2.1 大气的组成和垂直分层（教案）——2023-2024学年高中地理人教版（2019）必修第一册

2.1 大气的组成和垂直分层（教案）

【教学目标】

一、知识与技能

1.识记大气的主要组成成分和大气垂直分层的各层名称

2.了解干洁空气、水汽和尘埃在大气中的作用

3.理解各层的气温变化、气流运动、天气状况等主要特征以及对人类活动的影响二、过程与方法

1.通过阅读“大气组成"相关内容以及填写表格。归纳大气的组成成分及其作用2.通过阅读“大气垂直分层示意图”。分析大气分层结构、各层气温变化、气流运动方式以及与人类的关系

3.通过绘制大气温度垂直变化图，充分理解大气温度变化的原因.同时锻炼地理绘图、读图能力

三、情感志度价值观

理解大气的存在对人类活动的影响，尤其是对流层和平流层、电离层与人类活动的关系。

树立人类与环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。

【教学重难点】

重点：

1.大气的组成成分及其与人类、生命有机体的联系

2.大气层的结构及其各层的特点

难点：

大气的组成成分及其与人类、生命有机体的联系

【新课导入】

（一）新课导入

电影《中国机长》中，四川航空公司的一-架客机在飞行过程中遇到险情，经历了一番惊心动魄之 后飞机最终安全迫降，那么飞机在哪一个高度飞行最安全？大气的分层又是如何的呢？

【新课讲解】

（一）大气的组成

地球大气的形成及其大气成分的形成经历了一个漫长的地理演化过程，如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时期内不会有明显的变化。

（自主学习）

阅读课本28.29页，说出大气的组成成分以及这些物质组成与人类生产生的联系。

学生活动：读教材28页图2.2干洁空气成分的体积分数，阅读教材相关内容，完成表格的内容。

（图片展示）干洁大气的组成

（提问）什么是干洁空气？干洁大气包括了哪些成分？

（学生讨论）

（教师总结）干洁空气的组成与比例。

干洁空气的主要成分是氮气和氧气，氮气和氧气的体积分数分别占78%和21%，两者合占99%，其他气体仅占1%。

(提问)干洁大气中各成分各有什么作用？

(学生回答) 省略

（图片展示）干洁大气中各成分及其功能示意图

（教师总结补充）干洁大气中各成分的作用

氮是地球上生物体的基本成分。

氧是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。

干洁空气里有少量的二氧化碳和臭氧等，它们在大气中的含量虽少，但是对自然环境和生命活动具有重要作用。二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，还能对地面起着保温作用。

臭氧能强烈吸收太阳紫外线，臭氧层可以保护地球上的生物不会受到过量的紫外线的伤害；而传统大气到达地面的少量紫外线，又具有杀菌的作用。所以臭氧层被称为“地球生命的保护伞”。

(小结)干洁大气中各成分的作用

（图片展示）大气中的水汽

（提问）大气中的水汽来自于哪里？有什么分布特点？大气中的水汽有什么作用？

（图片展示）海水蒸发和植物蒸腾

（教师讲解）大气中的水汽主要来自水面的蒸发和植物的蒸腾，集中分布在大气层 3 千米高度以下。

（图片展示）湖泊、沙漠、大气垂直方向上的水汽含量分布示意图

（教师讲解）大气中的水汽含量，随着时间、地点变化而不同。 在水平方向，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，一般自地面向高空逐渐减少；降水多的季节一般多于降水少的季节。

（图片展示）云、雾、雨、雪

（讲解）大气中的水汽含量虽然很少，但却对天气变化影响很大。在大气温度变化的范围内，水汽是大气中唯一可以发生相变的大气成分。水汽可以发生固、液、气三态的转变，产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。

（提问）大气中的固体杂质来自于哪里？有什么分布特点？大气中的固体杂质有什么作用？

（图片展示）大气中漂浮的固体颗粒

（教师讲解）大气中悬浮着的各种固体杂质集中分布于大气层底部。大气中固体杂质含量随地点、时间、天气条件而变化。通常，在近地面大气中，陆地上多于海洋上，城市多于乡村，冬季多于夏季。

结合教材中二氧化碳体积分数变化图，要求学生观察二氧化碳浓度变化规律，并结合生活、生产中的实例解释其浓度上升的原因。从中归纳出人类活动会影响大气成分，不合理的生产、生活方式会排放大量污染，对生态系统和人类生态产生不利影响。

（自主探究）二氧化碳浓度逐年快速升高，主要原因是化石燃料的大量使用和森林面积的减少，这样会导致二氧化碳排放得多而吸收得少。在此过程中，明白人类活动会对生态环境产生危害，在发展经济的同时要注意环境保护，选择绿色生产和可持续发展观念。

(小结)

地球大气是地球的防弹衣、遮阳伞、保温被。在地理环境中作用

一切生物维持生命活动所必需的物质

CO2 光合作用的原料、“温室效应”

臭氧 吸收紫外线，“地球生命的保护伞”...”

大气的组成在空间中不是均质的，在时间维度上也不是固定不变的，人类活动会对大气组成造成不同程度的影响。

由于发现大气组成在空间分布上是不均的，人类在生产生活中也会针对这一特点善加利用。

（图片展示）表格：长跑项目世界纪录保持者及其国籍

（提问）你知道为什么在奥运赛场上，中长跑运动的佼佼者往往是来自于非洲埃塞俄比亚或肯尼亚的选手吗?

（学生活动）课本P.30根据非洲地形图、中国地图和相关表格回答问题：

1. 在非洲地形图上，找出埃塞俄比亚、肯尼亚这两个国家，归纳它们共同的地形特点。推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因。

2. 在中国地图上找到表2.1所列的高原训练基地的位置。

3. 参照表2.2请同学们推测为什么运动员在更高海拔训练反而效果不好？

过渡：大气的湿度、密度和运动状况在垂直方向上是不均匀的，人们依据温度、密度和大气运动状况，将大气自下而上依次划分为对流层、平流层、高层大气。

（二）大气的垂直分层

思考：非洲最高的山峰乞力马扎罗山，地处赤道附近，山顶却终年积雪，这是为什么？

气温随海拔高度的增加而递减，乞力马扎罗山海拔高（接近6000米），因此，山顶气温很低，终年积雪。

大气的质量虽然只相当于地球质量的百万分之一，却分布在地球外围 2000～3000千米的大气层中，在这厚厚的大气层中，气温随高度的增加是不是一直递减呢？

读图2-1"大气的垂直分层"图，并阅读课文，思考以下问题：

1.地球大气共分哪几层？

2.在不同纬度，对流层高度是否一样？为什么？

3.对流层和平流层的气温如何随高度而变化？原因是什么？

4.对流层和平流层中，大气运动的特点是什么？

5.对流层和平流层大气与人类有何关系？

6.为什么说平流层是人类生存环境的天然屏障？

每组代表讲述一个问题。

教师小结：1.地球大气自下至上可分为对流层、平流层和高层大气。

2.不同纬度，对流层高度不一样。

这是因为：低纬地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此，对流层的高度高；而高纬地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的高度低；中纬地区则适中。

3.对流层气温随高度升高递减；平流层气温随高度升高递增。

这是因为两层的热源有所不同。对流层大气的热量绝大部分直接来自地面，因此，离地面越高的大气，受热越少，气温越低，气温垂直递减率为0.6℃／100米；而平流层大气中，由于含有臭氧，能大量吸收太阳紫外线，使气温随高度增加而迅速上升。

4.在对流层中，由于空气上冷下暖，使得热的地方气温高，空气密度小，容易产生空气的上升运动，冷的地方因有空气流向热的地方，从而产生下沉运动，这样就形成了大气的对流运动，所以，对流层是以对流运动为主；而平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，因此以水平运动为主。

5.由于对流层大气最靠近地面，几乎集中了全部的水汽和杂质，在大气对流过程中，容易形成云、雨、雪等天气现象，因此，对流层天气现象复杂多变，与人类的关系最为密切；而平流层以水平运动为主，且水汽和杂质极少，故云、雨现象近于绝迹，天气晴朗，有利于高空飞行。

6.地球外80――500千米的大气层，有若干电离层。电离层大气处于高度电离状态，它们就像一面反射无线电波的镜子，使电波在地面和电离层之间多次反射，从而实现了远距离无线电通信。

列表归纳：

★总结：人们是这样比喻地球上的大气的：

（1）大气是地球生命的保护伞；

（2）大气是地球的空调器；

（3）大气是地球生命呼吸所需氧气的源泉；

（4）大气是风云变幻的大舞台。

可见，大气对自然环境和人类有着重要的影响；大气的垂直分层则是地球大气的主要特征，其中，对流层是与人类关系最为密切的层次；目前，由于人类活动造成的大气污染对大气的成分影响越来越明显，已经引起了国际社会的广泛重视。

【板书】

【课后反思】

通过大气组成及垂直分层的学习，树立学生保护大气环境的意识，培养可持续发展的理念，同时通过讲清细节，为后面知识的学习做好铺垫。针对不同的班型和学情，本节知识可有不同程度的拓展，从而使教学更有针对性