大氣的組成和垂直分層【知識 精講精研 】 高一地理人教版（2019）必修第一冊

第一節(jié)

大氣的組成和垂直分層課程標(biāo)準(zhǔn)：運用圖表等資料、說明大氣的組成、垂直分層及其與生產(chǎn)和生活的聯(lián)系。課標(biāo)解讀：1.掌握大氣組成成分及主要作用2.繪制大氣垂直分層示意圖3.理解大氣組成和垂直分層與人類生產(chǎn)、生活的關(guān)系39千米高空的大氣與地面有哪些不同？他為什么需要配備特制宇航服？閱讀材料思考2012年10月14日，奧地利“墜落人”菲利克斯·鮑姆加特納，在美國新墨西哥地區(qū)乘坐太空艙升空。約3小時后，他上升至39千米高空。隨后從那里跳下，4分鐘后才打開降落傘，成為第一個自由落體速度超音速的人。他配備的特制宇航服，外表絕緣，密封的內(nèi)層中填充加壓氧氣；頭盔內(nèi)有液氧系統(tǒng)，護(hù)目鏡中裝有溫度調(diào)節(jié)器。一、大氣的組成成云致雨的必要條件；削弱太陽輻射;對地面保溫主要成分次要成分水汽固體雜質(zhì)生物體的基本成分維持生物活動的必要物質(zhì)植物光合作用的原料；對地面保溫吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害（臭氧層空洞最嚴(yán)重的是“三極”）；大氣增溫成云致雨的必要條件；對地面保溫大氣組成主要作用干潔空氣臭氧氮氣氧氣二氧化碳1、大氣各成分的作用課本P28-29后前人類活動前后對比人類活動排放的污染物進(jìn)入大氣，會影響大氣的成分和含量，對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利影響。課本P29小本P16拓展歸納“霧和霾的區(qū)別”2、人類對大氣組成的影響利：水汽、氧含量的增加等。弊：塵埃（固體顆粒物）、酸性（有毒）氣體、氟氯昂、二氧化碳等。思考1740年到2011年，短短不到300年的時間里，二氧化碳體積分?jǐn)?shù)變化趨勢如何？導(dǎo)致其變化的原因是什么？會造成什么影響？變化趨勢呈現(xiàn)上升趨勢，增加速度加快原因化石燃料燃燒（釋放大量二氧化碳）；土地利用的變化（毀林，減少森林吸收二氧化碳的量）影響導(dǎo)致全球氣候變暖，進(jìn)而導(dǎo)致海平面上升，淹沒沿海地區(qū)，極端氣候多發(fā)。課本P29案例隨堂檢測微講小本P15通關(guān)檢測1-2活動了解大氣含氧量減少對人體產(chǎn)生的影響大氣中氧氣含量對人體健康至關(guān)重要?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)娜毖醐h(huán)境有利于激發(fā)運動員的運動潛力。但含氧量太低會危害人體健康甚至危及生命。課本P30在非洲地形圖上，找出埃塞爾比亞、肯尼亞兩個國家，歸納它們共同的地形特點。由此，你能推測這兩個國家中長跑運動員成績優(yōu)異的原因嗎？

兩國均以高原為主，海拔高，大氣稀薄，大氣中含氧量低，有利于激發(fā)運動員的運動潛力。課本P30我國已建成甘肅榆中、青海多巴、云南海埂、河北興隆、云南呈貢等國家級高原體育訓(xùn)練基地。目前，世界公認(rèn)的平原運動員進(jìn)行高原訓(xùn)練的最佳高度為海拔1800-2400米?；顒恿私獯髿夂趿繙p少對人體產(chǎn)生的影響課本P30榆中多巴海埂興隆呈貢海拔/m19962366188821181906經(jīng)度104°02′E101°31′E102°41′E117°22′E102°48′E緯度35°52′N36°40′N25°01′N40°36′N24°53′N在中國地圖上找到我國高原訓(xùn)練基地的位置河北興隆甘肅榆中青海多巴云南海埂、呈貢目前，世界公認(rèn)的平原運動員進(jìn)行高原訓(xùn)練的最佳高度為海拔1800-2400米。我國的高原訓(xùn)練基地的海拔在這個范圍內(nèi)嗎？推測運動員在更高海拔訓(xùn)練反而達(dá)不到理想成績的原因。思考

海拔越高，含氧量越低，含氧量太低會危及運動員的身體健康，反而達(dá)不到理想成績。海拔/m01000200030004000含氧量比100%89%78%70%61%第一課時

大氣的組成大氣的組成干潔空氣水汽氮氣氧氣二氧化碳臭氧主要作用固體雜質(zhì)課后作業(yè)：1、課堂小練P71的1-3、6-7。

2、預(yù)習(xí)好“大氣的垂直分層”二、大氣的垂直分層思考為什么平流層適合飛機(jī)飛行？無線通信利用了哪層大氣的特性？

溫度（℃）

高度（km）200140120601008040-100-50050100對流層電離層(熱層)中間層平流層高層大氣1、大氣的垂直分層劃分依據(jù):溫度、運動狀況和密度課本P312、分層：（1）對流層——與人類的關(guān)系最密切緯度高緯度地區(qū)：8—9千米中緯度地區(qū)：10—12千米

低緯度地區(qū)：17—18千米季節(jié)夏季較厚冬季較薄大氣圈的最底層，集中了約75%的大氣質(zhì)量和90%以上的水汽、固體雜質(zhì)，大氣中的污染物也多集中在這一層。對流層下界與地面相接，上界高度隨地理緯度和季節(jié)而變化。a厚度(范圍)課本P32對流層的主要特點及成因b.氣溫特點：c.大氣運動狀況：d.與人類的關(guān)系：高度km200120601008040-100-50050100對流層電離層(熱層)中間層平流層高層大氣溫度℃對流層高度和氣溫變化圖課本P32氣溫隨高度增加而遞減，每上升100米降低0.6℃。熱源直接來自地面。常出現(xiàn)風(fēng)、云、雨、雪等天氣現(xiàn)象。90%以上的水汽、固體雜質(zhì)，大氣中的污染物也多集中在這一層，它們是成云致雨的必要條件。空氣對流運動顯著。上冷下熱。（2）平流層范圍：氣溫特點：c.大氣運動狀況：d.與人類的關(guān)系：高度km200120601008040-100-50050100對流層電離層(熱層)中間層平流層高層大氣溫度℃平流層高度和氣溫變化圖

歸納平流層的主要特點并分析其成因課本P32自對流層頂部至50-55千米高空。氣溫隨高度升高而升高。（因該層大量臭氧吸收了大量太陽紫外線，使大氣增溫）該層大氣中水汽和雜質(zhì)含量很少，無云雨現(xiàn)象，能見度好；大氣以平流運動為主，適合航空飛行。平流層的大氣上部熱，下部冷，不易形成對流，主要以平流運動為主。歸納中間層的主要特點并分析其成因自平流層頂?shù)?5千米之間的大氣層。氣溫隨高度增高而迅速降低，中間層的頂界氣溫降至－83℃～－113℃。（原因是沒有臭氧）由于該層大氣上部冷、下部暖，致使空氣產(chǎn)生對流運動。高度km200120601008040-100-50050100對流層電離層(熱層)中間層平流層高層大氣溫度℃中間層高度和氣溫變化圖（3）高層大氣中間層課本P31（3）高層大氣熱層（電離層）范圍:氣溫特點：大氣狀況：與人類的關(guān)系：高度km200120601008040-100-50050100對流層熱層中間層平流層高層大氣溫度℃電離層高度和氣溫變化圖歸納電離層的主要特點并分析其成因電

離層課本P33在80-500千米的高空，有若干電離層。高層大氣氣壓很低,空氣密度很小，出現(xiàn)極光。氣溫隨高度升高而升高。如：來自太空的流星體會燃燒，成為流星（80-120千米）。原子、離子吸收太陽紫外線和宇宙射線而增溫。能反射無線電波，對無線電通信有重要作用。分層高度主要特點特點成因?qū)α鲗拥途?7～18千米中緯10～12千米高緯8～9千米氣溫隨高度的增加而遞減(每升高100米，溫度大約降低0.6℃）地面是對流層大氣的直接熱源離地面越近，受熱越多空氣對流運動顯著該層上部冷、下部熱有利于空氣對流運動天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變幾乎全部水汽、固體雜質(zhì)集中在該層對流運動易成云致雨平流層對流層頂?shù)?0～55千米下層氣溫隨高度變化?。?0千米以上隨高度增加而迅速上升該層中的臭氧大量吸收太陽紫外線氣流以平流運動為主該層大氣上熱下冷，大氣穩(wěn)定有利于高空飛行水汽、雜質(zhì)極少，云雨絕跡，能見度好，氣流平穩(wěn)高層大氣平流層頂?shù)酱髿馍辖?高度約2000～3000千米)氣壓很低，密度很小離地面遠(yuǎn)，引力小80～500千米高空有若干電離層，能反射無線電波電離層大氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用下，處于高度電離狀態(tài)小結(jié)：小本P15思維導(dǎo)圖大氣的組成和垂直分層大氣的組成大氣的垂直分層干潔空氣水汽：固體雜質(zhì)：對流層：平流層：高層大氣氮氣：氧氣：二氧化碳：臭氧：分層高度主要特點特點成因電離層：隨堂練習(xí)：微講小本P16通關(guān)檢測3-4；P161-7課后作業(yè)：1、完成：第一節(jié)的“思維導(dǎo)圖”。2、課堂小練P71-72的4-5、8-9、16.3、預(yù)習(xí)：第二章第二節(jié)的“大氣受熱過程”。霧和霾的區(qū)別

霧霾，就是霧和霾。但是霧和霾是有區(qū)別的。霧是由大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng)，多出現(xiàn)于秋冬季節(jié)，是近地面空氣中水汽凝結(jié)(或凝華)的產(chǎn)物。霧是一種自然現(xiàn)象，霧的存在會降低空氣透明度，使能見度降低。如果目標(biāo)物的水平能見度降低到1000米以內(nèi)，就將懸浮在近地面空氣中的水汽凝結(jié)(或凝華)物的天氣現(xiàn)象稱為霧(Fog)。霧一般對人體危害不大；如果是在景區(qū)，欣賞云霧縹緲，那就好似人間仙境。霾，也稱灰霾(煙霧)?？諝庵械幕覊m、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙，叫霾。霾中細(xì)小粉粒狀的飄浮顆粒物直徑一般在0.01微米以下，可直接通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入支氣管，甚至肺部。霾對人體健康的危害很大。習(xí)慣上常把霧和霾放在一起，稱為霧霾。霧霾天氣中污染物質(zhì)比較多，尤其是PM2.5(空氣動力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)被認(rèn)為是造成霧霾天氣的“元兇”。隨著空氣質(zhì)量的惡化，霧霾天氣現(xiàn)象出現(xiàn)增多，危害加重。工業(yè)生產(chǎn)污染物達(dá)標(biāo)排放、化石燃料的少量充分燃燒、清潔能源的廣泛利用、森林綠地面積的增加都會減輕霧霾的產(chǎn)生。

一般情況下，氣溫隨海拔的升高而降低，但有時可能出現(xiàn)溫度隨高度上升而增高現(xiàn)象，稱為氣溫逆溫，簡稱逆溫。出現(xiàn)逆溫的大氣有一定的厚度，這層大氣稱為逆溫層。如下圖拓展：二、逆溫溫度℃高度m正常現(xiàn)象溫度℃高度m逆溫現(xiàn)象常見的逆溫類型：晴朗無云夜間的輻射逆溫；山地、盆地和谷地中的地形逆溫；暖空氣水平移動到冷卻的地面、水面或氣層之上時的平流逆溫；在冷暖氣團(tuán)之間的過渡帶上的鋒面逆溫。影響：可抑制沙塵暴的發(fā)生；有利飛機(jī)的飛行；保溫；空氣對流運動被抑制，加重大氣污染；易產(chǎn)生大霧、陰雨（鋒面逆溫）、凍雨天氣；能見度降低，地面濕滑等。1.輻射逆溫：經(jīng)常發(fā)生在晴朗無云的夜間，由于地面有效輻射很強(qiáng)，近地面層氣溫迅速下降，而高處氣層降溫較少，從而出現(xiàn)上暖下冷的逆溫現(xiàn)象。這種逆溫黎明前最強(qiáng)，日出后自下而上消失。輻射逆溫的形成過程，如下圖：

二、逆溫類型

常發(fā)生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散熱快，山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖的空氣被冷空氣抬擠上升，從而出現(xiàn)溫度的倒置現(xiàn)象。這樣的逆溫主要是在一定的地形條件下形成的，所以稱為地形逆溫。如美國的洛杉磯因周圍三面環(huán)山，每年有兩百多天出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象。山坡冷氣流向山底滑落,導(dǎo)致空氣上熱下冷2．地形逆溫：

由于暖空氣水平移動到冷卻的地面、水面或氣層之上時，底層空氣因受下墊面的影響迅速降溫，上層空氣因距離較遠(yuǎn)，降溫較少，于是產(chǎn)生逆溫。3.平流逆溫

逆溫的強(qiáng)弱，主要由暖空氣和冷地表的溫差決定，溫差大，逆溫越強(qiáng)。

冬半年，在中緯度沿海地區(qū)，因為那里海陸溫差顯著，當(dāng)海上暖空氣流到大陸上時，形成逆溫。

對流層中，暖空氣平移到冷空氣之上,形成冷暖相交的鋒面.在冷暖氣團(tuán)之間的過渡帶上，若鋒面上下冷、暖空氣的溫差較大,便形成逆溫。逆溫只能在冷空氣所控制的地區(qū)內(nèi)觀察到,在冬半年有時會形成凍雨一些惡劣性天氣。思考:鋒面附近垂直方向氣溫隨高度變化曲線圖為:4.鋒面逆溫①可以抑制沙塵暴的發(fā)生，因為沙