高中湘教版 (2019)第一节 大气的组成与垂直分层示范课课件ppt

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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
2.水汽(1)水汽含量分布(2)作用:水汽可发生固、液、气三态的转化,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:近地面大气中,陆上多于海上,城市多于乡村,冬季多于夏季。(3)影响:使大气能见度变差;作为凝结核,是成云致雨的必要条件。
思考感悟据气象部门统计数据显示:2019年以来上海市区全年雾日天数与10年前相比增加了15天左右。城市与郊区相比,市区冬季雾日天数比郊区多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,市中心雾日天数有减少趋势的原因是什么?提示:市区凝结核多。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,故雾日天数减少。
二、大气的垂直分层1.划分依据:温度、密度和运动状况。
实践链接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,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。
要点笔记影响对流层厚度的主要因素是地面温度,地面温度越高,对流层越厚。
1.判断正误并纠错(1)干洁空气的主要成分是氮气和氧气。(　　)答案√(2)二氧化碳是光合作用的基本原料,对地表气温影响很大。(　　)　　 　　　　　　　　　　　　　　答案√(3)水汽、杂质、氮气都是成云致雨的必要条件。(　　)答案×　成云致雨的必要条件是水汽、杂质和降温。(4)对流层有利于航空飞行。(　　)答案×　平流层有利于航空飞行。(5)平流层大气主要靠臭氧吸收紫外线。(　　)答案√
2.选择题(1)关于大气成分的叙述,正确的是(　　)A.低层大气是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成B.氮气是大气中最重要的温室气体C.臭氧大量吸收紫外线,被誉为“地球生命的保护伞”D.杂质主要分布在高空,是成云致雨的必要条件解析:大气是多种气体的混合物,低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成,故A项错误;二氧化碳是大气中最重要的温室气体,能强烈吸收长波辐射,故B项错误;臭氧能大量吸收紫外线,保护地球上的生命免受过量紫外线的伤害,被誉为“地球生命的保护伞”,故C项正确;杂质几乎全部分布在对流层大气,故D项错误。答案:C
气球已被作为探空的工具广泛使用,如图所示,一探空气球由地面上升至高空100千米处。据其可能探测到的现象,完成第(2)~(3)题。(2)探空气球记录的气温随高度增加而变化的规律可能是(　　)A.一直递减B.一直递增C.递增→递减→递增→递减D.递减→递增→递减→递增(3)探空气球探测到水汽集中在(　　)A.对流层B.平流层C.高层大气D.电离层
解析:第(2)题,据材料可知,该气球所在高度为100千米,处于高层大气中,所以该探空气球飞越了对流层、平流层、高层大气,气温变化符合D项描述。第(3)题,大气总质量的四分之三集中在对流层,几乎全部的水汽和杂质都集中在对流层。答案:(2)D　(3)A
大气是由哪些成分组成的?在地理环境中各有何作用?问题探究
结合材料探究:(1)此图显示二氧化碳的主要作用是什么?(2)此图中产生的氧气在地理环境中有何作用?提示(1)绿色植物进行光合作用的基本原料。(2)是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质。
关键能力1.大气的主要组成成分及其作用
要点笔记固、液、气态水三者相互转变,伴随热量的吸收和释放。
2.大气主要成分和对大气环境影响的因果关系(1)二氧化碳:二氧化碳→吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→热量射向地面→保温作用。(2)臭氧和氧原子①高层大气中的氧原子→吸收波长较短的紫外线→升温使大气电离→形成电离层。②平流层中的臭氧→吸收波长较长的紫外线→升温的同时阻挡到达地面的紫外线→保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害。
(3)水汽①近地面水汽吸收地面热量→大气升温。②水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、雨、雾、雪等天气现象的发生。(4)杂质①尘埃物质→吸附水汽→成云致雨。②尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低。
典例剖析例题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.到达地面的太阳紫外线减少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
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,臭氧总量随年份的推移递减明显,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;酸雨与臭氧总量无关,故C项错误。答案:(1)C　(2)B
大气可以分为哪几层?各有何特点?各层与人类的关系是怎样的?问题探究材料一　2019年3月10日,埃塞俄比亚航空公司ET302号航班,计划由埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴的博莱国际机场起飞,前往肯尼亚首都内罗毕。飞机起飞6分钟后坠毁,机组人员及乘客157人全部遇难。
材料二　大气的垂直分层示意图
结合材料探究:(1)空难多数发生在飞行的哪一阶段?(2)图中的平流层为什么适合航空飞行?(3)对流层的气温在垂直方向上的分布有何特点?该层的厚度随纬度如何变化?为什么?(4)在高层大气中,部分地区温度可达数千摄氏度,可飞行器却不会被烧毁,为什么?
提示(1)空难多发生在起飞或降落阶段,这一阶段处于对流层中,对流层大气对流旺盛,天气多变。(2)平流层的气温下低上高,大气稳定,不易形成对流,大气以水平运动为主,飞机飞行时不会上下颠簸;平流层少水汽和杂质,天气晴朗少变,能见度高,利于飞机飞行。(3)对流层的气温随高度增加而递减。对流层的高度随纬度增高而递减。低纬地区受热多,气温高,空气对流旺盛,所以高度大;高纬地区受热少,对流较弱,所以高度小。(4)高层大气中空气稀薄,飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。
关键能力大气的垂直分层及各层与人类的关系
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,大气对流运动强烈;在②情况下,大气的对流运动弱,大气比较稳定。
(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”。
b.辐射逆温的形成及消失过程图解
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,它使大气能见度降低,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,空气对流运动受阻,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。
典例剖析例题2读大气的垂直分层图,完成下列各题。
(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层气温随高度增加而　　　　　,这是因为　 。 
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)气温随高度增加而递减(3)A(4)电离(5)B(6)上升　该层有大量臭氧,吸收太阳辐射中的紫外线升温
(区域认知)2018年12月8日,在西昌卫星发射中心嫦娥四号探测器由长征三号乙运载火箭发射。2019年1月3日,嫦娥四号探测器成功着陆月球背面,全人类首次实现月球背面软着陆。
(1)嫦娥四号探测器奔月过程中,依次穿过了大气的哪几个分层?提示:对流层、平流层和高层大气。(2)嫦娥四号探测器奔月过程中,最开始穿过的大气层的气温分布有何特点?提示:最开始穿过的大气层是对流层,该大气层气温随着高度的增加而递减。
1.关于地球低层大气组成成分的叙述,正确的是(　　)A.主要由氧气组成B.由干洁空气组成C.由氧气和水汽组成D.由干洁空气、水汽和杂质组成解析:低层大气由干洁空气、水汽和杂质组成。答案:D2.下列属于生物维持生命活动必需的物质是(　　)A.氧B.氮C.二氧化碳D.臭氧解析:氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质。答案:A
3.关于干洁空气组成成分作用的叙述,正确的是(　　)①氮是绿色植物进行光合作用的基本原料　②氧是地球上生物体的基本成分　③二氧化碳对地面起保温作用　④臭氧能强烈吸收太阳紫外线A.①②B.①③C.②④D.③④解析:氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质;氮是地球上生物体的基本成分。答案:D
下图为大气垂直分层示意图。读图,完成第4~6题。4.图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是(　　)A.①B.②C.③D.④5.对无线电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6.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 ℃
解析:第4题,①曲线所示对流层的气温变化过于剧烈,最低温过低;高层大气的底层气温随高度增加而递减,上层气温随高度增加而上升,②曲线正确。第5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波。第6题,“神舟”号飞船的运行轨道在高层大气,依据图示读出相关数据即可。答案:4.B　5.D　6.C
7.读图,完成下列各题。(1)该图反映的是　　　　　纬度地区大气的垂直分层,理由是　 　。 (2)A层大气的热量主要直接来自　　　　　,该层大气天气现象复杂多变的原因是:①　 ; ②　 。 
(3)补绘B层大气气温变化曲线,该层大气中的　　　　　是人类生存环境的天然屏障。 (4)图中C层大气下部气温随高度变化的特点是　　　　　,推测气流运动状况是　 　　　　　。 (5)C层大气中有若干　　　　　层,　　　　　强烈时,　　　　　信号会受影响。 (6)A→B→C大气密度变化趋势是　 。 
解析:第(1)题,对流层的高度因纬度而异。低纬度地区为17~18千米,中纬度地区为10~12千米,高纬度地区为8~9千米。根据图示可判定该图反映的是中纬度地区大气的垂直分层。第(2)题,对流层大气的热量主要直接来自地面。其天气现象复杂多变的原因有两点:一是该层大气集中了整个大气中几乎全部的水汽和杂质;二是该层大气的对流运动旺盛,近地面的水汽和杂质向上空输送时,气温下降,容易成云致雨。第(3)题,B层为平流层,臭氧层大量吸收紫外线,一方面使气温随高度的增加而升高;另一方面使射向地面的紫外线大大减少,成为人类生存环境的天然屏障。
第(4)题,在50~85千米高度的范围内,气温的变化跟对流层相似,都是随高度的增加而递减,据此可以推测该大气层的气流运动以对流运动为主。第(5)题,C层为高层大气,该层有电离层。电离层能反射无线电波,太阳活动强烈时能对电离层产生扰动,导致无线电短波部分或全部被吸收。第(6)题,由于大气层越高,距地心越远,受地球的吸引力越小,故大气密度也越小。