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-1-第二节大气的组成与垂直分层学习目标：1.了解大气的组成。2.理解大气的垂直分层及与生产生活的联系。(重点)一、大气的组成1．大气的组成：干洁空气、固体杂质和水汽等。2．干洁空气的成分及作用(1)氮气(N2)：生物体健康生长必不可少的元素。(2)氧气(O2)：生物生命活动必需的物质。(3)二氧化碳(CO2)：植物进行光合作用的重要原料，对地面有保温作用。(4)臭氧(O3)：吸收太阳辐射中的紫外线，被称为地球生命的“保护伞”。(5)水汽(H2O)：影响天气变化的重要因素。[特别提醒]自工业革命以来，人类的生产活动向大气中排放许多污染性气体，使大气成分变得复杂，并由此产生了大气污染现象，影响了大气环境的发展变化。二、大气的垂直分层1．划分依据：大气垂直方向上的温度、密度及运动状况的差异。2．各层特征比较垂直分层气温特点大气运动状况与人类关系A对流层随高度增加而递减对流运动显著最为密切，天气现象复杂多变B平流层随高度增加而升高水平运动为主适合飞机飞行C高层大气随高度增加先降低后升高－有电离层，能反射无线电-2-波(1)氧气是大气中含量最多，最重要的组成气体。()(2)臭氧层因强烈吸收红外线而对地表生物有保护作用。()(3)对流层、平流层的温度变化特征相似。()(4)高层大气中的电离层的存在影响人类的无线电通信。()(5)能够见到各种天气变化现象的大气分层是()A．对流层B．平流层C．高层大气D．臭氧层[提示](1)×大气中含量最多的气体是氮气。(2)×臭氧层主要吸引太阳辐射中的紫外线。(3)×对流层温度随高度增加而降低，平流层相反。(4)√高层大气中的电离层能反射无线电波，影响无线电通信。(5)A[对流层中的天气现象复杂多变。]大气的垂直分层2019年1月11日，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功把中国最新研制的通信广播卫星“中星2D”发射升空，卫星进入预定轨道，下图为大气垂直分层示意图。问题1(区域认知)我国的西昌卫星发射中心所在地区的对流层厚度相对于我国东部地区来说是较厚还是较薄？为什么？[提示]较薄。因为西昌位于我国的川西高原地区，海拔较高，气温较低。-3-问题2(综合思维)“长征三号乙”运输火箭点火发射刚离开地面升空时，其所经历的气温变化特点是什么？[提示]火箭发射升空刚离开地面时，位于对流层中，其气温随高度增加而降低。问题3(综合思维)发射成功的“中星2D”卫星，在轨运行所在的大气层有何特点？[提示]所在的大气层为高层大气，大气密度极小，存在若干个电离层。[归纳总结]大气垂直分布分层高度范围主要特点特点成因与人类的关系对流层低纬：17～18千米中纬：10～12千米高纬：8～9千米气温随高度的增加而递减(每升高100米，气温平均下降0.6℃)地面是对流层大气的主要的直接热源人类生活在对流层底部，对流层与人类关系最密切空气对流运动显著该层上部冷、下部热天气现象复杂多变几乎全部的水汽、杂质都集中在该层，对流运动显著，易成云致雨平流层从对流层顶至50～55千米气温随高度增加呈明显递增趋势该层中的臭氧吸收太阳紫外线人类生存环境的天然屏障；利于航空飞行以平流运动为主该层大气上热下冷，大气平稳天气晴朗水汽、杂质含量极少，大气平稳高层大气从平流层顶到3000千米大气密度非常小距地面远，受到引力小电离层能反射无线电短波[特别提醒]对流层气温的变化规律-4-(1)一般规律正常情况下，气温随海拔升高而逐渐降低，海拔每升高100米，气温约下降0.6℃(如图)。(2)特殊规律对流层气温有时会出现下列情况：①海拔上升，气温升高；②海拔上升1000米，气温下降幅度小于6℃。这就是逆温现象。甲乙丙(3)逆温的影响①出现多雾和晴朗干燥的天气。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。②加剧大气污染。逆温的出现使空气垂直对流受阻，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。若逆温出现在低空，多雾天气给飞机起降带来麻烦；若逆温出现在高空，对飞机飞行较为有利。1．下图为大气垂直分层示意图。读图，回答(1)～(2)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．④(2)对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于()-5-A．Ⅰ层顶部B．Ⅱ层底部C．Ⅱ层中部D．Ⅲ层(1)B(2)D[第(1)题，从温度变化趋势看，①②正确，但①曲线在Ⅱ层上半部分气温变化出现错误，故只有②正确。第(2)题，高层大气(Ⅲ层)中存在若干电离层。]2．平流层为航空最佳飞行层的主要原因是该层()A．气温下部高、上部低，大气稳定B．水汽含量较多，但尘埃少，水汽不易成云致雨C．大气易电离，有利于保持与地面的短波通信D．大气以水平运动为主，大气的能见度好D[平流层大气以水平运动为主，气流平稳，故平流层为航空最佳飞行层。平流层大气主要靠臭氧吸收大量紫外线增温，气温随高度增加而增加。]题组1大气的组成1．下列大气成分中，属于生物维持生命活动所必需的物质是()A．氧气B．氮气C．二氧化碳D．臭氧A[大气中的氧气是人类和生物维持生命活动所必需的物质。]2．大气中二氧化碳的主要作用是()A．调节地表温度B．维持生物的呼吸C．保护地球生命D．构成生物体组成A[大气中二氧化碳含量很少，它既是绿色植物进行光合作用的基本原料，又对地球有保温作用。]题组2大气的垂直分层读大气垂直分层高度、温度和气压的变化图，据此完成3～4题。-6-3．关于图中内容的叙述，正确的是()A．大气垂直分层的依据是高度、温度和气压的变化B．随高度增加气温渐高，气压渐低C．距地面20千米处气压降为地面的一半D．对流层垂直方向上温度变化范围是20～－60℃4．关于图中①②层大气的正确叙述是()A．①层大气厚度随纬度增加而增厚B．②层因氧原子吸收紫外线而增温C．①层大气与人类关系最密切D．②层复杂的天气现象不利于飞行3.D4.C[第3题，根据大气的温度、密度、运动等特征，大气自下而上分为对流层、平流层和高层大气。对流层气温随高度的增加而递减，平流层气温随高度的增加而上升，20km处气压值约为80hPa，而近地面约为1000hPa不是一半的关系。第4题，对流层厚度与纬度呈负相关；平流层升温是因为臭氧吸收紫外线；平流层天气晴朗，空气以水平运动为主，有利于飞行。]对流层中的上升气流会使飞行中的飞机颠簸。导致对流层气流上升的原因是：上层实际气温低于理论气温(按垂直递减率计算的气温)。下图表示四种对流层气温分布状况。据此回答5～6题。-7-5．①图表示的气温降低速率在()A．3000米以下低于垂直递减率B．3000～6000米高于垂直递减率C．6000米以下等于垂直递减率D．6000米以下均低于垂直递减率6．飞机可以在5000米高度平稳飞行的是()A．①B．②C．③D．④5.B6.D[第5题，解答本题的关键是必须明确对流层气温的垂直递减率是高度每上升100米，气温降低0.6℃。由①图可知，在6000米、3000米、地面的气温分别为－35℃、－14℃、18℃。计算气温垂直递减率在3000米以下为1.1℃，高于0.6℃。在3000～6000米为0.7℃高于0.6℃，故B项正确。第6题，对流层的上升气流会使飞行中的飞机颠簸，要使飞机平稳飞行，必须使气流平稳。读图计算比较：①图中5000米高空气温理论值应为－10℃，而实际气温约为－30℃；②图中5000千米高空气温理论值应为－15℃，而实际气温约为－20℃；③图中5000米高空气温理论值应为－10℃，而实际气温约为－25℃；④图中5000米高空气温理论值应为－20℃，实际气温也约为－20℃。故①②③对流旺盛，不利于飞机飞行。]教材P39探索大型民用客机飞行高度主要位于平流层。教材P44思考地势高，空气稀薄，水汽含量低，天气晴朗。教材P45思考1．使用碳卫星观察二氧化碳探测范围广，获取数据速度快，节省人力、物力、财力。2．结合教材材料信息回答。-8-教材P45作业题1．大气是人类生存的重要条件，离开大气环境，人类无法生存。大气环境的好坏，影响大气的组成、大气的运动状态，天气和气候的变化，从而影响人类的生产和生活活动等。2.热量来源气温变化特点的成因对人类的影响对流层下垫面对流层气温随高度的增加递减，主要原因是地面是对流层大气的热源天气变化复杂，影响人类的生产和生活平流层臭氧吸收紫外线平流层气温随高度的增加而升高，主要原因是臭氧吸收紫外线使其增温人类生存环境的天然屏障，有利于高空飞行高层大气对流层和氧原子高层大气下层热量来自平流层顶部，因此气温随高度的增加递减；上层热量来自氧原子吸收紫外线热量，因此气温随高度的增加而升高电离层能反射无线电短波3.(1)对人类的无线电短波通信、测控和导航等影响大。(2)高层大气。(3)两极地区。