2024版新教材高中地理第二章自然地理要素及現(xiàn)象2.2大氣的組成與垂直分層導(dǎo)學(xué)案中圖版必修第一冊

第二節(jié)大氣的組成與垂直分層學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)導(dǎo)引1.了解大氣的組成及其作用。2．結(jié)合“大氣的垂直分層示意”圖，認(rèn)識(shí)大氣的垂直分層狀況，理解各主要層次的特點(diǎn)及其與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。第一步·新課學(xué)前預(yù)習(xí)——學(xué)習(xí)新知挑戰(zhàn)自我學(xué)習(xí)新知一、大氣的組成1.干潔空氣（1）氣：含量最多，氮元素是生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和很多復(fù)雜化學(xué)物質(zhì)的組成部分。（2）氣：是眾多生物生命活動(dòng)必需的物質(zhì)。（3）二氧化碳①來源：火山噴發(fā)、動(dòng)植物的呼吸以及。②作用：是植物進(jìn)行作用的重要原料，是一種重要的溫室氣體，對(duì)地面具有作用。（4）臭氧：能吸收太陽輻射中的，使地面上的生物免受紫外線傷害，因而被稱為地球生命的“保護(hù)傘”。2.固體雜質(zhì)和水汽（1）水汽是影響變化的重要因素。（2）大氣中的固體雜質(zhì)作為，是成云致雨的必要條件。助學(xué)助記[知識(shí)鏈接]大氣中的臭氧被譽(yù)為“地球生物的保護(hù)傘”，它吸收太陽釋放出來的絕大部分紫外線，使動(dòng)植物免遭過量紫外線的危害。電離層與無線電波二、大氣的垂直分層1.依據(jù)：大氣在垂直方向上的物理性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀況。2.各層特征比較垂直分層氣溫特點(diǎn)大氣運(yùn)動(dòng)狀況與人類關(guān)系對(duì)流層隨高度增加而運(yùn)動(dòng)十分顯著天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變，對(duì)人類的影響最顯著平流層隨高度增高而升高運(yùn)動(dòng)為主適合航空飛行高層大氣隨高度增加先降低后升高存在，能反射無線電波地球外80～500千米的大氣層，有若干電離層。電離層大氣處于高度電離狀態(tài)，它們就像一面反射無線電波的鏡子，使電波在地面和電離層之間多次反射，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離無線電通信。第二步·互動(dòng)釋疑解惑——啟迪思維探究重點(diǎn)探究點(diǎn)一大氣的組成及其作用核心歸納1.大氣組成的記憶大氣由干潔空氣（氮?dú)?、氧氣、二氧化碳、臭氧）、水汽、固體雜質(zhì)等組成。（1）根據(jù)組成所占比例區(qū)分干潔空氣：氮?dú)?8%、氧氣21%，而二氧化碳和臭氧只占少量。（2）根據(jù)不同功能記憶：N2：生物體的基本成分。O2：維持生物活動(dòng)的必要物質(zhì)。CO2：植物光合作用的原料；對(duì)地面保溫。O3：吸收紫外線，使地球上的生物免遭過量紫外線的傷害。水汽：成云致雨的必要條件；對(duì)地面保溫。固體雜質(zhì)：成云致雨的必要條件。2.臭氧層破壞（1）原因：①自然：太陽活動(dòng)；②人為：人類向大氣中排放消耗臭氧的物質(zhì)（例如，氟氯烴類化合物）。（2）后果：①影響人類的健康：一方面，過量的紫外線輻射會(huì)破壞人的免疫系統(tǒng)，使人的自身免疫系統(tǒng)出現(xiàn)障礙，患呼吸道系統(tǒng)傳染性疾病的人數(shù)大量增加；另一方面，過量的紫外線輻射會(huì)增加皮膚癌的發(fā)病率；②影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量；③影響水生生態(tài)系統(tǒng)，會(huì)直接引起整個(gè)水生食物鏈的破壞。（3）措施：①減少破壞臭氧層的有害氣體的排放，如冰箱制冷劑氟利昂的排放（改為無氟制冷劑）；②尋找新的替代品，對(duì)替代品的研制要加大力度。應(yīng)用體驗(yàn)地球大氣又稱“氮氧大氣”，結(jié)合地球大氣圈25千米以下干潔空氣的主要成分表，完成1～2題。氣體成分氮?dú)庋鯕鈿鍤舛趸计渌ò粞酰w積分?jǐn)?shù)（%）78210.930.038（變動(dòng)）0.0321.下列與干潔空氣共同組成低層大氣的有（）①水汽②氫氣③雜質(zhì)④紫外線A．①③B．①④C．②③D．②④2.有關(guān)干潔空氣中各成分，說法正確的是（）A．氮?dú)馐堑厍蛏仙矬w的基本成分B．氧是地球生命活動(dòng)必需的物質(zhì)C．稀有氣體體積所占比重最低D．二氧化碳是光合作用的主要產(chǎn)物探究點(diǎn)二大氣的垂直分層核心歸納1.從近地面到太空大氣的溫度、密度、氣壓、水汽和塵埃含量的變化，如下圖：2.大氣垂直分層垂直分層直接熱源溫度隨高度的變化大氣運(yùn)動(dòng)形式與人類關(guān)系高層大氣太陽輻射隨高度增加氣溫先降后升電離層反射無線電短波，維持短波通信平流層太陽輻射氣溫隨高度的增加而升高（下冷上熱）水平運(yùn)動(dòng)天氣晴朗，利于航空飛行；臭氧層吸收紫外線，被譽(yù)為“地球生命的保護(hù)傘”對(duì)流層地面輻射氣溫隨高度的增加而下降（下熱上冷）對(duì)流運(yùn)動(dòng)與人類關(guān)系最密切；天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變應(yīng)用體驗(yàn)2022年5月4日至6日，我國科考隊(duì)完成了珠峰地區(qū)大氣臭氧垂直探空實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)共放飛了十次探空氣球，最高一次氣球飛升至距地面39.1千米的空中。本次探空實(shí)驗(yàn)獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)研究青藏高原大氣的演變規(guī)律起到非常重要的作用。下圖為剛放飛的氦氣探空氣球和大氣垂直分層示意圖。據(jù)此完成1～3題。1.甲層大氣的主要特點(diǎn)是（）A．水汽雜質(zhì)少且能見度高B．大氣平流運(yùn)動(dòng)顯著C．氣溫隨高度增加而增加D．天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變2.探空氣球升空經(jīng)歷的氣溫變化是（）A．一直升高B．一直降低C．先升高再降低D．先降低再升高3.探空氣球最高飛升至（）A．對(duì)流層B．平流層C．電離層D．高層大氣探究點(diǎn)三逆溫現(xiàn)象核心歸納1.含義在對(duì)流層，氣溫垂直分布的一般情況是隨高度增加而降低，大約每升高100米，氣溫降低0.6℃。這主要是因?yàn)閷?duì)流層大氣的主要熱源是地面，離地面越高，受熱越少，氣溫就越低。但在一定條件下，對(duì)流層中也會(huì)出現(xiàn)氣溫隨高度增加而上升的現(xiàn)象，稱為逆溫現(xiàn)象。2.逆溫類型（1）輻射逆溫：在晴朗無云的夜間或黎明，由于大氣逆輻射較弱，地面輻射散失的熱量多，近地面氣溫迅速下降，而高處大氣層降溫幅度較小，從而出現(xiàn)上暖下冷的逆溫現(xiàn)象。這種逆溫現(xiàn)象黎明前最明顯，日出后逆溫層自下而上消失。（2）平流逆溫：當(dāng)暖空氣運(yùn)動(dòng)到冷的地面上時(shí)，暖空氣與冷地面之間不斷進(jìn)行熱量交換，暖空氣下層受冷地面影響大，氣溫降低較快，上層降溫較慢，從而形成逆溫。該逆溫現(xiàn)象多出現(xiàn)在中緯度沿海地區(qū)。（3）鋒面逆溫：鋒面是冷暖氣團(tuán)之間狹窄的過渡帶，暖氣團(tuán)位于鋒面之上，冷氣團(tuán)在下，在冷暖氣團(tuán)之間的過渡帶上形成逆溫。（4）地形逆溫：常發(fā)生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散熱快，山坡上的冷空氣沿山坡下沉到谷底，谷底原來較暖的空氣被冷空氣抬升，從而出現(xiàn)溫度的倒置現(xiàn)象。這樣的逆溫一般是在一定的地形條件下形成的，所以稱為“地形逆溫”。狀元隨筆逆溫的影響（1）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，它使大氣能見度降低，給人們的出行帶來不便，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)流受阻，會(huì)造成近地面大氣中的污染物不能及時(shí)擴(kuò)散，從而危害人體健康。（2）有利影響①抑制沙塵暴的發(fā)生。因?yàn)樯硥m暴發(fā)生的條件是大風(fēng)、沙塵、強(qiáng)對(duì)流運(yùn)動(dòng)。②逆溫若出現(xiàn)在高空，對(duì)飛機(jī)的飛行極為有利，使飛機(jī)在飛行中不會(huì)有大的顛簸，同時(shí)也提高了大氣能見度，使飛行更加安全。應(yīng)用體驗(yàn)下圖是某雜志刊登的北半球中緯度某地的景觀圖，雜志上寫著“簇?fù)碓诎肷窖g的朵朵白云，像凝固了一樣，經(jīng)久不散”，實(shí)際上是煙柱上升到一定的高度后不能繼續(xù)上升，而轉(zhuǎn)為由水平方向向四周擴(kuò)散。據(jù)此完成1～2題。1.此時(shí)天氣最可能是（）A．晴朗大風(fēng)B．晴朗無風(fēng)C．陰雨大風(fēng)D．陰雨無風(fēng)2.下列四圖最可能正確表示此時(shí)圖示區(qū)域氣溫垂直變化狀況的是（）第三步·課堂達(dá)標(biāo)檢測——即時(shí)訓(xùn)練鞏固落實(shí)臭氧層位于平流層中，被稱為“地球生命保護(hù)傘”。下圖為平流層氣溫隨高度變化示意圖。據(jù)此完成1～2題。1.正確表示平流層氣溫變化的曲線是（）A．①B．②C．③D．④2.臭氧層（）A．可降低人類患皮膚病的概率B．集聚了大量水汽和雜質(zhì)C．大量吸收地面長波輻射增溫D．與人類的關(guān)系最為密切當(dāng)衛(wèi)星、航天飛船等空間飛行器以很快的速度返回大氣層時(shí)，在一定高度區(qū)域，與地面的通信聯(lián)絡(luò)會(huì)中斷，這個(gè)中斷聯(lián)絡(luò)的區(qū)域就是黑障區(qū)。黑障區(qū)一般出現(xiàn)在高層大氣底部、平流層頂部的大氣層間。下圖示意宇宙飛船返回地面的過程示意圖。據(jù)此完成3～4題。3.圖中最可能出現(xiàn)黑障的位置是（）A．①B．②C．③D．④4.飛船返回地面過程中（）A．①處溫度可達(dá)1000℃B．②處有臭氧層存在C．③處能經(jīng)歷云雨現(xiàn)象D．④處氣溫高于近地面5.閱讀圖文資料，完成要求。氯氟烴等氣體在低空不易分解，上升到平流層，破壞臭氧，使臭氧層變薄或出現(xiàn)空洞。臭氧空洞最嚴(yán)重的是南北極和青藏高原地區(qū)，這“三極”自然條件惡劣，人煙稀少，當(dāng)?shù)厝藗兿虼髿庵兴欧诺穆确鸁N數(shù)量有限，為什么“三地”上空臭氧層所受的破壞反而比較嚴(yán)重呢？[教材探究活動(dòng)點(diǎn)撥·參考答案]P39·探索大型民航客機(jī)飛行高度主要位于平流層。該層上部存在大量臭氧，臭氧吸收紫外線，上層溫度高，底部溫度低，上熱下冷，平流運(yùn)動(dòng)顯著，利于飛機(jī)的安全飛行。P41·思考變化：大氣的組成成分增加了氣溶膠和污染氣體等。影響：（1）人類活動(dòng)產(chǎn)生的氣溶膠包括工業(yè)生產(chǎn)、生活燃料和交通工具排放的煙霧粉塵等，氣溶膠粒子能反射、散射、吸收部分太陽輻射，改變區(qū)域的輻射平衡，影響地面和大氣的溫度，導(dǎo)致氣候異常；產(chǎn)生霧霾天氣，大氣能見度下降，影響居民出行；氣溶膠作為凝結(jié)核，致使區(qū)域性的降水增加，城市雨島效應(yīng)增強(qiáng)。（2）大量污染氣體進(jìn)入環(huán)境，通過降水等形式，從空中落地，污染地表水、地下水、土壤、生物體等，對(duì)人類的健康造成威脅；產(chǎn)生酸雨、光化學(xué)煙霧等危害生命體；一些污染氣體的混合體具有毒性，會(huì)導(dǎo)致人類的呼吸系統(tǒng)疾?。坏鹊?。P42·活動(dòng)評(píng)價(jià)分析當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量1.略。2.會(huì)造成大氣污染的人類活動(dòng)：燃燒化石燃料；以毀林開荒、過度放牧等形式破壞植被；工廠、汽車排放污染物；建筑工地產(chǎn)生的揚(yáng)塵；等等。減少大氣污染的措施：加強(qiáng)對(duì)排污企業(yè)的監(jiān)管，污染物達(dá)標(biāo)排放；植樹種草，恢復(fù)植被；大力發(fā)展公共交通、推行綠色出行；等等。P44·活動(dòng)觀察分析雙子天文望遠(yuǎn)鏡的選址兩個(gè)最佳天文觀測點(diǎn)均位于高海拔地區(qū)，空氣稀薄，水汽少，晴天多，大氣的能見度高。幾乎無云，觀測時(shí)間長；空氣稀薄，大氣溫度和密度起伏引起的折射率變化小，保證了觀測的準(zhǔn)確性；遠(yuǎn)離城市、工廠，避免了人工光源及塵埃等對(duì)觀測的干擾。P45·思考1.優(yōu)點(diǎn)：探測范圍廣，具有全球性；不受季節(jié)和地域影響，精確度高。2.通過碳排放的量化監(jiān)測，確定溫室氣體減排的具體舉措；通過測量數(shù)據(jù)，提高對(duì)全球碳循環(huán)過程的理論認(rèn)識(shí)，提高對(duì)氣候變化預(yù)測的準(zhǔn)確性；為全球氣候變化提供更豐富的監(jiān)測數(shù)據(jù)；增強(qiáng)我國在氣候變化方面的話語權(quán)。P45·作業(yè)題1.大氣主要由氮?dú)夂脱鯕饨M成，對(duì)人類的生存和生產(chǎn)有重要影響。其中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)約為78%，氧氣的體積分?jǐn)?shù)約為21%?？諝庵械难鯕鈱?duì)于所有需氧生物來說是必需的。動(dòng)物需要呼吸氧氣，綠色植物的呼吸作用也需要氧氣。人需要呼吸空氣以維持生命。污染的空氣直接影響身體健康，誘發(fā)呼吸道疾病與生理機(jī)能障礙，眼、鼻等的黏膜組織受到污染物刺激也會(huì)患病。即使大氣中污染物濃度不高，但人體成年累月呼吸這種污染了的空氣，也會(huì)引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫及肺癌等疾病。大氣污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等嚴(yán)重影響植物。當(dāng)污染物濃度很高時(shí)，會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生急性危害，使植物葉表面產(chǎn)生傷斑，或者直接使葉片枯萎脫落；當(dāng)污染物濃度不高時(shí)，也會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生慢性危害，如植物葉片褪綠，植物質(zhì)量下降等。大氣污染物對(duì)天氣和氣候的影響是十分顯著的，如削弱到達(dá)地面太陽輻射量、加劇酸雨、毀壞森林和農(nóng)作物、腐蝕金屬和損壞建筑物等。2.大氣分層吸收熱量的主要物質(zhì)熱量來源氣溫變化大氣運(yùn)動(dòng)及其對(duì)人類影響對(duì)流層水汽、二氧化碳和固體雜質(zhì)地面輻射隨高度增加而遞減（水汽、二氧化碳吸收地面長波輻射）大多垂直運(yùn)動(dòng)，水汽、雜質(zhì)較多，天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變平流層臭氧太陽輻射隨高度增加而遞增（臭氧吸收紫外線）大多水平運(yùn)動(dòng)，天氣晴朗，利于飛行高層大氣氧原子太陽輻射隨高度增加先遞減（無臭氧），后遞增（氧原子吸收波長小于0.175μm的太陽紫外線）先垂直運(yùn)動(dòng)，后向外散逸，電離層可以反射無線電波，使人類可以遠(yuǎn)距離傳播信息3.（1）磁暴可能引發(fā)電子導(dǎo)航系統(tǒng)和人造衛(wèi)星通信故障。同時(shí)可以擴(kuò)大極光現(xiàn)象出現(xiàn)的范圍。（2）極光是來自地球磁層或太陽的高能帶電粒子流（太陽風(fēng)）使高層大氣分子或原子激發(fā)（或電離）而產(chǎn)生的現(xiàn)象。（3）極光常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極地區(qū)的上空。第二節(jié)大氣的組成與垂直分層第一步新課學(xué)前預(yù)習(xí)一、1．(1)氮(2)氧(3)人類活動(dòng)光合保溫(4)紫外線2．(1)天氣(2)凝結(jié)核二、2．降低對(duì)流水平電離層第二步互動(dòng)釋疑解惑探究點(diǎn)一[應(yīng)用體驗(yàn)]1～2.解析：第1題，低層大氣的組成主要包括干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)，水汽和固體雜質(zhì)較少，①③正確。氫氣屬于干潔空氣，②錯(cuò)誤。紫外線屬于太陽輻射，不是低層大氣的組成物質(zhì)，④錯(cuò)誤。故選A。第2題，氮元素是地球上生物體的基本元素，A錯(cuò)誤；氧是地球生命活動(dòng)必需的物質(zhì)，B正確；在干潔空氣中氬氣(稀有氣體)體積比重高于二氧化碳，C錯(cuò)誤；二氧化碳是光合作用的原料，D錯(cuò)誤。故選B。答案：1.A2.B探究點(diǎn)二[應(yīng)用體驗(yàn)]1～3.解析：第1題，甲層大氣為對(duì)流層，水汽含量相當(dāng)豐富，多云霧，故A排除；規(guī)則的垂直對(duì)流和不規(guī)則的湍流作用強(qiáng)，故B排除；溫度隨高度降低，故C排除；云霧降水及猛烈風(fēng)暴均發(fā)生在這一層內(nèi)，故D正確。選擇D。第2題，材料指出，探空氣球最高一次飛升至距地面39.1千米的空中，由此可知，探空氣球穿過了對(duì)流層和平流層，并未進(jìn)入高層大氣，對(duì)流層氣溫隨著高度升高而降低，平流層氣溫隨著高度上升而升高，因此正常情況下，探空氣球順利升空后記錄的溫度變化情況是先降低后升高。因此D正確，排除A、B、C，選擇D。第3題，材料指出，探空氣球最高一次飛升至距地面39.1千米的空中，因此探空氣球穿過了對(duì)流層和平流層，并未進(jìn)入高層大氣，因此最高飛入平流層，故B正確，排除A、C、D，選擇B。答案：1.D2.D3.B探究點(diǎn)三[應(yīng)用體驗(yàn)]1～2.解析：第1題，圖示中陽光充足，山嵐明亮，炊煙豎直升起，可判斷此時(shí)為晴朗無風(fēng)的天氣，B正確；陰雨天炊煙、山嵐是灰暗的，大風(fēng)時(shí)炊煙是傾斜的，A、C、D錯(cuò)誤。所以選B。第2題，