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第一节大气的组成与垂直分层课标阐释激趣诱思1.运用视频、图像,掌握低层大气的组成成分并了解各自的作用。2.通过图文资料,描述大气的垂直分层及各层的主要特点。(地理实践力)3.结合相关知识,分析各层气温的变化及其原因。(综合思维)4.利用所学知识,解释生活生产实际中的问题。(综合思维)“神舟”六号返回舱进入大气层模拟图当卫星、航天飞船、洲际导弹等空间飞行器以很高的速度返回大气层时,在地球上空35~80千米的大气层间与地面通信联络会严重失效,甚至完全中断,这就是黑障。此时,船体外壳将达到2000摄氏度的高温(高温有可能会使船体框架变形,导致坠毁),并因此会丧失与外界的无线电联系,该区域成为航天活动的危险区。神秘的黑障是怎样产生的?自主预习自我检测一、大气的组成低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。1.干洁空气成分占比作用氮气78%生物体的基本成分氧气21%人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质,并参与有机物的燃烧、腐败和分解过程二氧化碳较少绿色植物进行光合作用的基本原料,对地面起着保温作用臭氧很少强烈吸收太阳紫外线,保护地球上的生物免受伤害;到达地面的少量紫外线,又具有杀菌的作用自主预习自我检测2.水汽(1)分布不均:水平方向上,海洋上空高于陆地上空,湿润地区上空高于干旱地区上空;在垂直方向上,自地面向高空逐渐减少。(2)作用:水汽可发生固、液、气三态转化,产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。3.杂质(1)影响因素:时间、地点、天气条件。(2)分布差异:近地面,陆上多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季。(3)影响:会使大气能见度变差;作为凝结核,是成云致雨的必要条件。自主预习自我检测链接生活据气象部门统计数据称:2019年以来上海市区全年雾日与10年前相比增加了15天左右。城市与郊区相比,冬季市区雾日数可比郊区多100%,夏季多30%。城市降水也有增加。观测表明,城市年降水量比郊区多5%~10%。另外,微雨日数(0.1~1.0毫米/日)也有显著增加。市区比郊区雾日天数多的主要原因是什么?近5年来,市中心雾日有减少趋势的原因是什么?提示:市中心凝结核多,其是成云致雨的必要条件。由于城市面积扩大,地面硬化面积增大,市中心空气湿度有所降低,故雾日减少。自主预习自我检测二、大气的垂直分层根据大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异,大气自下而上分为对流层、平流层、高层大气。分层厚度热量来源温度垂直变化空气运动与人类关系对流层纬度:低纬度地区17~18千米;中纬度地区10~12千米;高纬度地区8~9千米季节:夏季较厚,冬季较薄,中纬度地区尤其明显主要来自地面气温随高度的增加而递减对流运动显著几乎集中了全部的水汽、杂质,天气现象复杂多变,云、雾、雨、雪多发;与人类关系最密切自主预习自我检测分层厚度热量来源温度垂直变化空气运动与人类关系平流层对流层顶向上至50~55千米臭氧吸收紫外线气温随高度的增加而上升大气稳定,水平运动为主大气平稳,天气晴朗,有利于航空飞机飞行高层大气平流层顶以上的大气太阳紫外线和宇宙射线——电离层对远距离无线电通信有重要作用自主预习自我检测链接生活从纽约飞往伦敦的一航班正飞行在万米高空,前方突然乌云翻滚。为躲避空难,飞行员最好采取什么方法?为什么?提示:从飞机的飞行高度和所遇到的天气现象可知,该飞机飞行在对流层顶部,为了躲避空难,应该迅速提升飞行高度进入平流层中,因为平流层大气以水平运动为主,大气平稳,天气晴朗,利于航空飞行。自主预习自我检测1.判断题(1)干洁空气主要成分是氮和氧。()(2)二氧化碳是光合作用的基本原料,对地表气温没有影响。()(3)水汽、杂质、氮气都是成云致雨的必要条件。()(4)对流层有利于高空飞行。()(5)平流层大气主要靠臭氧吸收紫外线。()答案:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√自主预习自我检测2.综合题读大气的垂直分层示意图,完成下列各题。(1)依次写出图中字母A、B、C代表的各大气分层名称。(2)写出A层干洁空气中含量最多的大气成分。简述图中A层大气所具有的特点。(3)图中B层大气被誉为“地球生命的保护伞”,请说明其中的原因。该大气分层非常利于高空飞行,简要分析其中的原因。(4)写出电离层位于图中大气层的哪一分层(用字母表示),说明电离层对于人类有什么重要作用。自主预习自我检测答案:(1)对流层、平流层和高层大气。(2)氮。集中了整个大气质量的3/4和几乎全部的水汽、杂质;气温随高度的增加而降低;空气对流运动显著;天气现象复杂多变。(任答其中三点即可)(3)该层中的臭氧能够强烈吸收太阳辐射中的紫外线,使地球生物免受强烈太阳紫外线的伤害。大气以水平运动为主,气流平稳;水汽、杂质少,天气晴朗,能见度高。(4)C。能反射短波无线电波,对无线电通信有重要作用。探究一探究二当堂检测人类活动对大气成分的影响问题探究美国国家冰雪数据中心和美国国家航空航天局的科学家表示,2019年最大冰川面积达1478万平方千米,但是整体趋势令人担忧。冰川,南北极的特产,远远望去,就像地球的“白帽子”,给地球增加了巨大的美感。但是近来的研究发现,北极冰川数量正急剧减少,其速度令人咂舌。科学家预测在20年时间内,北极冰川将在炎热夏季完全消失,地球会失去“白帽子”,北极熊将难有立足之地(如下图)。一些科学家认为,人们可能低估了全球变暖的趋势。探究一探究二当堂检测美国环保局发现臭氧总量每耗减1%,地面紫外线会增加1.5%~2%。他们预测,如果氟氯烃生产和消费不加限制,到2075年,地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。探究一探究二当堂检测结合材料探究:(1)全球变暖与大气中的哪种主要成分变化有关?提示:CO2。(2)臭氧有什么作用?提示:臭氧能强烈吸收太阳紫外线,保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。(3)针对上述问题,你能提出哪些有效的措施?提示:减少化石能源的使用;保护森林,植树造林;研发新型制冷设备,控制氟氯烃的产生。探究一探究二当堂检测名师精讲人类活动对大气成分的影响探究一探究二当堂检测典例剖析例1臭氧保护是当今全球最重要的环保议题之一。下图反映了9月份30°S~90°S平流层臭氧总量多年变化状况。读图,完成下列各题。(1)随年份的推移,臭氧总量()A.最大值所在位置南移B.随纬度的增高而递减C.在高纬地区递减明显D.随大气CO2浓度的增加而增加(2)臭氧总量减少直接导致()A.太阳紫外线辐射减少B.平流层气温降低C.酸雨区面积缩小D.地面辐射强度减弱探究一探究二当堂检测解析:第(1)题,读图可知,随年份的推移,臭氧总量最大值所在位置大致北移,A项错误;在30°S~50°S地区,臭氧总量随纬度的升高而递增,B项错误;在60°S~80°S地区,臭氧总量递减明显,C项正确;CO2浓度与臭氧总量无关,D项错误。第(2)题,臭氧主要存在于平流层,能吸收太阳辐射中的紫外线,使到达地面的紫外线减少,被称为“地球生命的保护伞”。臭氧总量减少会使其吸收紫外线的能力减弱,一方面导致平流层气温降低,另一方面使到达地面的太阳紫外线辐射增多,故A项错误、B项正确;到达地面的紫外线增多,导致地面升温,从而使地面辐射增强,故D项错误;酸雨与臭氧含量无关,故C项错误。答案:(1)C(2)B探究一探究二当堂检测大气的垂直分层问题探究“嫦娥奔月”是中国古代的神话传说。2019年1月3日,“嫦娥四号”卫星成功登陆月球背面,全人类首次实现月球背面软着陆。目前中国正在抓紧组织开展“嫦娥五号”“嫦娥六号”等重大工程任务的研制。相信中国的载人登月计划将会很快成为现实。探究一探究二当堂检测结合材料探究:(1)“嫦娥四号”奔月的过程中,要经过地球的哪几层大气层?各层气温变化有什么特点?各层中有哪些相关的人类活动?提示:(2)你认为人类活动与哪一层联系最密切?提示:对流层。大气分层气温的垂直变化与人类的关系对流层随高度的增加而递减对流运动显著;天气现象复杂多变平流层随高度的增加而上升水平运动为主;有利于航空飞机飞行高层大气气温变化复杂对远距离无线电通信有重要作用探究一探究二当堂检测名师精讲大气的垂直分层人们根据大气在垂直方向上的温度、密度和大气运动状况差异,将大气自下而上分为对流层、平流层和高层大气。大气的垂直分层图探究一探究二当堂检测拓展延伸逆温现象(1)气温垂直递减率的变化正常情况下,海拔每升高100米,气温约下降0.6℃,但在不同的地点和不同的时间,可能会小于0.6℃或者大于0.6℃,如下图表现为曲线变陡或变缓。在①情况下,大气对流运动更加强烈;在②情况下,大气的对流运动减弱,大气比较稳定。探究一探究二当堂检测(2)逆温现象①逆温的概念一般情况下,对流层温度上冷下暖。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的现象,这种气温逆转的现象我们称之为“逆温”。探究一探究二当堂检测②逆温的形成a.分类类型发生的条件出现的地区辐射逆温经常发生在晴朗无云的夜间,由于地面有效辐射很强,近地面大气层气温迅速下降,而高处大气层降温较慢中高纬度大陆冬季黎明前平流逆温暖空气水平移动到冷的地面或气团上中纬度沿海地区地形逆温主要由地形造成,由于山坡散热快,冷空气沿山坡下沉到谷底,谷底原来较暖的空气被较冷的空气抬挤上升盆地和谷地中夜间锋面逆温锋面之上的暖空气与锋面之下的冷空气之间温度差异显著锋面活动地区探究一探究二当堂检测b.辐射逆温的形成及消失过程图解探究一探究二当堂检测③逆温的影响a.出现多雾天气。早晨多雾的天气大多与逆温有密切的关系,它使能见度降低,给人们的出行带来不便,甚至出现交通事故。b.加剧大气污染。由于逆温现象的存在,空气垂直对流受阻,会造成近地面污染物不能及时扩散,从而危害人体健康。c.对航空造成影响。逆温多出现在低空,多雾天气给飞机起降带来不便。如果出现在高空,对飞机飞行极为有利,因为大气以平流运动为主,飞机飞行中不会有较大的颠簸。探究一探究二当堂检测典例剖析例2读大气的垂直分层图,完成下列各题。探究一探究二当堂检测(1)写出图中大气层的名称。A,B,C。(2)A层气温垂直变化的规律是。(3)空气对流显著的大气层是。(填字母)(4)当太阳大气中的黑子和耀斑增多时,层会被扰乱,影响无线电短波通信。(5)某地区近地面气温32℃,该地对流层的厚度为16.8千米,按一般规律,此时该地对流层顶的气温应是()A.-100.8℃B.-68.8℃C.-132.8℃D.-42.8℃(6)图中B层气温随高度升高而,这是因为。探究一探究二当堂检测解析:本题考查大气的垂直分层及其与人类的关系,解答该题的关键是明确大气垂直分层中各层的名称、气温分布规律、大气运动特点以及各层与人类的关系等。答案:(1)对流层平流层高层大气(2)气温随高度增加而降低(3)A(4)电离(5)B(6)升高该层有大量臭氧,吸收太阳辐射中的紫外线探究一探究二当堂检测下图为大气垂直分层示意图。读图,完成第1~3题。1.图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是()A.①B.②C.③D.④2.对短波通信具有重要意义的电离层位于()A.Ⅰ层顶部B.Ⅱ层底部C.Ⅱ层中部D.Ⅲ层3.我国发射的“神舟”号飞船运行轨道所在的大气层()A.气温在-50℃~20℃B.气温随高度增加平稳下降C.最低气温约为-80℃D.最高气温约为40℃探究一探究二当堂检测解析:第1题,①曲线所示对流层的气温变化过于剧烈,最低温过低;对流层气温随海拔增高而降低,排除④;平流层气温随海拔增高而增高,排除③;高层大气的底层气温随海拔增高而降低,上层气温随海拔增高而增高,②曲线正确。第2题,Ⅲ层为高层大气,在该层中有若干电离层(在80~500千米高空),其带电粒子会反射无线电短波。第3题,“神舟”号飞船的运行轨道在高层大气,依据图示阅读出相关数据即可。答案:1.B2.D3.C探究一探究二当堂检测4.关于大气中二氧化碳气体的作用的说法,正确的是()A.吸收太阳辐射中的紫外线B.吸收红外线C.成云致雨的必要条件D.自地面向高空含量越来越多解析:二氧化碳能吸收太阳辐射与地面辐射中的红外线的能量,不能吸收紫外线。答案:B