搜索
地球上的大气第二章第一节大气的组成和垂直分层课程标准：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。学习目标：1.了解大气的组成成份及其作用。2.了解大气的垂直分层，掌握各层的主要特征。课前自主预习一、大气的组成1．低层大气中除去水汽和杂质以外的混合气体，称为___________。25千米以下的干洁空气中，氮气和氧气合占总体积的99%。___________是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质；___________是地球上生物体的基本元素。干洁空气氧氮2．大气中二氧化碳和臭氧含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。___________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，使气温升高，对地面有___________作用。___________能吸收太阳光中的紫外线，被誉为“地球生命的保护伞”。3．大气中的水汽和杂质含量很少，却在___________中扮演重要角色。大气中的___________作为凝结核，是成云致雨的必要条件。二氧化碳保温臭氧天气变化杂质二、大气的垂直分层1．分层依据大气在垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。2．垂直分层垂直分层气温特点与人类关系A___________层随高度升高而___________最为密切B___________层随高度升高而___________适合飞机飞行C___________随高度增加___________人造卫星等在此运行对流降低平流升高高层大气先降低后升高1．为什么对流层的天气现象复杂多变？[答案]一方面，对流层集中了几乎全部的水汽和杂质，另一方面，对流层温度随高度的升高而降低，使水汽和杂质通过对流运动向上层空间输送。在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨，所以对流层天气现象复杂多变。2．为什么不同纬度对流层厚度不同？[答案]对流层的厚度受地面温度高低的影响。地面温度越高，对流运动越强，对流层厚度越大，地面温度越低，对流运动越弱，对流层厚度越小。课堂互动探究探究点一大气的垂直分层[材料]北京时间2011年9月29日21时25分45秒，我国自主研制的“天宫一号”目标飞行器在酒泉卫星发射中心发射升空后准确进入预定轨道。“天宫一号”是中国首个空间实验室的名称，将在太空中分别与“神舟八号”、“神舟九号”、“神舟十号”飞船对接。从而建立第一个中国空间实验室。“天宫一号”其中一项任务是实现航天员的在轨驻留、生活和工作，为航天员提供在组合体内工作生活所需的基本条件。[问题]“天宫一号”升空过程中，依次经过了大气层的哪几层？[提示]对流层、平流层和高层大气。大气层各层的主要特点【例1】读“大气气温垂直变化曲线示意图”，回答(1)～(2)题。(1)上图中能正确表示大气气温垂直变化的曲线是()A．①B．②C．③D．④(2)飞机平稳飞行过程中所处的大气层是()A．Ⅰ层中部B．Ⅱ层C．Ⅲ层底部D．Ⅲ层中部[审题指导]注意图中四条曲线的形状及横坐标对应的数值。[解析]第(1)题，大气气温垂直变化的特点为对流层气温随海拔升高而降低，平流层气温随海拔升高而升高，高层大气气温随海拔升高先降低后升高，故③④错误。近地面温度约20℃，对流层顶温度约－50℃，故②正确，①错误。第(2)题，飞机平稳飞行过程中所处的大气层是平流层，空气以平流运动为主，有利于飞行，对应图中Ⅱ层，B项正确。[答案](1)B(2)B大气气温垂直变化曲线的判读(1)看形状：逆时针旋转90°后呈“W”形。(2)看变化趋势：对流层气温随高度升高而降低，平流层气温随高度升高而升高；高层大气气温随高度升高先降低后升高。(3)看特殊高度的气温数值：近地面气温约20℃，对流层顶气温约－50℃。探究点二对流层气温的变化[材料]中新社北京2014年12月21日电随着本轮冷空气过程趋于结束，取而代之的是卷土重来的雾霾天气。中央气象台预计，12月下旬冷空气虽活动频繁，但势力偏弱，大气静稳程度增加，雾、霾天气将有所发展。中央气象台预计，2014年12月21日夜间至23日白天，华北中南部、黄淮等地将有轻度至中度霾天气；此外，25日至26日、28日至29日，华北黄淮等地空气污染气象条件等级较高，不利于污染物扩散，会出现两次霾天气过程。[问题]你知道雾霾天气与大气运动的关系吗？[提示]雾霾天气多形成于大气稳定无风状况下。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，气温垂直递减率可能会小于0.6℃或大于0.6℃，如下图所示(表现为曲线变陡或变缓)。在②情况下，大气的对流运动减弱，大气比较稳定；在①情况下，大气对流运动更加强烈。2．对流层中的逆温现象(1)含义在对流层，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低，大约每升高100米，气温降低0.6℃。这主要是由于对流层大气的主要热源是地面辐射，离地面越远，受热越少，气温就越低。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。(2)辐射逆温的发展过程经常发生在晴朗无云的夜间或黎明，由于大气逆辐射较弱，地面辐射散失热量多，近地面气温迅速下降，而高处大气层降温幅度较小，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温现象黎明前最强，日出后逆温层自下而上消失。具体过程如下图所示：无逆温―→逆温生成―→逆温消失(3)逆温的类型辐射逆温在晴朗无云或少云的夜间，地面辐射散失热量多，地面迅速冷却，使贴近地面的大气层也随之降温，离地面越近，降温越快，使得近地面空气温度低于上部空气温度，从而产生逆温现象。这种逆温，在大陆上常年都可出现，尤以冬季最强平流逆温暖空气平流到冷的地面或冷的水面上，由于暖空气的下层受到冷地面或冷水面的影响而迅速降温，上层受影响较小，降温较慢，从而形成逆温。这种逆温现象主要出现在中纬沿海地区锋面逆温在锋面附近，由于冷暖空气的温度差比较大，暖空气爬到冷空气的上面，也会产生明显的逆温现象地形逆温在山谷(盆地)中，较重的冷空气沿山坡流动下沉聚集在谷(盆)底，谷(盆)底原来的暖空气被冷空气抬挤上升，由此形成逆温，这种逆温一般发生在晚上；还有一种情况是冬半年冷空气在向低纬地区运动过程中，因冷空气较重，把地势较低的盆(谷)地地区填满，而盆(谷)地上空是暖空气，盆(谷)地上空暖空气与盆(谷)地内冷空气交界附近的大气层形成逆温(4)逆温的影响①出现多雾和晴朗天气。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，甚至引发交通事故。②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。③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，飞行中不会有较大的颠簸。【例2】下图是某地气温垂直分布图，读图回答(1)～(2)题。(1)①②③④四幅图中，最有利于大气污染物扩散的是()A．①B．②C．③D．④(2)下列哪种地形易造成该地气温由①到④的演变()A．山地B．谷地C．平原D．丘陵[审题指导]先明确插图体现的是逆温的过程，然后结合逆温的类型和影响等进行分析。[解析]第(1)题，空气对流越旺盛，越有利于大气污染物扩散。四幅图中，①图上、下温差最大，且底层温度高，上层温度低，因此空气对流最旺盛，A项正确。第(2)题，图示由①到④的变化体现了逆温的形成过程，从地形角度来看，最易造成逆温的是谷地。[答案](1)A(2)B(1)逆温的影响主要从逆温抑制空气的对流运动角度进行分析。(2)大气中出现的逆温常常是由几种原因共同引起的，因此，在分析逆温的成因时，必须结合当时的具体条件具体分析。