資源簡介

(共51張PPT)
3.1 大氣的組成和垂直分層
01
02
大氣的組成
大氣的垂直分層
導入
民航客機的飛行分為起飛、巡航和降落三個階段。主要航程為巡航，也就是平飛階段，其飛行高度以舒適、經濟為原則。我國民航規定，中型以上的民航客機都在海拔7000-12000米的高空飛行，其中大型民航客機一般在11000米上下的高空飛行。這個空間大氣垂直運動較少，以水平運動為主、飛機在其中受力比較穩定：水汽和
塵埃量少、能見度高；對地面產生
的噪聲污染相對較小；飛鳥飛行一
般達不到此高度。可以避免機鳥相
撞的事故。
思考：大型民航客機巡航時的飛行高度為什么要那么高
01
大氣的組成
閱讀教材P70-72，完成下列問題。
自主學習
1、低層大氣的組成？
2、干潔空氣的組成？
3、大氣的成分是穩定不變的嗎？
哪些成分分別會有什么樣的變化？造成變化的原因是什么？會帶來什么影響？
大氣：包圍地球的空氣。
大氣為地球生命的繁衍和人類的發展提供了必要條件。
大氣
人類生活在大氣圈底部，大氣的物理狀態和組成成分的變化，時刻影響著我們。
一、大氣的組成
干潔空氣
水汽
低層大氣
雜質
圖2.2 干潔空氣成分的體積分數（25千米以下）
氧氣
21%
氮氣 78%
氬氣0.93%
二氧化碳 0.038%（變動）
其他 0.032%
氖氣0.0018%
氦氣 0.0005%
氪氣 0.0001%
甲烷0.00016%
氫氣0.00005%
氙氣0.000009%
……
1.干潔空氣的組成
氮氣（N2）氮氣是大氣中含量最多的氣體。氮元素是生物體內蛋白質和很多復雜化學物質的組成部分，是生物體健康生長必不可少的元素。→地球上生物體的基本成分（構成有機體的重要元素）
氮氣（N2）的作用
氧氣（O2）氧氣是大氣中含量僅次于氮氣的氣體，是眾多生物生命活動必需的物質。
氧氣（O2）的作用
二氧化碳（CO2）二氧化碳主要來自火山噴發、動植物的呼吸以及人類活動。二氧化碳是植物進行光合作用的重要原料，是一種重要的溫室氣體，對地面具有保溫作用。
二氧化碳（CO2）的作用
臭氧（O3）高空的氧，在太陽紫外線的催化作用下，形成了由3個氧原子組成的臭氧。臭氧的濃度在垂直方向上分布不均。距離地面20~25千米是臭氧濃度最高的區域，稱為臭氧層。臭氧能吸收太陽輻射中的紫外線，使地面上的生物免受紫外線傷害，因而被稱為地球生命的“保護傘”。
臭氧（O3）的作用
2）影響
①水汽發生固、液、氣三態的轉變，產生云、雨、霧、雪等一系列天氣現象；
②水汽的相變伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣的溫度。
在水平方向上：
在垂直方向上：
海洋上空＞陸地上空
濕潤地區的上空＞干旱地區的上空
一般自地面逐漸向高空減少
2、水汽
1）分布
3、雜質
影響
隨時間、地點、天氣條件而變化。
在近地面大氣中，陸地多于海上，城市多于鄉村，冬季多于夏季。
分布
①影響大氣的透明度；②大氣中的雜質作為凝結核，是成云致雨的必要條件。
根據課本知識和生活經驗，將大氣主要成分與其作用連線。
氮氣
氧氣
二氧化碳
臭氧
水汽
雜質
維持生命活動的必要物質
植物光合作用的原料，對地面有保溫作用
生物體的基本成分
成云致雨的必要條件
吸收太陽紫外線
凝結核，成云致雨的必要條件
降水的形成條件
1、充足的水汽供應；
臨近河、湖、海洋；風經過時帶來大量水汽；
2、降溫：水汽冷卻凝結；
①水平方向：空氣由較低緯度流向較高緯度；
②垂直方向（上升）：空氣受熱膨脹上升，盛行上升氣流；遇到地形阻擋抬升。
3、凝結核。
思考：在自然狀態下，大氣的組成成分變化很小，但是在人類活動的影響下，大氣中某些成分會發生變化，你能舉例說明嗎？并談談這些變化可能帶來的危害。
觀察右圖，回答下列問題：
1.二氧化碳濃度在1740-2000年之間產生了怎樣的變化？
2.二氧化碳濃度產生變化的原因有哪些？請結合生活實例加以分析。
二氧化碳體積分數增加了40%多；
原因是化石燃料的燃燒和土地利用的變化（主要是毀林）。
二 、大氣成分的變化
1.CO2含量變化
影響：
全球變暖，極冰融化，海平面上升
2.O3 減少
①原因：人類大量使用空調、冰柜等制冷設備，排放氟利昂氣體
②危害：導致臭氧層空洞，使大量紫外線到達地面。
③措施：減少空調、冰柜等制冷設備的使用
拓展閱讀：臭氧層空洞
2007年9月13日,南極上空的
臭氧層空洞
過量紫外線對人類的影響
1．增加皮膚癌。
2．損害眼睛，增加白內障患者。
3．削弱免疫力，增加傳染病患者。
對生態影響
1．農產品減產及其品質下降。
2．減少漁業產量。
3．破壞森林。
酸雨：pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。（大氣中的硫氧化物和氮氧化物遇到水滴或潮濕空氣轉化成亞硫酸、硫酸和硝酸，再混入降水中，使其酸度增加。）
自然原因：火山噴發等自然活動爆發釋放 。
人為原因：化石燃料燃燒、有色金屬冶煉、交通工具的尾氣排放。
工業行業二氧化硫排放情況
3.產生酸雨
4、霧 霾 天氣
①水汽增多：能夠增加空氣濕度，可能形成降水和大霧
②雜質增多：產生大氣污染（粉塵顆粒和霾）
霾：又稱“灰霾”，是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙粒或鹽粒等的集合體，使空氣渾濁，水平能見度降低到10千米以下的一種天氣現象。
霧：當空氣中的水汽多于一定溫度條件下大氣飽和水汽量，并有足夠的凝結核存在時，多余的水汽便會凝結出來，變成小水滴或冰晶，水平能見度低于1千米時，氣象學上稱為霧。
一種自然天氣現象
一種大氣污染現象
前
后
人類活動前后對比
人類活動排放的污染物進入大氣后，會影響大氣的成分和含量，對生態系統和人類生存造成不利影響。
影響：降低能見度
空氣中雜質的來源
a、礦物燃料燃燒的煙塵
b、建筑工地揚起的灰塵
c、大風吹起的塵土
d、汽車尾氣的排放
小結：低層大氣的組成
大氣成分 體積比 作用
干潔空氣 氮氣（N2） 78%（含量最多）
氧氣（O2） 21%
二氧化碳（CO2） 0.033% （變化）
臭氧（O3） 很少（變化）
水汽 很少
固體雜質 很少
氮是生物體的基本成分
眾多生物生命活動所必需的物質
植物光合作用的基本原料，對地面起到保溫作用
吸收太陽紫外線，被稱為地球生命的“保護傘”
影響天氣變化；影響地面和大氣的濕度和溫度
作為凝結核，是成云致雨的必要條件
B
課堂練習
現代地球大氣是距今3.5億年前才逐漸形成的，它對地理環境的形成和人類的影響巨大。下列關于大氣的組成成分及其作用的連線，錯誤的是（ ）
A．二氧化碳——光合作用的原料 B．氧氣——溫室效應
C．臭氧——吸收紫外線 D．水汽和塵埃——成云致雨
A
課堂練習
關于大氣組成成分及其作用的敘述，正確的是（ ）
①二氧化碳對地面有保溫作用
②干潔空氣的主要成分是氧氣和二氧化碳
③水汽和雜質集中在高層大氣
④臭氧能吸收太陽紫外線，使大氣增溫
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
02
大氣的垂直分層
自主學習
讀大氣的垂直分層示意圖，結合書本P72-75的內容
1、大氣垂直分層的劃分依據是？
2、大氣從下而上一共分為幾層？分別具有什么特點？
3、各層大氣與人類活動的關系？
一、大氣的垂直分層
劃分依據：根據大氣的溫度、密度和運動狀況在垂直方向上的差異。
對流層
平流層
高層大氣
1、對流層—與人類的關系最密切
①位置：大氣圈最底層
②組成：75％的干潔空氣， 喵喵喵喵90％的水汽和雜質
③厚度變化（不均勻）
a、原因：氣溫（熱空氣所能上升的高度決定了對流層的厚度）
b、變化：
空間上（低緯地區17－18千米，中緯地區10－12千米，高緯地區8－9千米）
時間上（夏季厚，冬季薄）
一架飛機沿10km高空從南極飛到北極，
依次穿過了哪幾層？
地 面
對流層頂
8～9km
17~18km
8～9km
赤道
北極
南極
④特點
a海拔越高，氣溫越低（海拔每上升100米，氣溫下降0.6℃）。
原因
對流層大氣中的熱量直接來源于地面。
b空氣對流運動顯著 下熱上冷，熱空氣上升。
c天氣現象復雜多變（風云雨雪） 幾乎全部的水汽和雜質。
原因
原因
分層 高度范圍 主要特點 特點成因 與人類
的關系
對流層
低緯
17～18 km
中緯
10～12 km
高緯
8～9 km
氣溫隨高度的增加而遞減
空氣對流
運動顯著
天氣現象
復雜多變
地面是對流層大氣的直接熱源
該層上部冷、下部熱
幾乎全部的水汽、雜質都集中在該層，對流運動易成云致雨
人類生活在對流層底部，與人類關系最密切
拓展：逆溫
逆溫：正常情況下，對流層的氣溫隨高度增加而遞減，且海拔每升高100米，氣溫約下降0.6℃.但在一定條件下，對流層的某一高度有時也會出現氣溫隨高度增加而升高的現象或者氣溫隨高度增加而降低的幅度小于垂直遞減率，這種現象我們稱之為逆溫
晴朗無云的夜間地面迅速降溫，離地面愈近降溫愈快，形成逆溫，黎明達最強，日出后逆溫層自下而上消失。
輻射逆溫
夜間
黎明
日出后
逆溫危害：
①出現多霧天氣，早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切的關系，它使能見度降低，給人們的出行帶來不便，甚至導致交通事故
②加劇大氣污染。由于逆溫現象的存在，空氣垂直對流受阻，造成近地面污染物不能及時擴散，從而危害人體健康。
③對航空造成影響。逆溫多出現在低空，多霧天氣給飛機起飛帶來不便。
飛機
為什么飛機選擇在平流層飛行？
探究活動二
-100
-50
0
50
100
0
12
50
高度（Km）
溫度（℃）
大氣的垂直分層示意
平流層
2平流層
（距地面22-23Km臭氧集中，形成臭氧層）
范圍
對流層頂向上至50-55千米。
高層
大氣
平流層
對流層
溫度變化
氣溫隨高度的增加而增加
平流層中上部臭氧吸收紫外線增溫
特點
1.溫度隨高度升高而升高
3.大氣能見度高，天氣晴朗
2.平流運動顯著
臭氧層吸收太陽輻射升溫
上熱下冷不易對流，適宜航空飛行
水汽雜質含量少
人類對于臭氧層的影響
*南極臭氧洞
20世紀70年代，科學家發現南極地區上空的臭氧量下降嚴重，出現了南極臭氧洞。2006年“南極臭氧洞”面積已經超過北美洲的面積。
在新型制冷設備的推廣下，2019年南極臭氧洞面積已縮至近四十年最小值，目前南極臭氧洞正在慢慢縮小。
1979-2015
3.高層大氣
由于沒有吸收紫外線的臭氧，高層大氣自平流層頂部開始氣溫會下降。
隨后，由于大氣吸收了更短波長的太陽紫外線，溫度又持續上升。
3.高層大氣
由于沒有吸收紫外線的臭氧，高層大氣自平流層頂部開始氣溫會下降。
隨后，由于大氣吸收了更短波長的太陽紫外線，溫度又持續上升。
3.高層大氣
在80-120km的高空，多數來自太空的流星體會燃燒，產生流星現象。
在80-500km的高空，若干電離層能反射無線電波，對無線電通信有重要作用。
大氣上界
在2000-3000km的高空，大氣的密度已經與星際空間的密度非常接近。高速運動的空氣質點經常逸散到宇宙空間，這個高度可以看作是地球大氣的上界
高度范圍 氣溫垂直變化 空氣運動 與人類關系
特點 原因 特點 原因 對流層
平流層
高層大氣
大氣垂直分層總結
平均12千米，因緯度而不同
對流層頂部至50-55千米高空
平流層以上的大氣
氣溫隨海拔升高而遞減
氣溫隨高度升高而升高。
先下降，后升高
熱量來自地面
有臭氧吸收大量太陽紫外線，使大氣增溫。
低處缺臭氧吸收紫外線，氣溫下降；高處吸收更短波長紫外線，溫度持續上升。
對流運動顯著
平流運動為主
上部冷、下部熱
上部熱、下部冷
集中大氣圈質量的3/4和幾乎全部水汽、雜質，污染物多集中在這一層。多云、雨、霧、雪等天氣現象。與人類關系最為密切。
有臭氧層使地球上的生命免受過多紫外線的傷害。水汽和雜質含量很少，無云雨現象，能見度好，適合航空飛行。
有電離層能反射無線電波，對無線電通信有重要作用
流星現象
D
課堂練習
讀“大氣垂直分層示意圖”，完成下面小題。
1.人造天體在升空的過程中，途經大氣層的溫度變化為（ ）
A．增---減 B．減---增
C．增---減---增---減
D．減---增---減---增
A
課堂練習
讀“大氣垂直分層示意圖”，完成下面小題。
由于人類活動造成大氣中一些成分的比例發生了明顯變化，主要表現在（ ）
A．二氧化碳增加 B．氧氣增多 C．臭氧增多 D．水汽增多
（1）近年來，貴陽將“中國避暑之都”作為城市名片，著力打造“避暑”旅游產品，大力發展“避暑”經濟。在我國地形圖上，找到貴陽、重慶、武漢、長沙、上海的位置；讀圖，說明貴陽打造避暑旅游名城的優勢條件，并分析其形成原因。
相對于重慶、武漢、長沙、上海，貴陽雖然緯度較低，位于亞熱帶，但由于其處在云貴高原，海拔較高，故夏季天氣涼爽。
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
上海
長沙
重慶
貴陽
武漢
溫度/℃
23.9
23.6
28.1
28.4
28.7
28.2
28.6
28.1
28.0
27.8
7月
8月
活動P75
（2）每年3月，西藏大部分地區的隆冬尚未結束，林芝的桃花卻競相開放，爭奇斗艷，皚皚白雪與灼灼桃花相互映襯，讓人領略到“雪域江南”的獨特春光。讀圖，試分析這一地理現象的形成原因。
西藏垂直高差大，山上海拔高，氣溫低，河谷地區地勢較低，氣溫較高。
雪被
陸高/米
5000
3000
2000
1000
500
活動P76
拓展延伸1
位于北半球的北雙子天文望選鏡坐落在夏威夷的冒納凱阿火山頂峰上。冒納凱阿火山海拔約4200米。山頂空氣稀薄，水汽含量低，孤立于太平洋中央。這個絕佳的地理位置被公認為是地球上進行天文現測的最佳臺址。位于南半球的南雙子天文望運鏡坐落于智利安第斯山脈的帕穹山上。帕穹山海拔約2700米，山頂空氣非常干燥而且幾乎無云、是設置天文望運鏡的理想之地。
南雙子座望遠鏡
北雙子座太空望遠鏡
拓展延伸2
2016年12月22日3時22分，我國成功發射全球二氧化碳監測科學實驗衛星（簡稱碳衛星）。原理是在可見光和近紅外譜段，對二氧化碳的吸收波段進行送感監測。

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