1、第二章第二章地球上的大气地球上的大气 地球不同于其他星球的特征之一，是具有适宜生物生存地球不同于其他星球的特征之一，是具有适宜生物生存的大气。包围着地球的厚厚的大气，是生物乃至地球的保护的大气。包围着地球的厚厚的大气，是生物乃至地球的保护层。人类活动可能导致大气某些成分及其含量发生变化，并层。人类活动可能导致大气某些成分及其含量发生变化，并影响自然环境和人类自身。大气运动是地球上热量传输的重影响自然环境和人类自身。大气运动是地球上热量传输的重要途径，也是各种天气变化和气候形成的基础。要途径，也是各种天气变化和气候形成的基础。2012年年10月月14日，奥地利日，奥地利“坠落坠落人人”鲍姆加特纳
2、在美国西南部乘鲍姆加特纳在美国西南部乘坐太空舱升空。约坐太空舱升空。约3小时后，他小时后，他上升至上升至39千米高空。随后，他从千米高空。随后，他从那里跳下，那里跳下，4分钟后才打开降落分钟后才打开降落伞，成为第个自由落体速度超音伞，成为第个自由落体速度超音速的人速的人(图图2，1)。他配备的特制。他配备的特制宇航服，外表绝缘，密封的内层宇航服，外表绝缘，密封的内层中填充加压氧气中填充加压氧气;头盔内有液氧系头盔内有液氧系统，护目镜中装有温度调节器。统，护目镜中装有温度调节器。39千米高空的大气与地面大气有千米高空的大气与地面大气有哪些不同哪些不同?鲍姆加特纳为什么需要配备特制鲍姆加特纳为什么
3、需要配备特制宇航服宇航服?第一节第一节大气的组成和垂直分层大气的组成和垂直分层一、大气的组成干洁干洁空气空气水汽水汽固体固体杂质杂质氮气氮气氧气氧气二氧化碳二氧化碳臭氧臭氧地球上生物体的基本元素地球上生物体的基本元素人类和其他生物维持生命活人类和其他生物维持生命活动所必需的物质动所必需的物质绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，绿色植物进行光合作用的基本原料，另外，它吸收地面辐射的能力强，使气温升高它吸收地面辐射的能力强，使气温升高臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气増温臭氧能吸收太阳光中的紫外线，使大气増温;减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用。减少到达地面的紫外线，对生物具有保护作用。天
4、气变化作用角色，产生云雾雨雪一系列天气现象；天气变化作用角色，产生云雾雨雪一系列天气现象；直接影响地面和大气的温度。直接影响地面和大气的温度。水汽凝结核，成云致雨的必要条件水汽凝结核，成云致雨的必要条件二氧化碳含二氧化碳含量不断增加。量不断增加。原因：原因：化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；化石燃料的燃烧，会释放二氧化碳；毁林，森林面积缩小，会减少二氧毁林，森林面积缩小，会减少二氧 化碳化碳 的吸收量。的吸收量。活动：了解大气含氧量减少对人体产生的影响活动：了解大气含氧量减少对人体产生的影响大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学研究适当的缺氧环境利于激发运动大气中氧气含量对人体健康至关重要。科学
5、研究适当的缺氧环境利于激发运动员的运动潜力。但含氧量大低会危害人体健康甚至危及生命。员的运动潜力。但含氧量大低会危害人体健康甚至危及生命。地点地点榆中榆中多巴多巴海埂海埂兴隆兴隆呈贡呈贡海拔海拔/m19962366188821181906经度经度10402E10131E10241E11722E10248E纬度纬度3552N3640N2501N4036N2453N我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡等国我国已建成甘肃榆中、青海多巴、云南海埂、河北兴隆、云南呈贡等国家级高原体育训练基地家级高原体育训练基地(表表2.1)。1.在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯
6、尼亚的中在奥运会等世界重大体育赛事中，来自非洲埃塞俄比亚、肯尼亚的中长跑运动员往往成绩优异。在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它长跑运动员往往成绩优异。在非洲地形图上，找出这两个国家，归纳它们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异们共同的地形特点。由此，你能推测这两个国家中长跑运动员成绩优异的原因吗的原因吗?表表2.2不同海拔与海平面的含氧量比不同海拔与海平面的含氧量比海拔海拔/m01000200030004000含氧量比%10089787061肯尼亚肯尼亚埃塞俄比亚埃塞俄比亚埃塞俄比亚、肯尼亚地形为高原，海拔高，空气稀薄，有利于激埃塞俄比亚、肯尼亚地形为高原，海拔高，
7、空气稀薄，有利于激发运动员的潜力。发运动员的潜力。3.目前，世界公认的平原运目前，世界公认的平原运动员进行高原训练的最佳高动员进行高原训练的最佳高度为海度为海1800-2400米。米。表表2.1中所列的高原训练基地中所列的高原训练基地的海拔在这个范内吗的海拔在这个范内吗?参照表参照表22推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成的原因。推测运动员在更高海拔训练反而达不到理想成的原因。2.在中国地图在中国地图(地图册或地图册或教学挂图教学挂图)上找到表上找到表2.1所列的高原训练基地的所列的高原训练基地的位置。位置。海拔海拔/m01000200030004000含氧量比%10089787061河北
8、兴隆河北兴隆甘肃榆中甘肃榆中青海多巴青海多巴云南海埂云南海埂云南呈贡云南呈贡海拔越高，空气越稀薄，大气中含氧量越低，超过了人体的耐受力，会危及海拔越高，空气越稀薄，大气中含氧量越低，超过了人体的耐受力，会危及运动员身体健康，反而达不到理想成绩。运动员身体健康，反而达不到理想成绩。1.对流层对流层（1）气温特征）气温特征气温随海拔高度增加而降低（每上气温随海拔高度增加而降低（每上升升1000米气温下降米气温下降6C）热量来自于地面。热量来自于地面。（2）大气运动特征）大气运动特征上冷下热，对流运动显著。上冷下热，对流运动显著。（3）天气特征）天气特征复杂多变。风云雨雪发生在此层。复杂多变。风云雨
9、雪发生在此层。二、大气的垂直分层二、大气的垂直分层2.平流层平流层（1）气温特征）气温特征气温随海拔高度增加而升高。气温随海拔高度增加而升高。原因：臭氧吸收紫外线紫外线。原因：臭氧吸收紫外线紫外线。（2）大气运动特征）大气运动特征水平运动。原因：大气上热下冷水平运动。原因：大气上热下冷（3）天气特征）天气特征水汽杂质含量很少，晴朗无云雨，水汽杂质含量很少，晴朗无云雨，适合航空飞行适合航空飞行二、大气的垂直分层二、大气的垂直分层对流层对流层平流层平流层高层大气高层大气天气以天气以及与人及与人类关系类关系大气运大气运动动温度变温度变化化范围范围高层高层大气大气平流层平流层对流层对流层层次层次特点特
10、点高度因纬高度因纬度而异。度而异。低纬低纬17-18KM,高高纬纬8-9KM气温随气温随高度升高度升高而递高而递减。热减。热量来自量来自地面地面。对流运对流运动。原动。原因：大因：大气上冷气上冷下热下热集中了大气集中了大气圈质量圈质量3/4几乎全部水几乎全部水汽杂质。产汽杂质。产生风云雨雪生风云雨雪天气。人类天气。人类活动在底部。活动在底部。自对流层自对流层顶部至顶部至50-55KM气温随高气温随高度升高而度升高而上升。臭上升。臭氧吸收紫氧吸收紫外线。外线。水平运水平运动。原动。原因：大因：大气上热气上热下冷下冷22-27KM形成形成臭氧层，地臭氧层，地球生命保护球生命保护伞。水汽杂伞。水汽杂
11、质含量很少质含量很少晴无云雨适晴无云雨适合航空飞行。合航空飞行。平流层以平流层以上的大气上的大气温度先降（没有臭温度先降（没有臭氧吸收紫外线）后氧吸收紫外线）后升（大气吸收更短升（大气吸收更短波长的太阳紫外线）波长的太阳紫外线）夜晚看到流星。夜晚看到流星。有若干电离层能有若干电离层能反射无线电波。反射无线电波。1.关于大气成分的叙述关于大气成分的叙述,正确的是正确的是()A.低层大气是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成低层大气是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成B.氮气是大气中最重要的温室气体氮气是大气中最重要的温室气体C.臭氧大量吸收紫外线臭氧大量吸收紫外线,被誉为被誉为“地球生命的保护伞地球生
12、命的保护伞”D.杂质主要分布在高空杂质主要分布在高空,是成云致雨的是成云致雨的必要条件必要条件C2.下列关于大气中二氧化碳作用的叙述下列关于大气中二氧化碳作用的叙述,正确的是正确的是()A.能吸收太阳光中的紫外线能吸收太阳光中的紫外线,增加大气温度增加大气温度B.能分解氧分子与氮分子为原子能分解氧分子与氮分子为原子,使大气强烈增温使大气强烈增温C.能吸收并放射长波辐射能吸收并放射长波辐射,对地面起到保温作用对地面起到保温作用D.能反射和散射太阳辐射能反射和散射太阳辐射,增加大气温度增加大气温度3.一架飞机从赤道飞往北极一架飞机从赤道飞往北极,一直保持在一直保持在12千米的高度千米的高度,这这架
13、飞机是从架飞机是从A.对流层飞往对流层对流层飞往对流层B.对流层飞往平流层对流层飞往平流层C.平流层飞往对流层平流层飞往对流层D.平流层飞往平流层平流层飞往平流层CB4.关于平流层的叙述关于平流层的叙述,正确的是正确的是()A.大气以平流运动为主大气以平流运动为主,故称平流层故称平流层B.气温随高度增加而降低气温随高度增加而降低C.该层中的氧原子可大量吸收紫外线该层中的氧原子可大量吸收紫外线 D.天气现象复杂多变天气现象复杂多变5.关于高层大气的叙述正确的是关于高层大气的叙述正确的是()A.气温随着海拔高度的升高而增加气温随着海拔高度的升高而增加B.能反射无线电波能反射无线电波,对无线电通信有
14、重要作用对无线电通信有重要作用C.上部热、下部冷上部热、下部冷,大气稳定大气稳定,利于高空飞行利于高空飞行D.气压低气压低,但空气密度大但空气密度大AB6.下列关于大气各层与人类关系的叙述下列关于大气各层与人类关系的叙述,正确的是正确的是()A.对流层大气对流运动显著对流层大气对流运动显著,有利于飞机飞行有利于飞机飞行B.对流层大气复杂多变对流层大气复杂多变,不利于人类生存不利于人类生存C.因为平流层中的臭氧能吸收太阳紫外线因为平流层中的臭氧能吸收太阳紫外线,平流层成为人类生平流层成为人类生存环境的天然屏障存环境的天然屏障D.高层大气中水汽、杂质极少高层大气中水汽、杂质极少,有利于高空飞行有利
15、于高空飞行C 臭氧层因吸收大部分紫外线而被誉为臭氧层因吸收大部分紫外线而被誉为“地球生命的保护伞地球生命的保护伞”,但目前臭氧但目前臭氧在减少。图中每种紫外线宽度变化代表其浓度变化。回答在减少。图中每种紫外线宽度变化代表其浓度变化。回答(1)、(2)题。题。(1)据图判断据图判断,臭氧层臭氧层(臭氧浓度最大臭氧浓度最大)的的海拔海拔()A.015kmB.1530km C.3045kmD.4560km(2)如果图示中臭氧浓度减少如果图示中臭氧浓度减少,导致导致地地面生面生物受到伤害最大的紫外线物受到伤害最大的紫外线波段波段是是()A.UV-aB.UV-b C.UV-cD.三种相同三种相同根据图示
16、每种紫外线宽度变化代表其浓度变化根据图示每种紫外线宽度变化代表其浓度变化,图示图示UV-b在臭氧层大量减少在臭氧层大量减少,反反映臭氧层能大量吸收映臭氧层能大量吸收UV-b的紫外线的紫外线,故臭氧浓度减少故臭氧浓度减少,导致导致 UV-b 紫外线到达地紫外线到达地面大幅增加面大幅增加,导致伤害地面生物。导致伤害地面生物。BB下下图为大气的垂直分层示意图。读图完成图为大气的垂直分层示意图。读图完成(1)、(2)题。题。(1)a层与人类的关系最密切层与人类的关系最密切,对其表对其表述正确的是述正确的是()A.水平运动明显水平运动明显B.气温随高度升高而升高气温随高度升高而升高C.密度随高度升高而增
17、加密度随高度升高而增加D.天气现象复杂多变天气现象复杂多变(2)与与a层相比层相比,b层层()A.能大量吸收紫外线能大量吸收紫外线B.随高度升高气温降低随高度升高气温降低C.空气中水汽含量较大空气中水汽含量较大D.对流运动旺盛对流运动旺盛DA2.探究大气成分的作用探究大气成分的作用:阅读材料阅读材料,探究下列问题。探究下列问题。地球形成之初地球形成之初,大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨大气的主要成分是二氧化碳、一氧化碳、甲烷和氨,缺少缺少氧气氧气,如今的大气成分是地球长期演化的结果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。在短时间内不会有明显变化。但是随着人类的
18、生产、生活等一系列活动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会影响大气的成分和含量,产生大气污染产生大气污染,对生态系统和人类生存造成了不利对生态系统和人类生存造成了不利影响。影响。(1)现在大气的主要成分有哪些现在大气的主要成分有哪些?并说明其主要作用。并说明其主要作用。提示提示:干洁空气干洁空气(氮、氧、二氧化碳、臭氧等氮、氧、二氧化碳、臭氧等)、水汽和杂质等。氮是地球、水汽和杂质等。氮是地球上生物体的基本元素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氧是人类和其他生物维持生命活动所必需的物
19、质;二二氧化碳是绿色植物进行光合作用的基本原料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并且能吸收地面辐射,对地面对地面有保温作用有保温作用;臭氧能大量吸收太阳光中的紫外线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伴随着热量的吸收和释放,直接影直接影响地面和大气的温度响地面和大气的温度;杂质可作为凝结核杂质可作为凝结核,是成云致雨的必要条件。是成云致雨的必要条件。(2)举例说明人类活动对大气成分的影响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
20、并分析由此带来的环境问题。境问题。提示提示:人类排放大量二氧化碳人类排放大量二氧化碳,导致全球气候变暖导致全球气候变暖;人类排放大量的二氧化硫人类排放大量的二氧化硫导致酸雨发生导致酸雨发生;人类大量使用制冷剂人类大量使用制冷剂,导致大气中含有大量氟氯烃导致大气中含有大量氟氯烃,造成臭氧造成臭氧空洞等。空洞等。探究二大气的垂直分层探究二大气的垂直分层探究探究大气的垂直分层大气的垂直分层:通过教材第通过教材第31页图页图2.5 大气的垂直分层示意大气的垂直分层示意,探究以下问题。探究以下问题。(1)大气垂直分层的依据是什么大气垂直分层的依据是什么?提示提示:垂直方向上大气的温度、运动状况和密度。垂
21、直方向上大气的温度、运动状况和密度。(2)对流层大气在气温、气流状况及与人类关系方面对流层大气在气温、气流状况及与人类关系方面,各有哪些特点各有哪些特点?提示提示:对流层对流层,气温特点是气温随高度增加而递减。下部热气温特点是气温随高度增加而递减。下部热,上部冷上部冷,空气不稳定空气不稳定,气流特征是对流运动显著气流特征是对流运动显著,易成云致雨易成云致雨;天气现象复杂多变天气现象复杂多变,与人类关系最密切。与人类关系最密切。(3)人类生存环境的天然屏障指的是哪一层人类生存环境的天然屏障指的是哪一层?为什么为什么?该层空该层空气的主要运动方式是什么气的主要运动方式是什么?气温在垂直方向上如何变化气温在垂直方向上如何变化?提示提示:平流层。该层中有臭氧层平流层。该层中有臭氧层,能强烈吸收太阳光中的紫外线能强烈吸收太阳光中的紫外线,使地球使地球生命免受过量紫外线的伤害。该层空气以平流运动为主。气温随高生命免受过量紫外线的伤害。该层空气以平流运动为主。气温随高度增加而增加。度增加而增加。(4)在高层大气中在高层大气中,部分地区温度可达数千摄氏度部分地区温度可达数千摄氏度,可飞行器却可飞行器却不会被烧毁不会被烧毁,为什么为什么?提示提示:高空大气中空气稀薄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航天飞行器从中吸收和与之摩擦产生的热量有限。有限。
