2024-2025學(xué)年新教材高中地理第2單元從地球圈層看地表環(huán)境第1節(jié)第1課時(shí)大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)大氣的受熱過程學(xué)案魯教版必修第一冊(cè)

PAGE13-第1課時(shí)大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)大氣的受熱過程課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)任務(wù)設(shè)定1.運(yùn)用圖表等資料，說明大氣的組成和垂直分層及其與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系2.運(yùn)用示意圖等資料，說明大氣受熱過程，并說明相關(guān)現(xiàn)象1.運(yùn)用圖表等資料，說明大氣的物質(zhì)組成、各層的特點(diǎn)及其成因，并駕馭各層與人類的關(guān)系。(地理實(shí)踐力、綜合思維)2.運(yùn)用大氣受熱過程示意圖，說明大氣的受熱過程，并能結(jié)合受熱過程原理說明生活中的現(xiàn)象。(地理實(shí)踐力、綜合思維)1.低層大氣主要的組成物質(zhì)有哪些？2.二氧化碳和臭氧在地理環(huán)境中的主要作用是什么？3.對(duì)流層、平流層、高層大氣的氣溫分布有何特點(diǎn)？對(duì)人類活動(dòng)分別有何影響？4.大氣對(duì)太陽輻射和地面輻射有何影響？5.什么是大氣逆輻射？它有何地理意義？一、大氣圈的組成與結(jié)構(gòu)1．低層大氣的組成：干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)。2．干潔空氣的成分及作用(1)氮：含量最多，是地球生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的重要組成部分。(2)氧：維持生命活動(dòng)必需的物質(zhì)。(3)二氧化碳：綠色植物光合作用的原料，也是調(diào)整地表溫度的重要?dú)怏w。(4)水汽：是成云致雨的必要條件，影響人類生活的舒適度。(5)塵埃：可以反射太陽輻射、降低地面溫度，是云雨形成的凝聚核，但會(huì)危害人類呼吸系統(tǒng)。[特殊提示]大氣各組成成分的比例不是固定不變的干潔空氣中各種氣體所占的比例在自然狀態(tài)下基本上是不變的，水汽和固體雜質(zhì)的含量卻是因時(shí)因地而異的。大氣中的水汽含量隨時(shí)間、地點(diǎn)和氣象條件而變更；水汽主要聚集在大氣的低層，一般是夏季多于冬季，低緯多于高緯。固體雜質(zhì)也多集中于大氣的低層，隨地區(qū)、時(shí)間和天氣條件而變更；固體雜質(zhì)一般是陸上比海上多，城市比鄉(xiāng)村多，冬季比夏季多。3．大氣的垂直分層(1)劃分依據(jù)：大氣垂直方向上的溫度、密度及運(yùn)動(dòng)狀況的差異。(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A(chǔ)對(duì)流層隨高度增加而降低對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著最為親密，天氣現(xiàn)象困難多變B平流層隨高度上升而上升水平運(yùn)動(dòng)為主適合飛機(jī)飛行；臭氧劇烈汲取太陽紫外線，被譽(yù)為“地球生命的愛護(hù)傘”C高層大氣隨高度增加先降低后上升—有電離層，能反射無線電短波[特殊提示](1)對(duì)流層氣溫隨高度的增加而降低，平流層氣溫隨高度的增加而上升。(2)無論哪一大氣層，氣壓都是隨高度的增加而降低。(3)太陽活動(dòng)劇烈時(shí)，高層大氣的電離層會(huì)受到干擾，影響無線電短波通信。1．將大氣成分與對(duì)應(yīng)的作用連線。2．將大氣圈各層與人類關(guān)系連線。二、大氣的受熱過程1．能量來源太陽輻射是地球表層最主要的能量來源。2．地面的增溫過程3．大氣的增溫過程(1)地面增溫①地面輻射：地面汲取太陽輻射而增溫，同時(shí)向外輻射熱量。②特征：與太陽輻射相比，地面輻射能量集中在紅外波段，為長(zhǎng)波輻射。(2)大氣增溫[圖表點(diǎn)撥]教材第29頁圖2-1-5，該圖展示出：(1)太陽輻射是地球表層最主要的能量來源。(2)大氣對(duì)進(jìn)入地球大氣層的太陽輻射具有汲取、反射、散射作用(減弱作用)，但絕大多數(shù)太陽輻射都透過大氣層被地面汲取。4．大氣逆輻射的保溫作用(1)大氣逆輻射：大氣在增溫的同時(shí)，向外放出長(zhǎng)波輻射，其中朝向地面的部分，因輻射方向與地面輻射相反，被稱為大氣逆輻射。(2)作用：大氣逆輻射把熱量還給地面，在肯定程度上補(bǔ)償了地面輻射損失的熱量，對(duì)地面起到保溫作用。[名師點(diǎn)撥]大氣逆輻射并不只存在于晚上大氣逆輻射是大氣輻射的一部分，是始終存在的。白天由于太陽輻射的影響，大氣主要對(duì)太陽輻射起減弱作用；晚上由于沒有太陽輻射，近地面受大氣逆輻射的影響顯著。[微思索]“我欲乘風(fēng)歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒”。請(qǐng)問“高處不勝寒”是如何形成的？提示：地面輻射是低層大氣主要的熱源，越往高處接受到的地面輻射越少，氣溫越低。大氣的垂直分層2020年11月24日凌晨4時(shí)30分，伴隨著一聲轟鳴巨響，長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭攜載探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器在海南文昌航天放射場(chǎng)點(diǎn)火升空，在破曉中劃出一道亮麗的金色弧線，向著月球飛去。12月1日23時(shí)許，嫦娥五號(hào)勝利著陸月面，開展了太陽翼綻開、機(jī)構(gòu)解鎖等相關(guān)打算工作。12月2日4時(shí)53分探月工程嫦娥五號(hào)著陸器和上升器組合體完成了月球鉆取及封裝。問題1(區(qū)域認(rèn)知)長(zhǎng)征五號(hào)放射過程中，先后穿過的大氣層有哪些？提示：先后穿過對(duì)流層、平流層、高層大氣。問題2(綜合思維)太陽活動(dòng)會(huì)對(duì)高層大氣帶來哪些影響？提示：太陽活動(dòng)帶來的高能帶電粒子可能會(huì)在極地地區(qū)產(chǎn)生極光現(xiàn)象，擾亂電離層，干擾無線電短波通信。1．大氣垂直分層的高度范圍分層高度范圍對(duì)流層低緯：17～18km；中緯：10～12km；高緯：8～9km平流層對(duì)流層頂部至50km高層大氣從平流層頂部到大氣上界2.大氣垂直分層的特征及成因分層主要特點(diǎn)特點(diǎn)成因?qū)α鲗託鉁仉S高度的增加而降低地面是低層大氣主要的干脆熱源空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)顯著上部冷、下部熱天氣現(xiàn)象困難多變集中了整個(gè)大氣質(zhì)量的四分之三和幾乎全部的水汽與固體雜質(zhì)；對(duì)流運(yùn)動(dòng)劇烈，易成云致雨平流層氣溫隨高度上升而上升該層中的臭氧汲取太陽紫外線以水平運(yùn)動(dòng)為主該層大氣上熱下冷，大氣穩(wěn)定天氣晴朗水汽雜質(zhì)少，氣流平穩(wěn)高層大氣氣溫隨高度增加先降低后增加；大氣密度很小距地面遠(yuǎn)，受引力影響小3.對(duì)流層天氣現(xiàn)象多變的緣由4．平流層適合高空飛行的緣由[名師點(diǎn)撥]逆溫現(xiàn)象及危害(1)逆溫現(xiàn)象：正常狀況下，對(duì)流層的氣溫隨高度增加而遞減，且海拔每上升100m，氣溫下降約0.6℃。但在肯定條件下，對(duì)流層的某一高度有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)氣溫隨高度增加而上升的現(xiàn)象或者氣溫隨高度增加而降低的幅度小于垂直遞減率(如圖所示)，這種現(xiàn)象我們稱之為“逆溫”。(2)危害①出現(xiàn)多霧天氣。早晨多霧的天氣大多與逆溫有親密的關(guān)系，它使能見度降低，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)造成近地面污染物不能剛好擴(kuò)散，從而危害人體健康。③對(duì)航空造成影響。“逆溫”多出現(xiàn)在低空，多霧天氣給飛機(jī)起降帶來不便。假如出現(xiàn)在高空，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。1．下圖為大氣垂直分層示意圖。讀圖，完成(1)～(3)題。(1)下列敘述正確的是()A．低層大氣主要由干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)組成B．云、雨、雪、雷電等天氣現(xiàn)象主要發(fā)生在平流層C．大氣中臭氧的主要作用是削減紅外線對(duì)生物的損害D．大氣組成成分的比例不會(huì)因人類活動(dòng)的影響而變更(2)地球大氣層，一般隨高度增加()A．氣溫降低 B．氣壓上升C．密度減小 D．濕度增大(3)北京飛往美國(guó)華盛頓的飛機(jī)，升空20分鐘后遇到雷雨天氣，此時(shí)飛機(jī)應(yīng)()A．快速進(jìn)行迫降 B．不斷降低飛行高度C．保持原有高度 D．升至萬米以上高空(1)A(2)C(3)D[第(1)題，低層大氣主要由干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)組成。云、雨、雪、雷電等天氣現(xiàn)象主要發(fā)生在對(duì)流層。大氣中臭氧的主要作用是削減紫外線對(duì)生物的損害。大氣組成成分的比例會(huì)因人類活動(dòng)的影響而變更，如二氧化碳比例的增加主要是人為因素導(dǎo)致的。第(2)題，地球大氣層一般隨高度增加，對(duì)流層氣溫降低，平流層氣溫上升，高層大氣氣溫先降低后上升；地球大氣層一般隨高度增加而氣壓降低、密度減小、濕度降低。第(3)題，雷雨天氣一般出現(xiàn)在對(duì)流層，飛機(jī)遇到雷雨天氣說明還在對(duì)流層，對(duì)流層由于大氣對(duì)流現(xiàn)象明顯，大氣不穩(wěn)定，不相宜飛機(jī)飛行，飛機(jī)應(yīng)升至萬米以上高空的平流層，以保證平安。]大氣的受熱過程在月球上，一天中不同時(shí)段的溫差可能超過350℃。所以，月球上山峰的向陽面比火焰山還要熱，而山的背陽面卻比冰窖還要冷得多。當(dāng)月球被地球遮住時(shí)，溫度會(huì)更低。問題1(地理實(shí)踐力)請(qǐng)?jiān)谙聢D中合適的位置標(biāo)注太陽輻射、汲取(大氣對(duì)太陽輻射)、反射(大氣對(duì)太陽輻射)、地面輻射、大氣逆輻射。提示：?jiǎn)栴}2(綜合思維)分別說明大氣對(duì)太陽輻射和近地面的影響。提示：大氣通過反射、散射、汲取對(duì)太陽輻射具有減弱作用。大氣通過大氣逆輻射，對(duì)近地面具有保溫作用。問題3(綜合思維)簡(jiǎn)要分析月球表面晝夜溫差大的緣由。提示：月球表面無大氣。白天，沒有大氣對(duì)太陽輻射的減弱作用，太陽輻射全部到達(dá)月面，使其溫度很高；夜晚無大氣逆輻射，無大氣的保溫作用，月球表面散失熱量多，使其溫度很低。1．大氣的受熱過程大氣通過對(duì)太陽短波輻射和地面長(zhǎng)波輻射的汲取，實(shí)現(xiàn)了受熱過程，而大氣對(duì)地面的保溫作用是大氣受熱過程的持續(xù)。詳細(xì)圖解如下：2．大氣對(duì)太陽輻射的減弱作用作用特點(diǎn)eq\a\vs4\al(參加作用的,大氣成分)被減弱的輻射eq\a\vs4\al(形成的自,然現(xiàn)象)反射作用無選擇性云層、較大塵埃各種波長(zhǎng)的太陽輻射夏季多云的白天，氣溫不太高散射作用有選擇性大氣分子、顆粒微小的塵埃波長(zhǎng)較短的藍(lán)、紫色光晴朗天空呈蔚藍(lán)色無選擇性顆粒較大的塵埃等各種波長(zhǎng)的太陽輻射陰天、黎明天空呈灰白色汲取作用有選擇性臭氧、水汽、二氧化碳紫外光、紅外光3．大氣受熱過程原理的應(yīng)用(1)說明溫室氣體大量排放對(duì)全球變暖的影響(2)利用大氣保溫作用原理分析農(nóng)業(yè)現(xiàn)象①我國(guó)北方地區(qū)利用溫室大棚生產(chǎn)反季節(jié)蔬菜。②深秋農(nóng)夫利用秸稈燃燒制造煙霧預(yù)防霜凍。③華北等地區(qū)農(nóng)夫利用地膜覆蓋進(jìn)行農(nóng)作物種植。④干旱半干旱地區(qū)果園中鋪沙或鵝卵石，不但能削減土壤水分蒸發(fā)，還能增加晝夜溫差，有利于水果的糖分積累等。(3)利用大氣的減弱作用原理分析某地區(qū)太陽能的豐歉如：高海拔地區(qū)——空氣淡薄，大氣的減弱作用弱，太陽能豐富；內(nèi)陸地區(qū)——?dú)夂蜉^干旱，晴天多，陰雨天少，大氣的減弱作用弱，太陽能豐富。2．下圖為大氣受熱過程示意圖。讀圖，完成(1)～(3)題。(1)低層大氣主要的熱量來源是()A．① B．②C．③ D．④(2)青藏高原地區(qū)太陽輻射強(qiáng)，但近地面氣溫比同緯度平原地區(qū)低，主要是因?yàn)?)A．大氣汲?、偕?B．大氣汲?、谏貱．地面汲取③少 D．地面汲?、苌?3)圖中箭頭④比①細(xì)的主要緣由是()A．大氣逆輻射 B．大氣減弱作用C．地面反射作用 D．地面減弱作用(1)B(2)B(3)B[解答本題首先要明確圖中各數(shù)字代表的含義，①是太陽輻射，②是地面輻射，③是大氣逆輻射，④是到達(dá)地面的太陽輻射。第(1)題，低層大氣主要的熱量來源是地面輻射。第(2)題，青藏高原雖然太陽輻射強(qiáng)，但是海拔高、空氣淡薄，大氣汲取的地面輻射少，氣溫低。第(3)題，太陽輻射穿過大氣層時(shí)，受大氣的汲取、反射和散射等減弱作用，從而使到達(dá)地面的太陽輻射有所削減。]地理實(shí)踐力：視察農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫室大棚生產(chǎn)溫室又稱暖房，能透光、保溫(或加溫)，用來栽培植物的設(shè)施。在不相宜植物生長(zhǎng)的季節(jié)，溫室能供應(yīng)溫室生育期和增加產(chǎn)量，多用于低溫季節(jié)喜溫蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。溫室的種類多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加溫條件等又可分為許多種類。下圖為在東北地區(qū)某蔬菜大棚里所拍攝的照片。據(jù)圖完成1～3題。1．下列不屬于大棚技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響的是()A．有利于充分利用太陽光能，提高大棚內(nèi)的溫度B．有利于提高光照強(qiáng)度，增加農(nóng)作物的光合作用C．有利于保持、調(diào)整大棚內(nèi)空氣的濕度D．有利于保持、調(diào)整大棚內(nèi)土壤的水分2．冬春季節(jié)，菜農(nóng)常在大棚內(nèi)墻上懸掛光亮鏡面膜，對(duì)其懸掛位置及作用的敘述正確的是()A．南墻，提高棚內(nèi)溫度B．北墻，增加棚內(nèi)光照C．南墻，增加棚內(nèi)光照D．北墻，提高棚內(nèi)濕度3．在夏季，菜農(nóng)有時(shí)會(huì)給大棚覆蓋黑色尼龍網(wǎng)，這樣做的目的是()A．增加大氣逆輻射，降低棚內(nèi)溫度B．阻擋地面輻射，防止夜間溫度過低C．減弱太陽輻射，削減農(nóng)作物水分蒸騰D．增加地面輻射，提高農(nóng)作物存活率1.B2.B3.C[第1題，塑料大棚相當(dāng)于溫室，可以減弱光照強(qiáng)度，提高大棚溫度，從而有利于調(diào)整大棚內(nèi)的空氣的溫度和土壤水分，因此B項(xiàng)錯(cuò)誤。第2題，冬春季節(jié)，太陽光照條件差，在北墻懸掛光亮鏡面膜可通過反射陽光增加棚內(nèi)光照，促進(jìn)光合作用。第3題，夏季光照強(qiáng)，黑色尼龍網(wǎng)可減弱過強(qiáng)的太陽輻射，并削減作物水分蒸騰。]本題組通過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的溫室大棚生產(chǎn)，主要考查了大氣的保溫效應(yīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，體現(xiàn)了地理學(xué)科的地理實(shí)踐力。溫室大棚覆蓋層(塑料薄膜或玻璃)能夠讓太陽短波輻射進(jìn)入大棚內(nèi)部，大棚內(nèi)的地面輻射不能透過大棚覆蓋層散失，從而達(dá)到保溫作用。課堂小結(jié)課堂速記1．低層大氣的主要成分是干潔空氣、水汽和固體雜質(zhì)；干潔空氣的主要成分是氮和氧。2．二氧化碳是綠色植物光合作用的原料，可以調(diào)整地表溫度；臭氧能夠汲取太陽輻射中的紫外線，愛護(hù)地球上的生命。3．大氣層自下而上分為對(duì)流層、平流層和高層大氣。(1)對(duì)流層的溫度隨高度增加而降低，人類生活在對(duì)流層底部，天氣現(xiàn)象困難多變，與人類關(guān)系最親密。(2)平流層氣溫隨海拔的上升而上升，平流層是航空飛行的志向空域，臭氧主要分布于該層。(3)高層大氣的溫度隨高度的增高先降低后上升，其中的電離層對(duì)無線電短波通信具有重要影響。4．大氣對(duì)太陽輻射的汲取具有選擇性，干脆汲取的太陽輻射很少，絕大部分太陽輻射都能透過大氣來到地面。地面輻射的絕大部分都被對(duì)流層中的二氧化碳和水汽汲取，只有一小部分能透射到宇宙空間。5．大氣增溫的同時(shí)向外放出長(zhǎng)波輻射，其中朝向地面的部分稱為大氣逆輻射。大氣逆輻射把熱量還給地面，在肯定程度上補(bǔ)償了地面輻射損失的熱量，對(duì)地面起到了保溫作用。題組1大氣的組成與結(jié)構(gòu)地球大氣又被稱為“氮氧大氣”，結(jié)合地球大氣圈25km以下干潔空氣的主要成分表，完成1～2題。氣體成分體積占比(%)氮(N2)78氧(O2)21氬(Ar)0.934二氧化碳(CO2)0.33(變動(dòng))1．地球大氣被稱為“氮氧大氣”是因?yàn)榈脱?)A．占干潔空氣成分的99%B．占大氣成分的99%C．是生命活動(dòng)必不行缺的物質(zhì)D．在其他天體上不存在2．目前，二氧化碳變動(dòng)的主要緣由有()①植樹造林②大量燃燒化石燃料③新能源公交車的漸漸普及④森林、草原開墾成農(nóng)田A．①③ B．②④C．①② D．③④1.A2.B[第1題，氮和氧是大氣的主要成分，在干潔空氣(25km以下)成分中，氮和氧約占99%，故又稱地球大氣為“氮氧大氣”。第2題，目前，大氣中的二氧化碳濃度漸漸上升，主要是因?yàn)樯衷獾狡茐暮腿祟惔罅咳紵剂?。]下圖為地球大氣的垂直分層圖。據(jù)此完成3～4題。3．①②③④四條曲線中，正確的是()A．① B．②C．③ D．④4．影響該大氣層氣溫垂直變更的主要因素是()A．地面輻射 B．二氧化碳C．臭氧氣體 D．人類活動(dòng)3.A4.C[第3題，由圖可知該層大氣高度為12～50km，為平流層；平流層底部存在臭氧層，可以汲取紫外線增溫，底部升溫快，平流層大氣溫度隨高度增加而遞增，圖中橫坐標(biāo)越往右溫度越高，①符合該特征。第4題，對(duì)流層受地面輻射影響較大，非平流層；對(duì)流層大氣靠水汽和二氧化碳汲取地面長(zhǎng)波輻