地理第一节 大气的组成与垂直分层学案设计

这是一份地理第一节 大气的组成与垂直分层学案设计，共15页。学案主要包含了大气的组成，大气的垂直分层等内容，欢迎下载使用。

学 习 目 标
1.了解大气的组成及其作用。
2．结合“大气的垂直分层示意”图，认识大气的垂直分层状况，理解各层的特点及其与生产、生活的联系。
知 识 导 引
第一步·新课学前预习——学习新知 挑战自我
新 知 预 习
一、大气的组成
eq \(\s\up7(干洁空气的组成及其),\s\d5(按体积所占的百分比))
1.干洁空气：如今的大气成分是地球 的结果，在短时期内不会有明显的变化。低层大气中除去 和 以外的混合气体，称为干洁空气。25千米以下的干洁空气中， 和 合占总体积的99%，其主要成分 占78%， 占21%，次要成分是二氧化碳和臭氧。
2.大气的组成及其作用
二、大气的垂直分层
1.划分依据
根据大气的 、密度和运动状况在垂直方向上的差异，自下而上依次是 、平流层和高层大气。
2.大气垂直分层
助 学 助 记
1.大气中的臭氧被誉为地球生物的保护伞，它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线，使动植物免遭过量紫外线的危害。
2. 降水的条件（1）充足的水汽（2）有凝结核（3）空气抬升遇冷凝结
3.水汽和二氧化碳具有保温作用。
4.电离层与无线电波
地球外60～500千米的大气层，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。
第二步·互动释疑解惑——启迪思维 探究重点
探究点一 大气的组成
核心归纳
1.大气
包围地球的空气称为大气。大气是多种气体的混合物。
2.低层大气
低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质三部分组成。
应用体验
地球大气又称为“氮氧大气”。结合地球大气圈25 km以下干洁空气的主要成分表，完成1～2题。
1.地球大气被称为“氮氧大气”是因为氮气和氧气（ ）
A．占25千米以下干洁空气总体积的99%
B．占大气总体积的99%
C．是生命活动必不可少的物质
D．在其他天体上不存在
2.目前，导致大气中二氧化碳浓度变动的主要因素是（ ）
①植树造林 ②大量燃烧矿物化石燃料 ③新能源公交车的逐渐普及 ④森林、草原被开垦成农田
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
探究点二 大气的垂直分层
核心归纳
1.从近地面到太空大气的温度、密度、气压、水汽和尘埃含量的变化，如下图：
2.大气垂直分层
应用体验
[2022·天津河东高一期中]下图为地球大气的垂直分层图（部分）。读图，完成1～3题。
1.①②③④四条曲线中，正确表示图示大气层气温垂直分布情况的是（ ）
A．① B．②
C．③ D．④
2.影响该大气层气温垂直变化的主要因素是（ ）
A．地面辐射 B．二氧化碳
C．臭氧 D．人类活动
3.下列有关该大气层的叙述，正确的是（ ）
A．有电离层，对无线电通信有重要作用
B．天气晴朗，对流旺盛，有利于高空飞行
C．上部冷下部热，空气以平流运动为主
D．顶部与底部的气温相差约50 ℃
探究点三 逆温现象
核心归纳
1.含义
在对流层，气温垂直分布的一般情况是随高度增加而降低，大约每升高100米，气温约降低0.6 ℃。这主要是因为对流层大气的主要热源是地面，离地面越高，受热越少，气温就越低。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称为逆温现象。
2.逆温类型
①辐射逆温：在晴朗无云的夜间或黎明，由于大气逆辐射较弱，地面辐射散失的热量多，近地面气温迅速下降，而高处大气层降温幅度较小，从而出现上暖下冷的逆温现象。这种逆温现象黎明前最明显，日出后逆温层自下而上消失。
②平流逆温：当暖空气运动到冷的地面上时，暖空气与冷地面之间不断进行热量交换，暖空气下层受冷地面影响大，气温降低较快，上层降温较慢，从而形成逆温。该逆温现象多出现在中纬度沿海地区。
③锋面逆温：锋面是冷暖气团之间狭窄的过渡带，暖气团位于锋面之上，冷气团在下，在冷暖气团之间的过渡带上形成逆温。
④地形逆温：常发生在山地、盆地和谷地中。由于山坡散热快，山坡上的冷空气沿山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升，从而出现温度的倒置现象。这样的逆温一般是在一定的地形条件下形成的，所以称为地形逆温。
eq \a\vs4\al(状元随笔) 逆温的影响
（1）不利影响
①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，甚至导致交通事故。
②加剧大气污染。由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，会造成近地面大气中的污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。
（2）有利影响
①抑制沙尘暴的发生。因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。
②逆温若出现在高空，对飞机的飞行极为有利，使飞机在飞行中不会有大的颠簸，同时也提高了大气能见度，使飞行更加安全。
应用体验
经过多年的治理，我国的大气污染状况得到明显改善。下图示意气温垂直分布的4种情形。读图，完成1～2题。
1.假设四幅气温垂直分布图反映了一次雾霾天气的生消过程，则正确反映雾霾天气生消过程的是（ ）
A．①→②→③→④ B．④→①→②→③
C．③→④→①→② D．②→③→④→①
2.图中最有利于大气污染物扩散的情形是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
气温垂直递减率是指空气温度在垂直方向上随高度升高而降低的数值。读某地春季某日气温垂直递减率（℃/100米）时空变化图，回答3～4题。
3.当天该地几乎没有对流运动发生的时段是（ ）
A．9时～17时 B．18时～次日8时
C．17时～次日9时 D．19时～次日6时
4.发生大气逆温现象的最大高度约为（ ）
A．100米 B．200米 C．400米 D．500米
第三步·课堂达标检测——即时训练 巩固落实
[2022·安徽安庆市高一期末]碳排放，是人类生产经营活动过程中向外界排放温室气体（二氧化碳、甲烷等）的过程，其目前被认为是导致全球气候变暖的主要原因之一。下图示意2018年中国和全球二氧化碳排放主要来源。据此完成1～3题。
1.大气中的二氧化碳（ ）
A．动物呼吸作用的原料
B．严重削弱太阳紫外线
C．吸收地面辐射能力强
D．成云致雨的必要条件
2.中国和全球相比，碳排放中占比差异最大的是（ ）
A．电力和供热 B．制造和建筑
C．交通运输 D．其他
3.应对全球气候变暖的合理措施有（ ）
①提高煤使用量 ②开发清洁能源 ③采用固碳技术 ④砍伐原始森林
A．①④ B．②③
C．①② D．③④
[2022·广东珠海高一期末]民航客机起飞和降落阶段处于对流层，在平流层都是巡航阶段，也是飞机平飞阶段。孟晚舟女士2021年9月25日乘坐中国航空包机，从加拿大温哥华（49°13′N，123°06′W）出发，途经北极上空到达中国深圳（22°30′N，114°E）。据此完成4～6题。
4.平流层适宜飞机巡航的主要原因是（ ）
A．气温下高上低，大气稳定
B．水汽含量多，但杂质少，水汽不易成云致雨
C．存在多个电离层，有利于保持与地面的短波通信
D.大气以平流运动为主，大气的能见度好
5.孟晚舟女士回国乘坐的包机，其飞行经过的大气层依次是（ ）
A．对流层—平流层—对流层
B．一直在平流层飞行
C．平流层—对流层—平流层
D．一直在对流层飞行
6.该航线所经地区大气对流层顶部高度的变化是（ ）
A．先高后低 B．高—低—高
C．先低后高 D．低—高—低
7.[2022·重庆市高一阶段练习]读“干洁空气成分的体积分数（25千米以下）”，回答下列问题。
（1）干洁空气成分中，代表氧气的数码是 ，地球上最早能够通过光合作用制造氧气的生物是 ，该生物出现的地质时期是 宙，大爆发时期是 宙。
（2）干洁空气主要成分中，为地球形成之初大气主要成分的是 ，该成分的主要作用有 （双选）。
A．是绿色植物进行光合作用的基本原料
B．是地球上生物体的基本元素
C．是一种温室气体，使大气增温
D．能够减少到达地面的紫外线，对生物有保护作用
（3）干洁空气成分中，能够吸收太阳紫外线，对生物具有保护作用的是 。
[教材探究·活动点拨]
教材第66页 探究
1.认同。地球上的生命活动离不开太阳辐射所提供的能量，但太阳辐射中的紫外线会破坏人、动物和植物的细胞组织。臭氧层能大量吸收太阳辐射中的紫外线，避免地球生物遭受过多紫外线辐射的影响，而少量穿过臭氧层到达地面的紫外线，能起到杀菌防病的作用，并能促进人体内维生素的合成。因此，臭氧层被称为“地球生命的保护伞”。
2.除了臭氧层破坏之外，全球性大气环境问题还包括全球气候变暖和酸雨等。全球气候变暖与大气中CO2等温室气体增多有关。酸雨与大气中各种酸性气体（如二氧化硫等）不断增多有关。
教材第68页 活动
两者的组成物质不同，前者是气态和液态物质，后者是固态颗粒物；两者都能造成空气的能见度下降，前者会使空气中水平能见度低于1千米，后者则会使空气中水平能见度低于10千米；两者在日出后变化不同，雾在日出后即散，霾在日出后不会消散。
霾的危害主要有两方面：一是对人体产生的危害，如对呼吸系统、心血管系统等的影响；二是对生态环境和交通造成的危害，如霾天气时，由于空气质量差，能见度低，容易引起交通阻塞，发生交通事故。
教材第71页 活动
1.（1）对照我国地形图可知，相较于重庆、武汉、长沙、上海，贵阳虽然纬度较低，但由于其处于云贵高原，海拔较高，故夏季天气凉爽。
（2）林芝虽然处在青藏高原地区，但仔细观察发现该地海拔较低，且所在的纬度也比较低，故3月份该地气温已经较高，有桃花盛开。
2.（1）正常情况下，对流层气温是上冷下热，容易形成对流。若对流层局部范围内出现逆温现象，则抑制了对流运动，导致近地面污染物不易扩散，进而造成大气污染。
（2）20世纪八大公害事件指因现代化学、冶炼、汽车等工业的兴起和发展，工业“三废”排放量不断增加，环境污染和破坏事件频频发生。在20世纪30年代至60年代，发生了八起震惊世界的公害事件。其中与逆温现象有关的是：①比利时马斯河谷烟雾事件；②美国多诺拉镇烟雾事件；③伦敦烟雾事件；④美国洛杉矶光化学烟雾事件。
第一节 大气的组成与垂直分层
一、
1．长期演化 水汽 杂质 氮气 氧气 氮气 氧气
2．元素 呼吸 光合 紫外线
二、
1．温度 对流层
2．17～18 8～9 递减 对流 50～55 上升 水平 电离

探究点一
应用体验
1～2.解析：第1题，氮气和氧气是大气的主要成分，在25千米以下干洁空气中，氮气和氧气两者占总体积的99%，故又称地球大气为“氮氧大气”。第2题，目前，大气中的二氧化碳浓度逐渐升高，原因有森林、草原被破坏，人类大量燃烧化石燃料等。
答案：1.A 2.B
探究点二
应用体验
1～3.解析：第1题，根据图中大气层高度分析，该大气层处在12千米～50千米之间，主要为平流层。平流层大气远离地面，受平流层中臭氧吸收紫外线影响，气温随海拔升高而升高，③④错误，C、D错误；受臭氧层浓度影响，所以平流层上部升温快，下部升温慢，①正确，②错误，A正确，B错误。第2题，平流层大气远离地面，受地面影响小，受上部臭氧层吸收紫外线的影响，气温随海拔升高而升高，所以影响图示大气层气温垂直变化的主要因素是臭氧，C正确，A、B、D错误。第3题，图示大气层为平流层，没有电离层，电离层在高层大气，A错误；平流层上热下冷，天气晴朗，对流不旺盛，空气以平流运动为主，B、C错误；根据图中图像，平流层顶部与底部的气温在－50 ℃到0 ℃，相差约50 ℃，D正确。故选D。
答案：1.A 2.C 3.D
探究点三
应用体验
1～2.解析：第1题，雾霾的形成与逆温有密切关系，故雾霾的生消过程与逆温过程大体一致。图中②→③→④→①顺序是逆温由出现到消失的过程，所以D项正确。第2题，读图可知，①情形时气温随高度的增加而降低，利于空气对流运动及大气污染物的扩散，故A项正确。②③④情形时均存在气温随高度的增加而升高的情况，即大气中均存在逆温层。逆温层底部气温低、顶部气温高，不利于空气的对流运动。
答案：1.D 2.A
3～4.解析：第3题，根据气温垂直递减率的定义可知，图中数值为正值时随海拔的升高气温降低，数值为负值时随海拔的升高气温上升，数值为0表示气温无变化。由此可知，18时～次日8时出现逆温现象，大气对流运动受阻。第4题，由图并结合上题分析可知，出现逆温的最大高度约为400米。
答案：3.B 4.C
课堂达标检测
1～3.解析：第1题，二氧化碳是绿色植物光合作用原料、动物呼吸作用的产物，A错；臭氧能强烈吸收太阳紫外线，B错；二氧化碳在大气中含量少，对太阳短波辐射影响不大(可少量吸收太阳辐射中的红外波段)，但对地面长波辐射具有很强的吸收作用，C正确；大气中的杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件，二氧化碳不是成云致雨的必要条件，D错。第2题，读图可知，“电力和供热”是中国和全球碳排放最主要的来源，但碳排放占比差异最大的是表现在“交通运输”上，占比相差16%，差异最小的表现在“其他”，占比相差仅有3%，电力和供热占比差异为9%，制造和建筑占比差异为9%。第3题，提高煤使用量会加大二氧化碳的排放，砍伐原始森林会减少植被对二氧化碳的吸收，均会导致大气中二氧化碳的比重升高，加剧全球变暖，①④错。开发清洁能源，有利于能源消费结构的调整，减少二氧化碳的排放。采用固碳技术也可以减少碳排放，均是缓解全球变暖的有效措施，②③正确。故选B。
答案：1.C 2.C 3.B
4～6.解析：第4题，平流层由于强烈吸收太阳辐射中的紫外线部分，导致气温随着海拔升高而升高，气温下冷上热，大气稳定，大气以平流运动为主。同时，平流层的水汽含量和杂质含量稀少，天气晴朗，大气的能见度好，有利于飞机巡航飞行，A、B错，D正确。电离层位于高层大气，C错。第5题，飞机的起飞和降落需要穿越对流层，绝大部分时间位于平流层，所以飞机从起飞到中途到最终降落，飞行的大气层依次是对流层—平流层—对流层。第6题，根据材料信息可知，该航线起飞在中纬度地区，经过北极高纬度，最终到达我国深圳(低纬度地区)。对流层的厚度从低纬向高纬逐渐变薄，其顶部高度逐渐变低。所以该航线所经大气对流层顶部的高度变化是高—低—高。
答案：4.D 5.A 6.B
7．解析：第(1)题，根据所学知识可知，氧气占干洁空气的体积分数为21%，代表氧气的数字是②。根据所学知识可知，蓝细菌是地球上最早能够通过光合作用制造氧气的生物，出现的地质时期是太古宙，蓝细菌大爆发是在元古宙。第(2)题，大气形成之初的主要成分有二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨等，其中二氧化碳是如今干洁空气的主要成分。二氧化碳的作用主要是作为植物进行光合作用的原料，A正确；氮是地球上生物体的基本元素，B错误；二氧化碳是温室气体，能够使大气增温，C正确；臭氧能够减少到达地面的紫外线，D错误。第(3)题，根据所学知识可知，平流层中的臭氧层能够吸收紫外线，减少到达地面的紫外线强度，对生物起保护作用。
答案：(1)② 蓝细菌 太古 元古
(2)二氧化碳 AC (3)臭氧
成分
作用
干洁空气
氮气
氮是生物体必不可少的
氧气
作用，生命活动必需的物质
二氧化碳
作用的基本原料；温室气体
臭氧
吸收 ，地球生命的“保护伞”
水汽和固体杂质
成云致雨的必要条件
垂直分层
高度分布
主要特点
与人类的关系
对流层
高度因纬度而异：低纬度 km，中纬度10～12 km，高纬度 km
①气温随高度增加而________________________________________________________________________；②空气 运动显著；
③天气现象复杂多变
与人类关系密切，人类就生活在对流层底部
平流层
由对流层顶到 km
①气温随高度增加而 ；②大气以 运动为主，气流平稳
大气中水汽和杂质含量稀少，无云雨现象，能见度好，适合航空飞行
高层大气
平流层顶以上的大气
在60～500 km的高空，大气处于高度 状态
影响无线电通信
主要成分
作用
低层大气
干洁空气
氧
维持人类和其他好氧生物的生命活动必需的物质
氮
地球上生物体的基本成分
二氧
化碳
绿色植物进行光合作用的基本原料；对地面起着保温作用
臭氧
强烈吸收太阳紫外线；保护地球上的生物
水汽
成云致雨的必要条件；吸收红外线，对地面起保温作用
杂质
形成降水的凝结核；削弱太阳辐射；影响大气质量
气体成分
体积分数（%）
氮气（N2）
78
氧气（O2）
21
氩气（Ar）
0.93
二氧化碳（CO2）
0.038（变动）
垂直
分层
直接
热源
温度随高
度的变化
大气运
动形式
与人类的关系
高层
大气
太阳
辐射
随高度增加气温先降后升
电离层反射无线电短波，维持短波通信
平流层
太阳
辐射
气温随高度的增加而升高（下冷上热）
水平
运动
天气晴朗，利于航空飞行；臭氧层吸收紫外线，地球生命的保护伞
对流层
地面
辐射
气温随高度的增加而下降（下热上冷）
对流
运动
与人类关系最密切；天气现象复杂多变
干洁空气成分
体积分数（%）
①
78
②
21
二氧化碳
0.038 （变动）
氩气
0.93
其他
0.032