2022-2023學年高中地理第二單元從地球圈層看地表環(huán)境第一節(jié)大氣圈與大氣運動第1課時大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)大氣的受熱過程課件魯教版必修第一冊

第二章第1課時大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)大氣的受熱過程地理內(nèi)容索引基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升學以致用?隨堂檢測全達標課標導引課程標準1.運用圖表等資料,說明大氣的組成和垂直分層,及其與生產(chǎn)和生活的聯(lián)系。2.運用示意圖等,說明大氣受熱過程與熱力環(huán)流原理,并解釋相關(guān)現(xiàn)象。目標導引1.了解大氣的垂直分層、各層的主要特征及與人類的關(guān)系。(綜合思維)2.閱讀示意圖,了解大氣受熱過程,理解大氣保溫作用的基本原理。(綜合思維)3.結(jié)合實驗,探究大氣受熱過程。(地理實踐力)4.探究玻璃暖房的保溫原理與大氣的溫室效應(yīng)的聯(lián)系與區(qū)別。(人地協(xié)調(diào)觀)知識建構(gòu)基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)必備知識一、大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)1.大氣圈的組成

含量因時因地而異(1)組成:

、

和固體雜質(zhì)。

干潔空氣

水汽

(2)作用

大氣成分作

用干潔空氣氮生物體內(nèi)

的重要組成部分

氧維持

活動必需的物質(zhì)

二氧化碳綠色植物進行

作用的原料,調(diào)節(jié)地表溫度

水汽

的必要條件

塵埃反射太陽輻射,降低地面溫度;作為凝結(jié)核,促進云雨的形成蛋白質(zhì)

生命

光合

成云致雨

2.大氣圈的分層(1)依據(jù):大氣在垂直方向上的

、

及

狀況的差異。(2)大氣分層A代表

,空氣

運動顯著。

B代表

,空氣以

運動為主。該層的臭氧層被譽為“

”。

C代表

,空氣密度

,有若干電離層。

溫度

密度

運動

對流層

對流

平流層

水平

地球生命的保護傘

高層大氣

小

要點筆記

由于逆溫層的存在,大氣很穩(wěn)定,對流作用減弱,空氣中水汽、塵埃和其他污染物不易向高空擴散,只能滯留在近地面。【鏈接生活】

對流層的厚度在不同緯度地區(qū)和不同季節(jié)有何差異?答案：對流層的厚度有緯度差異和季節(jié)變化。低緯度地區(qū)大于高緯度地區(qū),夏季大于冬季。

二、大氣的受熱過程1.兩大熱源(1)根本來源:A

。

(2)直接來源:B

。

太陽輻射

地面輻射

2.兩大過程(1)地面增溫:大部分太陽輻射透過大氣射到地面,使

增溫。

(2)大氣增溫:地面以

輻射的方式向大氣傳遞熱量,使大氣增溫。

3.兩大作用

大氣對太陽輻射的削弱具有選擇性(1)削弱作用:大氣層中水汽、云層、塵埃等對太陽輻射的反射、

和散射作用。

(2)保溫作用:C

將部分熱量還給地面,從而對地面起到

作用。

地面

長波

吸收

大氣逆輻射

保溫

【鏈接生活】

蘇軾的《水調(diào)歌頭·明月幾時有》中寫道“高處不勝寒”。你能運用所學的大氣受熱過程的知識,解釋其中蘊含的科學道理嗎?答案：地面輻射是低層大氣主要的熱量來源,“高處”離地面較遠,吸收的地面輻射較少,氣溫較低。

1.判斷正誤并糾錯(1)大氣圈中氧的含量是最多的。(

)(2)地面輻射是短波輻射。(

)(3)含量最多的氮能吸收紫外線,被稱為“地球生命的保護傘”。(

)(4)平流層的氣溫隨高度增加而增加。(

)(5)陰雨天氣大氣逆輻射更強。(

)×××√√提示：

氮是大氣中含量最多的成分。

提示：

地面輻射是長波輻射。

提示：

臭氧層能吸收紫外線,臭氧層被稱為“地球生命的保護傘”。

讀地球表面受熱過程示意圖,完成2~3題。

D2.圖中字母表示大氣逆輻射的是(

)A.a B.b C.c D.d3.低層大氣的熱量主要來自(

)A.a B.b C.c D.d解析：a是到達大氣上界的太陽輻射;b是被大氣削弱后到達地面的太陽輻射;c是地面輻射,大部分被大氣吸收,使大氣增溫;d是大氣逆輻射,補償?shù)孛孑椛鋼p失的熱量。解析：地面的長波輻射是低層大氣主要的熱量來源。C下圖為地球大氣受熱過程示意圖。讀圖,完成第4題。

4.大氣中(

)A.臭氧層遭到破壞,會導致①增加B.二氧化碳濃度降低,會使②減少C.可吸入顆粒物增加,會使③增加D.出現(xiàn)霧霾,會導致④在夜間減少

B

解析：臭氧層遭到破壞,會導致大氣吸收紫外線的能力下降(①減少);二氧化碳濃度降低,會導致大氣吸收地面輻射的能力下降,吸收的地面輻射(②)減少;可吸入顆粒物增加,會導致大氣對太陽輻射的削弱作用增強,到達地面的太陽輻射減少,從而使地面吸收的太陽輻射減少(③減少);出現(xiàn)霧霾,會導致大氣逆輻射(④)在夜間增加。

5.霜凍往往出現(xiàn)于深秋至第二年早春晴朗的夜晚,因為此時(

)A.地面輻射強,地表降溫慢B.空氣中水汽多,地表降溫快C.大氣逆輻射弱,地表降溫快D.大氣保溫作用強,地表降溫慢

C解析：深秋至第二年早春晴朗的夜晚,大氣逆輻射弱,大氣的保溫作用差,地面降溫快,空氣中的水汽迅速降溫,發(fā)生凝華現(xiàn)象,形成霜凍。

重難探究?能力素養(yǎng)全提升[情境探究]探究一大氣的垂直分層情境探究北京時間2021年2月24日10時22分,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號丙運載火箭,成功將遙感三十一號03組衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星進入預定軌道。遙感三十一號03組衛(wèi)星主要用于開展電磁環(huán)境探測及相關(guān)技術(shù)試驗。結(jié)合材料探究:(1)我國的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心所在地區(qū)的對流層厚度相對于我國東部地區(qū)來說是較厚還是較薄?為什么?(2)長征四號丙運載火箭點火發(fā)射剛離開地面升空時,其所經(jīng)歷的氣溫變化特點是什么?(3)發(fā)射成功的遙感三十一號03組衛(wèi)星,在軌運行時所在的大氣層有何特點?答案：較薄。因為酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心位于我國的甘肅省的河西走廊,海拔較高,氣溫較低,對流層厚度相對較薄。答案：火箭發(fā)射升空剛離開地面時,位于對流層中,其所經(jīng)歷的氣溫隨高度升高而遞減。答案：遙感三十一號03組衛(wèi)星在軌運行時所在的大氣層為高層大氣,空氣密度極小,有若干電離層。[方法突破]大氣垂直分層的特點

分層高度范圍主要特點特點成因與人類的關(guān)系對流層厚度一般為8~16千米,平均12千米左右①氣溫隨高度增加而降低②空氣對流運動顯著③天氣現(xiàn)象復雜多變①地面是低層大氣的直接熱源,所以同一地區(qū)的對流層高度夏季高于冬季②該層上部冷,下部熱③幾乎全部的水汽、固體雜質(zhì)都集中在該層,對流運動易成云致雨因人類生活在對流層底部,與人類關(guān)系最密切分層高度范圍主要特點特點成因與人類的關(guān)系平流層從對流層頂至約50千米,厚度約40千米①氣溫隨高度增加而增加②以水平運動為主③天氣晴朗①該層中的臭氧吸收紫外線②該層上熱下冷,大氣穩(wěn)定③水汽、雜質(zhì)少,氣流平穩(wěn)是人類生存環(huán)境的天然屏障,有利于高空飛行高層大氣從平流層頂?shù)?000千米的高空大氣密度極小距地面遠,受地球引力小電離層能反射無線電短波,對無線電通信有重要作用[應(yīng)用體驗]【例1】

北京時間2021年9月17日13時34分,神舟十二號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波安全順利出艙。據(jù)此完成下列各題。(1)下列圖中能正確反映返回艙在返回過程中所經(jīng)歷的大氣環(huán)境是(

)C

解析：圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ層分別對應(yīng)對流層、平流層和高層大氣,臭氧層位于平流層中,并且平流層氣溫隨海拔升高而升高,對流層氣溫隨海拔升高而降低,在對流層頂部氣溫降至-60

℃左右。故選C。

(2)下列關(guān)于上題中Ⅰ、Ⅱ大氣層的敘述,不正確的是(

)A.返回艙在Ⅰ層時可能會出現(xiàn)顛簸B.Ⅰ層的厚度隨著緯度降低而增厚C.Ⅱ?qū)幽芤姸群?有利于高空飛行D.Ⅱ?qū)拥闹苯訜崃縼碓词堑孛孑椛?/p>

解析：Ⅰ層為對流層,氣溫隨海拔升高而降低,所以對流運動強烈,飛機受氣流影響有時會出現(xiàn)顛簸現(xiàn)象,A不符合題意。Ⅰ層為對流層,對流層的厚度在低緯度較厚,高緯度較薄,隨著緯度降低而增厚,B不符合題意。Ⅱ?qū)訛槠搅鲗?大氣運動以平流運動為主,因此天氣晴朗,能見度好,有利于高空飛行,C不符合題意。Ⅱ?qū)邮瞧搅鲗?該層大氣主要靠臭氧吸收太陽紫外線增溫,D符合題意。故選D。

D考題點睛

[情境探究]探究二大氣的受熱過程陽光房也稱為玻璃房,是采用玻璃與金屬框架搭建的全明非傳統(tǒng)建筑,為達到享受陽光、親近自然的目的。陽光房是國內(nèi)外追求自然、時尚人士所推崇的建筑。陽光房為人們創(chuàng)造了一個舒適的氛圍,即使在嚴寒的天氣和雨季也能夠讓我們享受到春天的舒適,不會感受到寒冷。

結(jié)合材料探究:(1)請在下圖中合適的位置標注太陽輻射、吸收(大氣對太陽)、反射(大氣對太陽)、地面輻射、大氣逆輻射。答案：

(2)寒冷的冬季白天,陽光房內(nèi)溫度較高的原因是什么?(3)探討北半球中緯度地區(qū)的植物園可采取什么措施使熱帶植物安全越冬。答案：大部分太陽輻射能夠透過玻璃射到地面上,使地面增溫;玻璃阻隔地面長波輻射,阻止陽光房內(nèi)(暖)外(冷)空氣以對流或湍流方式的熱交換,使陽光房內(nèi)溫度高于房外。答案：建造陽光房(玻璃溫室),在適宜的時間將熱帶植物移入其中,或者是加蓋薄膜、草簾等建造溫室大棚等。[方法突破]1.大氣對地面的保溫作用(1)原理:大氣中的二氧化碳和水汽能大量吸收地面的長波輻射,將熱量保存在大氣層中,并通過大氣逆輻射的形式把熱量返還給地面,在一定程度上補償了地面輻射損失的熱量,對地面起到了保溫作用。(2)過程

2.大氣對太陽輻射的削弱作用(1)吸收作用:大氣中的臭氧和氧原子主要吸收太陽輻射中波長較短的紫外線;水汽和二氧化碳主要吸收太陽輻射中波長較長的紅外線。而太陽輻射中能量最強的可見光被吸收得很少,絕大部分可透過大氣射到地面。(2)反射作用:受云層和較大顆粒的塵埃影響,大氣對太陽輻射反射較明顯,如下圖。

云層、塵埃對太陽輻射的反射

(3)散射作用:當太陽輻射在大氣中遇到空氣分子或微小塵埃時,太陽輻射的一部分光便以這些質(zhì)點為中心,向周圍散射。其中,波長較短的藍色光最容易被散射,如下圖。大氣對太陽輻射的散射[應(yīng)用體驗]【例2】

當?shù)貢r間2022年1月15日,湯加的海底火山噴發(fā),火山灰柱直徑約5千米,高20千米,并引發(fā)強烈海嘯。結(jié)合材料和圖完成下題。

大氣的保溫作用示意圖

火山噴發(fā)時產(chǎn)生的火山灰云團,削弱了到達地面的太陽輻射,反映在大氣的保溫作用示意圖中對應(yīng)的數(shù)碼是

、

;火山灰云團增強了大氣逆輻射,圖中對應(yīng)的數(shù)碼是

。從理論上說,空中火山灰云團使得當?shù)貢円箿夭钭?/p>

。

①

②

③

小

解析：

讀圖分析:火山灰云團增強了①(大氣對太陽輻射的反射)和②(大氣對太陽輻射的吸收),削弱了到達地面的太陽輻射;火山灰云團增強了③(大氣逆輻射)。白天火山灰云團削弱了到達地面的太陽輻射,白天的氣溫升高較慢;夜晚火山灰云團增強了大氣逆輻射,使夜晚的氣溫下降較慢。所以火山灰云團使得當?shù)貢円箿夭钭冃　?/p>

思維導引大氣的保溫作用示意圖→①②③④代表的含義→火山灰的作用對應(yīng)的符號→大氣的保溫作用→當?shù)貢円箿夭钭冃　?/p>

素養(yǎng)培優(yōu)1.(地理實踐力)從紐約飛往倫敦的一航班,正飛行在萬米高空,前方突然烏云翻滾,為躲避空難,飛行員最好采取什么方法?為什么?答案：從飛機的飛行高度和所遇到的現(xiàn)象可知,該飛機飛行在對流層頂部,為了躲避空難,應(yīng)該迅速提升飛行高度進入到平流層中,因為平流層大氣以水平運動為主,大氣穩(wěn)定,天氣晴朗,利于飛機飛行。

2.(人地協(xié)調(diào)觀)運用大氣削弱作用解釋自然現(xiàn)象①樹蔭下、房間中,無陽光處仍然明亮——

作用。

②日出之前天已亮,日落之后天不黑——

作用。

③朝霞和晚霞、旭日和夕陽為橘紅色——

作用。

④晴朗的天空呈蔚藍色——

作用。

⑤冰島火山噴發(fā)時,火山灰籠罩了整個冰島地區(qū),白天宛如黑夜,出門打手電——

作用增強。

⑥南極臭氧層空洞擴大到了南美洲南端的火地島,政府要求島上居民外出必須戴墨鏡和遮陽帽——

作用減弱。

散射

反射

吸收

散射

散射

散射

⑦為什么同一季節(jié)的白天多云,氣溫不會太高,而夜間多云,氣溫不會太低?⑧為什么冬春季節(jié)霜凍總出現(xiàn)在晴朗的夜晚?答案：同一季節(jié),白天多云,太陽輻射進入大氣層時,被削弱得多(吸收、反射多),故氣溫不會太高;夜晚多云,特別是有濃密的低云,空氣濕度比較大,大氣逆輻射強,對地面的保溫作用強,氣溫不會太低。答案：晴朗的夜晚大氣中的水汽和固體雜質(zhì)含量少,大氣透明度高,大氣逆輻射弱,保溫作用差,氣溫低,所以容易出現(xiàn)霜凍。學以致用?隨堂檢測全達標下圖示意大氣垂直分層。讀圖,完成1~2題。

1.圖中正確表示大氣層氣溫垂直變化的曲線是(

)A.① B.② C.③ D.④2.“我欲乘風歸去,又恐瓊樓玉宇,高處不勝寒”說的是大氣垂直分層中的(

)A.Ⅰ層——氣溫分布特點是隨高度增加,氣溫降低B.Ⅱ?qū)印諝馍蠠嵯吕?空氣不穩(wěn)定C.Ⅲ層——大氣的熱量直接來自太陽輻射D.Ⅰ層——大氣以水平運動為主,氣流平穩(wěn)解析：根據(jù)氣溫的垂直分布可知,對流層的氣溫隨高度增加而降低,平流層的氣溫隨高度增加而增加,高層大氣的氣溫隨高度增加先是下降,然后上升。解析：題干表述的是對流層氣溫變化特點,Ⅰ層是對流層。

BA

(2021河北邯鄲期中)2021年11月6日,一則點贊風雨無阻的氣象人的短視頻火了。視頻中氣象員無論風霜雨雪,都要保證探空氣球每天早上和晚上的7:15準時攜帶無線電探空儀升起,上升到大約30千米的高空后自行爆裂。探空儀猶如一個聽診器,從地面逐層掃描至高空,從而獲得各層的氣壓、溫度、濕度、風向、風速等氣象要素值。正是這每天看似重復簡單,卻又復雜的工作,讓我們可以預知陰晴冷暖,啟動災害預警,讓氣象為生活服務(wù),將損失降到最低。據(jù)此完成3~4題。3.探空氣球需要測量空氣濕度,是因為空氣中的水汽意義重大?？諝庵械乃?

)①含量和人體舒適度甚至健康密切相關(guān)②直接產(chǎn)生云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象③吸收地面短波輻射,以達到保溫效果④放出長波輻射,以達到保溫效果A.①②

B.②③ C.①④

D.②④C

解析：空氣中的水汽含量和人體舒適度甚至健康密切相關(guān),①正確;空氣中的水汽遇冷,并且空氣中要有凝結(jié)核,才能夠產(chǎn)生云、雨、霧、雪等天氣現(xiàn)象,②錯誤;地面輻射是長波輻射,③錯誤;水汽能夠吸收地面長波輻射使大氣增溫,大氣又以大氣逆輻射的形式向地面輻射,可以達到保溫效果,大氣逆輻射是長波輻射,④正確。故選C。

4.探空氣球在大約30千米的高空爆裂的原因是(

)A.探測結(jié)束后,自爆防止數(shù)據(jù)泄密B.高空氣溫低,氣球球皮受冷破裂C.高空氣壓低,氣球急劇膨脹炸裂D.距太陽較近,氫氣受熱易燃易