3.1 大氣的組成與垂直分層 課件高一上學(xué)期 地理 湘教版（2019）必修一

第三章地球上的大氣第一節(jié)大氣的組成與垂直分層第二節(jié)大氣受熱過(guò)程第三節(jié)大氣熱力環(huán)流3.1大氣的組成和垂直分層【課程標(biāo)準(zhǔn)】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)】1.識(shí)記大氣的主要組成成分和大氣垂直分層的各層名稱(chēng)，并說(shuō)出對(duì)流層、平流層的主要特點(diǎn)及與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系；2.在探究地理事物的過(guò)程中，指導(dǎo)學(xué)生閱讀圖表的方法以及地理學(xué)習(xí)的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力；3.通過(guò)對(duì)相關(guān)地理現(xiàn)象和問(wèn)題的思考和討論，體會(huì)保護(hù)大氣的重要意義，樹(shù)立人地協(xié)調(diào)觀。目錄1.大氣的組成2.大氣的垂直分層大氣中不包含水汽和雜質(zhì)的整個(gè)混合氣體1、干潔空氣含量很少且不固定，隨時(shí)間、空間及氣象條件而變化。2、水汽含量不定，隨時(shí)間、空間及天氣條件而變化。3、雜質(zhì)一、大氣的組成大氣是多種氣體的混合物。低層大氣主要由干潔空氣、水汽和雜質(zhì)三部分組成。1干潔空氣：低層大氣中除去水汽和雜質(zhì)以外的混合氣體氮?dú)?8%氧氣21%其他氣體1%氮是地球生物體的基本成分。氧是人類(lèi)和其他好氧生物維持生命活動(dòng)必需的物質(zhì)。參與有機(jī)物的燃燒、腐敗和分解過(guò)程。二氧化碳是綠色植物進(jìn)行光合作用的基本原料，對(duì)地面起著保溫作用。臭氧能強(qiáng)烈吸收太陽(yáng)紫外線(xiàn)，既保護(hù)地球上的生物，又具有殺菌作用。1、氮主要用于合成氨，也是合成纖維，合成樹(shù)脂，合成橡膠等的重要原料。2、氮是一種營(yíng)養(yǎng)元素，可以用來(lái)制作化肥。3、由于氮的化學(xué)惰性，常用作保護(hù)氣體，如：瓜果，食品，燈泡填充氣。以防止某些物體暴露于空氣時(shí)被氧所氧化。用氮?dú)馓畛浼Z倉(cāng)，可使糧食不霉?fàn)€、不發(fā)芽，長(zhǎng)期保存。4、高純氮?dú)庥米魃V儀等儀器的載氣。用作銅管的光亮退火保護(hù)氣體。與高純氦氣、高純二氧化碳一起用作激光切割機(jī)的激光氣體。5、在化工行業(yè)，氮?dú)庵饕米鞅Ｗo(hù)氣體、置換氣體、洗滌氣體、安全保障氣體。用作鋁制品、鋁型材加工，鋁薄軋制等保護(hù)氣體。用作回流焊和波峰焊配套的保護(hù)氣體，提高焊接質(zhì)量。用作浮法玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的保護(hù)氣體，防錫槽氧化。氮?dú)庋鯕饩哂蟹浅V泛的用途。主要是供給呼吸，支持燃燒和反應(yīng)放熱三個(gè)方面：1、供給呼吸：一般情況下，呼吸只需要空氣即可。但在缺氧、低氧或無(wú)氧環(huán)境，例如：潛水作業(yè)、登山運(yùn)動(dòng)、高空飛行、宇宙航行、醫(yī)療搶救等時(shí)，常需使用氧氣。2、支持燃燒：一般情況下，燃燒只需空氣即可。但在某些需要高溫、快速燃燒等特殊要求時(shí)，例如鼓風(fēng)煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼等，則需使用富氧空氣或氧氣。3、反應(yīng)放熱：氧化反應(yīng)特別是燃燒反應(yīng)時(shí)，放出的大量熱可被利用。例如燃煤取暖、火力發(fā)電；工業(yè)上利用乙炔（C2H2）在氧氣里燃燒時(shí)產(chǎn)生的氧炔焰來(lái)焊接或切割金屬，氧炔焰能產(chǎn)生3000℃以上的高溫。氧氣在奧運(yùn)會(huì)等世界重大體育賽事中，來(lái)自非洲埃塞俄比亞、肯尼亞的中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員往往成績(jī)優(yōu)異。為什么？高原地區(qū)海拔高，空氣中的氧含量比較低，這種環(huán)境下的訓(xùn)練能夠直接刺激運(yùn)動(dòng)員的心肺功能提高運(yùn)動(dòng)員的耐缺氧能力，從而提高運(yùn)動(dòng)員的有氧代謝能力。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。目前，世界公認(rèn)的平原運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行高原訓(xùn)練的最佳高度為海拔1800-2400米。我國(guó)已建成甘肅榆中、青海多巴、云南海埂、河北興隆、云南呈貢等國(guó)家級(jí)高原體育訓(xùn)練基地。探究殺菌：可以迅速而徹底的消減消除空氣中、水中的病毒及細(xì)菌。保鮮：美、日及歐洲先進(jìn)國(guó)家，已大量將臭氧應(yīng)用在各種食品的儲(chǔ)存上，可以延長(zhǎng)食品的貯藏期及降低腐壞率，以降低損失、提高利潤(rùn)。漂白：因臭氧有很強(qiáng)的氧化作用，所以本身就是很強(qiáng)的漂白劑，可應(yīng)用于洗衣、食品、廢水處理。除臭：因臭氧有很強(qiáng)的氧化分解能力，可迅速而徹底的消除空氣中、水中的各種異味。臭氧雷陣雨過(guò)后，我們有時(shí)候會(huì)聞到一股刺鼻的氣味，這就是臭氧的氣味。臭氧主要分布在平流層，臭氧層是指平流層中臭氧集中的層次。臭氧層變薄、濃度降低的現(xiàn)象，稱(chēng)為臭氧層破壞。臭氧層破壞可能引起一系列不利于人類(lèi)的氣候生物效應(yīng)，這種情況已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注。據(jù)科學(xué)家研究，大氣中的臭氧含量每減少1%，到達(dá)地面的太陽(yáng)紫外線(xiàn)輻射就增加2%。過(guò)量的紫外線(xiàn)輻射會(huì)增加人的皮膚癌患病率，還會(huì)引發(fā)白內(nèi)障、免疫系統(tǒng)缺陷和發(fā)育停滯等疾病。在距南極洲較近的智利海倫娜岬角，當(dāng)?shù)鼐用裰灰叱黾议T(mén)，就要在暴露的皮膚表面涂上防曬油，戴上太陽(yáng)眼鏡，否則半小時(shí)后，皮膚就會(huì)被曬成鮮紅的粉紅色，并伴有癢痛；羊群則多患白內(nèi)障，幾乎全盲；河里捕到的鮮魚(yú)也多是盲魚(yú)。鏈接：臭氧層鏈接：臭氧洞20世紀(jì)70年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)南極地區(qū)上空的臭氧層量下降嚴(yán)重，出現(xiàn)了“南極臭氧洞”?！澳蠘O臭氧洞”是一種形象的說(shuō)法，指的是在南極地區(qū)上空出現(xiàn)了全球臭氧量最低值（低于全球臭氧平均值的30%-40%），相對(duì)于其他地區(qū)來(lái)說(shuō)，就像是一個(gè)空洞。2006年，“南極臭氧洞”面積已經(jīng)超過(guò)北美洲的面積。臭氧/多布森單位1979年10月16日2015年10月4日110220330440550注：多布森單位是用來(lái)度量大氣中臭氧柱尺度的單位。1個(gè)多布森單位等于在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下千分之一厘米臭氧層厚度。當(dāng)臭氧層厚度低于220個(gè)多布森單位時(shí)，臭氧層便出現(xiàn)空洞。鏈接：臭氧洞臭氧洞《保護(hù)臭氧層維也納公約》ViennaConventionfortheprotectionoftheozonelayer為了保護(hù)臭氧層，國(guó)際社會(huì)于1985年締結(jié)了《保護(hù)臭氧層維也納公約》，開(kāi)啟了全球攜手保護(hù)臭氧層的歷程。1987年9月16日，46個(gè)締約方在加拿大蒙特利爾達(dá)成了《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》，限制生產(chǎn)和使用氯氟碳化物等消耗臭氧層的物質(zhì)。1.有人認(rèn)為，臭氧層是“地球生命的保護(hù)傘”。你認(rèn)同這種看法么？為什么？3.你還了解哪些全球性大氣環(huán)境問(wèn)題？它們與大氣中的哪些成分及其含量的變化相關(guān)？認(rèn)同。臭氧層保護(hù)地球上的人類(lèi)和動(dòng)植物免遭過(guò)量紫外線(xiàn)的傷害。全球氣候變暖←←←二氧化碳等溫室氣體增多酸雨←←←二氧化硫等酸性氣體增多思考：臭氧層2.你知道臭氧層是因?yàn)槭裁幢黄茐牡膯?？人?lèi)活動(dòng)的影響，主要表現(xiàn)為對(duì)消耗臭氧層物質(zhì)的生產(chǎn)、消費(fèi)和排放方面。溫室氣體溫室氣體的作用是使地球表面變得更溫暖，類(lèi)似于溫室截留地面的長(zhǎng)波輻射，加熱溫室內(nèi)空氣的作用。水汽、二氧化碳、氧化亞氮、氟利昂、甲烷、臭氧等是地球大氣中主要的溫室氣體。產(chǎn)生途徑：①有機(jī)物（包括動(dòng)植物）在分解、發(fā)酵、腐爛、變質(zhì)的過(guò)程中都可釋放出二氧化碳。②石油、石臘、煤炭、天然氣燃燒過(guò)程中，也要釋放出二氧化碳。③石油、煤炭在生產(chǎn)化工產(chǎn)品過(guò)程中，也會(huì)釋放出二氧化碳。④所有糞便、腐植酸在發(fā)酵、熟化的過(guò)程中也能釋放出二氧化碳。⑤所有動(dòng)物在呼吸過(guò)程中，都要吸氧氣吐出二氧化碳。用途：①二氧化碳可以用于制堿工業(yè)，制糖工業(yè)。②在焊接領(lǐng)域可以用作保護(hù)氣。③在塑料行業(yè)有用作發(fā)泡劑的（很少見(jiàn)）也可以用于生產(chǎn)聚合物（研發(fā)階段）。④固體二氧化碳就是干冰，干冰的使用范圍廣泛，在食品、衛(wèi)生、工業(yè)、餐飲中有大量應(yīng)用。二氧化碳自工業(yè)革命以來(lái)，由于人類(lèi)大量使用化石燃料，全球大氣二氧化碳濃度上升了120ppm（1ppm為百萬(wàn)分之一），其中一半的增長(zhǎng)出現(xiàn)在1980年以后。2015年3月，全球大氣二氧化碳平均濃度突破400ppm。這是有記錄以來(lái)全球大氣二氧化碳月均濃度首次突破這一高值。二氧化碳等溫室氣體排放量的增加，是導(dǎo)致全球變暖的一個(gè)重要原因。閱讀：全球大氣二氧化碳月均濃度突破400ppm全球溫度與二氧化碳變化示意圖全球溫度變化二氧化碳1.全球變暖會(huì)導(dǎo)致什么樣的后果？3.怎樣緩解全球變暖？?jī)蓸O冰川融化，海平面上升，淹沒(méi)沿海低地等?？刂茰厥覛怏w排放（改變能源結(jié)構(gòu)、提高能源利用率、加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等）；增加溫室氣體吸收（減少植被破壞、植樹(shù)造林等）；加強(qiáng)國(guó)際合作。2.為什么會(huì)全球變暖？自然原因：目前地球處于溫暖期、火山活動(dòng)等人為原因：燃燒礦物燃料；森林銳減等思考：全球變暖2水汽：含量隨時(shí)間、地點(diǎn)、天氣條件而變化大氣中的水汽含量分布狀況——水平方向＞海洋上空陸地上空濕潤(rùn)地區(qū)上空干旱地區(qū)上空＞2水汽：含量隨時(shí)間、地點(diǎn)、天氣條件而變化大氣中的水汽含量分布狀況——垂直方向地面高空逐漸減少3雜質(zhì)：含量隨時(shí)間、地點(diǎn)、天氣條件而變化近地面大氣中的雜質(zhì)含量分布狀況海上陸上＞城市鄉(xiāng)村夏天冬天＞＞水汽可產(chǎn)生云、霧、雨、雪等一系列天氣現(xiàn)象。雜質(zhì)會(huì)使大氣能見(jiàn)度變差，但作為凝結(jié)核，是成云致雨的必要條件。降水的形成條件

1.充足的水汽2.溫度下降3.凝結(jié)核水汽與雜質(zhì)的作用：含量很少，卻在天氣中扮演重要的角色。前后人類(lèi)活動(dòng)前后對(duì)比人類(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，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)生存造成不利影響。雜質(zhì)會(huì)使大氣能見(jiàn)度降低雨后空氣是清新的：雜質(zhì)作為凝結(jié)核隨降雨降落到地面雨前雨后濃霧籠罩下的舊金山閱讀：霧霾

當(dāng)空氣中所含的水汽多于一定溫度條件下大氣飽和水汽量，并且有足夠的凝結(jié)核存在時(shí)，多余的水汽便會(huì)凝結(jié)出來(lái)，變成小水滴或冰晶。大氣中因懸浮的水汽凝結(jié)，水平能見(jiàn)度低于1千米時(shí)，氣象學(xué)上稱(chēng)之為霧。霾，又稱(chēng)“灰霾”，是懸浮在大氣中的大量微小塵粒、煙?；螓}粒等的集合體，使空氣渾濁，水平能見(jiàn)度降低到10千米以下的一種天氣現(xiàn)象。組成霾的粒子極小，不能用肉眼分辨，可在一天中的任何時(shí)候出現(xiàn)。霾天氣是一種大氣污染狀態(tài)，表明大氣中各種懸浮顆粒物含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)其中PM2.5（直徑小于或等于2.5微米的顆粒物）被認(rèn)為是造成霾天氣的“元兇”。思考：霧霾認(rèn)識(shí)霧和霾的區(qū)別。濕度不同：霧是一種水汽凝結(jié)現(xiàn)象，濕度在90%以上；霾是塵粒、煙?；螓}粒的集合體，空氣相對(duì)濕度在80%以下。成分不同：霧由水滴組成；霾由塵粒、煙?；螓}粒等組成。大小不同：霧滴粒徑為5-100μm；霾的粒徑為0.01-10μm思考：霧霾舉例說(shuō)明霾天氣對(duì)我們生活的影響。一是對(duì)人體產(chǎn)生的危害，比如對(duì)呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)等的影響。二是對(duì)生態(tài)環(huán)境和交通造成的危害，比如霾天氣時(shí)，由于空氣質(zhì)量差，能見(jiàn)度低，容易引起交通阻塞，發(fā)生交通事故。大氣成分是固定不變的嗎？【答案】不是。從地質(zhì)時(shí)期看，原始大氣成分和現(xiàn)代大氣成分不同；從當(dāng)前來(lái)看，不同的區(qū)域由于地理環(huán)境的變化，會(huì)導(dǎo)致大氣成分的變化；現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中大量的廢氣排放，使有害氣體增加，加劇大氣環(huán)境的污染。想一想成云致雨的必要條件（凝結(jié)核）主要成分次要成分水汽固體雜質(zhì)生物體的基本成分維持生物活動(dòng)的必要物質(zhì)植物光合作用的原料；對(duì)地面保溫吸收紫外線(xiàn)，使地球上的生物免遭過(guò)量紫外線(xiàn)的傷害——“地球生命的保護(hù)傘”成云致雨的必要條件大氣組成主要作用干潔空氣O3N2O2CO2小結(jié)：大氣組成及各成分的作用我乘飛機(jī)時(shí)，遇到過(guò)起降時(shí)雨絲打窗，而高空卻晴空萬(wàn)里的情況，這是為什么呢？3.1大氣的組成和垂直分層二、大氣的垂直分層運(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。知道大氣的垂直分層；理解各層的特點(diǎn)及其與人類(lèi)活動(dòng)的關(guān)系；能夠動(dòng)手繪制大氣的垂直分層示意圖。學(xué)習(xí)目標(biāo)課程標(biāo)準(zhǔn)大氣的垂直分層

根據(jù)大氣的溫度、密度和運(yùn)動(dòng)狀況在垂直方向的差異，自下而上可將大氣分為對(duì)流層、平流層和高層大氣。1對(duì)流層氣溫隨高度上升而下降（每1000m降6℃）（原因：對(duì)流層大氣的主要直接熱源是地面）空氣以對(duì)流運(yùn)動(dòng)為主對(duì)流層厚度：低緯17~18㎞，中緯10~12㎞，高緯8~9㎞云、霧、雨、雪等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在對(duì)流層與人類(lèi)關(guān)系最密切

1.在對(duì)流層，海拔每上升100米，氣溫約下降0.6℃，從而形成一個(gè)隨高度增加而溫度下降的大氣垂直溫度梯度。據(jù)此，完成相關(guān)任務(wù)。（1）近年來(lái)，貴陽(yáng)將“中國(guó)避暑之都”作為城市名片，著力打造“避暑”旅游產(chǎn)品，大力發(fā)展“避暑”經(jīng)濟(jì)。在我國(guó)地形圖上，找到貴陽(yáng)、重慶、武漢、長(zhǎng)沙、上海的位置；讀圖3-7，說(shuō)明貴陽(yáng)打造避暑旅游名城的優(yōu)勢(shì)條件，并分析其形成原因。

1.在對(duì)流層，海拔每上升100米，氣溫約下降0.6℃，從而形成一個(gè)隨高度增加而溫度下降的大氣垂直溫度梯度。據(jù)此，完成相關(guān)任務(wù)。（1）近年來(lái)，貴陽(yáng)將“中國(guó)避暑之都”作為城市名片，著力打造“避暑”旅游產(chǎn)品，大力發(fā)展“避暑”經(jīng)濟(jì)。在我國(guó)地形圖上，找到貴陽(yáng)、重慶、武漢、長(zhǎng)沙、上海的位置；讀圖3-7，說(shuō)明貴陽(yáng)打造避暑旅游名城的優(yōu)勢(shì)條件，并分析其形成原因。提示：相較于重慶、武漢、長(zhǎng)沙、上海，貴陽(yáng)雖然緯度較低，位于亞熱帶，但由于其處在云貴高原，海拔較高，故夏季天氣涼爽。

1.在對(duì)流層，海拔每上升100米，氣溫約下降0.6℃，從而形成一個(gè)隨高度增加而溫度下降的大氣垂直溫度梯度。據(jù)此，完成相關(guān)任務(wù)。（2）每年3月，西藏大部分地區(qū)的隆冬尚未結(jié)束，林芝的桃花卻競(jìng)相開(kāi)放，爭(zhēng)奇斗艷，皚皚白雪與灼灼桃花相互映襯（如圖3-9），讓人領(lǐng)略到“雪域江南”的獨(dú)特春光。讀圖3-8，試分析這一地理現(xiàn)象的形成原因。

1.在對(duì)流層，海拔每上升100米，氣溫約下降0.6℃，從而形成一個(gè)隨高度增加而溫度下降的大氣垂直溫度梯度。據(jù)此，完成相關(guān)任務(wù)。（2）每年3月，西藏大部分地區(qū)的隆冬尚未結(jié)束，林芝的桃花卻競(jìng)相開(kāi)放，爭(zhēng)奇斗艷，皚皚白雪與灼灼桃花相互映襯（如圖3-9），讓人領(lǐng)略到“雪域江南”的獨(dú)特春光。讀圖3-8，試分析這一地理現(xiàn)象的形成原因。提示：林芝雖然處在青藏高原地區(qū)，但仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)該地海拔較低，最低處海拔不到1000米，且所在的緯度也比較低，故3月份氣溫已經(jīng)較高，有桃花盛開(kāi)。2平流層氣溫隨高度上升而上升（原因：15~35㎞處的臭氧層吸收太陽(yáng)紫外線(xiàn)增溫）空氣以水平運(yùn)動(dòng)為主少天氣現(xiàn)象大氣平穩(wěn)，天氣晴朗，有利于飛機(jī)飛行臭氧層氣象氣球是用橡膠或塑料等材料制成球皮，充以氫、氦等比空氣輕的氣體，攜帶儀器升空，進(jìn)行高空氣象觀測(cè)的探測(cè)平臺(tái)，可以用來(lái)測(cè)量大氣溫度、濕度、氣壓等氣象要素。氣象氣球定期從許多地方起飛，跟蹤大氣不斷變化的情況。閱讀：氣象氣球我乘飛機(jī)時(shí)，遇到過(guò)起降時(shí)雨絲打窗，而高空卻晴空萬(wàn)里的情況，這是為什么呢？地面對(duì)流層頂8～9KM17~18KM8～9KM赤道北極南極

一架飛機(jī)沿10km高空從南極飛到北極，依次穿過(guò)了哪幾層？依次穿過(guò)：平流層——對(duì)流層——平流層3高