高一地理大气的组成和垂直分层.docx

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高一地理大气的组成和垂直分层

2.1大气的组成和垂直分层

★教学目的

1.了解大气的组成及其作用；认识人类活动对大气成分的影响；知道大气的结构，掌握对流层和平流层大气的特点。

2.培养读图、阅读和概括能力；运用对比法分析地理问题的能力。

3.了解人类活动对大气环境的影响和作用，树立人类及环境相互协调、走可持续发展道路的观念和意识。

★重点、难点

1.重点：

大气主要成分的环境意义；对流层、平流层大气的特点；人类活动及各层大气的关系

2.难点：

大气垂直分层的依据；对流层、平流层大气的特点。

★教材内容分析

本章是讲述人类生存及发展的自然环境的重要组成部分，及第一章地球的宇宙环境相比，它所揭示的"人及自然"的关系更为密切，阐明为人类提供的生存空间的条件更为广阔。

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体。

本节教材的涉前、涉后的知识较多，是整个单元的基础。

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等，对于这些内容要主要不要讲得太细，要点到为止，考虑到以后的教学。

★教学方法

启发式；读图分析法；对比讨论法；资料分析法

★课时安排：

1.5课时

★教学过程

引入新课：

地球是宇宙中既普通又特殊的一颗行星，特殊的是它拥有生命，正是因为有了大气才使得生命的形成有了可能，从今天开始我们一起学习第二单元“大气环境”。

新课讲授：

[板书]第二单元　大气环境

读书第28页，思考：

地球表面的大气有什么作用？

[板书]引言

围绕在地球周围的厚厚的大气，阻挡了来自宇宙和太阳的有害辐射，成为地球上生物生存不可缺少的保护层；大气既提供了动植物维持生命活动所需要的各种气体，又对地球自然环境产生深刻的影响。

例如，地面上的水蒸发成水汽进入大气，大气中的水汽又凝结成雨、雪等降落地面，使得地球上的水循环不止。

又如，增温、降温、刮风、下雨等大气现象，在漫长的地质年代里，不断地雕塑着地球表面的形态。

如果地球上没有大气，也就没有生物界，没有人类及其赖以生存和发展的自然环境。

大气是地球自然环境最活跃的组成部分。

过渡：

下面，我们先了解一下大气的组成和结构。

[板书]第一节　大气的组成和垂直分层

一、大气的组成及其作用

大家想一想，在我们周围的大气中，除了纯净的空气，还有些什么物质？

读表2-1，"干洁空气的主要成分"，回答下列问题：

1．干洁空气的主要成分是什么？

各有什么作用？

氧是人类和一切生物维持生命活动所必需的物质；氮是地球上生物体的基本成分。

大气中的微量成分二氧化碳和臭氧，含量虽少，但对地球上的生命活动和自然环境有着重要作用。

二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料，并对地面起保温作用。

臭氧能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，被誉为“地球生命的保护伞”；而穿透大气射到地面上的少量紫外线，又对人们起到杀菌治病作用。

2．除了氮和氧，干洁空气中还有哪些气体呢？

各有何作用？

思考：

空气中的水汽和固体杂质又有什么作用？

是天气变化的重要角色。

水汽的相变（气态、液态、固态三者的互相转变），产生了云、雨、雾、雪等一系列天气现象，并伴随着热量的吸收和释放，直接影响地面和大气的温度。

固体杂质作为凝结核，是成云致雨的必要条件。

大气中水汽和固体杂质的含量因时因地而异。

氮――生物体的基本成分

干洁空气氧―－维持生命活动

二氧化碳――对地面起保温作用

臭氧――地球生命的保护伞

固体杂质和水汽――成云致雨的必要条件

然而，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。

资料：

（1）由于煤、石油等矿物燃料的使用越来越多，人类社会每年排放的二氧化碳总量在过去三十年里增加了一倍，再加上大量砍伐森林，减少了绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳的能力，大气中二氧化碳的浓度在过去三十年里增长了12％。

（2）氯氟烃是一种人工合成的化合物，主要用于制冷剂、火箭推进剂等，到80年代中期为止，全球氯氟烃的年消费量已达到100万吨。

提问：

大气组成的这种变化，会产生什么影响？

小结：

1．如果二氧化碳继续增加，地球持续不断变暖，对人类生存将产生严重影响。

它将使极地冰雪融化、海平面上升，世界上许多的桑田将变成沧海。

2．氯氟烃给人类带来的危害是正在损害大气的臭氧层，导致全世界皮肤癌发病率上升和全球气温增高。

由于人类活动造成的危害是全球性的，目前，已引起了国际社会的高度重视，纷纷采取措施，保护全球的大气环境。

二、大气的垂直分层

思考：

非洲最高的山峰乞力马扎罗山，地处赤道附近，山顶却终年积雪，这是为什么？

气温随海拔高度的增加而递减，乞力马扎罗山海拔高（接近6000米），因此，山顶气温很低，终年积雪。

大气的质量虽然只相当于地球质量的百万分之一，却分布在地球外围2000～3000千米的大气层中，在这厚厚的大气层中，气温随高度的增加是不是一直递减呢？

读图2-1"大气的垂直分层"图，并阅读课文，思考以下问题：

1.地球大气共分哪几层？

2.在不同纬度，对流层高度是否一样？

为什么？

3.对流层和平流层的气温如何随高度而变化？

原因是什么？

4.对流层和平流层中，大气运动的特点是什么？

5.对流层和平流层大气及人类有何关系？

6.为什么说平流层是人类生存环境的天然屏障？

每组找代表讲述一个问题。

教师小结：

1．地球大气自下至上可分为对流层、平流层和高层大气。

2．不同纬度，对流层高度不一样。

这是因为：

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。

3．对流层气温随高度升高递减；平流层气温随高度升高递增。

这是因为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。

4．在对流层中，由于空气上冷下暖，使得热的地方气温高，空气密度小，容易产生空气的上升运动，冷的地方因有空气流向热的地方，从而产生下沉运动，这样就形成了大气的对流运动，所以，对流层是以对流运动为主；而平流层上热下冷，大气稳定，不易形成对流，因此以水平运动为主。

5．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，及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。

6．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。

列表归纳：

★总结：

人们是这样比喻地球上的大气的：

（1）大气是地球生命的保护伞；

（2）大气是地球的空调器；（3）大气是地球生命呼吸所需氧气的源泉；（4）大气是风云变幻的大舞台。

可见，大气对自然环境和人类有着重要的影响；大气的垂直分层则是地球大气的主要特征，其中，对流层是及人类关系最为密切的层次；目前，由于人类活动造成的大气污染对大气的成分影响越来越明显，已经引起了国际社会的广泛重视。

★布置作业1．地图册p45。

2．《课程基础训练》p12　★板书设计

第二单元　大气环境

引言：

大气的重要作用

第一节　大气的组成和结构

一、大气的组成及其作用：

二、大气的垂直分层

★参考资料：

地球大气的由来

人类赖以生存的大气，是围绕着整个地球的一个巨大的气体圈层，称为大气圈。

大气在没有污染的情况下是透明、无色、无味、无臭的。

这层大气由许多种气体组成，其中所包含的氧气对于人类的生存最为重要。

这层大气处在不停的运动这中，我们所感到的风就是空气运动的表征。

这层空气可以传递声波，帮助人类进行语言交流。

这层大气的存在，还可以阻止有害于人类健康的辐射线进入人类居住的环境，保护人类的正常生活和世代繁衍。

……这层大气对于人类和社会的进步是太重要了。

大气还以它变幻莫测的魅力吸引着人们。

很早以前，人们就对这令人扑朔迷离的大气世界，产生了极大的兴趣。

特别对于它的“身世”是最关心的了。

大气是怎样诞生的？

原始大气是什么样子？

是否及今天的大气一样？

……这一系列的问题，一直争论至今。

人们都承认，地球大气是伴随着地球的形成过程，经过了亿万年的不断“吐故纳新”，才演变成今天的这个样子。

但它是怎样演变的呢？

一般认为，地球大气的演变过程可以分为三个阶。

原始大气阶段

大约在50亿年前，大气伴随着地球的诞生就神秘地“出世”了。

也就是拉普拉斯所说的星云开始凝聚时，地球周围就已经包围了大量的气体了。

原始大气的主要成分是氢和氦。

当地球形成以后，由于地球内部放射性物质的衰变，进而引起能量的转换。

这种转换对于地球大气的维持和消亡都是有作用的，再加上太阳风的强烈作用和地球刚形成时的引力较小，使得原始大气很快就消失掉了。

次生大气阶段

地球生成以后，由于温度的下降，地球表面发生冷凝现象，而地球内部的高温又促使火山频繁活动，火山爆发时所形成的挥发气体，就逐渐代替了原始大气，而成为次生大气。

次生大气的主要成分是二氧化碳、甲烷、氮、硫化氢和氨等一些分子量比较重的气体。

这些气体和地球的固体物质之间，互相吸引，互相依存。

气体没有被地球偌大的离心力所抛弃，而成为大气的第二次生命棗次生大气。

今日大气阶段

随着太阳辐射向地球表面的纵深发展，光波比较短的紫外线强烈的光合作用，使地球上的次生大气中生成了氧，而且氧的数量不断地增加。

有了氧，就为地球上生命的出现提供了极为有利的“温床”。

经过几十亿万年的分解、同化和演变，生命终于在地球这个襁褓中诞生了。

原始的单细胞生命，在大气所纺织成的“摇蓝”中，不断地演变、进化，终于发展成了今天主宰世界文明的高级人类。

今天的大气也在这个过程中，获得了如此一个“美满的家庭”。

今天的大气虽然是由多种气体组成的混合物，但主要成分是氮，其次是氧，另外还有一些其它的气体，但数量则极其微小的。

今天的大气之所以形成这种情况，是由于地球长期演化的结果。

关于今天的大气成分为什么是这样？

它们是怎样长期演化来的，目前主要有两种看法。

一种看法认为今天的大气就是从地球原始大气演化而来的。

另一种看法则认为，原始大气已经不存在了，现在的大气是由于地球内部火山活动所喷发出的物质演化成的。

为了分析说明这个问题，我们可以和地球的左邻右舍（金星和火星）进行一下对比。

根据探测资料，金星的大气成分主要是碳酸气，它的下部主要是二氧化碳，另外还有少量的氧、氮、碳、氖、氦、水汽，上部有原子状态的氧。

火星的大气成分主要是二氧化碳，另外还有些氨（NH）、氢、氧、水汽等物质。

那么是不是以前的大气也是这样的呢？

作为一个问题可以这样考虑。

假如地球原始大气也是以碳酸气为主的话，那么为什么和今天以氮和氧为主的成分不一样？

假如地球大气主要是火山喷发出来的，根据现在火山喷发的资料来看，火山喷发物质中主要是水汽，占81％，二氧化碳占10％，另外还有氮、硫等等，但没有游离状态的氧。

由此，可见，无论是从原始大气来看，还是从火山喷发气体中的这些成分都很少。

而且大气中自从有了自由氧，才可能有臭氧的形成。

有了氧，原始大气中的一氧化碳，经过氧化成为二氧化碳，甲烷经氧化成为水汽和二氧化碳，氨经氧化成为水汽和氮，因而二氧化碳才占优势。

二氧化碳在初始大气中占的分量很大，但是由于光合作用的发展，碳大量的被用来构成生物体，另外一部分碳溶解于海洋，成为海洋生物发展的一种物质。

当大气中的二氧化碳较多时，溶解到海水体中的二氧化碳就相对增多。

现在有一种看法认为，由于化石燃料的燃烧，二氧化碳的浓度在增大。

但在二氧化碳浓度增大的同时，自然界生态平衡的结果也不可能