旬曾一度扩大到阿根廷的南部，加之正值太阳活动强烈，阿根廷政府提醒国民免受伤害，发出紧急公告，宣布其南部上空臭氧层出现空洞，号召那里的居民尽量减少室外活动，外出时必须作好防护准备。
(承转)以上我们了解了大气的组成成分及其作用，地球的周围包围着的大气是厚厚的，从地面向上，可延伸数千千米的高空。那么，这么高的大气层在垂直方向上有什么变化特点呢？这就是我们要了解的第二大问题。
二、大气的垂直分布(板书)
大气的组成成分在垂直方向上是有差异的，进而使得大气的温度、密度和大气运动状况等物理性质在垂直方向上有差异，特别是气温的差异决定空气的垂直运动状况。所以气温的垂直分布是划分大气各层的主要依据，也是大气各层最基本的特征。大气在垂直方向上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
请学生读图2.1大气的垂直分层，并思考图下问题“对流层、平流层的气温随高度变化情况有何不同？”
(引导学生读图)首先，此图气温变化曲线特点是：向右侧转90°像英文字母“M”，向左侧转90°又像“W”。了解了图形特点后对气温的变化情况就容易分析。
(1)对流层大气温度随高度增加而递减；
(2)平流层大气温度随高度增加而增加；
(3)高层大气温度随高度增加先是降低，一定高度后又上升很快。
(承转)气温在垂直方向上有这样的变化特点，即各层大气具体有什么样的特征，下面我们一一来了解一下。
(一)对流层(板书)
对流层是紧贴地面的一层，整个大气质量的34和几乎全部水汽和固体杂质都集中在这一层。该层是大气中最活跃，与人类活动关系最密切的一层。人类就生活在对流层的底部。
对流层有以下特点：
(1)气温随高度的增加而递减。这主要是因为对流层大气的热量绝大部分直接来自地面，因此离地面愈高的大气，受热愈少，气温愈低。平均每上升100米，气温降低0.6℃，古诗中说“高处不胜寒”，原因就在于此。爬过山的同学可能也都有过这样的体会吧。
请同学们再计算这样一个题：假如我们在泰山脚下测得某时气温为15℃，我们知道泰山的高度为1500米，那么，此时泰山顶的气温大约是多少呢？
我们可依据上述的气温递减率来计算山顶的气温，在对流层内(十几千米以下，而泰山只有1500米)，高度每上升100米，气温下降0.6℃，那么，高度上升1500米，气温下降9℃，因此，泰山顶的气温应是15℃—9℃=6℃，可见，山上的气温比山下要低得多。
(2)空气对流运动显著。对流层上部冷下部热有利于空气的对流运动，该层的对流运动显著因此得名。低纬度地区受热多，对流旺盛，对流层所达高度就高，可达17~18千米；高纬度地区受热少，对流层高度就低，仅8~9千米。
(学生自由发言，教师点拨)
(设问)同学们想想看教室的暖气片为什么不安装在上面呢？
(3)天气现象复杂多变。近地面的水汽和固体杂质通过对流运动向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨。(因气流上升导致降水的方式，除了空气的垂直对流运动外，空气在作水平运动时，遇到山地阻挡而被抬升，或是两种物理性质不同的气流相遇，暖空气沿锋面爬升，也能促使气流上升形成降水，这些内容将在后面学到)云、雨、雪等天气现象就发生在这一层。对流层与人类的关系最为密切。
(同学思考)
1.“为什么说对流层与人类关系最为密切？为什么几乎全部的水汽、固体杂质都集中在对流层？”
(学生发言，教师总结)因为人类就生活在对流层的底部，可以说是“人类之家”。与人们生活和生产活动紧密相关的各种天气现象(云、雨、雾、雪等)都发生在对流层。
由于大气中的水汽主要来自地球表面江、河、湖、海的蒸发以及植物的蒸腾，所以几乎全部水汽集中在距地面最近的对流层，尤其是对流层大气的底层。固体杂质的来源是多方面的，但主要还是来自地面，如火山喷发飘入大气的火山灰，被风从地面吹到空中的土尘，地面物体燃烧时进入大气的烟粒，以及各种人类活动造成的有机尘等，所以固体杂质也是大多集中于对流层大气的底层。
(承转)同学们再来看活动2.“为什么说平流层是人类生存环境的天然屏障？”就这个问题请同学们阅读课本“平流层”相关内容。
(二)平流层(板书)
1.平流层的范围：自对流层顶至50~55千米高度的范围为平流层。
2.读图2.1看平流层的特点：
(1)气温起初不随高度变化或变化很小，这是因为平流层气温基本不受地面影响；到30公里以上，气温随高度增加迅速上升，这是因为平流层中的臭氧大量吸收太阳紫外线而使气温升高。在22~27千米高度处，臭氧含量达到最大值，形成臭氧层。随着臭氧的增多，气温迅速增高。
(2)气流以平流运动为主。平流层上部热下部冷，大气稳定，不易形成对流，大气以水平运动为主，该层因此而得名。
(承转)除上述两个基本特点外，平流层与人类的关系也很密切。如臭氧是“地球生命的保护伞”，而臭氧主要集中在平流层，可以说平流层是人类生存环境的天然屏障。同学们再看图2.1，平流层中有架大型飞机，那么为什么飞机是在平流层中飞行呢？
(学生回答，教师总结)该层水汽含量极少，天气晴朗，能见度好，大气平稳，有利于高空飞行。现在人们乘坐的大型飞机多是在平流层中飞行。
(设问)以上我们了解了平流层的特点以及与人类的关系，谁能回答一下活动2的问题？
(学生发言，教师总结)因为平流层中的臭氧大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害，所以成为人类生存环境的天然屏障。
(承转)平流层顶以上的大气，气压很低，空气密度很少，被划为“高层大气”层。
(三)高层大气(板书)
根据人造卫星的探测资料，在2000~3000公里的高空，地球大气的密度已经与星际空间的密度非常接近，这个高度可以大致地看作是地球大气的上界。
在80~500千米的高空，大气处于高度电离状态，即在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大气中的氧和氮的分子被分解为离子，使大气处于电离状态，所以又叫电离层。电离层能反射无线电波，我们能听到很远地方电台的广播，就是电离层的作用。
(设问)同学们回忆一下上一单元学习中，什么地方提到电离层？
(学生回答，教师总结)太阳活动的耀斑爆发时发射的电磁波进入电离层，会引起电离层的扰动。此时在电离层的短波无线电信号会被部分或全部吸收，从而导致通讯衰减或中断。
[课堂活动]
通过上面的学习，为了让学生更好地了解不同大气层中的特点，我们可以进行列表对比，更直观地判断，也便于学生们掌握。列表如下：
垂直分层 主要成分 厚度 温度 运动 天气 与人类的关系
对流层 占大气质量的3/4及全部水汽和固体杂质 从地面到12 km。低纬度17~18 km，高纬度8~9 km 随高度增加而降低 对流运动显著 各种天气现象复杂多变 对人类活动曩最大
平流层 臭氧 对流层顶到50~55 km 随高度增加而升高 平流运动为主 晴朗、能见度好 地球的天然屏障；利于高空飞行
高层 电离状态 平流层顶以上 反射无线电波
［课堂小结］
通过本节课的学习，我们应该理解和掌握两大内容：第一，了解大气的组成及各部分的作用。正确认识大气的主要组成成分对人类生命活动及其生存环境的重大作用，反过来人类活动也会对大气组成成分带来影响，甚至是负面影响。第二，大气的垂直分布。气温的垂直分布是划分大气各层的主要依据，也是大气各层最基本的特征。我们应掌握各层的特点以及各层与人类活动的关系。
［课后作业］
一、单项选择题
1．关于大气成分的叙述，正确的是（ ）
A．大气的主要成分是干洁空气，它包括氮和氧、水汽和固体杂质
B．大气中的二氧化碳，含量很少，对地面具有保温作用，所以对人类百害而无一利
C．氧是地球上生物体的基本成分
D．臭氧能吸收大量的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”
答案：D
2．有关大气结构，叙述正确的是（ ）
A．由于海拔越高，气温越低，所以对流层、平流层、高层大气的气温依次降低
B．对流层贴近地面，它是与人类关系最密切的一层，所以平流层、高层大气与人类没有关系
C．对流层天气现象复杂多变，平流层大气平稳
D．高层大气处于高度电离状态，能反射无线电波，对无线电通信造成不利影响
答案：C
3．下列关于大气垂直分布的特点及原因的叙述，错误的是（ ）
A．对流层气温随高度增加而递减，是因为地面是对流层的直接热源
B．平流层气温随高度增加而增加，是因为太阳辐射是平流层的直接热源
C．对流层的厚度因纬度而异，低纬对流旺盛，故对流层要比中、高纬度地区要厚
D．平流层大气中，几乎不含水汽和固体杂质
答案：B
二、综合题
1．（2000年高考地理试题）右图表示近地面空气若上升到3000米高度时，理论温度为TO，3000米高空的实际温度为TS。当TS≥TO时，近地面空气上升将受阻，即出现了逆温现象。读某城市春季气温日变化图（下图）。回答：
（1）若TS稳定在—18℃，该城市气温至少要上升到_________℃以上逆温现象才会结束，这时的时间约为_______时。
（2）一般逆温结束后2小时，近地面对流才能起到“净化”空气的作用。所以，在图示的情况下，仅考虑空气洁净的因素，上午体育锻炼的时间宜选在_______时以后。
答案：（1）10 8 （2）10
2．（2001年广东及河南高考题）下图是2001年3月6日我国部分城市空气质量状况图，读后回答下列问题。
（1）各城市空气质量状况相比较（ ）
A．太原优于天津，天津优于兰州
B．重庆优于郑州，郑州优于上海
C．哈尔滨优于昆明，昆明优于珠海
D．昆明优于重庆，重应优于兰州
（2）按“城市——主要污染物——主要污染源”排列，与图示情况相符的有（ ）
A．上海——可吸收颗粒物——燃煤取暖
B．太原——可吸入颗粒物——扬尘及燃煤取暖
C．珠海——可吸入颗粒物——沙尘暴
D．重庆——SO2——燃煤
（3）冬季兰州空气污染较严重的原因有（ ）
A．地处黄河谷地，污染物不易扩散
B．工业废气及居民取暖的烟尘数量较大
C．偏北风从西伯利亚带来大量工业废气
D．长时期受低压系统控制，污染物难以扩散
（4）减轻西北及华北冬季天气污染的可行措施有（ ）
A．变分户燃煤取暖为集中供热
B．该季节停止各类建筑施工
C．将石油化工企业迁至南方
D．大力植树种草，减少裸地面积
答案：（1）BD （2）BD （3）AB （4）AD
●板书设计
第二单元 大气
2.1 大气的组成和垂直分布
一、大气的组成
二、大气的垂直分布
1.划分大气层的依据——大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况等。
2.大气的垂直分布
高度范围 气温垂直变化 大气运动状况 与人类活动关系
对流层 低纬度高高纬度低平均为10~12 km 气温随高度增加而递减递减率0.6℃/100m 对流运动显著 天气现象复杂多变，与人类关系最为密切
平流层 自对流层顶至50~55 km 气温随高度增加而升高 以平流运动为主 天气晴朗，大气平稳，有利于高空飞行
高层大气 自平流层顶至2000~3000千米的高空 空气稀薄，大气处于高度电离状态 电离层反射无线电波
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网

展开更多......

收起↑