1、第二章 地球上的大气第一节 大气的组成和垂直分层课标解读课标要求素养达标运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，及其与生产和生活的联系。1.认识大气组成与人类生产、生活的联系，注重对大气的保护。（人地协调观）2.运用图表等资料，说明大气的垂直分层及其与人类生产、生活的联系。（综合思维）自主学习必备知识基础预习一、大气的组成1.大气的组成 （1）低层大气的组成： 干洁空气 、水汽和杂质。 （2）干洁空气的主要成分及其主要作用。主要成分主要作用氧氧是人类和其他生物维持 生命活动 所必需的物质氮氮是地球上生物体的基本元素二氧化碳二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面辐射的能力强
2、，使气温升高臭氧臭氧能够吸收太阳光中的 紫外线 ，减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用 （3）水汽和杂质：是 成云致雨 的必要条件，影响天气变化。2.人类活动对大气成分的改变及影响人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生 大气污染 ，对生态系统和人类生存造成不利影响。二、大气的垂直分层1.划分依据：大气在垂直方向上的温度、密度和运动状况的差异。2.大气垂直分层示意图（1）对流层(a).高度：对流层的高度因 纬度 而异。低纬度地区为1718千米，高纬度地区仅为89千米。.特征A.气温随高度升高而降低。大约每上升1000米温度降低6。知识拓展 对流层气温一般随高度升高而降低，
3、但在一定条件下，对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高或者气温随高度增加而降低的幅度小于垂直递减率的现象，这种现象我们称为“逆温”。B.空气以 对流运动 为主。C.天气现象复杂多变。（2）平流层(b).范围：对流层顶部至5055千米高空。.特征A.气温随海拔升高而 升高 。这是因为平流层中的臭氧吸收大量太阳紫外线，使大气增温。B.空气以平流运动为主。C.无云雨现象，能见度好。.臭氧层使地球上的生命免受过多紫外线的伤害，被称为“ 地球生命的保护伞 ”。（3）高层大气(c).范围：平流层以上的大气。.特征A.自平流层顶部开始，由于没有吸收紫外线的臭氧，气温先随海拔升高而 降低 ，随后，由
4、于大气吸收了更短波长的太阳紫外线，温度随海拔升高持续上升。B.存在电离层，能反射无线电波。C.空气密度很小。自我诊断1.低层大气中除了干洁空气外，主要还有( )A.臭氧(O3)B.氨气(NH3)C.甲烷(CH4)D.水汽和杂质答案：D解析：低层大气是由干洁空气、水汽和悬浮在大气中的杂质三部分组成的，其中主要的是干洁空气。2.2010年冰岛多次发生火山喷发，严重影响了欧洲的航空运输业。这主要是由于火山灰进入了大气的( )A.对流层和高层大气B.平流层和高层大气C.对流层和平流层D.平流层答案：C解析：飞机起飞后，首先进入的是对流层，随着飞行高度的升高，进入平流层，这里空气以平流运动为主，利于飞机
5、飞行。此次火山喷发，影响了航空运输业，表明火山灰进入了对流层和平流层。下图为“地球大气的垂直分层图（部分）”，读图完成下面三题。3.图中能正确表示大气层气温垂直变化规律的曲线是( )A.B.C.D.答案：A解析：根据图中大气层的高度为12-50km，可知其为平流层；平流层存在臭氧层，可以通过吸收紫外线增温，平流层下层气温随高度增加变化的幅度很小，在30km以上，气温随高度增加而迅速上升，曲线符合该特征。4.决定图中大气层气温垂直变化的因素是( )A.地面辐射B.二氧化碳C.臭氧D.人类活动答案：C解析：平流层中的臭氧大量吸收紫外线使大气增温。5.下列关于图中大气层的叙述，正确的是( )A.顶部
6、与底部的气温差值约为55B.有电离层，对无线电通信有重要作用C.天气晴朗，对流旺盛，利于高空飞行D.上部冷、下部热，空气以对流运动为主答案：A解析：读图可知，平流层顶部与底部的气温相差约55。电离层位于高层大气。平流层空气上部热、下部冷，空气以平流运动为主，利于高空飞行。互动探究关键能力探究主题 大气的组成和垂直分层探究活动一 大气的组成及其变化1.阅读情境，探究下列问题。中新网北京2020年1月3日电，“亚马孙森林火灾”入选中国气象局“2019年国外十大天气气候事件”。2019年8月，亚马孙地区森林大火多发且持续燃烧，过火面积超过100万公顷。科学家发现，亚马孙森林的熊熊大火已在地球大气层上
7、留下了深刻的痕迹，严重影响了大气质量。火灾烧毁的森林释放出大量的二氧化碳和许多其他污染物，改变了大气成分。科学家通过卫星搭载最先进的Tropomi仪分析后得知，火灾区域大气中含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体，这些是影响人体健康的有害气体。（1）说出亚马孙地区低层大气的组成成分。（2）亚马孙地区森林火灾对当地大气成分的改变有哪些？（3）说明亚马孙地区森林火灾改变大气成分，可能对人类造成哪些不利影响？答案：（1）水汽、杂质、干洁空气。（2）二氧化碳浓度增加；含有二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体。（3）二氧化碳浓度增加，
8、会使大气保温作用增强，导致全球气候变暖，引发全球自然环境变化。二氧化氮、臭氧、甲醛、二氧化硫、甲烷、一氧化碳和气溶胶等大量的残留气体，使自然环境发生变化，大气中污染性气体增加，危害人体健康，影响人们的生产生活。探究活动二 大气的垂直分层2.阅读情境，探究下列问题。情境一 2012年10月14日，奥地利“坠落人”菲利克斯鲍姆加特纳，从高度约39000m的氦气球携带的太空舱中跳下。他配备的宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充有加压氮气，头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。情境二 大气垂直分层示意图。（1）太空舱处于大气的哪一层？指出这一层大气运动的特点。（2）根据情境二总结气温在垂直方向上的变
9、化规律。答案：（1）平流层；以水平运动为主。（2）对流层大气气温随海拔升高而降低；平流层大气气温随海拔升高而升高；高层大气气温先随海拔升高而降低，后随海拔升高而升高。知能整合一、大气的组成1.大气的主要组成成分及其作用组成成分体积作用干洁空气氮气干洁空气成分体积分数（25千米以下）78%氮是地球生物体内蛋白质的重要组成部分；是地球上生物体的基本元素氧气21%氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；具有氧化作用二氧化碳很少是绿色植物进行光合作用的基本原料，能影响地面温度臭氧极少能大量吸收紫外线，使生物免受过多紫外线的伤害水汽很少，因时因地而异水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接
10、影响地面和大气的温度固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件，影响大气的温度和质量2.人类活动引起大气成分的变化由人类活动造成的大气的成分和含量变化已导致大气污染，并造成了全球性的大气环境问题。二、各层大气主要特点以及与人类的关系垂直分层范围主要特点与人类的关系对流层低纬上界高度17-18km；中纬上界高度10-12km；高纬上界高度8-9km气温随高度升高而降低空气垂直对流运动显著天气现象复杂多变，云、雨、雪、雾现象多发生在该层与人类关系最密切平流层对流层顶部至50-55km高空气温随高度增加而上升空气以平流运动为主，气流平稳天气晴朗因天气晴朗、气流平稳，适合航空飞行高层大气平流层顶到大气上
11、界在80-500km高空，有若干电离层，电离层大气处于高度电离状态电离层对无线电通信有重要作用特别提醒 低纬度地区热量丰富，对流旺盛，对流层上界所达高度就高。素养培育综合素养下图为大气垂直分层示意图，读图回答下面两题。1.图中正确表示大气层气温变化的曲线是( )A.B.C.D.答案：B解析：对流层大气气温随海拔升高而降低，平流层大气气温随海拔升高而升高，高层大气气温先随海拔升高而降低再随海拔升高而升高，所以是曲线。2.下列关于、两层的正确说法是( )A.层上部热、下部冷，空气以对流运动为主B.层上部热、下部冷，空气以对流运动为主C.层上部冷、下部热，空气以对流运动为主D.层上部冷、下部热，空气
12、以对流运动为主答案：C解析：层是对流层，上部冷、下部热，空气以对流运动为主。3.阅读材料，分析下列问题。地球形成之初，大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧气，如今大气的成分是地球长期演化的结果，一般短时间内不会有明显变化。但是随着人类生产、生活等一系列活动产生的大量污染物进入大气，改变了大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成了不利影响。（1）现在大气的主要成分有哪些？说明其主要作用。（2）举例说明人类活动对大气成分的影响，并分析由此带来的环境问题。答案：（1）干洁空气（氮气、氧气、二氧化碳、臭氧等）、水汽和杂质。氮是地球上生物体的基本元素；氧是人类和其他生物维
13、持生命活动必需的物质；二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并且能吸收地面辐射，对地面起着保温作用；臭氧能吸收太阳光中的紫外线，保护地球上生物免受其伤害；水汽能产生云、雨、雾、雪等天气现象，伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度；杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。（2）人类排放大量二氧化碳，导致全球气候变暖；人类排放大量二氧化硫，导致酸雨发生；人类大量使用制冷剂，导致大气中含有大量氟氯烃，造成南极臭氧层空洞；等。随堂巩固自我测评大气圈是地球最外部的气体圈层。据此回答下面两题。1.地球的大气圈( )由包围着地球的气体和悬浮物质组成主要成分是氧和二氧化碳与其他圈层之间没有联系低层
14、大气的主要成分是氮和氧A.B.C.D.答案：D解析：地球的大气圈由气体和悬浮物质组成，正确；二氧化碳在地球大气中的含量很小，错误；大气圈和其他圈层之间进行着物质迁移和能量交换，错误；低层大气中的干洁空气，主要成分是氮和氧，低层大气中的水汽和杂质含量很少，正确。故选D项。2.关于大气成分及其作用的叙述，正确的是( )二氧化碳对地面有保温作用水汽和杂质影响着天气变化二氧化碳是光合作用的基本原料臭氧能大量吸收太阳光中的红外线A.B.C.D.答案：A解析：臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线，排除。3.对流层的厚度会因纬度和季节的不同而发生变化。北京一年中对流层最厚的季节是( )A.春季B.夏季C.秋季D.
15、冬季答案：B解析：对流层是大气圈的最底层，是以对流运动为主的大气层。夏季地面受热多，气温高，大气对流运动最旺盛，因此对流层最厚。读“地球大气的垂直分层（部分）示意图”，回答下面两题。4.从大气垂直分层看，图示大气层是( )A.低纬度的对流层B.中纬度的平流层C.高纬度的对流层D.高纬度的平流层答案：B解析：图示大气层从12千米高空向上气温逐渐升高，故图示大气层是中纬度的平流层，B正确。5.该层大气( )A.随高度增加，温度增幅变小B.能够大量吸收紫外线长波辐射C.以水平运动为主，有利于飞机飞行D.在强烈的太阳辐射作用下，呈电离状态答案：C解析：由上题知，该层大气是平流层。该层大气下层气温随高度
16、变化很小，但是在30千米以上，气温随高度增加而迅速上升，能够大量吸收紫外线短波辐射。高层大气有若干电离层，电离层大气呈电离状态。平流层大气以水平运动为主，有利于飞机飞行，C正确。实践活动科学探知1.气温的垂直变化（1）有条件的学校，选择一座合适的山地，准备便携式海拔测量仪、温度计、罗盘仪等，学生分成不同小组，在相同时间、不同海拔测量当地温度。（2）几个小组在四个时间测量温度，并把测量数据填入下表。海拔（米）温度10：0012：0014：0016：00200400600800（3）根据表中数据，总结山地气温随高度的变化规律，并计算气温垂直递减率。答案：山地温度随高度升高而降低。大约每升高100米温度降低0.6。
