第二章地球上的大氣2.1大氣的組成和垂直分層學(xué)習(xí)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)：1.5運(yùn)用圖表等資料，說(shuō)明大氣的組成和垂直分層，及其與生產(chǎn)和生活的聯(lián)系。

學(xué)習(xí)目標(biāo)：運(yùn)用圖表等資料，能夠說(shuō)明大氣的組成與垂直分層的特點(diǎn)，并舉例說(shuō)明其對(duì)生產(chǎn)生活的影響。圖2.1自由落體狀態(tài)中的鮑姆加特納2012年10月14日，奧地利“墜落人”鮑姆加特納在美國(guó)西南部乘坐太空艙升空；約3小時(shí)后，他上升至39千米高空。隨后，他從那里跳下，4分鐘后才打開(kāi)降落傘，成為第一個(gè)自由落體速度超音速的人（圖2.1）。他配備的特制宇航服，外表絕緣，密封的內(nèi)層中填充加壓氧氣；頭盔內(nèi)有液氧系統(tǒng)，護(hù)目鏡中裝有溫度調(diào)節(jié)器。鮑姆加特納為什么需要配備特制宇航服？39千米高空的大氣與地面大氣有哪些不同？一、大氣的組成1、干潔空氣圖2.2干潔空氣的組成概念：低層大氣中除去水汽和雜質(zhì)以外的混合氣體組成：氮?dú)猓∟2）：地球上生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的重要組成部分，是其的基本要素氧氣（O2）：人類(lèi)和其他生物維持生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)二氧化碳（CO2）：植物光合作用的基本原料、吸收地面輻射，使氣溫升高，“保溫作用”臭氧（O3）：吸收紫外線，使大氣增溫，使地球上的生物免遭過(guò)量紫外線的傷害一、大氣的組成2、水汽和固體雜質(zhì)水汽：水的相變，產(chǎn)生云、雨、霧、雪等一些列天氣現(xiàn)象；伴隨著熱量的吸收和釋放，直接影響地面和大氣溫度固體雜質(zhì)：作為凝結(jié)核，是成云致雨的必要條件大氣中的水汽和雜質(zhì)的含量，因時(shí)因地而異降水的條件：凝結(jié)核（雜質(zhì)）、水汽過(guò)飽和、低溫（遇冷凝結(jié)）一、大氣的組成圖2.4二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的變化思考：在過(guò)去80萬(wàn)年的絕大多數(shù)時(shí)間里，大氣中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的變化相對(duì)平緩。據(jù)圖2.4分析1740年到2011年，短短不到300年的時(shí)間里，二氧化碳體積分?jǐn)?shù)變化趨勢(shì)怎么樣？是什么原因產(chǎn)生的變化呢？造成什么影響？活動(dòng)：大氣中二氧化碳含量的變化與人類(lèi)活動(dòng)1、干潔空氣一、大氣的組成變化趨勢(shì)：呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，增加速度加快原因：化石燃料燃燒（釋放大量二氧化碳）土地利用的變化（毀林，減少森林吸收二氧化碳的量）影響：全球變暖、氣候異常、生態(tài)惡化活動(dòng)：大氣中二氧化碳含量的變化與人類(lèi)活動(dòng)1、干潔空氣大氣中氧氣含量對(duì)人體健康至關(guān)重要?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)娜毖醐h(huán)境有利于激發(fā)運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)潛力。但含氧量太低會(huì)危害人體健康甚至危及生命。活動(dòng)：了解大氣含氧量減少對(duì)人體產(chǎn)生的影響一、大氣的組成1、干潔空氣一、大氣的組成3、人類(lèi)活動(dòng)與大氣污染人類(lèi)活動(dòng)排放的污染物進(jìn)入大氣，會(huì)影響大氣的成分和含量，產(chǎn)生大氣污染，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)生存造成不利影響圖2.3北京重污染天氣與優(yōu)良天氣對(duì)比二、大氣的垂直分層依據(jù)：地球大氣從地面向上，可延伸到數(shù)千千米高空；根據(jù)溫度、運(yùn)動(dòng)狀況和密度，大氣自下而上可以劃分為對(duì)流層、平流層和高層大氣思考:為什么平流層適合飛機(jī)飛行?無(wú)線電通信利用了哪層大氣的特性?二、大氣的垂直分層高度：對(duì)流層的高度因緯度而異，在低緯度地區(qū)為17-18千米，在高緯度地區(qū)僅為8-9千米溫度：對(duì)流層氣溫隨高度的升高而遞減，在對(duì)流層的頂部氣溫降至-60℃。對(duì)流層的大氣上部冷、下部熱，有利于大氣的對(duì)流運(yùn)動(dòng)天氣：低緯度地區(qū)受熱多，對(duì)流旺盛，對(duì)流層所達(dá)高度就高。近地面的水汽和雜質(zhì)通過(guò)對(duì)流運(yùn)動(dòng)向上輸送，在上升過(guò)程中隨著氣溫降低，容易成云致雨1、對(duì)流層補(bǔ)充：逆溫現(xiàn)象1．逆溫含義

在一定條件下，對(duì)流層的某一高度會(huì)出現(xiàn)實(shí)際氣溫高于理論氣溫，甚至是氣溫隨高度的增加而升高的現(xiàn)象，實(shí)際氣溫高于理論氣溫，稱(chēng)為逆溫。正常情況下，海拔每升高100m氣溫下降0.6℃，但在不同地點(diǎn)及不同時(shí)間，可能會(huì)小于0.6℃或大于0.6℃（其中小于0.6℃情況為逆溫）。逆溫的重要特征判斷——“上暖下冷”。。3.輻射逆溫的生消過(guò)程4.逆溫的危害無(wú)論哪種條件造成的逆溫，都會(huì)對(duì)大氣質(zhì)量造成很大的影響。這是因?yàn)槟鏈貙拥拇嬖?，造成局部大氣上熱下冷，阻礙了空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，使大量煙塵、污染物、水汽凝結(jié)物等聚集在它的下面，能見(jiàn)度變差，空氣污染加重，尤其是城市及工礦區(qū)上空，由于凝結(jié)核多，易產(chǎn)生濃霧天氣，有的甚至造成嚴(yán)重的大氣污染事件，如光化學(xué)煙霧。4.簡(jiǎn)要說(shuō)明逆溫的影響有利影響：①阻礙空氣對(duì)流，抑制沙塵暴的發(fā)生；②逆溫出現(xiàn)在高空，可減弱對(duì)流，飛機(jī)飛行不易顛簸；③可當(dāng)成一種氣候資源加以利用，如在我國(guó)新疆伊犁河谷，逆溫出現(xiàn)在10月至次年3月,長(zhǎng)達(dá)半年之久,有效地提高了冬半年坡地的溫度,利于多年生果樹(shù)越冬。不利影響①出現(xiàn)多霧天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有密切的關(guān)系，它使能見(jiàn)度降低，給人們的出行帶來(lái)不便，甚至導(dǎo)致交通事故。②加劇大氣污染。由于逆溫現(xiàn)象的存在，空氣垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)受阻，造成近地面污染物不能及時(shí)擴(kuò)散，從而危害人體健康。③對(duì)航空造成影響?！澳鏈亍倍喑霈F(xiàn)在低空，多霧天氣給飛機(jī)起降帶來(lái)不便。如果出現(xiàn)在高空，則對(duì)飛機(jī)飛行極為有利，因?yàn)榇髿庖云搅鬟\(yùn)動(dòng)為主，飛行中不會(huì)有較大的顛簸。二、大氣的垂直分層高度：平流層范圍自對(duì)流層頂部至50-55千米高空溫度：氣溫隨高度升高而升高。該層大氣的下層氣溫隨高度變化很小，但是在30千米以上，氣溫隨高度增加而迅速上升，這是因?yàn)槠搅鲗又械某粞跷沾罅刻?yáng)紫外線，使大氣增溫天氣：平流層的大氣上部熱、下部冷，不易形成對(duì)流，主要以平流運(yùn)動(dòng)為主；該層大氣中水汽和雜質(zhì)含量很少，無(wú)云雨現(xiàn)象，能見(jiàn)度好，適合航空飛行2、平流層二、大氣的垂直分層高度：平流層以上的大氣統(tǒng)稱(chēng)高層大氣溫度：自平流層頂部開(kāi)始，由于沒(méi)有吸收紫外線的臭氧，氣溫會(huì)下降。隨后，由于大氣吸收了更短波長(zhǎng)的太陽(yáng)紫外線，溫度又持續(xù)上升，在300千米的高空，溫度可達(dá)1000℃以上3、高層大氣二、大氣的垂直分層現(xiàn)象：高層大氣中在80-120千米的高空，多數(shù)來(lái)自太空的流星體會(huì)燃燒，成為我們夜晚看到的流星在80-500千米的高空，有若干電離層。電離層大氣在太陽(yáng)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(wú)線電波，對(duì)無(wú)線電通信有重要作用高層大氣的空氣密度很??；在2000-3000千米的高空，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(yùn)動(dòng)的空氣質(zhì)點(diǎn)經(jīng)常散逸到宇宙空間，這個(gè)高度可以看作是地球大氣的上界3、高層大氣（2019·遼寧高一月考）20世紀(jì)90年代,人們?cè)谀蟻喩峡?4千米處發(fā)現(xiàn)了一片3千米厚的褐色云層,這一褐色云層被稱(chēng)為“亞洲褐云”?！皝喼藓衷啤庇苫覊m、煤煙及其他有害懸浮顆粒組成。據(jù)此回答下列各題。1．受“亞洲褐云”遮蔽的地區(qū)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是()①日照增加②白天氣溫降低③會(huì)損害呼吸系統(tǒng)④夜間保溫作用增強(qiáng)A．①②③

B．②③④

C．①③④

D．①②④2．“亞洲褐云”出現(xiàn)在()A．對(duì)流層

B．平流層

C．高層大氣

D．電離層3．關(guān)于地球大氣圈低層大氣組成成分的敘述,正確的是()A．主要由氧氣組成

B．由干潔空氣組成C．由氧氣和水汽組成

D．由干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)組成BAD（2021·衡陽(yáng)市第二十六中學(xué)高一期末）讀大氣垂直分層圖，回答問(wèn)題。6．高度H1至H2在地球大氣分層中應(yīng)為（）A．對(duì)流層

B．平流層

C．高層大氣

D．電離層7．圖中所示大氣分層與人類(lèi)關(guān)系敘述正確的是（）A．與人類(lèi)關(guān)系最密切

B．有利于高空飛行C．反射無(wú)線電波

D．直接影響近地面人類(lèi)生產(chǎn)BB下圖為“大氣垂直分層示意圖”。讀圖,回答1～3題。1.圖中正確表示大氣層氣溫垂直變化的曲線是(

)A.① B.② C.③ D.④2.對(duì)無(wú)線電通信具有重要意義的電離層位于()A.Ⅰ層頂部 B.Ⅱ?qū)拥撞緾.Ⅱ?qū)又胁? D.Ⅲ層3.我國(guó)發(fā)射的“神舟”飛船的運(yùn)行軌道所在的大氣層()A.氣溫在-50℃到20℃之間B.氣溫隨高度增加