2021 第3章第1节 大气的组成与垂直分层文档格式.docx

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臭氧

强烈吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过量紫外线的伤害

（2）水汽

①分布

②作用：

产生云、雾、雨、雪等一系列天气现象。

（3）杂质

①分布：

在近地面大气中，陆地多于海洋，城市多于农村，冬季多于夏季。

②作用

[特别提醒]　自工业革命以来，人类的生产活动向大气中排放许多污染性气体，使大气成分变得复杂，并由此产生了大气污染现象，影响了大气环境的发展变化。

二、大气的垂直分层

1．依据：

大气的温度、密度和运动状况在垂直方向上的差异。

2．分层

分层

气温特点

大气运动状况

与人类的关系

A对流层

对流层气温随高度的增加而递减

对流运动显著

最为密切，天气现象复杂多变

B平流层

随高度增加而上升

以水平运动为主

在15～35千米处形成臭氧层，吸收大量紫外线；

天气晴朗，利于高空飞行

C高层大气

随高度增加先降低后增加

60～500千米高空有若干电离层，对远距离无线电通信有重要作用

（1）氧气是大气中含量最多、最重要的气体组成。

（　　）

（2）臭氧层因强烈吸收红外线而对地表生物有保护作用。

（3）对流层、平流层的温度变化特征相似。

（4）高层大气中的电离层的存在影响人类的无线电通信。

（5）能够见到各种天气变化现象的大气分层是（　　）

A．对流层　　　　　B．平流层

C．高层大气D．臭氧层

提示：

（1）×

　大气中含量最多的气体是氮气。

（2）×

　臭氧层主要吸收太阳辐射中的紫外线。

（3）×

　对流层中温度随高度增加而降低，平流层是相反的。

（4）√　高层大气中的电离层能反射无线电波，影响无线电通信。

（5）A　[对流层中的天气现象复杂多变。

]

　大气的组成

地球形成之初，大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨，缺少氧气，如今的大气成分是地球长期演化的结果，在短时间内不会有明显变化。

但是随着人类的生产、生活等一系列活动，人类排放的大量污染物进入大气，会影响大气的成分和含量，产生大气污染，对生态系统和人类生存造成了不利影响。

问题1　（综合思维）现在大气的主要成分有哪些？

并说明其主要作用。

干洁空气（氮、氧、二氧化碳、臭氧）、水汽和杂质等。

氮是地球上生物体的基本元素；

氧是人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质；

二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并且能吸收地面辐射，对地面起着保温作用；

臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线，保护地球上生物免受伤害；

水汽能产生云、雨、雾、雪等天气现象，伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度；

杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。

问题2　（人地协调观）举例说明人类活动对大气成分的影响，并分析由此带来的环境问题。

人类排放大量二氧化碳，导致全球气候变暖；

人类排放大量的二氧化硫，导致酸雨发生；

人类大量使用制冷剂，导致大气中含有大量氟氯烃，造成臭氧空洞等。

[归纳提升]　大气的主要组成成分及其作用

组成成分

占大气体积　

干洁空气

氮

78%

地球生物体内蛋白质的重要组成部分；

是地球上生物体的基本成分

氧

21%

人类和其他好氧生物维持生命活动必需的物质

很少

是绿色植物进行光合作用的基本原料，并能调节地表温度

极少

能大量吸收紫外线，使生物免受过多紫外线的伤害

水汽

很少，因时因地而异　

水的相变，产生云、雨、雾、雪等一系列天气现象，直接影响地面和大气的温度

杂质

作为凝结核，是成云致雨的必要条件

1．地球大气又称“氮氧大气”，结合地球大气圈25km以下干洁空气的主要成分表，完成

（1）～

（2）题。

气体成分

体积分数（%）

质量分数（%）

氮（N2）

78.08

75.52

氧（O2）

20.94

23.15

氩（Ar）

0.93

1.28

二氧化碳（CO2）

0.03（变动）

0.05

（1）地球大气称为“氮氧大气”是因为两者（　　）

A．占干洁空气成分的99%

B．占大气成分的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．②④

C．①②D．③④

（1）A　

（2）B　[第

（1）题，氮和氧是大气的主要成分，在干洁空气成分中，氮和氧两者约占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，原因一是森林破坏，二是大量燃烧化石燃料。

　大气的垂直分层及各层与人类的关系

材料一　2019年3月10日，埃塞俄比亚航空公司航班ET302，计划由埃塞首都亚的斯亚贝巴的博莱国际机场起飞，前往肯尼亚首都内罗毕。

飞机起飞后6分钟坠毁，机组人员及乘客157人全部遇难。

材料二　大气的垂直分层示意图

问题1　（区域认知）空难多数发生在飞行的哪一阶段？

空难多发生在起飞或降落阶段，这一阶段处于对流层中，对流层大气对流旺盛，天气多变。

问题2　（区域认知）图中的平流层为什么适合航空飞行？

平流层的气温下低上高，空气难以对流，大气以水平运动为主，飞机飞行时不会上下颠簸；

平流层少水汽和尘埃，天气晴朗少变，能见度高，利于飞机飞行。

问题3　（区域认知）对流层的气温在垂直方向上分布有何特点？

该层的厚度随纬度如何变化？

为什么？

对流层的气温随高度增加而降低。

对流层的厚度随纬度增高而降低。

低纬地区受热多，气温高，空气对流旺盛，所以高度大；

高纬地区受热少，对流较弱，所以高度小。

问题4　（综合思维）在高层大气中，部分地区温度可达数千摄氏度，可飞行器却不会被烧毁，为什么？

高空大气中空气稀薄，航天飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。

[归纳提升]　大气的垂直分层及各层与人类的关系

高度范围

主要特点

特点成因

对流层

低纬：

17～18千米

中纬：

10～12千米

高纬：

8～9千米

气温随高度的增加而降低（每升高100米，气温大约降低0.6℃）

地面是对流层大气的直接热源

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

该层上部冷，下部热

天气现象复杂多变

几乎全部的水汽、杂质集中在该层，对流运动易成云致雨

平流层

从对流层顶至50～55千米

气温随高度增加而增加

该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线

人类生存环境的天然屏障，利于航空飞行

该层大气上热下冷，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

大气密度极小

距地面远，受到引力小

电离层能反射无线电短波，对无线电通信有重要作用

[知识拓展]　　逆温现象

（1）逆温现象的几种情况

在对流层中，气温是随着海拔的升高而逐渐降低的，但在某些特殊的情况下，对流层气温会出现下列情况：

①海拔上升，气温升高。

②海拔每上升1000米，气温下降幅度小于6℃，这就是逆温现象。

如下图所示，图中甲属于情况②，乙、丙、丁属于情况①。

（2）逆温现象对人类生产、生活的影响

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，它使能见度降低，给人们的出行带来不便，甚至造成交通事故。

②加剧大气污染。

由于逆温现象的存在，空气垂直对流受阻，就会使近地面污染物不能及时扩散，从而危害人体健康。

如果位于盆地内，将会更加严重。

③对航空造成影响。

逆温现象如果出现在低空，多雾天气给飞机起降带来麻烦。

而逆温现象如果出现在高空，却对飞机飞行极为有利，因为逆温现象的出现会阻碍空气垂直对流运动，飞机在飞行中不会有大的颠簸，飞行平稳。

2．下图为大气垂直分层示意图。

读图，回答

（1）～

（2）题。

（1）图中正确表示大气层气温垂直变化的曲线是（　　）

A．①　　　　　　　　　　B．②

C．③D．④

（2）对无线电短波通信具有重要意义的电离层位于（　　）

A．Ⅰ层顶部B．Ⅱ层底部

C．Ⅱ层中部D．Ⅲ层

（1）B　

（2）D　[第

（1）题，从温度变化趋势看，①②正确，但①曲线在Ⅱ层上半部分气温变化出现错误，故只有②正确。

第

（2）题，高层大气（Ⅲ层）中存在若干电离层。

3．奥地利著名极限运动员鲍姆加特纳曾从距地面高度约3.9万米的氦气球携带的太空舱上跳下，并成功着陆。

下图为大气垂直分布图，下列说法正确的是（　　）

A．①大气层在全球各地的分布高度都是相同的

B．②大气层的气流以水平运动为主，利于飞机高空飞行

C．鲍姆加特纳起跳的地点应该位于图中的③大气层

D．③大气层距离地面远，对人类没有任何影响

B　[①大气层为对流层，分布高度从赤道向两极递减；

②大气层为平流层，气流以水平运动为主，利于飞机高空飞行；

鲍姆加特纳起跳的地点为距地面高度约3.9万米处，位于平流层（②大气层）；

③大气层中有电离层，对无线电通信有重要影响。

题组1　大气的组成

1．下列大气成分中，属于生物维持生命活动所必需的物质是（　　）

A．氧气　　　　　　　　　B．氮气

C．二氧化碳D．臭氧

A　[大气中的氧气是人类和其他好氧生物维持生命活动所必需的物质。

2．大气中二氧化碳的主要作用是（　　）

A．调节地表温度B．维持生物的呼吸

C．保护地球生命D．构成生物体组成

A　[二氧化碳含量很少，既是绿色植物进行光合作用的基本原料，也对地面有保温作用。

题组2　大气的垂直分层

气球作为探空的工具已被广泛使用，如图所示，一探空气球由地面上升至高空100km处。

据其可能探测到的现象，完成3～4题。

3．探空气球记录的随高度增加而气温变化的规律可能是（　　）

A．一直递减

B．一直递增

C．递增→递减→递增→递减

D．递减→递增→递减→递增

4．探空气球探测到水汽集中在（　　）

A．对流层B．平流层

C．高层大气D．电离层

3．D　4.A　[第3题，从图中看到该气球所在高度约为100km，处于高层大气中，所以该探空气球飞越了对流层、平流层、高层大气，气温变化符合D项描述。

第4题，大气总质量的四分之三集中在对流层，对流层以上云雨绝迹，故几乎所有的水汽和杂质集中在对流层。

（生活中的地理）近几年入冬以来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题已引起全社会高度关注。

下图是气温垂直分布的四种情形。

读图，回答5～6题。

5．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顺序的是（　　）

A．①→②→③→④B．④→①→②→③

C．③→④→①→②D．②→③→④→①

6．图中最有利于大气污染物扩散的情形是（　　）

A．①B．②

5．D　6.A　[第5题，大气越稳定，越有利于雾霾的形成，而逆温出现时大气较稳定，故雾霾的生消过程与逆温过程大体一致。

②→③→④→①是逆温由出现到消失的过程，所以D项正确。

第6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，即三幅图中大气均存在逆温层。

逆温层底部气温低、顶部气温高，不利于空气的对流运动，大气污染物不易扩散。

教材P66探究：

1．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”，每年的9月16日被定为保护臭氧层国际日。

2．除了教材中提到的臭氧层被破坏之外，全球性大气环境问题还包括全球变暖和酸雨等。

全球变暖主要是由于人类向大气排放越来越多的二氧化碳等温室气体，温室效应不断增强的结果。

酸雨主要由于人类向大气排放的各种酸性气体（如二氧化硫等）不断增多，出现酸碱度（pH）低于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水。

教材P68活动：

雾是由大量悬浮在近地面空气中的微小水滴或冰晶组成的气溶胶系统。

霾是空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子的集合体，能够使空气混浊。

两种物质的组成不同，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，前者指空气中水平能见度低于1千米，后者指低于10千米。

两者在日出后变化较大，雾日出后即散，霾日出后不会消散。

霾的固态颗粒物来自汽车尾气、工业废气、燃煤取暖产生的废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等。

霾的危害主要有两方面：

一是对人体产生的危害，比如对呼吸系统、心血管系统等的影响；

二是对生态环境和交通造成的危害，比如霾天气时，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P71－72活动：

1．

（1）相较于重庆、武汉、长沙、上海，贵阳虽然纬度较低，位于亚热带，但由于其处在云贵高原，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，最低处海拔不到1000米，且所在的纬度也比较低，故3月份气温已经较高，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，则抑制了对流的发生，导致近地面污染物不易扩散，进而可能造成大气污染。

（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。

从20世纪30年代至60年代，发生了8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等。