人教版 (2019)必修 第一册第一节 大气的组成和垂直分层教案

这是一份人教版 (2019)必修 第一册第一节 大气的组成和垂直分层教案，共8页。教案主要包含了案例分析，课本活动题，课本思考题二，补充知识点一，补充知识点二，补充知识点等内容，欢迎下载使用。


本节课大气环境是人类三大环境，即大气、海洋和陆地环境之一，是海洋和陆地两环境的物质、能量交换的动力和媒介。本节教材的涉前、涉后的知识较多，是整个单元的基础。它与后面的大气热力状况、大气运动以及许多天气、气候气象知识都有直接联系，如：臭氧对紫外线的吸收，二氧化碳的保温作用，人类活动对大气的影响等。
课程标准：运用图表等资料，说明大气的组成和垂直分层，以及与生产和生活的联系。
教学目标：1、运用图表资料，说明大气的组成及其与生产、生活的联系。
2、运用图表资料，说明大气的垂直分层及其与生产、生活的联系。
核心素养
综合思维：分析大气各种成分对人类和其他生物的影响。
区域认知：通过大气垂直分层示意图，知道大气垂直各层的位置。
人地协调观：理解大气环境与人类活动的相互影响，树立正确的环境观。
地理实践力：通过观察大气状况及周边地理事物，认识大气的成分、大气垂直分层的特点及如何影响人类活动。
重点：说明大气的组成和垂直分层，及其生产和生活的联系。
难点：分析大气的组成和垂直分层与人类活动的联系。
教师准备：课件、学案、投影仪等。
学生准备：结合学案课前预习。
【导入】：39千米高空的大气与地面大气有哪些不同?鲍姆加特纳为什么需要配备特制宇航服?
【知识点】
一、大气的组成
1.大气的组成及作用
2.大气的组成不是固定不变的，人类活动造成的大气污染，使大气的成分发生了越来越明显的变化。
【案例分析】：
(1)1740-2011年全球二氧化碳体积分数变化有什么特点？(2)原因是什么？
二氧化碳体积分数增加了40%多；原因是化石燃料的燃烧和土地利用的变化(主要是毁林)
【课本活动题】
二、大气的垂直分层
1.划分依据：温度、运动状况和密度。
2.大气的垂直分层
3.相关知识点补充
(1)不同纬度，对流层高度不一样。
低纬地区，地面受热多，对流活动旺盛，因此，对流层的高度高；而高纬地区，地面受热较少，对流活动较弱，所以，对流层的高度低；中纬地区则适中。
(2)对流层和平流层的气温随高度变化特点？原因是什么？
两层的热源有所不同。对流层大气的热量绝大部分直接来自地面，因此，离地面越高的大气，受热越少，气温越低，气温垂直递减率为0.6℃／100米；而平流层大气中，由于含有臭氧，能大量吸收太阳紫外线，使气温随高度增加而迅速上升。
【课本思考题二】
1．由于对流层大气最靠近地面，几乎集中了全部的水汽和杂质，在大气对流过程中，容易形成云、雨、雪等天气现象，因此，对流层天气现象复杂多变，与人类的关系最为密切；而平流层以水平运动为主，且水汽和杂质极少，故云、雨现象近于绝迹，天气晴朗，有利于高空飞行。
2．地球外80――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。
【补充知识点一】
【补充知识点二】
【补充知识点】逆温现象
1．概念
一般情况下，对流层温度上部冷下部热，对流运动显著。但有时在对流层底部会出现气温随高度增加而升高的现象，气象学家称之为“逆温”(严格来讲，只要某高度的实际温度大于按垂直递减率计算的理论温度都可看成是逆温现象)。
2．类型
逆温通常有如下表所示的四种类型：
3.辐射逆温的成因分析(见下图)
辐射逆温的生消过程
图a为正常气温垂直分布情况；在晴朗无云的夜间，地面辐射冷却很快，近地面的大气层也随之降温。离地面越近，降温越快，离地面越远，降温越慢，因而形成了自地面开始的逆温(图b)；随着地面辐射冷却的加剧，逆温逐渐向上扩展，黎明时最强(图c)；日出后，太阳辐射逐渐增强，地面快速增温，逆温便逐渐自下而上消失(图d、图e)。辐射逆温厚度从数十米到数百米，在大陆上常年都可出现，冬季最强(冬季夜长，逆温层较厚，消失较慢)。
4．逆温的利与弊
(1)利：由于逆温的出现会阻碍空气垂直对流运动，所以逆温的好处有两点：①可以抑制沙尘暴的发生，因为沙尘暴发生的条件是大风、沙尘、强对流运动。②逆温出现在高空，对飞机的飞行极为有利。因为飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。同时，万里晴空提高了能见度，使飞行更加安全。
(2)弊：不管是何种原因形成的逆温，对天气和大气污染的扩散都有相当大的影响，都会对空气质量产生很大影响。它阻碍了空气的垂直对流运动，妨碍烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，有利于雾的形成并使能见度降低，使大气污染更为严重。
1．下列不属于干洁空气组成成分的是( )
A．氮气 B．氧气 C．二氧化碳 D．水汽
2．关于大气组成成分及其作用的叙述，正确的是( )
①二氧化碳对地面有保温作用；②干洁空气的主要成分是氧气和氢气；③水汽和杂质集中在高层大气；④臭氧能大量吸收太阳紫外线
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
在对流层中，大气的组成并不是固定不变的。据此回答3～4题。
3．大气中含量虽很少，却是天气变化重要角色的物质是( )
A．二氧化碳和臭氧 B．氩和氖 C．水汽和杂质 D．氮和氧
4．由于人类活动造成的大气污染，已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
读大气垂直分层示意图，完成下题
5．下列关于B层的叙述，错误的是( )
A．气温随着海拔的升高而升高
B．大气运动以水平运动为主
C．靠臭氧吸收紫外线而增温
D．能反射无线电短波
6．读大气的垂直分层示意图，回答下列问题。
(1)A层的气温垂直变化规律是__________________。
(2)B是________层，该层有被称为“地球生命保护伞”的________层。
(3)云、雨、雾、雪等天气现象多发生在_____层(填字母)，对无线电通信有重要作用的是______层(填字母)。
(4)在A、B、C三层中，与人类关系最密切的是________层(填字母)；现代飞机多在________层飞行(填字母)。
【选择题】
【答案】1.D
【解析】 第1题，水汽和杂质不属于干洁空气的组成成分。
【答案】2.C
【解析】 第2题，干洁空气的主要成分是氮气和氧气；水汽和杂质集中在低层大气。
【答案】3.C 4.D
【解析】 第3题，二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料；臭氧主要吸收太阳紫外线，保护地球生物免受过多紫外线的伤害。氩和氖是稀有气体，不是影响天气变化的主要物质。大气中的水汽和杂质含量很少，却是天气变化的重要角色。氮是地球上生物体的基本元素，氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物质。第4题，由于人类排放大量的制冷剂，释放的氯氟烃将使大气的臭氧减少。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，光合作用减弱，地球的氧气减少。人类活动排放到大气中的水汽，不是大气污染。人类活动燃烧煤炭、石油等矿物燃料，排放大量的二氧化碳，使得大气中的二氧化碳含量增加。
【答案】5.D
【解析】 根据图示，A层为对流层，B层为平流层，C层为高层大气。平流层中的臭氧吸收太阳紫外线，紫外线分布在平流层的上部，因此平流层气温随着海拔的升高而升高，A、C对；平流层大气由于温度随海拔升高而升高，因此大气运动以水平运动为主，B对；在地球大气层中，电离层能反射无线电短波，平流层不能，故D不对，符合题意。
【答案】6.(1)随高度的升高而递减。(2)平流；臭氧。(3)A；C。(4)A；B。
【解析】 第(1)题，A层为对流层，对流层的气温随高度的升高而递减。第(2)题，平流层中的臭氧可以吸收紫外线，避免过多的紫外线到达地面对生物造成伤害。第(3)题，云雨现象主要发生在对流层，对无线电通信有重要作用的是高层大气。第(4)题，人类主要生存在对流层，且云雨现象也在对流层，所以该层与人类关系最密切，平流层气流平稳，适合航空飞行。
组成
含量
作用
干结空气
氮气(78%)
占干洁空气总体积的99%
地球上生命体的基本元素
氧气(21%)
维持生命活动所必须的物质
二氧化碳
很少
绿色植物光合作用的基本原料；吸收地面辐射，使气温升高
臭氧
很少
吸收、削弱紫外线，使大气增温、保护生物
其他
很少
水汽
很少
产生一系列天气现象、吸收和释放热量，影响大气温度
固体杂质
作为凝结核是成云致雨的必要条件
分层
范围
主要特点
特点成因
与人类的关系
对流层
低纬：17-18km
中纬：10-12km
高纬：8-9km
平均：12km
气温随高度的升高而递减（顶部-60℃）
地面是对流层大气的直接热源；同一地区的对流层高度夏季高于冬季
人类生活在对流层底部，与人类关系最密切
空气对流运动显著
该层大气上部冷，下部热；赤道地区对流旺盛
气现象复杂多变
几乎全部的水汽、杂质都集中在该层，对流运动易成云致雨
平流层
对流层顶部至50-55km高空
气温随高度升高而升高(30km上迅速上升)
该层中的臭氧(22-27km)吸收太阳紫外线
人类生存环境的天然屏障；利于高空飞行
以平流运动为主
该层上部热下部冷，大气稳定
天气晴朗
水汽、杂质少，气流平稳
高层大气
平流层以上到3000km
温度先降后升
平流层顶部上没有臭氧吸收紫外线，随后大气吸收更短波长的紫外线
电离层能反射无线电波，对无线电通信有重要作用；太空流星体进入高层大气会燃烧(80-120km)，形成流星。
大气密度极小(2000-3000km)
距地面远，受地球引力小
有若干电离层(80-500km)
紫外线和宇宙射线的作用
类型
发生的条件
出现的地区
辐射逆温
经常发生在晴朗无云的夜晚，由于地面有效辐射很强，近地面大气层温度迅速下降，而高处大气层降温很慢
中纬度地区(这种逆温黎明前最强)
平流逆温
暖空气水平移动到冷空气控制的地面(或气层)上而形成
中纬度沿海地区
地形逆温
主要由地形造成，由于山坡散热快，冷空气从山坡下沉到谷底，谷底原来较暖的空气被冷空气抬挤上升
盆地和谷地中
锋面逆温
锋面下部为冷气团，气温较低；上部为暖气团，气温较高
发生锋面天气时，冷气团控制地区