2.1 大氣的組成和垂直分層-高一上學(xué)期人教版（2019）必修一

導(dǎo)入

2012年10月14日，奧地利“墜落人”鮑姆加特納在美國西南部乘坐太空艙升空至39千米高空。39千米高空的大氣與地面大氣有哪些不同?鮑姆加特納為什么需要配備特制宇航服?第二章第一節(jié)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。課程標準運用圖表資料，說明大氣的組成及人類活動對大氣環(huán)境的影響。(綜合思維)結(jié)合大氣垂直分層示意圖，說明各層大氣的特點、成因，并舉例說明對人類活動的影響。(人地協(xié)調(diào)觀)學(xué)習(xí)目標12結(jié)合材料，了解逆溫的概念，并能說出逆溫的影響。(綜合思維)3目標一大氣的組成目標二大氣的垂直分層目標三

逆溫大氣的組成一1．大氣的組成及作用低層大氣水汽干潔空氣雜質(zhì)干潔空氣25千米以下的干潔空氣中，氧氣和氮氣總共占總體積的99%。干潔空氣成分的體積分數(shù)（25千米以下）氮氣（N2）地球上生物體的基本元素氧氣（O2）人類和其他生物維持生命活動所必需的物質(zhì)臭氧（O3）大量吸收太陽光中的紫外線，被譽為“地球生命的保護傘”二氧化碳（CO2）約0.038%綠色植物進行光合作用的基本原料；吸收地面輻射能力強，使氣溫升高，對地面有保溫作用”1．大氣的組成及作用水汽和雜質(zhì)

水汽

水的相變，產(chǎn)生云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，同時伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣的溫度氣態(tài)液態(tài)固態(tài)云、雨、霧、雪干潔空氣固體雜質(zhì)水汽成云致雨的必要條件水的相變

雜質(zhì)

作為凝結(jié)核，是成云致雨的必要條件1．大氣的組成及作用人類活動排放的污染物進入大氣，會影響大氣的成分和含量，產(chǎn)生大氣污染，對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利影響。2.人類活動對大氣的影響大氣中二氧化碳含量的變化與人類活動從1740年到2011年，短短不到300年的時間里，二氧化碳體積分數(shù)變化趨勢是怎么樣的？是什么原因?qū)е铝诉@種變化呢？會造成什么影響？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：全球變暖、氣候異常、生態(tài)惡化。冰箱、冰柜等制冷設(shè)備的使用，釋放大量的氟氯烴化合物，破壞大氣中的臭氧層導(dǎo)練下圖所示干潔空氣的組成成分和比例。讀圖回答1～2題。1.下列關(guān)于各字母代表的成分及作用的敘述，正確的是A.A—氧氣，氧是生物體的基本元素B.A—氮氣，吸收紫外線，保護地球生命C.B—氧氣，地球生物維持生命活動的必需物質(zhì)D.B—氮氣，吸收地面輻射，具有保溫作用√根據(jù)所學(xué)地理知識可知，A表示氮氣，B表示氧氣，排除A、D；臭氧吸收紫外線，從而保護地球生命，B錯；B表示氧氣，它是地球生物維持生命活動的必需物質(zhì)，故選C。2.下列有關(guān)各大氣成分的作用，敘述錯誤的是A.臭氧盡管含量少，但卻能夠吸收紫外線，有“地

球生命的保護傘”之稱B.水汽和雜質(zhì)是成云致雨的必要條件C.干潔空氣中氮氣含量最大，為綠色植物的光合作

用提供了原料D.二氧化碳吸收地面輻射，具有保溫作用√綠色植物光合作用的原料是二氧化碳和水，不是氮氣，C錯；其他選項描述均正確。故選C。大氣的垂直分層二在圖中填出對流層平均高度，并補繪對流層、平流層氣溫變化曲線。分層依據(jù)是什么？溫度、運動狀況、密度

結(jié)合視頻，說出大氣垂直分層的高度、成分、特點、與人類的關(guān)系。-100-500501000204060801001201401250高度（Km）溫度（℃）對流層平流層高層大氣大氣的重直分層示意低緯度:17-18干米中緯度:10-12千米高緯度:8-9千米集中了大氣圈質(zhì)量的3/4和幾乎全部的水汽、雜質(zhì)溫度隨高度增加而遞減空氣對流運動顯著高度成分特點與人類的關(guān)系人類生活在對流層底部，與人類關(guān)系最密切，天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變?yōu)槭裁磳α鲗訙囟忍攸c是氣溫隨高度增加而下降？因為地面是對流層大氣的直接熱源，離熱源越遠溫度越低，反之亦然。-100-500501000204060801001201401250高度（Km）溫度（℃）對流層平流層高層大氣大氣的重直分層示意對流層頂部至50~55干米的高空水汽含量極少，約20干米處形成臭氧層氣溫隨高度的增加而上升氣流水平運動為主高度成分特點與人類的關(guān)系能見度高，無云雨利于飛機飛行臭氧層是地球生命的保護傘思考張先生乘飛機到外地出差。在機場時還是細雨蒙蒙，起飛后不久卻是晴空萬里，陽光普照。你能推測出現(xiàn)這種變化的原因嗎?由于起飛時位于對流層，天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變；起飛后不久，進入平流層，氣流穩(wěn)定，無云雨現(xiàn)象，能見度高。-100-500501000204060801001201401250高度（Km）溫度（℃）對流層平流層高層大氣大氣的重直分層示意平流層頂部至2000-3000千米的高空（大氣上界）空氣密度很小氣溫隨高度先下降后上升高度成分特點與人類的關(guān)系能反射無線電波對無線電通信有重要作用導(dǎo)思材料一北京時間2021年6月17日9時22分，搭載“神舟十二號”載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。此后，“神舟十二號”載人飛船與火箭成功分離，進入預(yù)定軌道，順利將聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員送入天和核心艙。材料二下圖為大氣垂直分層示意圖。答案差異：酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地所在地區(qū)的對流層較低。規(guī)律：對流層高度隨緯度增高而降低。原因：低緯度地區(qū)受熱多，氣溫高，空氣對流旺盛，所以對流層較高(17～18千米)。1.[區(qū)域認知]比較甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射基地和海南文昌發(fā)射基地所在地區(qū)的對流層高度差異，總結(jié)對流層高度的分布規(guī)律，并解釋原因。答案火箭剛離開地面時，位于對流層中，其氣溫隨高度增加而降低。2.[綜合思維]“長征二號”運載火箭剛離開地面升空時，其所經(jīng)歷的氣溫變化特點是什么？答案特點：天和核心艙所在的大氣層為高層大氣，空氣密度很小，存在若干電離層。影響：電離層能反射無線電波，對無線電通信有重要作用。

3.[綜合思維]天和核心艙所在的大氣層有何特點？對人類生活有什么影響？導(dǎo)練(2022·山東聊城期末)2021年，中國載人航天工程實施了5次發(fā)射任務(wù)，成功將空間站天和核心艙、天舟二號和天舟三號貨運飛船、神舟十二號和神舟十三號載人飛船發(fā)射入軌。中國空間站組合體穩(wěn)定運行在高度390千米附近的近圓軌道。下圖示意大氣的垂直分層。據(jù)此完成1～2題。1.神舟十二號返程穿過地球大氣層時A.大氣溫度變化劇烈，先降低而后升高B.經(jīng)過平流層時遭遇大氣極高溫C.依次經(jīng)過高層大氣、平流層和對流層D.所經(jīng)大氣層的能見度不斷升高√讀圖可知，神舟十二號返程穿過地球大氣層時，依次經(jīng)過高層大氣、平流層、對流層，大氣溫度是先降低再升高再降低再升高，A錯誤；經(jīng)過平流層時隨高度降低，氣溫下降，不會遭遇大氣極高溫，B錯誤；依次經(jīng)過高層大氣，平流層和對流層，C正確；大氣層的能見度對流層低于平流層，D錯誤。故選C。2.圖示①層大氣A.直接熱源是太陽輻射B.厚度夏季大于冬季C.常有極光形成D.厚度夏季沿海大于內(nèi)陸√圖中的①層是最接近地面的對流層，該層大氣的直接熱源是地面輻射，A錯誤；夏季地面溫度高，對流層大氣獲得熱量多，上升高度高，因此對流層厚度夏季大于冬季，B正確；極光現(xiàn)象發(fā)生在高緯度的高層大氣層，C錯誤；夏季時，沿海氣溫低于內(nèi)陸地區(qū)，因此沿海地區(qū)對流層大氣上升高度較低，沿海地區(qū)對流層厚度小于內(nèi)陸地區(qū)對流層厚度，D錯誤；故選B。(2022·湖北省武漢市月考)2020年12月17日，“嫦娥五號”返回艙在距地面高度約120km處高速進入地球大氣層，實施初次氣動減速。下降至預(yù)定高度后，返回艙向上躍出大氣層。之后，返回艙再次進入大氣層，實施二次氣動減速，在距地表50km的高度返回艙與大氣層激烈摩擦。下圖示意“嫦娥五號”探測器返回路徑。據(jù)此完成3～5題。3.“嫦娥五號”初次進入大氣層進行減速時位于A.對流層 B.平流層

C.臭氧層 D.高層大氣√由材料可知，“嫦娥五號”在距離地面120km處實施初次減速，位于高層大氣中，D對。4.“嫦娥五號”在距地表50km降落至地面的過程中氣溫變化是A.持續(xù)降低

B.先降低，后升高C.持續(xù)升高

D.先升高，后降低√“嫦娥五號”在距離地表50km時，位于平流層中，此時向下降落氣溫逐漸降低，然后進入對流層，隨著距離地面越來越近，氣溫逐漸升高，所以“嫦娥五號”在距地表50km降落至地面的過程中氣溫變化是先降低后升高，故選B。5.“嫦娥五號”在距地表50km降落至地面的過程中氣溫變化的原因是A.臭氧增多，太陽輻射增強B.臭氧增多，地面輻射增強C.臭氧減少，太陽輻射減弱D.臭氧減少，地面輻射增強√平流層主要靠臭氧吸收紫外線增溫，隨著高度降低，臭氧含量降低，使得氣溫降低，由于距離地表越來越近，進入對流層后，對流層大氣直接的熱源為地面輻射，距離地面越近，受地面輻射影響越強，氣溫越高，故選D。逆溫三1930年12月1～5日馬斯河谷事件比利時馬斯河谷工業(yè)區(qū)，在這個狹窄的河谷里有煉油廠、金屬廠、玻璃廠等許多工廠。12月1日到5日的幾天里，河谷上空出現(xiàn)了很強的逆溫層致使13個大煙囪排出的煙塵無法擴散，大量有害氣體積累在近地大氣層對人體造成嚴重傷害。一周內(nèi)有60多人喪生，其中心臟病、肺病患者死亡率最高，許多牲畜死亡。這是二十世紀最早記錄的公害事件。1.大氣的逆溫現(xiàn)象在對流層中，氣溫是隨著高度的升高而逐漸降低的，但在某些特殊的情況下，對流層氣溫會出現(xiàn)下列情況：①高度上升，氣溫升高；②高度每上升100米，氣溫下降幅度小于0.6℃。這就是逆溫現(xiàn)象。如下圖中甲屬于情況②，乙、丙、丁屬于情況①。2.輻射逆溫形成過程(1)圖a為對流層正常氣溫垂直分布狀況。在晴朗無云或少云的夜晚，地面很快冷卻，貼近地面的大氣也隨之降溫。離地面越近，降溫越多；離地面越遠，降溫越少，因而形成了自地面開始的逆溫(圖b)。(2)隨著地面輻射冷卻的加劇，逆溫層逐漸向上擴展，黎明時達到最強(圖c)。(3)日出后，太陽輻射逐漸增強，地面很快增溫，逆溫層便自下而上逐漸消失(圖d)，最終恢復(fù)正常(圖e)。3.逆溫的影響出現(xiàn)多霧天氣加劇大氣污染對航空造成影響3.逆溫的影響有利①逆溫的出現(xiàn)阻礙了空氣對流，因此可以抑制沙塵暴的發(fā)生。②逆溫出現(xiàn)在高空，有利于飛機的飛行。③和其他天氣現(xiàn)象一樣，逆溫可作為一種氣候資源加以利用。例如，在我國新疆伊犁河谷，逆溫出現(xiàn)在10月至次年3月，長達半年之久，有效地提高了冬季谷地的溫度，多年生果樹越冬可以免受凍害等不利①逆溫時大氣結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，容易加重大氣污染。②對天氣的影響：容易產(chǎn)生大霧等不利天氣。③對交通的影響：能見度降低，地面