大氣的組成和垂直分層課件

“流浪氣球“赴美熱映2023年2月,來自中國的一個高空氣球在美國上空飄蕩，按照它的飛行路徑預(yù)測，這個氣球有可能從空中橫跨美國。一石激起千層浪，美國廣大網(wǎng)民都開始圍繞這個氣球展開爭論。其實這個氣球是一種典型的高空氣象氣球。它的飛行高度可以達到15000米到40000米，作為大氣環(huán)境探測和數(shù)據(jù)收集的平臺被廣泛使用。跟隨氣象氣球“流浪”，

一起完成大氣層“穿越”吧。大氣的組成和垂直分層第二章

地球上的大氣

第一節(jié)TheAtmosphereoftheEarthCompositionandVerticalStratificationoftheAtmosphere前置問題氣象氣球為什么能升上萬米高空？氣象氣球填入的氣體是氫氣或氦氣。這些氣體的密度小于大氣，受到的浮力大于重力，氣象氣球就飄浮并越飛越高。氣體名稱氫氣氦氣氮氣大氣氧氣密度（kg/m3）0.090.181.251.291.43部分氣體的標準密度問題1你認為大氣中有什么重要成分？它們的“重要”體現(xiàn)在哪？低層大氣中除去水汽和雜質(zhì)以外的混合氣體，稱為干潔空氣氧氣—O2

生物維持生命活動的必需物質(zhì)氮氣—N2具有高度化學(xué)穩(wěn)定性78%21%其他二氧化碳—CO2：光合作用的原料；保溫作用臭氧—O3：吸收紫外線，保護地球生命……1%氧氣氮氣其他問題1你認為大氣中有什么重要成分？它們的“重要”體現(xiàn)在哪？大氣中的水汽和雜質(zhì)含量很少，因時因地而異。它們卻在天氣變化中扮演重要角色，是成云致雨的必要條件。水

汽充

足凝

結(jié)

核空氣抬升或氣溫下降降水形成的三個條件案例近千年大氣中二氧化碳濃度的變化1.近1000年大氣中二氧化碳濃度變化有什么特點？1760以前，全球大氣中CO2濃度變化相對平緩；1760至今，全球大氣中CO2濃度持續(xù)增長。2.1760年以來，大氣二氧化碳濃度增加的原因是什么？主要來自化石燃料燃燒和土地利用的變化（如毀林）①化石燃料燃燒→增加CO2的釋放量；②毀林→森林面積縮小→減少CO2的吸收量。不合理的人類活動排放的溫室氣體或污染物進入大氣，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。問題2氣象氣球上升過程依次經(jīng)過哪些大氣垂直分層？它們的物理狀態(tài)（溫度、密度）各有什么特點？高層大氣平流層對流層垂直分層高度溫度特征對流層高緯度

8-9km中緯度

10-12km低緯度

17-18km

隨高度的升高而降低（每100米下降約0.6℃）平流層對流層頂部至50-55km隨高度的升高而升高高層大氣平流層頂部至大氣上界(2000-3000km)先隨高度升高而下降，后又持續(xù)上升密度隨高度升高遞減問題3氣象氣球主要收集哪個大氣分層的氣象數(shù)據(jù)？為什么？問題3氣象氣球主要收集哪個大氣分層的氣象數(shù)據(jù)？為什么云、雨、霧、雪等現(xiàn)象都發(fā)生在對流層？對流層的大氣上部冷、下部熱，有利于大氣的對流運動。近地面的水汽和雜質(zhì)向上輸送，在上升過程中隨著氣溫降低，容易成云致雨。高層大氣平流層對流層進階思考對流層厚度存在緯度差異的原因是什么？高緯地區(qū)8～9km10～12km低緯地區(qū)17～18km中緯地區(qū)低緯度地區(qū)由于受熱多，對流旺盛，對流層厚度達17-18千米；高緯度地區(qū)由于受熱少，對流不旺盛，對流層厚度僅8-9千米。問題4氣象氣球在三萬米的高空被擊落，這個高度的大氣層有什么特點？問題4氣象氣球在三萬米的高空被擊落，高層大氣平流層對流層平流層的大氣上部熱、下部冷，以平流運動為主。該層的水汽和雜質(zhì)含量少，無云雨現(xiàn)象，能見度好，適合飛機飛行。這個高度的大氣層有有什么特點？進階思考平流層上熱下冷的原因：大氣中的臭氧在22-27km范圍內(nèi)含量達到最大值，形成臭氧層臭氧吸收太陽紫外線導(dǎo)致升溫。高層大氣平流層對流層臭氧層平流層上部熱、下部冷的原因是什么？南極臭氧層空洞Antarcticozonehole形成原因：排放氟氯烴等消耗臭氧層的物質(zhì)。后果：增加人患白內(nèi)障和皮膚癌的機率；加劇溫室效應(yīng)；威脅生態(tài)環(huán)境……好消息：通過努力，南極臭氧層空洞有望在2066年恢復(fù)到上世紀80年代的水平。問題5假設(shè)氣球繼續(xù)升向高層大氣，可能遇到什么現(xiàn)象？流星極光高層大氣電離……高層大氣平流層對流層高層大氣中在80-120千米的高空，多數(shù)來自太空的流星體會燃燒，成為我們夜晚看到的流星高層大氣大氣層結(jié)構(gòu)特征?流星燃燒由于太陽帶電粒子流（太陽風(fēng)）進入地球磁場，使高層大氣分子或原子電離而產(chǎn)生，出現(xiàn)的燦爛美麗的光輝高層大氣大氣層結(jié)構(gòu)特征?極光在80-500千米的高空，有若干電離層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)，能反射無線電波，對無線電通信有重要作用高層大氣大氣層結(jié)構(gòu)特征?無線電通信可能從此失聯(lián)…高層大氣的空氣密度很?。辉?000-3000千米的高空，大氣的密度已經(jīng)與星際空間的密度非常接近；這里的一些高速運動的空氣質(zhì)點經(jīng)常散逸到宇宙空間，這個高度可以看作是地球大氣的上界高層大氣大氣層結(jié)構(gòu)特征?大氣上界大氣的垂直分層小結(jié)垂直分層高度溫度變化運動狀況與人類聯(lián)系高層大氣平流層對流層課堂小結(jié)大氣大氣組成垂直分層氮氣氧氣其他二氧化碳臭氧……對流層平流層高層大氣高度位置溫度特征運動變化自然現(xiàn)象人類活動干潔大氣水汽雜質(zhì)2024/11/5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℃。在一定條件下，對流層的某一高度有時也會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的現(xiàn)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(xiàn)象，我們稱之為“逆溫”。正常氣溫，無逆溫出現(xiàn)逆溫逆溫層加厚逆溫層逐漸消失氣溫恢復(fù)正常，逆溫層消失知識拓展逆溫大氣的垂直分層小結(jié)垂直分層高度溫度變化運動狀況與人類聯(lián)系高層大氣平流層對流層平流層頂至大氣上界對流層頂至50-55km低緯17-18km中緯10-12km高緯8-9km氣溫隨高度的增加而降低氣溫