2.2大氣的組成和垂直分層教學(xué)課件高中地理中圖版必修一

大氣的組成與垂直分層民航客機(jī)的飛行分為起飛、巡航和降落三個(gè)階段。航程主要為巡航，也就是平飛階段，其飛行高度以舒適、經(jīng)濟(jì)為原則。

我國民航規(guī)定，中型以上的民航客機(jī)都在海拔7000～12000米的高空飛行，其中大型民航客機(jī)一般在11000米上下的高空飛行。這個(gè)空間大氣垂直運(yùn)動(dòng)較少，以水平運(yùn)動(dòng)為主，飛機(jī)在其中受力比較穩(wěn)定；水汽和塵埃含量少，能見度大；對地面產(chǎn)生的噪聲污染相對較?。伙w鳥飛行一般達(dá)不到此高度，可以避免機(jī)鳥相撞的事故。

1大氣的組成大氣=干潔空氣+水汽+雜質(zhì)低層大氣的組成0.93%的氬0.036%的CO2微量氣體干潔空氣水汽雜質(zhì)學(xué)科創(chuàng)原家獨(dú)低層大氣中除去水汽和雜質(zhì)以外的混合氣體稱為干潔空氣。

干潔空氣是指大氣中除去水汽、液體和固體微粒以外的整個(gè)混合氣體，簡稱干空氣。它的主要成分是氮、氧、氬、二氧化碳等，其容積含量占全部干潔空氣的99.99%以上。其余還有少量的氫、氖、氪、氙、臭氧等。水汽在大氣中含量很少，但變化很大，其變化范圍在0-4%之間，水汽絕大部分集中在低層，有一半的水汽集中在2公里以下，四分之三的水汽集中在4公里以下，10-12公里高度以下的水汽約占全部水汽總量的99%。大氣中的水汽來源于下墊面，包括水面、潮濕物體表面、植物葉面的蒸發(fā)。由于大氣溫度遠(yuǎn)低于水面的沸點(diǎn)，因而水在大氣中有相變效應(yīng)。水汽含量在大氣中變化很大，是天氣變化的主要角色，云、霧、雨、雪、霜、露等都是水汽的各種形態(tài)。水汽能強(qiáng)烈地吸收地表發(fā)出的長波輻射，也能放出長波輻射，水汽的蒸發(fā)和凝結(jié)又能吸收和放出潛熱，這都直接影響到地面和空氣的溫度，影響到大氣的運(yùn)動(dòng)和變化。

氮?dú)狻獦?gòu)成生命體的基本元素

氧氣—維持生命活動(dòng)的基本物質(zhì)

1.大氣組成—干潔空氣主要吸收地面輻射的能量，對太陽輻射吸收的很少大氣中二氧化碳和臭氧含量雖少，但對地球上的生命活動(dòng)和自然環(huán)境有著重要的作用二氧化碳—光合作用原料、對地面有保溫作用臭氧—吸收紫外線，保護(hù)生物雨的形成過程1.大氣組成—水汽與雜質(zhì)大氣中水汽和雜質(zhì)含量很少，但卻在天氣變化中扮演著重要角色。水的相變，產(chǎn)生云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，同時(shí)伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣的溫度。蒸發(fā)吸熱凝結(jié)散熱水有固、液、氣三種狀態(tài)，這三種狀態(tài)有稱為水的三相，在一定溫度和壓力條件下，水的存在狀態(tài)可以發(fā)生改變，稱之為相變1.大氣組成—水汽與雜質(zhì)大氣中水汽和雜質(zhì)含量很少，但卻在天氣變化中扮演著重要角色。水的相變，產(chǎn)生云、雨、霧、雪等一系列天氣現(xiàn)象，同時(shí)伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣的溫度。大氣中的雜質(zhì)作為凝結(jié)核是成云致雨的必要條件蒸發(fā)吸熱凝結(jié)散熱雨的形成過程1水汽主要聚集在大氣圈的低層大氣中的水汽含量隨時(shí)間、地點(diǎn)和氣象條件而變化。一般是夏季多于冬季，低緯多于高緯2固體雜質(zhì)也多集中于大氣圈的低層，隨地區(qū)、時(shí)間和天氣條件而變化，一般是陸上比海上多，城市比鄉(xiāng)村多，冬季比夏季多2.人類活動(dòng)影響大氣人類活動(dòng)排放的污染物進(jìn)入大氣，會影響大氣的成分和產(chǎn)生大氣污染，對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存造成不利的影響。優(yōu)良天氣重污染天氣2.人類活動(dòng)影響大氣觀察右圖，回答下列問題：1.二氧化碳濃度在1740-2000年之間產(chǎn)生了怎樣的變化？2.二氧化碳濃度產(chǎn)生變化的原因有哪些？請結(jié)合生活實(shí)例加以分析。地球大氣上空臭氧層的臭氧從1970年代開始以每年10%的速度遞減，在春季時(shí)連對流層的臭氧也在減少。形成所謂臭氧層空洞臭氧被消耗的主要原因是人類使用的冰箱，冰柜釋放大量的氟氯氫，商品名稱為氟利昂，氯化物和溴化物對臭氧分解的催化作用引起的。人類活動(dòng)與大氣組成

成分比例的變化（本來有，只是含量發(fā)生了變化）：主要表現(xiàn)為C02比例的增加。加劇了溫室效應(yīng)成分的變化（本來沒有，后來出現(xiàn)的）：主要是氟氯烴化合物的出現(xiàn)及其比例的增加，破壞了臭氧層。還有排放的酸性氣體增加產(chǎn)生了酸雨現(xiàn)象。非洲埃塞俄比亞、肯尼亞的中長跑運(yùn)動(dòng)員往往成績優(yōu)異活動(dòng)探究—氧氣含量變化對人體的影響活動(dòng)探究—評價(jià)分析當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量18

空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）是定量描述空氣質(zhì)量狀況的數(shù)值。空氣質(zhì)量評價(jià)采用的主要污染物包括二氧化硫、二氧化氮、細(xì)顆粒物（PM10，PM為顆粒物的英文縮寫）、可吸入顆粒物（PM2.5，指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物）、一氧化碳和臭氧等6種?？諝赓|(zhì)量指數(shù)分為六級：0～50、51～100、101～150、151～200、201～300和大于300，對應(yīng)的空氣質(zhì)量分別為優(yōu)、良、輕度污染、中度污染、重度污染和嚴(yán)重污染。霧霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)。霧霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物等組成。霧霾中的可吸入顆粒物顆粒小，富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時(shí)間長、輸送距離遠(yuǎn)，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響大。我國部分地區(qū)已把霧霾天氣列入災(zāi)害性天氣進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)。■查出你所在地區(qū)當(dāng)天的空氣質(zhì)量指數(shù)，分析空氣質(zhì)量屬于哪一級?！瞿男┤祟惢顒?dòng)會造成大氣污染？探討并列舉出你所在地區(qū)減少大氣污染的三項(xiàng)措施。19

2大氣的垂直分層地球內(nèi)部是可以分層的那外部大氣是否也可以分層呢？依據(jù)是什么呢？二、大氣的垂直分層地球大氣從地面向上可延伸到數(shù)千米高空，根據(jù)溫度、運(yùn)動(dòng)狀況和密度，大氣自下而上可以分為對流層、平流層和高層大氣。二、大氣的垂直分層1.對流層對流層集中了整個(gè)大氣質(zhì)量的3/4，幾乎全部水汽和塵埃，它具有以下三個(gè)基本特征：（1）氣溫隨高度的增加而遞減，平均每升高100米，氣溫降低0.65℃，在頂部降至-60℃其原因是太陽輻射首先主要加熱地面，再由地面把熱量傳給大氣，因而愈近地面的空氣受熱愈多，氣溫愈高，遠(yuǎn)離地面則氣溫逐漸降低。上冷下熱地面是對流層大氣的直接熱源二、大氣的垂直分層1.對流層對流層集中了整個(gè)大氣質(zhì)量的3/4和幾乎全部水汽，它具有以下三個(gè)基本特征：（2）空氣有強(qiáng)烈的對流運(yùn)動(dòng)對流運(yùn)動(dòng)使高層和低層空氣得以交換，促進(jìn)熱量和水分傳輸，對成云致雨有重要作用。對流層的高度因緯度而異，在低緯地區(qū)為17到18千米在高緯度地區(qū)僅為8到9千米。冬季薄，夏季厚二、大氣的垂直分層1.對流層對流層集中了整個(gè)大氣質(zhì)量的3/4和幾乎全部水汽，它具有以下三個(gè)基本特征：（3）天氣的復(fù)雜多變對流層集中了75%大氣質(zhì)量和90%的水汽，因此伴隨強(qiáng)烈的對流運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生水相變化，形成云、雨、雪等復(fù)雜的天氣現(xiàn)象。對流層與地表自然界和人類關(guān)系最為密切。二、大氣的垂直分層2.平流層（1）溫度隨高度增加而增加22到27千米范圍內(nèi)，臭氧含量達(dá)到最大值，形成臭氧層，臭氧能吸收大量太陽紫外線，從而使氣溫升高，并大致在50公里高空形成一個(gè)暖區(qū)。上熱下冷二、大氣的垂直分層2.平流層（2）垂直氣流顯著減弱平流層中空氣以水平運(yùn)動(dòng)為主，空氣垂直混合明顯減弱，整個(gè)平流層比較平穩(wěn)。（3）水汽、塵埃含量極少平流層天氣晴朗，大氣透明度好。二、大氣的垂直分層2.平流層平流層的大氣上部熱、下部冷，不易形成對流，以平流運(yùn)動(dòng)為主水汽和雜質(zhì)含量很少，無云雨現(xiàn)象，天氣晴朗，能見度好情境激趣

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。約3小時(shí)候，他上升至39km高空。隨后他從那里跳下，4分鐘后才打開降落傘，成為第一個(gè)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)目鏡中有溫度調(diào)節(jié)器。氧氣稀薄，氣溫低二、大氣的垂直分層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?xì)鉁貢陆怠ｋS后，由于大氣吸收了更短波長的太陽紫外線，溫度又持續(xù)上升。在300千米的高空，溫度可達(dá)1000℃以上二、大氣的垂直分層3.高層大氣在80-120km的高空，多數(shù)來自太空的流星體會燃燒，產(chǎn)生流星現(xiàn)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。二、大氣的垂直分層3.高層大氣高層大氣空氣密度很小，在2000-3000km的高空，高速運(yùn)動(dòng)的空氣質(zhì)點(diǎn)經(jīng)常逸散到宇宙空間，這個(gè)高度可以看做是地球大氣的上界。逆溫在對流層中，正常情況下氣溫是隨著高度的增加而降低的。但是，有些時(shí)候氣溫會隨著高度的增加而升高。一般來說，近地面的空氣冷卻較快時(shí)，或者有一股較暖的空氣移來時(shí)，上層空氣溫度就會高于近地面空氣，這時(shí)就出現(xiàn)逆溫了。逆溫的出現(xiàn)就不利于空氣的上升運(yùn)動(dòng)，如果有污染物的話，污染物就會長期停留在原處而造成污染。學(xué)科氣溫隨高度升高而遞減氣溫高度氣溫隨高度升高而遞增氣溫高度逆溫造成局部上熱下冷，大氣層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使大量煙塵水汽凝結(jié)物等聚集在它的下部，易產(chǎn)生大霧天氣，使能見度變壞，甚至造成嚴(yán)重大氣污染夜間地面迅速降溫，離地面愈近降溫愈快，形成逆溫，黎明達(dá)最強(qiáng)暖空氣水平移動(dòng)到冷的地面上，底層空氣受地面影響而迅速降溫山坡上的冷空氣沿斜坡下沉到谷底積聚并把較暖的空氣抬擠上升冷暖空氣相遇形成鋒面，其上方為暖空氣，下方為冷空氣平流霧炊煙平流創(chuàng)原家獨(dú)逆溫阻礙了空氣的對流運(yùn)動(dòng)，妨礙煙塵、污染物和水汽凝結(jié)物的擴(kuò)散，有利于霧的形成并使大氣能見度變低，使大氣污染更為嚴(yán)重但逆溫也能帶來一些好處：抑制沙塵暴發(fā)生，因?yàn)樯硥m暴發(fā)生的條件是大風(fēng)、沙塵、強(qiáng)對流運(yùn)動(dòng)逆溫若出現(xiàn)在高空，對飛機(jī)的飛行極為有利，使飛機(jī)在飛行中不會有大的顛簸，同時(shí)也提高了能見度，使飛行更加安全對流層平流層高層大氣厚度現(xiàn)象氣溫特點(diǎn)直接熱源高緯8~9千米，低緯17~18千米大氣對流，天氣多變海拔越高氣溫越低（上冷下熱）地面對流層平流層高層大氣現(xiàn)象氣溫特點(diǎn)受熱過程人類活動(dòng)大氣水平運(yùn)動(dòng)，天氣晴朗海拔越高氣溫越高臭氧吸收陽光中的紫外線飛機(jī)飛行對流層平流層高層大氣高度分布?xì)鈮禾攸c(diǎn)現(xiàn)象人類活動(dòng)平流層頂?shù)酱髿馍辖鐨鈮旱?，空氣密度小有若干電離層，能反射無線電波對無線電通訊有重要作用對流層高層大氣平流層全球氣候變暖是一種和自然有關(guān)的現(xiàn)象，是由于溫室效應(yīng)不斷積累，導(dǎo)致地氣系統(tǒng)吸收與發(fā)射的能量不平衡，能量不斷在地氣系統(tǒng)累積，從而導(dǎo)致溫度上升，造成全球氣候變暖。由于人們焚燒化石燃料，如石油，煤炭等，或砍伐森林并將其焚燒時(shí)會產(chǎn)生大量的二氧化碳，即溫室氣體，這些溫室氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度透過性，而對地球發(fā)射出來的長波輻射具有高度吸收性，能強(qiáng)烈吸收地面輻射中的紅外線，導(dǎo)致地球溫度上升，即溫室效應(yīng)。全球變暖會使全球降水量重新分配、冰川和凍土消融、海平面上升等，不僅危害自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡，還影響人類健康甚至威脅人類的生存。另一方面，由于陸地溫室氣體排放造成大陸氣溫升高，與海洋溫差變小，進(jìn)而造成了空氣流動(dòng)減慢，霧霾無法短時(shí)間被吹散，造成很多城市霧霾天氣增多，影響人類健康。汽車限行，暫停生產(chǎn)等措施只有短期和局部效果，并不能從根本上改變氣候變暖和霧霾污染。某同學(xué)乘坐飛機(jī)去青海旅行，出發(fā)當(dāng)天小雨。飛機(jī)起飛后，迅速爬升，經(jīng)歷了一段顛簸后，進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)。到達(dá)青海省會西寧（東經(jīng)101°77′、北緯36°62′）時(shí)正值中午，感覺陽光比天津強(qiáng)烈。據(jù)此完成下面小題。1.飛機(jī)起飛后經(jīng)歷顛簸的原因是()A.在對流層，大氣水平運(yùn)動(dòng)劇烈 B.在平流層，天氣現(xiàn)象復(fù)雜C.在對流層，大氣對流運(yùn)動(dòng)劇烈 D.在平流層，大氣運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)2.西寧陽光強(qiáng)烈主要是因?yàn)?)A.地面反射太陽輻射強(qiáng)烈B.天氣晴朗，大氣反射作用強(qiáng)C.低緯度，太陽高度角大，太陽輻射強(qiáng)烈D.高海拔，大氣對太陽輻射的削弱作用弱CD翼裝飛行是指運(yùn)動(dòng)員穿戴著擁有雙翼的飛行服裝和降落傘設(shè)