新教材适用2023_2024学年高中地理第2章第1节大气的组成和垂直分层课件新人教版必修第一册

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第二章　地球上的大气第一节　大气的组成和垂直分层1．认识大气的物质组成。2．理解人类活动对大气环境的影响。3．理解大气垂直分层对人类活动的影响。区域认知：能够解释大气成分变化的影响及各圈层的人类活动、地理现象。综合思维：综合分析不同大气层的特点及其与人类的关系。人地协调观：理解大气对人类活动的影响，树立人类与大气环境相互协调的意识。地理实践力：观察、识别、描述与大气有关的自然现象，参与减缓全球变暖和臭氧层破坏的生活实践。1．低层大气主要由干洁空气、水汽和杂质组成，干洁空气主要成分是氮气和氧气。 2．大气中的氧气、二氧化碳，水汽对生命活动、自然环境具有重要作用，与人类活动有着密切的联系。3．根据大气的温度、运动状况和密度，大气自下而上可分为对流层、平流层和高层大气。4．人类生活在对流层的底部，人类充分利用各层大气的特点开展相应的活动。新知突破•储素养知识点一　大气的组成1．大气的组成及作用光合地面紫外线天气凝结核2．人类活动对大气的影响人类活动排放的污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生___________，对生态系统和人类生存造成不利影响。例如：大气污染问题探究据美国国家冰雪数据中心统计，2018年2月下旬，北冰洋的冰层面积降至有记录以来的历史最低点，比正常值少约100万平方千米，相当于减少了一个埃及的面积。一些科学家认为，人们可能低估了全球变暖的趋势。美国环保局发现臭氧总量每耗减1%，地面紫外线会增加1.5%～2%。他们预测，如果氯氟烃生产和消费不加限制，到2075年，地球臭氧总量将比1985年再耗减25%。根据以上材料，探究下列问题：(1)(区域认知)全球变暖主要与大气中的哪种主要成分有关？(2)(综合思维)臭氧有什么作用？(3)(综合思维)针对上述问题，你能提出哪些有效的措施？提示：(1)CO2(2)臭氧大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害。(3)减少化石能源的使用；保护森林；植树造林；研发新型制冷设备，控制氟氯烃产生，加强国际合作。归纳拓展1．大气成分的时空变化2．大气主要成分对大气环境影响的因果关系(1)二氧化碳：CO2→吸收长波辐射(地面辐射)→升温同时释放热能→将热量返还地面→保温作用。(2)臭氧和氧原子①高层大气中的O→吸收波长较短的紫外线→升温使大气电离→形成电离层。②平流层中的O3→吸收波长较长的紫外线→升温的同时阻挡到达地面的紫外线→保护地球上生物免受过多紫外线的伤害。(3)水汽①近地面水汽吸收地面热量→大气升温。②水汽温度变化→吸热或放热→水的相变→云、雨、雾、雪等天气现象的发生。(4)杂质①尘埃物质→吸附水汽(凝结核)→雾或降水。②尘埃物质→削弱太阳光→大气能见度降低。3．人类活动对大气的影响①砍伐树木→水汽减少，二氧化碳增多→气候干旱，全球变暖。②工业废气，汽车尾气，生活废气→硫氧化物增多，氮氧化物增多→酸雨。③建筑工地扬尘→杂质增多→雾霾。④制冷剂(氟利昂)的使用→臭氧减少→臭氧层空洞。典例剖析　　　　地球大气又称“氮氧大气”，下表是地球大气圈25 km以下干洁空气的主要成分表。据此完成(1)～(2)题。(1)地球大气称为“氮氧大气”是因为两者(　　)A．占干洁空气体积的99%B．占大气体积的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，导致二氧化碳浓度升高的主要因素是(　　)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、草原开垦成农田A．①③ B．③④ C．①② D．②④AD[解析]　第(1)题，氮和氧是大气的主要成分，根据材料信息可知，氮和氧两者体积分数约占干洁空气的99%，故又称地球大气为“氮氧大气”，A正确，B错误。氮和氧是生命活动必不可少的物质、在其他天体上不存在不是地球大气称为“氮氧大气”的主要原因，C、D错误。 故选A。第(2)题，目前，大气中的二氧化碳浓度逐渐升高，原因一是森林破坏，二是大量燃烧化石燃料。②④正确。植树造林、新能源公交车的逐渐普及会使二氧化碳浓度降低，①③错误。故选D。　　　　　　　　下图表示干洁空气的组成和比例。读图并回答下列问题。(1)图中字母A、B所表示的分别是_______、_______。(2)其中对生物具有保护作用的是_______，促进绿色植物生长的是___________。(3)大气中除干洁空气外，还有______、______，它们是__________的必要条件。[解析]　第(1)题，由图示可知,A所占的比例最大,为氮气,B所占的比例小于A,但大于C，为氧气。第(2)题，大气成分中对生物具有保护作用的是臭氧，二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料。第(3)题，大气中除干洁空气外，还有水汽和杂质，它们是成云致雨的必要条件。氮气氧气臭氧二氧化碳水汽杂质成云致雨知识点二　大气的垂直分层1．划分依据：_______、___________和密度。温度运动状况2．各层特征比较对流递减对流云、雨、雾、雪平流升高平流高空下降上升电离层无线电通信问题探究材料一　北京时间2021年6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。此后，神舟十二号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入“天宫一号”空间站。材料二　下图为大气垂直分层示意图。根据以上材料，探究下列问题。(1)(区域认知)比较甘肃酒泉卫星发射基地和海南文昌发射基地所在地区对流层高度的差异，总结对流层高度的分布规律，并解释原因。(2)(综合思维)“长征二号”运载火箭刚离开地面升空时，其所经历的气温变化特点是什么？(3)(综合思维)“天宫一号”空间站所在的大气层有何特点？对人类生活有什么影响？提示：(1)差异：酒泉卫星发射基地所在地区的对流层较低。规律：对流层高度随纬度增高而降低。原因：低纬度地区受热多，气温高，空气对流旺盛，对流层较高(17～18 km)。(2)火箭刚离开地面时，位于对流层中，气温随高度增加而降低。(3)特点：“天宫一号”空间站所在的大气层为高层大气，大气密度很小，存在若干电离层。影响：电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用。归纳拓展大气的垂直分层及其特点典例剖析　　　　读下面大气垂直分层示意图。据此完成(1)～(2)题。(1)b层在30千米以上，气温随海拔变化很大，其主要原因是(　　)A．吸收太阳紫外线 B．对流强盛，输送热量多C．地面是该层大气的主要直接热源D．吸收大量地面辐射A(2)平流层与人类关系密切，下列关于平流层的叙述，正确的是(　　)①大气层最活跃，与人类关系最密切的一层②吸收紫外线，成为人类生存环境的天然屏障③大气平稳，利于高空飞行④有若干电离层，对无线电通信有重要作用A．①② B．③④ C．①④ D．②③D[解析]　第(1)题，图中b层为平流层，因臭氧吸收紫外线而增温，气温随海拔增加而升高。第(2)题，与人类关系最密切的是对流层，①错误；电离层分布在高层大气中，对无线电通信有重要作用，④错误。　　　　　　　　小明在“朋友圈”写道：“终于开启了我的莫斯科之旅……从北京起飞一个小时后，平稳飞行在万米高空，舷窗外是湛蓝的天空，机翼下是翻腾的云海……”据此完成(1)～(2)题。(1)最有利于飞机平稳飞行的大气层是(　　)A．对流层 B．平流层C．电离层 D．高层大气(2)“翻腾的云海”所在大气层的特点是(　　)A．大气对流运动显著 B．气温随高度增加而升高C．能大量吸收紫外线 D．大气处于高度电离状态BA[解析]　第(1)题，平流层大气以平流运动为主，利于高空飞行。第(2)题，云所在的大气层为对流层，对流层上部温度低，下部温度高，对流运动显著，对流层的气温随高度增加降低，能够大量吸收紫外线的是平流层中的臭氧层，高层大气处于高度电离状态。素养培优•提技能逆温现象及其影响1．逆温现象的含义在对流层，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1 000米，气温降低6 ℃， 这主要是因为对流层大气的主要热源是地面，离地面越远，受热越少，气温越低。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(如下图所示)。2．逆温的类型辐射逆温的形成过程如下图所示：无逆温→逆温生成→逆温层最厚→逆温减弱→逆温消失辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现。夏季夜短，逆温层较薄，消失较快；冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢。3．逆温现象的影响(2023·湖南长沙市雅礼中学期末)在对流层中，气温垂直分布一般为“上冷下热”，但有时会出现“上热下冷”的现象，我们称之为逆温。右图为“某地某时刻对流层气温垂直分布状况示意图”。读图完成(1)～(2)题。(1)对流层出现逆温时，空气中污染物不易扩散的主要原因是(　　)A．人类排放污染物增多B．抑制了①层空气的对流上升C．增强了③层空气的对流上升D．阻挡了①层空气的水平运动(2)对流层高度季节变化幅度最大的地区是(　　)A．极地地区 B．寒带地区C．赤道地区 D．温带地区BD[解析]　第(1)题，空气中污染物不易扩散主要与逆温有关，主要原因不是人类排放污染物增多，A错误；出现逆温，大气层结构稳定，抑制了①层空气的对流上升，空气中的污染物得不到及时扩散，B正确；污染物主要在近地面的①层，②层出现逆温对污染物扩散影响大，③层空气运动对污染物扩散影响不大，C错误；逆温主要是阻挡了空气的对流运动，不是阻挡空气的水平运动，D错误。第(2)题，地面温度高，对流运动强，对流层高度就高，反之则低。由此推断，地面温度变化越大，对流层高度的变化幅度也就越大，反之则小。极地地区和寒带地区地面温度全年较低，温度变化幅度较小，对流层高度季节变化幅度也小，A、B错误；赤道地区地面温度全年较高，温度变化幅度较小，对流层高度季节变化幅度也小，C错误；温带地区夏季高温，冬季低温，地面温度变化幅度大，对流层高度季节变化幅度也大，D正确。课堂小结•理脉络随堂巩固•测达标一、单项选择题(2023·山东聊城二中高一月考)在对流层中，大气的组成成分并不是固定不变的。据此完成1～2题。1．大气中含量虽很少，却在天气变化中扮演重要角色的物质是(　　)A．二氧化碳和臭氧 B．氩和氖C．水汽和杂质 D．氮和氧2．人类活动造成的大气污染，导致大气中一些成分比例发生明显变化，表现在(　　)A．臭氧增多 B．氧气增多C．水汽增多 D．二氧化碳含量增加CD[解析]　第1题，二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，臭氧主要吸收紫外线，保护地球生物免受过多紫外线的伤害，A错误。氩是稀有气体，不是影响天气变化的主要物质，B错误。大气中的水汽和杂质含量很少，却在天气变化中扮演重要角色，C正确。氮是地球上生物体的基本元素，氧是人类和一切生物体维持生命活动所必需的物质，D错误。第2题，人类大量使用制冷剂，释放氟氯烃等物质，导致大气中的臭氧含量减少，A错误。人类燃烧矿物燃料，将消耗更多氧气，破坏植被，森林面积减少，植物的光合作用减弱，地球上的氧气减少，B错误。人类活动排放到大气中的水汽，不属于大气污染物，C错误。人类活动燃烧煤、石油等矿物燃料，排放大量的二氧化碳，使大气中二氧化碳含量增加，D正确。读大气的垂直分层示意图。据此完成3～4题。3．保护地球上的生物免受过多紫外线伤害的物质主要存在于大气圈中的(　　)A．对流层 B．平流层C．电离层 D．高层大气4．下列说法正确的是(　　)A．①层气温随高度的增加而逐渐升高，所以对流运动显著B．③层厚度低纬地区大于高纬地区C．②层存在一个电离层，能反射无线电波D．③层有利于高空飞行，与人类的关系最为密切BB[解析]　第3题，臭氧保护地球上的生物免受过多紫外线伤害，主要存在于平流层中。第4题，图中①②③分别为高层大气、平流层和对流层。对流层气温随高度的增加而逐渐降低，且纬度越高，对流层越薄，电离层存在于高层大气中，平流层利于高空飞行。下图为“大气的垂直分层图”。读图，据此完成5～6题。5．平流层的主要特点是(　　)A．空气以平流运动为主B．极光现象出现在该层C．能反射无线电短波信号D．气温随高度上升而降低6．影响大气对流层气温垂直变化的主要原因是(　　)A．大气对太阳辐射有削弱作用B．地面对太阳辐射有反射作用C．高山地区海拔高，空气稀薄D．地面是大气主要的直接热源AD[解析]　第5题，由图示可知，平流层的气温随高度上升而上升，大气以平流运动为主，A正确，D错误；极光多出现在高层大气中，B错误；电离层能反射无线电短波信号，是因为该层温度高，大气处于高度电离状态，电离层主要分布在高层大气中，C错误。第6题，对流层的热量绝大部分来自地面，上冷下热，D正确。二、综合题7．读大气的垂直分层图，回答下列问题。(1)大气垂直分层的依据是___________________________。(2)A层是_______层，B层是_______层，C层是___________。(3)A层气温随高度_____________，因为_______________________ _________________________________________；B层气温随高度升高而_______，原因是_______________________________________________ _______________________。温度、密度和大气运动状况对流平流高层大气升高而递减地面是对流层大气的主要的直接热源，离地面越远，受热越少增高该层的气温基本上不受地面影响，而是靠臭氧吸收大量太阳紫外线而增温(4)对流运动强烈的是_____层，有利于飞机飞行的是_____层，对无线电短波通讯有影响的是_____层，发射的人造卫星在_____层中运行，在_____层中可发现极光。(填代号)(5)某波音飞机起飞时，机场风雨交加，飞机起飞后，迅速做爬升运动，结合所学知识，解释这是为什么？[答案]　(5)平流层中水汽和固体杂质少，天气晴朗，大气平稳，利于高空飞机飞行，飞机升至平流层比较安全。ABCCC[解析]　大气温度的垂直变化状况决定了空气的垂直运动情况，随高度升高空气密度越来越稀薄，到2 000千米～3 000千米高空，大气的密度已与星际空间的密度非常接近。根据温度、密度和大气运动状况，将大气划分为三层，即对流层、平流层和高层大气。其中对流层气温随海拔升高而降低，利于空气对流运动，由于大气质量的3/4和几乎全部的水汽都集中在该层，所以对流层天气复杂多变，雨、雪、雾等天气现象几乎全部集中在该层。平流层气温是上部高，下部低，不利于空气对流运动，以平流运动为主，能见度好，利于飞机高空飞行。高层大气中空气稀薄，运行的人造卫星与大气摩擦产生的热量有限，高层大气层有极光现象。